2.1--交流电机基础.ppt

**海南风光第一节交流电机基础第一节交流电机基础一、交流电机的工作原理二、交流电机的三相绕组三、交流绕组的电势四、交流绕组的磁势一、交流电机的基本工作原理1、同步发电机（1）结构模型◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。

◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。

◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。

◆气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。

◆除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。（2）工作原理◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。

◆载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。

◆切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。

◆交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。

◆感应电势的有效值：每相感应电势的有效值为◆感应电势的频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p，即

◆交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。（3）同步转速◆同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz，故有：

◆要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如，2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。2、异步电动机（1）工作原理：当定子三相对称绕组中，通入三相对称交流电后，就会在电机的气隙中建立起一个旋转磁场，此旋转磁场的转速称为同步转速：定子旋转磁场以速度n1切割转子导体，在转子导体中感生电动势（右手定则）并形成电流，导体中的电流在磁场中受到电磁力的作用形成电磁转矩，推动转子以转速n顺n1方向旋转（左手定则），并从轴上输出一定大小的机械功率(n不能等于n1)。（2）特点：·电动机内必须有一个以n1旋转的磁场。——－实现能量转换的前提；·电动运行时n恒不等于n1（异步）－——必要条件nn0；·建立转矩的电流由感应产生。－——感应名称的来源。1、交流绕组的构成原则(1)均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等.每极槽数用极距τ表示每极每相槽数(2)对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120电角度。如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。(3)电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。二、交流电机的三相绕组2、三相单层叠绕组★构造方法和步骤（1）分极分相将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。；将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。（2）连线圈和线圈组：将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？）将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）以上连接应符合电势相加原则（3）连相绕组：将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。串联与并联，电势相加原则。