交流电机基本理论.ppt

重庆大学电气工程学院，《电机学》课程，4.5学分，上课72学时，实验18学时，　韩力，?2005，hanli@电机学Electrical Machinery 自动化系温志明 交流电机基本理论 17.1 旋转电机的基本结构 17.2 什么是交流电机 17.3 交流绕组的排列 17.4 感应电动势 17.5 谐波电动势的削弱方法 旋转电机的基本结构 旋转电机一般是由定子和转子两部 分组成的： 旋转电机的基本结构 旋转电机的基本结构 旋转电机的基本结构 旋转电机的基本结构 旋转电机的基本结构 旋转电机的定子和转子中，有一侧是励磁 侧，另一侧必是电枢侧。 励磁侧就是产生磁场的一侧； 电枢侧是能量转换的枢纽； 什么是交流电机 什么是交流电机 什么是交流电机 什么是交流电机 什么是交流电机 什么是交流电机 什么是交流电机 同步电机的工作原理 同步电机的工作原理 同步电机的工作原理 同步电机的工作原理 同步电机的工作原理 异步电机的工作原理 异步电机的工作原理 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的作用和要求 作用：交流绕组是交流电机的电路;作为能量的输入 （或输出）与能量交换的必备部件。 要求：在铁心中均匀排列；每侧的绕组应该根据相 数均匀分配，而且要对称；绕阻铜耗小，用 铜量少；绝缘可靠，机械强度高，散热条件 要好，制造方便。 交流绕组的排列 交流绕组一组概念 1、极对数：指电机主磁极的对数，通常用p表示。 2、电角度：在电机理论中，我们把一对主磁极所占 的空间距离，称为360°的空间电角度。 或者导 体每转过一对磁极，电动势变化一个周期。 3、机械角度：一个圆周真正的空间角度为机械角度 360°。很明显，电角度=极对数×机械角度。 交流绕组的排列 交流绕组一组概念 4、槽距角：相邻两槽间的距离用电角度表示，叫做槽距 角，用α 表示。 5、极距：极距指电机一个主磁极在电枢表面所占的长度。 或者是相邻两磁极对应位置两点之间的圆周距离称为 极距。其表示方法很多，一是用定子的内圆或转子的 外圆的弧长。 二是用每极所对应的槽数。 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 例：下图是一台三相同步发电机的定子槽内导体沿电枢内圆周的分布情况，已知2p=4,电枢槽数Z=24,转子磁极逆时针方向旋转，试绘出槽电动势星形图。 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 设同步电机的转子磁极磁场的磁通密度沿电 机气隙按正弦规律分布，则当电机转子逆时针旋 转时，均匀分布在定子圆周上的导体切割磁力 线，感应出电动势。 由于各槽导体在空间电角度上彼此相差一个 槽距角α，因此导体切割磁场有先有后，各槽导 体感应电动势彼此之间存在着相位差，其大小等 于槽距角α。 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 交流绕组的排列 正弦分布的气隙磁场 一根导体的感应电动势 单匝整距线圈的感应电动势 一个整距线圈的感应电动势（Nc匝） 一个短距线圈的感应电动势（y1τ） 一个短距线圈组的感应电动势（q个线圈） 一相绕组的感应电动势（2p个线圈组） 三相绕组的感应电动势 正弦分布的气隙磁场 两极同步 发电机模型 一根导体的感应电动势 同步转速 synchronous speed 一根导体电动势的有效值 整距线圈的感应电动势 短距线圈的感应电动势 线圈组的感应电动势 线圈组的感应电动势 一相绕组的感应电动势 三相绕组的感应电动势 与变压器的对比 削弱高次谐波的方法 高次谐波电动势的计算 高次谐波电动势的危害 高次谐波电动势的抑制 高次谐波的计算方法 高次谐波的计算方法 高次谐波的计算方法 谐波的衡量标准 由于谐波电势对电机的危害，所以，在设计电机时， 应尽可能削弱电势中高次谐波分量，国标规定（GB755- 81电机基本技术要求）对300KVA以上的同步发电机，线 电压波形的正弦波畸变率不应超过5% 高次谐波的危害 1、电动势中如存在高次谐波，将使电动势波形变坏，产生很多不良影响： 2、发电机附加损耗增大，效率下降，温升增加。 3、在输电线路上，高次谐波产生的电磁场对邻近的通讯线路产生干扰，通信设备不能正常工作。 4、异步电机中产生有害附加转距，造成电机运行性能变坏 5、输电线路自身有电感和电容，在某一高频条件下，将产生自激振荡而产生过电压。 削弱高次谐波的方法 削弱高次谐波的