电机学第2版 王秀和 孙雨萍第04章 交流电机的共同问题.ppt

第四章：交流电机的共同问题 4-1交流绕组的构成和分类 4-2 三相双层绕组 1、正弦电势的频率f 若p=1 ，电角度=机械角度 ，转子转一周感应电势交变一次，设转子每分钟转ns转（即每秒转ns/60转）， 导体中电势交变的频率应为： 若电机为P对极，则转子每旋转一周，导体中感应电势将交变P次，此时电势频率为： 在我国工业用标准频率为50HZ 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 2、导体电势有效值 ：一极下磁通量 ：平均磁密 B1：磁密幅值 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 二、整距线圈的感应电动势 ，则线圈的一根导体位于N极下最大磁密处时，另一根导体恰好处于S极下的最大磁密处。所以两导体感应电势瞬时值总是大小相等，方向相反，设线圈匝数NC=1，则整距线圈的电势为 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 若线圈有NC匝，则 三、短距线圈的感应电动势 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 若为NC匝 表示线圈采用短距后感应电势较整距时应打的折扣 可见采用短距线圈后对基波电动势的大小稍有影响，但当主磁场中含有谐波时，它能有效地抑制谐波电动势（后述），所以一般交流绕组大多采用短距绕组。 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 节距因数（基波） 四、线圈组的电动势、分布因数和绕组因数 每极下每相有一个线圈组，线圈组由q个线圈组成，且每个线圈互差α电角度 如q=3 EC1 EC2 EC3 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 线圈组合成电势 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 基波分布因数 为q个线圈的总匝数 即考虑了短距和分布后整个绕组合成电势所打的折扣。 五、相电动势和线电动势 设一相绕组串联总匝数为N， 则： 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 1、对单层绕组 每对极具有一个线圈组，P对极时每相有P个线圈组，即Pq个线圈，若并联支路数为a，每个线圈为NC匝，则每条支路串联匝数为 2、对双层绕组 P对极有2P个线圈组，即2Pq个线圈 求出相电势后，根据“星”或“角”的接法，可求出线电势 4-4 正弦磁场下交流绕组的感应电势 对星形连接：线电势= 对角形连接：线电势= 本节讨论磁场非正弦分布时所引起的谐波电动势及其削弱方法 4-5感应电动势中的高次谐波及其削弱方法 一、主极磁场非正弦分布引起的高次谐波电动势 交流电机中气隙磁场分布一般呈平顶波如右图所示，应用富氏级数可将其分解为基波和一系列谐波的合成。 谐波磁场的性质为： 即谐波频率为基波频率的v倍 除基波磁场在绕组中感应电势外，各次谐波也将在绕组中感应电势。谐波电势的计算方法与基波电势计算方法类似， 4-5感应电动势中的高次谐波及其削弱方法 根据基波感应电势公式 类似的推导得： 二、齿谐波电动势 在高次谐波中，有一种次数为 的谐波， 称为齿谐波，由该次谐波感应的电动势称为齿谐波电动势。 式中： 4-5感应电动势中的高次谐波及其削弱方法 齿谐波电动势比较强的主要原因是定子开槽引起的气隙磁导不均匀。如不开槽时的气隙中主极磁场为近于正弦分布的曲线，如图曲线1所示，开槽后在正弦曲线上叠加一个与定子齿数相应的附加周期性磁导分量，致使电动势波形出现明显的谐波波纹，如图下图所示。 4-5感应电动势中的高次谐波及其削弱方法 考虑谐波电势时， 相电势的有效值应为 ： 线电势： （星接法） 对星接因在对称三相系统中，各相的三次谐波在时间上同相位， 大小相等。3次谐波互相抵消。 三、相电势和线电势的有效值 4-5感应电动势中的高次谐波及其削弱方法 由于Eф3完全消耗于环流的电压降 , 所以线端不会出现三次谐波电势。但是三次谐波环流所产生的杂散损耗，会使电机效率下降，温升增高，所以一般采用星形连接。 对于线电势无论是角接还是星接，均无3及3的倍数次 谐波。 注： 4-5感应电动势中的高次谐波及其削弱方法 四、削弱谐波电动势的方法