电机学第三篇交流电机的共同问题汇总.ppt

第三篇 交流电机的共同问题;第七章 交流电机绕组及其感应电动势;一、旋转电机结构上的共同点： 定子，转子，绕组三个主要部分。 一般由励磁绕组产生磁场，电枢绕组上实现机-电能量的转换。励磁绕组和电枢绕组可以在定子上也可以在转子上，之间有气隙隔开。 电枢绕组与磁场的相对运动，同时产生感应电势，感应电势电流和磁场相互作用产生电磁转矩。;交流电机定子;鼠笼式转子;绕线式转子;;;;;二、电机的可逆性;;特点：1、三相电枢（定子）在空间按120°对称布置。 2、转子转速和旋转磁场转速相同(同步)。 3、三相感应电势互差120°电角。;四、异步电机的基本作用原理（常作电动机）;1、三相空间对称定子绕组（按极对数），转子为三相短路绕组。 2、当三相空间对称绕组通以三相对称电流时，产生旋转磁场，切割转子绕组，转子导体中产生感应电流，与磁场相互作用，形成电磁转矩。 3、设磁场转速为n1（同步转速），转子转速为n，则转子绕组中产生感应电流的必要条件是n1-n≠0， 才有磁场对导体的切割。以转 差率S=(n1-n)／n1表示。 4、转子转速与同步转速不同，异步电机;交流电机绕组主要是同步电机电枢绕组和异步电机励磁绕组，部置在定子槽中。如以三相交流绕组为例，绕组构成的原则是： 对称：每相绕组在定子空间占位对称； 均匀：各相间在定子空间错位为120°电角度；保证各相的电动势和磁动势要对称，电阻、电抗要平衡； 电势相加：线圈两个圈边的感应电势应该相加，如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。;元件（线圈）;术语1：电角度;术语2：相带;术语3：每极每相槽数q;术语4：槽距角?;术语6：节距 y (跨距);分析工具：槽导体电势星形图;交流绕组通电以后，必须形成规定的磁场极数； 多相绕组必须对称，m相绕组的轴线在空间互差360/m的电角度； 合成电动势和磁动势的波形要接近于正弦形； 在一定的导体数下，获得较大的基波电势和基波磁势，三相绕组尽可能采用60°相带； 绕组的铜耗要小，用铜量要省； 绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好，制造要方便。;一、三相单层绕组;每槽电相角;极对;a z b x c y a z b x c y ; 以a相为例，a相的一个极绕组为1-7-2-8占去4槽，若为整距，y=τ，则另一极绕组只能形成同极性磁极∴相距 Z／P = 24／2 = 12槽，为13-19-14-20 。a相完成。;（3）连相绕组（串联与并联，电势相加原则）： 将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。 ;说明： 属于a相8个槽，即l、2、7、8、13、14、19、20. 根据槽导体电势星形图，按电势相加原则构成元件，每个元件都是整距，y=τ=6槽，即每元件的跨距为6个槽，同为单层，每相每对极可以连接成一个元件组。 2对极，每相2个元件组，1—7—2—8，13一19一14—20。 元件组之间可串联或并联形成不同并联支路数. 单层绕组每相有p个元件组，如串联方式连接，则并联支路a＝1，相电势E=pEq，相电流I＝Ic。每相功率P＝EI＝pEqIc。;根据相间120°电角差可安排b相绕组的槽位置为5-11-6-12和17-23-18-24；c相绕组的槽位置为9-15-10-16和21-3-22-4。完成三相绕组布置。;;链式绕组适用于q=2，p＞1的小型异步电机。例如m＝3，p＝2，Z=24，q＝2，α=30°;;3、交叉式绕组;2—10，3—11相连，是节距为8的（大）线圈 12—19相连，节距为7的（小）线圈 20—28，21—29相连，节距为8的大线圈 30—1相连，节距为7的小线圈。 依次二大一小交叉布置为交叉式绕组，交叉式绕组可看成链式绕组中的q=3，无法均分为两半，只能一边为1，另一边为2，节距也不同。 b相和c相的连接规律与a相完全一样，α=20°，相间相差6个槽。如第2槽为a相首端，则b相首端是第8槽，c相首端是第14槽。;;属于a相的有8个元件边，把1与12相连构成一个大线圈，2与11相连构成一个小线圈。这一大一小组成一个同心式线圈组。13与24相连，14与23相连组成另一同心式线圈组。然后把两个线圈组反向串联，以保证电势相加.;;;在外形上有多种绕组型式：元件节距可以整距、短矩或长短，合理选用绕组型式，可以节省铜线，简化工艺。 分析相电势：采用槽电势星形图。绕组型式不同只不过是元件构成方式不同、导体连接先后次序不同，而构成绕组的导体所占的槽号是相同的，都在属两个相差180°电角度的相带内，三相单层绕组的节距因数均为1，具有