第四章 交流绕组及其电动势和磁动势 4.1~4.3节.ppt

第四章 交流绕组及其电动势和磁动势 前言 旋转磁场是交流电机工作的基础 4.1 交流绕组的构成原则和分类 一、基本知识 4.1 交流绕组的构成原则和分类 一、基本知识 的三相交流电机，其定子绕组大多采用双层绕组。特点：绕组的线圈数等于槽数 4.2 三相双层绕组 以Q=36，2p=4 的三相双层叠绕组来进行分析 4.2 三相双层绕组 一、基本概念 4.2 三相双层绕组 一、基本概念 4.2 三相双层绕组 一、基本概念 4.2 三相双层绕组 4.2 三相双层绕组 4.2 三相双层绕组 4.2 三相双层绕组 满足交流绕组基本要求的方法 小结 由于每相的极相组数等于极数，所有双层叠绕组的最多并联支路数等于2p。实际支路数a通常小于2p，且2p必须是a的整数倍。 叠绕组的优点是，短距时端部可以节约用铜量。缺点是一台电机的最后几个线圈的嵌线较为困难，极间连线较长，在极数较多时相当费铜。 五、相电动势和线电动势 小结 * 本章研究： 交流绕组的连接规律； 正弦磁场下交流绕组的感应电动势； 通有正弦电流时单相绕组的磁动势； 通有对称三相电流时的磁动势。 机械旋转磁场是通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场 ； 电气旋转磁场是三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机的气隙空间产生电气旋转磁场 1.交流绕组的基本要求 合成电动势和合成磁动势波形接近正弦，幅值要大、各谐波分量要小； 三相绕组基波电势、基波磁势对称，电阻、电抗要平衡； 绕组的铜耗要小，用铜量要省； 绝缘要可靠，机械强度、散热条件好，制造方便。 大小、频率、波形和对称的问题 2.交流绕组的分类 ① 相数：单相和多相绕组； ② 根据槽内层数：单层绕组和双层绕组； ③ 每极下每相槽数：整数槽和分数槽。 ④ 根据绕法：叠绕组和波绕组； 1） 可以选择最有利的节距，并同时采用分布绕组， 以改善电动势和磁动势的波形； 3）端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械强度。 2） 所有线圈具有相同的尺寸，便于制造； 主要优点： 4.2 三相双层绕组 上层边 下层边 单层绕组 双层绕组 槽楔 （1） 绘制槽电动势星形图 （2）分相、构成线圈 （3）计算极距和节距（用槽数计） （4）极相组划分 （5）确定并联支路数 （6）把属于各相的所有极相组串联起来，得到绕组展开图。 1.机械角度： 一个圆周几何角度是360°，在电机分析中称为机械角度。 2.电角度：在电路理论中，随着时间按正弦规律变化的物理量交变一次经过360°时间电角度。在电机中，导体经过一对磁极，其感应电动势交变一次，因此一对磁极所对应的空间电角度称为360°空间电角度（或者 2π空间电弧度）。 3.电角度和机械角度的关系：若电机极对数为p，则一个圆周代表p×360°空间电角度，因此与机械角度θ对应的空间电角度为 p? 4.槽距角a：表示相邻两个槽之间距离的空间电角度。同时也是相邻槽中导体感应电动势的相位差 。 Q是槽数 N2 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 S2 N1 S1 n 5.极距? ：一个磁极在电枢表面的位置称为极距。它可用长度，所占槽数，电角度或者电弧度表示 电角度：180° 电弧度：? 长度: 槽数: N2 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 S2 N1 S1 n 6. 线圈元件：由两根相距一定距离的元件边和端接线相连构成线匝，Nc匝串联构成线圈 单匝线圈 多匝线圈 匝数Nc 7.线圈节距y1：线圈的两个有效边相距槽数，称为线圈节距 。 整距y1=??； 短距y1?。 单匝线圈 多匝线圈 匝数Nc N2 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 S2 N1 S1 n y1 y1 8. 每极每相槽数q：表示每极下每相所占槽数。 右图q等于3 N2 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 S2 N1 S1 n 9.槽电动势星形图：把电枢上各槽内导体感应电动势用矢量表示，构成的图 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 2