自动 第六章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势.ppt

第六章 交流电机的电枢绕组与磁通势 背景介绍 交流旋转电机分两大类： 同步电机：主要用作发电机 异步电机（感应电机）：主要用作电动机 背景介绍 同步电机与异步电机的区别主要体现在励磁方式和运行特性两个方面。两类电机虽然存在着很大差别，但是电机内部发生的电磁现象和机电能量转换的原理却基本上是相同的，因此存在许多共性的问题，可以统一起来进行研究。 本章主要讨论交流电机电枢绕组、电动势及磁动势等问题。这些问题对以后分别研究异步电机和同步电机的运行性能有着重要的意义。 旋转电机的基本结构 定子 定子 定子铁心 交流绕组_定子线圈 交流绕组_定子绕组 6.相带： 如： 60度相带——将一个磁极分成m份，每份所占电角度。 120度相带——将一对磁极分成m份，每份所占电角度 ⑴每个槽内放置上下两个线圈边 ⑵线圈个数等于槽数Z（定子） (3)线圈数组数等于极数，也等于最大并联支路数 (4)每相绕组的电动势等于每条支路的电动势 交流电机电枢绕组 一般而言，对于双层绕组有以下关系成立： 解：（1）绘制槽电动势星形图 对于三相双层绕组，电动势星形 图一根相量代表一个线圈的电动势； 对于三相单层绕组，电动势星形图一 根相量代表一根导体的电动势。 （2）分相、构成线圈 按照槽电动势星形图分相，共分为A、B、C、X、Y、Z六个相带。将A相带中导体1与X相带中的导体10构成一个线圈就实现了与的反向串联，同理将2与11、3与12分别构成线圈，将这3个线圈串联得到A相带第1个线圈组。用同样的方法可以构造出第2个线圈组的3个线圈19与28、20与29、21与30。 以三相二极24槽定子说明同心式绕组结构组成 以三相四极24槽说明链式绕组结构组成(A相) 以三相四极36槽说明交叉式绕组结构组成 交流电机电枢绕组 一般而言，对于单层绕组有以下关系成立： 同步发电机的基本原理 磁场分布 电角度 一对主磁极表面占有的空间距离用电角度表示，360°或2π 通有单相交流电的单匝线圈定子 取某一时刻 进行研究 电流流向 线圈所产生的磁场 磁场的极数:2极 定子的磁极性 气隙磁动势分析 沿任意一条磁力线,应用磁路基尔霍夫定律 定子展开时的气隙磁动势分布 基波磁动势的幅值： 单层整距分布绕组 单层整距分布绕组 对于交流电机来说，无论是发电机还是电动机，当电枢绕组流过电流时，都要产生磁动势和磁场。 思路：在分析交流电机电枢绕组产生的磁动势时，先讨论一个线圈产生的磁动势，接着依次讨论线圈组、单相绕组和三相绕组的磁动势。 t i 定子 一、线圈的磁动势 整距线圈的磁动势 整距线圈的磁动势 结论： ①波形：矩形波； ②脉振磁动势：空间位置固定、幅值大小和方向随时间而变化的磁动势。 利用傅里叶级数，分解上式得： 基波磁动势: 傅里叶分解 整距线圈磁动势幅值（p189） 以三相、四极、36槽的定子为例，其单层绕组形式为： 故单层绕组一相绕组的线圈组数为p个 A相绕组 （3）绘制单层绕组展开图（A相） 单层绕组分类： ① 同心式 ② 链式 ③ 交叉式 ① 同心式 同心式绕组由不同节距的同心线圈组成，这些线圈中心重合。 以三相两极 24槽电机为例说明。 适用于 q 较大的场合。 每极每相槽数： 槽距角： 采用60o相带。 例：槽数为24槽的3相4 极电机单层绕组展开图。 ② 链式 链式绕组的线圈具有相同的形状、节距。就整个绕组外形来看， 一环套一环，形如长链。链式线圈的节距恒为奇数。 23，24 21，22 19，20 17，18 15，16 13，14 第二对极 11，12 9，10 7，8 5，6 3，4 1，2 第一对极 Y C X B Z A 相 带 极 对 各相槽号分配如下： 可见属于 A 相的有1、2、7、8、13、14、19、20等8个槽，按照导体电动势相加的原则，由两个导体构成一个线圈，再将一个极面下 q 个线圈串联，构成一个线圈组，每相有 p 个线圈组，它们可以串联或并联构成 A 相绕组。同样的方法可以构成 B 相和 C 相绕组。 特点：所有线圈都是短距 优点：端接部分较短，可以节省铜线 较适用于 q = 2，p 1 的小型交流电机 A相带：1，2 7,8 X相带（A负相带）： 13,14 19,20 ③ 交叉式 由线圈个数和节距都不同的两种线圈组构成 适用于q 1，且q为奇数的四极或六极三相小型感应电动机定子中。 A相带：1，2，3 19，20，21 X相带（A负相带）： 10，11，12 28，29，30 与等元件绕组比较，交叉式和同心式绕组只改变了同一相中各线圈边电动势相加