电机学第四章_交流电机绕组基本理论.ppt

第四章 交流电机绕组的基本理论 二、削弱谐波电动势的方法 　1、使气隙磁场分布尽可能接近正弦波 　2、采用三相对称Y接或△接消除三以及三的倍数次的谐波。 　3、采用短距消除或削弱谐波 电动势。 如图所示，如线圈的节距取极距的五分之四，则可消除电动势中的五次谐波。如欲消除谐波中的ν次谐波，只需将节距缩短 4、采用分布绕组　 4.6　单相绕组的磁动势 假定： 　1、槽内导体电流集中于槽中心； 　2、线圈中电流为正弦波； 　3、铁心不饱和。 例如：当q＝6时，kq1=0.9561， kq3=0.6440，kq5=0.1927。 为线圈的匝数。 一、一个整距线圈的磁动势 　　如图所示为一整距线圈，当通入电流时，产生磁通如图所示。根据全电流定律，则 为导体电流， 即线圈电流。 由于气隙均匀，沿气隙某一点的磁动势为： 一个整距线圈的磁动势为一在空间按矩形分布。如图所示。 如果线圈中电流随时间成正弦变化，即 一个整距线圈的磁动势为一在空间按矩形分布的脉振磁动势。 矩形波的幅值为 根据富利叶级数该矩形波可分解为（以ax的中心为坐标原点）： 　　 其中基波的幅值为 　　 谐波的幅值为 　　 由于电流随时间交变，矩形波的幅值也随时间做正弦变化（但位置不变），由该矩形波分解出的基波以及一系列谐波的幅值也随之正弦变化。该矩形波完整的表达式如下： ? ???二、 单层整距线圈组的每极每相磁动势 q个在空间相差　电角度的线圈串联构成一个线圈组。这q个线圈的磁动势在空间也相差　电角度。 　　线圈组的q个线圈产生的矩形磁动势可分别分解为基波以及一系列的奇次谐波，基波磁动势在空间仍然互差　电角度。 线圈组的磁动势为一在空间按阶梯形分布的脉振磁动势。 最大幅值为 空间矢量：在空间按正弦规律分布的物理量； ? 相轴 　　空间矢量可用空间矢量图表示。用带箭头的线段来代表空间矢量。线段的长度表示正弦波的最大幅值，线段与相轴之间的角度表示最大幅值与相轴之间的空间相位角。 空间矢量图 Fy12 为基波的分布系数。 谐波磁动势的最大幅值为： 为谐波的分布系数。 类似于线圈组的基波电动势，可推导出线圈组的基波磁动势的最大幅值为： 线圈组的磁动势的表达式为： 三、双层短距绕组的每极每相磁动势 其磁动势与下面的双层整距绕组的磁动势等效： 如下图所示的短距绕组的磁动势 双层绕组的磁动势可以看成是两个单层整距绕组磁动势的合成，如图所示。 双层短距绕组的合成磁动势为： 为基波短距系数； 为基波短距系数； Fq’1 Fq1 ?四、? 相绕组的磁动势 　　对于磁动势来讲，相绕组的磁动势也即每对磁极下的磁动势。 　　单层绕组每相的磁动势 为： 　　 N为每相的串联匝数，I为相电流。 双层绕组的每相磁动势 为： 单层绕组和双层绕组的每相磁动势的计算公式统一为 对于单层绕组其短距系数为1。 相绕组的磁动势表达式为： 总结： 1、单相绕组磁动势为一在空间呈阶梯形分布的脉振磁动势波； 2、基波、谐波磁动势的波幅与绕组的相轴重合； 3、 υ次磁动势的最大幅值为 4.7　三相绕组的基波合成磁动势 一、单相绕组脉磁动势的分解 * * 第四章 交流电机绕组的基本理论 4.1　交流绕组的基本要求 一、交流绕组的基本要求 　　1、绕组产生的电动势和磁动势接近正弦波； 　　2、三相绕组的电动势和磁动势对称； 　　3、节省材料； 　　4、工艺简单，维修方便。 二、一对磁极下三相交流绕组的形成 如图所示为一两极的同步电机的模型。转子在原动机的带动下匀速旋转。定子铁芯沿园周均匀开了六个槽A、Z、B、X、C、Y。如转子磁场在空间按正弦形分布，则导体中的感应电动势随时间也按正弦规律变化，则导体电动势互差60o电角度。 导体电动势的相量图如图所示。 将导体A与X、B与Y、C与Z分别反向串联得到三个绕组，则这三个绕组的感应电动势随时间按正弦规律变化，大小相等，时间上互差120o电角度，即三相对称。 二、两对磁极下三相交流绕组的形成 三、有关交流绕组的专用名词 2、电角度 　 电角度＝ 3、槽距角　 相邻两槽之间的电角度 4、每极每相槽数q 　　每一相在每一个磁极下所占的槽数 　1、极距 5、节距 每个线圈的两条边所跨的距离，一般用槽数表示。 6、槽电动势星形图 导体感应电动势大小相等，相邻槽导体电动势相位差相同。将各槽导体电动势相量画在一起，组成一个星形，称为槽电动势星形图。 每槽中只放一条线圈边的绕组为单层绕组。 例　已知一交流电机定子槽数Z＝24，极数2p=4，并联支路数a=1，试绘制三相单层绕组展开图。 解：1、计算绕组参数 4.2　三相单层绕组 2、分相 23、24 21、22 19、20