同步電機(jī)-交流繞組的電動(dòng)勢(shì)與磁動(dòng)勢(shì)

1、同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-1 概述概述什么是同步電機(jī)什么是同步電機(jī)同步電機(jī)：是一種旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同步電機(jī)：是一種旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與與電動(dòng)勢(shì)頻率電動(dòng)勢(shì)頻率f之間保持嚴(yán)格不變的關(guān)系。之間保持嚴(yán)格不變的關(guān)系。對(duì)同步發(fā)電機(jī)，發(fā)出的電動(dòng)勢(shì)頻率對(duì)同步發(fā)電機(jī)，發(fā)出的電動(dòng)勢(shì)頻率f滿足滿足對(duì)同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速滿足對(duì)同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速滿足 )(60Hzpnf min)/(60rpfn 同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-1 概述概述同步電機(jī)的運(yùn)行方式同步電機(jī)的運(yùn)行方式作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能汽輪發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)為汽輪機(jī)水輪發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)為

2、水輪機(jī)其它原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)等作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能作為調(diào)相機(jī)運(yùn)行向電網(wǎng)發(fā)送無功功率同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-2 同步電機(jī)的基本工作原理同步電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)基本構(gòu)成：定子、轉(zhuǎn)子、氣隙、勵(lì)磁繞組、電樞繞組?；緲?gòu)成：定子、轉(zhuǎn)子、氣隙、勵(lì)磁繞組、電樞繞組。橫截面圖：凸極式、隱極式。橫截面圖：凸極式、隱極式。NSAZBXCY1n.NSAZBXCY1n.同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-2 同步電機(jī)的基本工作原理同步電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，用一原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，用

3、一原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中通入直流轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中通入直流電，從而在氣隙中產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，電，從而在氣隙中產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)切割定子上的電樞導(dǎo)體，電樞該磁場(chǎng)切割定子上的電樞導(dǎo)體，電樞繞組便感應(yīng)出交流電動(dòng)勢(shì)。設(shè)氣隙磁繞組便感應(yīng)出交流電動(dòng)勢(shì)。設(shè)氣隙磁密按正弦分布，則在定子三相繞組里密按正弦分布，則在定子三相繞組里感應(yīng)出正弦變化的三相電動(dòng)勢(shì)，交流感應(yīng)出正弦變化的三相電動(dòng)勢(shì)，交流電動(dòng)勢(shì)的頻率取決于電機(jī)的極對(duì)數(shù)電動(dòng)勢(shì)的頻率取決于電機(jī)的極對(duì)數(shù) p 和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n，若電機(jī)為一對(duì)極，當(dāng)，若電機(jī)為一對(duì)極，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化一

4、個(gè)周波。變化一個(gè)周波。 NSAZBXCY1n.同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-2 同步電機(jī)的基本工作原理同步電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)NSAZBXCY1n.考察電樞導(dǎo)體考察電樞導(dǎo)體 A A 的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。e = B l v ，右手定則。導(dǎo)體相對(duì)，右手定則。導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向。于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向。NSAZBXCY1n.e = E max 電樞導(dǎo)體電樞導(dǎo)體 A A 處徑向磁密等于處徑向磁密等于0 0 e e = 0= 0同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-2 同步電機(jī)的基本工作原理同步電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)NSAZB

5、XCY1n.NSAZBXCY1n.e =- E max 電樞導(dǎo)體電樞導(dǎo)體 A A 處徑向磁密等于處徑向磁密等于0 0 e = 0同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-2 同步電機(jī)的基本工作原理同步電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)若為若為 p 對(duì)極，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)極，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化 p 個(gè)周個(gè)周波。設(shè)轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)波。設(shè)轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn) n 轉(zhuǎn)，則對(duì)轉(zhuǎn)，則對(duì) p對(duì)對(duì)極電機(jī)，導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)極電機(jī)，導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每分鐘變化勢(shì)每分鐘變化 pn 個(gè)周波，每秒鐘變化個(gè)周波，每秒鐘變化 pn/60 個(gè)周波，這就是電個(gè)周波，這就是電動(dòng)勢(shì)的頻率。動(dòng)勢(shì)

6、的頻率。 )(60Hzpnf 注：我國(guó)電力注：我國(guó)電力系統(tǒng)系統(tǒng)，規(guī)定交流電的頻率為，規(guī)定交流電的頻率為50Hz，因此極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速有如下固，因此極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速有如下固定關(guān)系定關(guān)系min)/(30005060rppn同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-2 同步電機(jī)的基本工作原理同步電機(jī)的基本工作原理同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)如果同步電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，則必須在定子三相繞組上加上三如果同步電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，則必須在定子三相繞組上加上三相交流電壓，三相交流電流流過定子繞組，會(huì)在電機(jī)里產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)相交流電壓，三相交流電流流過定子繞組，會(huì)在電機(jī)里產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)勵(lì)磁繞組加上直流勵(lì)磁電流時(shí)，轉(zhuǎn)子好象是

7、一個(gè)磁鐵，磁場(chǎng)，當(dāng)勵(lì)磁繞組加上直流勵(lì)磁電流時(shí)，轉(zhuǎn)子好象是一個(gè)磁鐵，于是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)帶動(dòng)這個(gè)磁鐵，按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從于是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)帶動(dòng)這個(gè)磁鐵，按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的目的。這時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的目的。這時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n 為為 “同步同步”的概念的概念min)/(60rpfn 同步電機(jī)無論作為發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，當(dāng)極數(shù)一定時(shí)，它同步電機(jī)無論作為發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，當(dāng)極數(shù)一定時(shí)，它的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速 n 和頻率和頻率 f 之間保持嚴(yán)格不變的關(guān)系，用電機(jī)專業(yè)術(shù)語(yǔ)之間保持嚴(yán)格不變的關(guān)系，用電機(jī)專業(yè)術(shù)語(yǔ)說，叫做說，叫做“同步同步”，所以這種電機(jī)叫同步

8、電機(jī)，所以這種電機(jī)叫同步電機(jī) 。同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-3 同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)軸細(xì)長(zhǎng)，由高機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)磁性能較好的合金鋼鍛特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)軸細(xì)長(zhǎng)，由高機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)磁性能較好的合金鋼鍛 成，并且和轉(zhuǎn)軸作成一個(gè)整體，為隱極式轉(zhuǎn)子。成，并且和轉(zhuǎn)軸作成一個(gè)整體，為隱極式轉(zhuǎn)子。作用：固定勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)。作用：固定勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)。定子定子特點(diǎn)：固定定子繞組，由硅鋼片疊成。特點(diǎn)：固定定子繞組，由硅鋼片疊成。作用：感應(yīng)電勢(shì)，通過電流，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。作用：感應(yīng)電勢(shì)，通過電流，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。機(jī)座機(jī)座固

9、定定子鐵心。固定定子鐵心。水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)軸短粗，為凸極式轉(zhuǎn)子。特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)軸短粗，為凸極式轉(zhuǎn)子。作用：固定勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)。作用：固定勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)。定子定子特點(diǎn)：固定定子繞組，由硅鋼片疊成。特點(diǎn)：固定定子繞組，由硅鋼片疊成。作用：感應(yīng)電勢(shì)，通過電流，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。作用：感應(yīng)電勢(shì)，通過電流，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-5 同步電機(jī)的額定值同步電機(jī)的額定值額定容量額定容量SN或額定功率或額定功率PN同步發(fā)電機(jī)：額定容量同步發(fā)電機(jī)：額定容量SN是指出線端的額定視在功率，一般以干伏安是指出線端的額定視在功率

10、，一般以干伏安( (kVA) )或兆伏安或兆伏安( (MVA即百萬伏安即百萬伏安) )為單位；而額定功率為單位；而額定功率PN是指發(fā)電機(jī)輸出的額定有是指發(fā)電機(jī)輸出的額定有功功率，一般以千瓦功功率，一般以千瓦( (kW) )或兆瓦或兆瓦( (MW，即百萬瓦，即百萬瓦) )為單位。為單位。 同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)：PN是指軸上輸出的有效機(jī)械功率，也用千瓦是指軸上輸出的有效機(jī)械功率，也用千瓦( (kW) )或兆瓦或兆瓦( (MW) )來表示。對(duì)于同步調(diào)相機(jī)，則用線端的額定無功功率來表示其容量。以千乏來表示。對(duì)于同步調(diào)相機(jī)，則用線端的額定無功功率來表示其容量。以千乏( (kVAR) )或兆乏或兆乏(

11、(MVAR) )為單位。為單位。 額定電壓額定電壓UN 指在額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)定子三相線電壓，單位為伏指在額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)定子三相線電壓，單位為伏( (V) )或千伏或千伏( (kV) )。額定電流額定電流IN 指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)流過定子繞組的線電流，單位為安指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)流過定子繞組的線電流，單位為安(A)(A) 同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)7-5 同步電機(jī)的額定值同步電機(jī)的額定值額定功率因數(shù)額定功率因數(shù) cosN指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)。指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)。 額定效率額定效率N N指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的效率。指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的效率。 對(duì)三相交流發(fā)電機(jī)對(duì)三相交流發(fā)

12、電機(jī) NNNNNNIUSPcos3cos 對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī)對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī) NNNNNIUPcos3交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念交流繞組的性能要求交流繞組的性能要求1 1）良好的導(dǎo)電性能；）良好的導(dǎo)電性能；2 2）一定導(dǎo)體數(shù)下，獲得較大的基波電動(dòng)勢(shì)和基波磁動(dòng)勢(shì)；）一定導(dǎo)體數(shù)下，獲得較大的基波電動(dòng)勢(shì)和基波磁動(dòng)勢(shì)；3 3）在三相繞組中，對(duì)基波而言，三相電動(dòng)勢(shì)必須對(duì)稱，即三相的幅值相等而在三相繞組中，對(duì)基波而言，三相電動(dòng)勢(shì)必須對(duì)稱，即三相的幅值相等而 相位互差相位互差120120度度電角度，并且三相的阻抗也要求相等；電角度，并且三相的阻抗也

13、要求相等； 4 4）電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)波形力求接近正弦波，為此要求電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)中的諧波）電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)波形力求接近正弦波，為此要求電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)中的諧波 分量盡量??；分量盡量??；5 5）用銅量少，絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度可靠，散熱條件好；）用銅量少，絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度可靠，散熱條件好；6 6）制造工藝簡(jiǎn)單，檢修方便。）制造工藝簡(jiǎn)單，檢修方便。 交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念實(shí)用的交流繞組由分布地嵌在定子槽內(nèi)的許多線圈組成，一個(gè)線實(shí)用的交流繞組由分布地嵌在定子槽內(nèi)的許多線圈組成，一個(gè)線圈有圈有 wc 匝

14、，每匝有兩根導(dǎo)體匝，每匝有兩根導(dǎo)體, ,線圈的直線部分放在槽里，因它線圈的直線部分放在槽里，因它切割氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故稱有效邊，露在槽外的前后端切割氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故稱有效邊，露在槽外的前后端連接線，稱為端部，它不切割氣隙磁場(chǎng)，僅起連接有效邊的作用，連接線，稱為端部，它不切割氣隙磁場(chǎng)，僅起連接有效邊的作用，如圖所示。如圖所示。c交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念1）電角度）電角度 因磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過一對(duì)磁極時(shí)，導(dǎo)體的基波電動(dòng)勢(shì)變化一個(gè)因磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過一對(duì)磁極時(shí)，導(dǎo)體的基波電動(dòng)勢(shì)變化一個(gè)周期，

15、在電路理論中，定義一個(gè)周期為周期，在電路理論中，定義一個(gè)周期為 360 度度時(shí)間電角度或時(shí)間電角度或 2 時(shí)間時(shí)間電弧度，所以把一對(duì)極所張的空間角度稱為電弧度，所以把一對(duì)極所張的空間角度稱為 360 度度空空間電角度或間電角度或 2空間電弧度，若電機(jī)有空間電弧度，若電機(jī)有 p 對(duì)極，則整個(gè)定子對(duì)極，則整個(gè)定子內(nèi)圓有內(nèi)圓有 p360 度空間度空間電角度，而在幾何學(xué)中把一個(gè)圓周對(duì)電角度，而在幾何學(xué)中把一個(gè)圓周對(duì)應(yīng)的空間角度稱為應(yīng)的空間角度稱為 360 度度機(jī)械角度，所以電角度機(jī)械角度，所以電角度el 和機(jī)械角和機(jī)械角度度mec 之間的關(guān)系應(yīng)為之間的關(guān)系應(yīng)為 mecelp交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電

16、機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念時(shí)間電角度：繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間交變、一個(gè)周期（指基時(shí)間電角度：繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間交變、一個(gè)周期（指基波）對(duì)應(yīng)波）對(duì)應(yīng) 360度時(shí)間電角度。度時(shí)間電角度。空間電角度：繞組的空間分布、繞組磁動(dòng)勢(shì)隨空間周期性分空間電角度：繞組的空間分布、繞組磁動(dòng)勢(shì)隨空間周期性分布、一個(gè)周期（指基波）對(duì)應(yīng)布、一個(gè)周期（指基波）對(duì)應(yīng) 360度空間電角度。度空間電角度。 交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念2）每極每相槽

17、數(shù)）每極每相槽數(shù) q 指定子槽數(shù)指定子槽數(shù) 三相電機(jī)中，為了保證電氣上的對(duì)稱，每相繞組所占的槽數(shù)三相電機(jī)中，為了保證電氣上的對(duì)稱，每相繞組所占的槽數(shù)應(yīng)該相等，并且均勻分布，因應(yīng)該相等，并且均勻分布，因此，要形成此，要形成2p個(gè)極的電機(jī)，應(yīng)將個(gè)極的電機(jī)，應(yīng)將定子總槽數(shù)定子總槽數(shù)Z分為分為2p個(gè)等分，每極下的槽數(shù)為個(gè)等分，每極下的槽數(shù)為Z2p，每極下的，每極下的槽數(shù)再按槽數(shù)再按m相分，相分，( (一般一般 m=3)=3)，所以每極每相槽數(shù)為，所以每極每相槽數(shù)為 pmZq2集中繞組：集中繞組：q=1分布繞組：分布繞組：q1整數(shù)槽繞組：整數(shù)槽繞組：q整數(shù)整數(shù)分?jǐn)?shù)槽繞組：分?jǐn)?shù)槽繞組：q分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)交流電機(jī)的

18、繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念3）槽間角）槽間角1 指定子槽指定子槽 相鄰兩槽相隔的空間電角度稱為槽間角，用相鄰兩槽相隔的空間電角度稱為槽間角，用1表示。當(dāng)總槽表示。當(dāng)總槽數(shù)為數(shù)為Z，極對(duì)數(shù)為，極對(duì)數(shù)為p p時(shí)，槽間角為時(shí)，槽間角為 Zp36014）相帶）相帶 每極下一相繞組所占的寬度稱為相帶，相帶用電角度表示。每極下一相繞組所占的寬度稱為相帶，相帶用電角度表示。由于每極每相所占的槽數(shù)為由于每極每相所占的槽數(shù)為q，而槽間角為，而槽間角為1 ， 對(duì)于三相繞組對(duì)于三相繞組 ，一個(gè)相帶所占的電角度為一個(gè)相帶所

19、占的電角度為 603236036021ZppmZq稱為稱為60度相帶繞組。度相帶繞組。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念 一對(duì)極下有六個(gè)相帶，為了獲得三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)，各繞組在一對(duì)極下有六個(gè)相帶，為了獲得三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)，各繞組在空間相隔空間相隔120 度度電角度，因此六個(gè)相帶可依次命名為電角度，因此六個(gè)相帶可依次命名為A、Z、B、X、C、Y，圖，圖 (a)為一對(duì)極電機(jī)的相帶排列情況。圖為一對(duì)極電機(jī)的相帶排列情況。圖(b)為兩對(duì)極為兩對(duì)極電機(jī)的情況。圖中電機(jī)的情況。圖中A與與X，B與與Y，C與與Z相帶

20、的導(dǎo)體相帶的導(dǎo)體, ,處于不同極處于不同極性的磁極下性的磁極下, ,相隔相隔180180度電角度，故電動(dòng)勢(shì)方向相反。度電角度，故電動(dòng)勢(shì)方向相反。 BCBACAXZXZY60AAXXYBBYYCCZZA60XAxBYBYCZ交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念5）極距）極距 沿電樞表面相鄰兩個(gè)磁極軸線之間的距離稱為極距，極距有沿電樞表面相鄰兩個(gè)磁極軸線之間的距離稱為極距，極距有三種表示法：三種表示法： 1 1）用電樞圓周長(zhǎng)表示，單位為米或厘米；）用電樞圓周長(zhǎng)表示，單位為米或厘米； 2 2）用電樞槽數(shù)表

21、示，單位為槽）用電樞槽數(shù)表示，單位為槽/ /極；極； 3 3）用空間電角度表示；）用空間電角度表示； pZ 2/pD 2/電弧度電角度或180交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-1 交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念關(guān)于交流繞組的基本概念6）節(jié)距）節(jié)距y 一個(gè)線圈兩有效邊之間的距離稱為節(jié)距，一個(gè)線圈兩有效邊之間的距離稱為節(jié)距，一般用槽數(shù)表示。如圖所示線圈，若它的一一般用槽數(shù)表示。如圖所示線圈，若它的一個(gè)邊放在第個(gè)邊放在第1 1槽，另一個(gè)邊放在第槽，另一個(gè)邊放在第1010個(gè)槽，個(gè)槽，則節(jié)距則節(jié)距y y9 9，為了使線圈電動(dòng)勢(shì)最大或接近，為了使線圈電動(dòng)勢(shì)最大或接

22、近最大，線圈的節(jié)距應(yīng)等于或近于極距。最大，線圈的節(jié)距應(yīng)等于或近于極距。 整距繞組：整距繞組：y 短距繞組：短距繞組： y ，端接較長(zhǎng)，較少采用。，端接較長(zhǎng)，較少采用。110y= 9交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組單層繞組的特點(diǎn)單層繞組的特點(diǎn)單層繞組：每個(gè)定子槽內(nèi)只放一個(gè)線圈邊，每一個(gè)線圈需占用兩單層繞組：每個(gè)定子槽內(nèi)只放一個(gè)線圈邊，每一個(gè)線圈需占用兩個(gè)槽，整個(gè)繞組的線圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。由于每槽內(nèi)僅放置個(gè)槽，整個(gè)繞組的線圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。由于每槽內(nèi)僅放置一個(gè)線圈邊，不需要層間絕緣，這就提高了槽的利用率，同時(shí)也一個(gè)線圈邊，不需要層間絕緣，這就提高

23、了槽的利用率，同時(shí)也沒有層間絕緣擊穿的問題，提高了電機(jī)工作的可靠性，此外單層沒有層間絕緣擊穿的問題，提高了電機(jī)工作的可靠性，此外單層繞組嵌線也比較方便，但由于節(jié)距受到一定的限制，不能利用它繞組嵌線也比較方便，但由于節(jié)距受到一定的限制，不能利用它來改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)波形，來改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)波形，因此單層繞組一般用在因此單層繞組一般用在lOlOkW以下以下的異步電動(dòng)機(jī)中。的異步電動(dòng)機(jī)中。 交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層集中整距繞組三相單層集中整距繞組 三相繞組是由三個(gè)單相繞組組成的，為了使三相繞組感應(yīng)三相繞組是由三個(gè)單相繞組組成的，為了使三相

24、繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)幅值相等，相位互差的電動(dòng)勢(shì)幅值相等，相位互差120度度電角度，要求三個(gè)相繞組的電角度，要求三個(gè)相繞組的匝數(shù)必須相等，而且每相繞組的軸線應(yīng)彼此互差匝數(shù)必須相等，而且每相繞組的軸線應(yīng)彼此互差120 度度空間電空間電角度，例如一臺(tái)角度，例如一臺(tái)p=p=1的電機(jī)，電樞槽數(shù)的電機(jī)，電樞槽數(shù)Z=6，則每極每相槽數(shù)，則每極每相槽數(shù) q=Z/2pm=6/231(集中繞組集中繞組)，取節(jié)距，取節(jié)距y=Z/2p=3(整距整距), ,若連若連成單層繞組，其繞組排列如圖所示。成單層繞組，其繞組排列如圖所示。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層集中整距繞組

25、三相單層集中整距繞組SNAZBXCY146532電勢(shì)正方向n交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層集中整距繞組三相單層集中整距繞組圖圖8-4 三相單層集中整距繞組三相單層集中整距繞組為了表示各線圈的位置和連接，通為了表示各線圈的位置和連接，通常采用所謂繞組展開圖，它是把定常采用所謂繞組展開圖，它是把定子沿軸向剖開，然后把它展開，每子沿軸向剖開，然后把它展開，每一槽用一直線表示，槽上編以號(hào)碼，一槽用一直線表示，槽上編以號(hào)碼，按照節(jié)距連成線圈，如圖所示，這按照節(jié)距連成線圈，如圖所示，這就是就是 最簡(jiǎn)單的三相單層集中整距繞最簡(jiǎn)單的三相單層集中整距繞組展開

26、圖。組展開圖。 按照需要，三相繞組可以連成星形或按照需要，三相繞組可以連成星形或三角形，圖為星形聯(lián)結(jié)；若接成三角三角形，圖為星形聯(lián)結(jié)；若接成三角形，則按形，則按AZ、BX、CY或或AY、BZ、CX連接然后由連接然后由A、B、C引出。引出。 X ZYABC123456120120交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層集中整距繞組三相單層集中整距繞組槽電勢(shì)星形圖：連成的繞組能否得到三相槽電勢(shì)星形圖：連成的繞組能否得到三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)呢？可以作三相繞組電動(dòng)勢(shì)相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)呢？可以作三相繞組電動(dòng)勢(shì)相量的方法來說明。因槽間角量的方法來說明。因槽間角 電角電角度度

27、，若規(guī)定導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)穿進(jìn)紙面為正，則，若規(guī)定導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)穿進(jìn)紙面為正，則圖圖8- 4(a)所示瞬間所示瞬間1槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)為正的最槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)為正的最大，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過大，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 角后，角后，2槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)才最大，因此才最大，因此2 2槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)落后于槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)落后于l槽導(dǎo)槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)體電動(dòng)勢(shì) 60度度電角度，這樣依次作出相差電角度，這樣依次作出相差 電角度的所有槽導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)相量，電角度的所有槽導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)相量，所得的相量圖稱為槽電動(dòng)勢(shì)星形圖。如圖所得的相量圖稱為槽電動(dòng)勢(shì)星形圖。如圖所示。所示。 6011112345660轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)，電角速度電角頻率。轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)

28、，電角速度電角頻率。轉(zhuǎn)過 60 度空間電角度所需要的時(shí)間時(shí)間電角度度空間電角度所需要的時(shí)間時(shí)間電角度交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層集中整距繞組三相單層集中整距繞組圖圖8-5 三相單層集中整距繞組三相單層集中整距繞組槽電勢(shì)星形圖：槽電勢(shì)星形圖：1槽導(dǎo)體與槽導(dǎo)體與4槽導(dǎo)體串聯(lián)組成整距線圈構(gòu)成槽導(dǎo)體串聯(lián)組成整距線圈構(gòu)成A相繞組，由于相繞組，由于1槽導(dǎo)體與槽導(dǎo)體與4槽導(dǎo)體處于不同的槽導(dǎo)體處于不同的極性下，因此極性下，因此A相電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為相電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為1槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)與與4槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的相量差。同理，槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的相量差。同理，B相電動(dòng)相電動(dòng)勢(shì)

29、應(yīng)為勢(shì)應(yīng)為3槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)與槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)與6槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的相槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的相量差，量差，C相電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為相電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為5槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)與槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)與2槽槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的相量差，如圖所示，可知三相導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的相量差，如圖所示，可知三相繞組的基波電動(dòng)勢(shì)為三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。繞組的基波電動(dòng)勢(shì)為三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。 120120120ABC1-43-65-2集中整距繞組的優(yōu)缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單，但感應(yīng)的集中整距繞組的優(yōu)缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單，但感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)波形不好，而且由于繞組集中，運(yùn)電動(dòng)勢(shì)波形不好，而且由于繞組集中，運(yùn)行時(shí)行時(shí)發(fā)熱集中，散熱不良，再加上電樞表發(fā)熱集中，散熱不良，再加上電樞表面空間利用率低，所以一般采用分布繞組。面空間利用

30、率低，所以一般采用分布繞組。 交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層分布繞組三相單層分布繞組舉例說明繞組槽電動(dòng)勢(shì)星形圖及展開圖的作法。舉例說明繞組槽電動(dòng)勢(shì)星形圖及展開圖的作法。例例81，一交流電機(jī)定子槽數(shù)一交流電機(jī)定子槽數(shù)Z=24Z=24，極數(shù)，極數(shù)2p=4,2p=4,繪制三相單層分繪制三相單層分布繞組的電動(dòng)勢(shì)星形圖及繞組展開圖。布繞組的電動(dòng)勢(shì)星形圖及繞組展開圖。123456789101112131415161718192021222324S1NSN122n定子槽順轉(zhuǎn)向編號(hào)。定子槽順轉(zhuǎn)向編號(hào)。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相

31、單層繞組三相單層繞組三相單層分布繞組三相單層分布繞組圖圖8-6 槽導(dǎo)體分布和槽電勢(shì)星形圖槽導(dǎo)體分布和槽電勢(shì)星形圖1. 作槽電勢(shì)星形圖作槽電勢(shì)星形圖3024360236001Zp規(guī)定電動(dòng)勢(shì)穿進(jìn)紙面為正，則在圖規(guī)定電動(dòng)勢(shì)穿進(jìn)紙面為正，則在圖8-6(a)8-6(a)所所示位置，示位置，1 1槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)為正的最大，依次槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)為正的最大，依次作出其它槽導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)相量，如圖作出其它槽導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)相量，如圖8-6(b)8-6(b)所示所示, ,由于是兩對(duì)極，電動(dòng)勢(shì)星形重復(fù)兩圈由于是兩對(duì)極，電動(dòng)勢(shì)星形重復(fù)兩圈, ,一般地說一般地說,p,p對(duì)極電機(jī)，電動(dòng)勢(shì)星形重復(fù)對(duì)極電機(jī)，電動(dòng)勢(shì)星形重復(fù)p p圈。圈。

32、 123456789101112131415161718192021222324AZBXCY交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層分布繞組三相單層分布繞組2. 分相分相所謂分相，就是按每極每相槽數(shù)所謂分相，就是按每極每相槽數(shù)q q，把各槽電動(dòng)，把各槽電動(dòng)勢(shì)相量所屬的槽具體分配到各個(gè)相，分相的原則勢(shì)相量所屬的槽具體分配到各個(gè)相，分相的原則是應(yīng)使每相電動(dòng)勢(shì)最大，且三相電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱。以是應(yīng)使每相電動(dòng)勢(shì)最大，且三相電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱。以A相為例，由于相為例，由于q=2q=2，故每個(gè)極下，故每個(gè)極下A相有相有2 2槽，整槽，整個(gè)電機(jī)個(gè)電機(jī)A相共有相共有8 8槽，若在第

33、一個(gè)槽，若在第一個(gè)S極下取極下取1 1、2 2槽槽作為作為A相帶，為使合成電動(dòng)勢(shì)最大，應(yīng)將第一個(gè)相帶，為使合成電動(dòng)勢(shì)最大，應(yīng)將第一個(gè)N極下的極下的7 7、8 8槽也劃歸槽也劃歸A相，作為相，作為X相帶。因?yàn)橄鄮АＲ驗(yàn)? 7、8 8槽與槽與l l、2 2槽相隔一個(gè)極距，它們可分別構(gòu)成整槽相隔一個(gè)極距，它們可分別構(gòu)成整距線圈，第二對(duì)極下距線圈，第二對(duì)極下1313、1414槽為槽為A A相帶，相帶，1919、2020槽則為槽則為X X相帶。相帶。 123456789101112131415161718192021222324AZBXCY234242pmZq交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)

34、8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層分布繞組三相單層分布繞組1） 畫出槽展開圖。即以畫出槽展開圖。即以24根等距直線表示根等距直線表示24槽，并在旁邊標(biāo)以槽，并在旁邊標(biāo)以槽號(hào)。槽號(hào)。 2）根據(jù)槽電動(dòng)勢(shì)星形圖，把每對(duì)極下的槽分成根據(jù)槽電動(dòng)勢(shì)星形圖，把每對(duì)極下的槽分成A、Z、B、X、C、Y六個(gè)相帶，每個(gè)相帶有六個(gè)相帶，每個(gè)相帶有q q (2) 個(gè)槽個(gè)槽 。3）把槽中導(dǎo)體連成線圈。單層繞組只能將不同極性下同一相的把槽中導(dǎo)體連成線圈。單層繞組只能將不同極性下同一相的槽導(dǎo)體組成線圈，如槽導(dǎo)體組成線圈，如A相只能把相只能把A相帶與相帶與X相帶的槽內(nèi)導(dǎo)體連成相帶的槽內(nèi)導(dǎo)體連成線圈，在連接時(shí)，導(dǎo)體間連接的

35、先后次序?qū)铣呻妱?dòng)勢(shì)并無影線圈，在連接時(shí)，導(dǎo)體間連接的先后次序?qū)铣呻妱?dòng)勢(shì)并無影響，因此連接方法有多種。響，因此連接方法有多種。 3. 繪制繞組展開圖繪制繞組展開圖交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組單疊繞組：圖中，單疊繞組：圖中，A相帶中的相帶中的l槽和槽和2槽導(dǎo)體分別與槽導(dǎo)體分別與X相帶的相帶的7槽和槽和8槽導(dǎo)體組成兩個(gè)整距線圈，槽導(dǎo)體組成兩個(gè)整距線圈， 它們串聯(lián)后形成一個(gè)線圈組它們串聯(lián)后形成一個(gè)線圈組(也稱極相也稱極相組組)。一般說，這種連接，。一般說，這種連接，一個(gè)線圈組由一個(gè)線圈組由 q個(gè)個(gè)線圈組成，一對(duì)極線圈組成，一對(duì)極每相有一個(gè)線圈組，每相

36、有一個(gè)線圈組，p對(duì)極電機(jī)一相有對(duì)極電機(jī)一相有p個(gè)線圈組，由于一個(gè)線圈組，由于一個(gè)線圈組的個(gè)線圈組的q個(gè)線個(gè)線圈端部相疊，故稱圈端部相疊，故稱單層疊繞組。這種單層疊繞組。這種連接的端接長(zhǎng)，費(fèi)連接的端接長(zhǎng)，費(fèi)銅線，一般不用。銅線，一般不用。AZBXCYAZBXCYAZBCY12345678910 11 1213 14 15 16 17 18 19 2021 2223 24SNSN1122X123456789101112131415161718192021222324S1NSN122n123456789101112131415161718192021222324AZBXCY12345678910 1

37、1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2412345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSN1122AZBXCYAZBXCY12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSN1122AZBXCYAZBXCY12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSN1122.vAZBXCYAZBXCY12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19

38、20 21 22 23 24SNSN1122.vAZBXCYAZBXCY12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSN1122.vAZBXCYAZBXCY12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSN1122.vAZBXCYAZBXCY12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSN1122vAZBXCYAZBXCYAZBCY12345678910 11 1213 14 15 16 17 18

39、19 2021 2223 24SNSN1122X交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組鏈?zhǔn)嚼@組：線圈的節(jié)距鏈?zhǔn)嚼@組：線圈的節(jié)距y5，即節(jié)距為，即節(jié)距為l一一6，端接較短，可節(jié)省，端接較短，可節(jié)省銅線，常用于銅線，常用于4極、極、6極及部分極及部分8極的小型電機(jī)，由于各線圈的捧列極的小型電機(jī)，由于各線圈的捧列形如長(zhǎng)鏈，故稱鏈?zhǔn)嚼@組。形如長(zhǎng)鏈，故稱鏈?zhǔn)嚼@組。127813141920345691011121516171821222324AXS1N1S2N2交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組同心式繞組：兩個(gè)線圈的節(jié)距不相等

40、，它的特點(diǎn)是同一相線圈端同心式繞組：兩個(gè)線圈的節(jié)距不相等，它的特點(diǎn)是同一相線圈端部不交疊，布置和嵌線方便，常用于小型兩極異步電機(jī)，由于是部不交疊，布置和嵌線方便，常用于小型兩極異步電機(jī)，由于是一個(gè)線圈套著一個(gè)線圈，同一組的幾個(gè)線圈是一個(gè)線圈套著一個(gè)線圈，同一組的幾個(gè)線圈是“同心同心”的，故稱的，故稱同心式繞組。同心式繞組。12345678910 11 12 13 14 15 16 17 1819 20 21 22 23 24AXSNSN1212交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組三相單層分布繞組三相單層分布繞組連接的原則是應(yīng)使串聯(lián)的線圈組電動(dòng)勢(shì)相加，而且

41、各條支路的電連接的原則是應(yīng)使串聯(lián)的線圈組電動(dòng)勢(shì)相加，而且各條支路的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)相等。動(dòng)勢(shì)應(yīng)相等。一相的各線圈組可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，或一半線圈組串聯(lián)后再一相的各線圈組可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，或一半線圈組串聯(lián)后再并聯(lián)。并聯(lián)。上述單疊、鏈?zhǔn)?、同心式繞組均為串聯(lián)，支路數(shù)上述單疊、鏈?zhǔn)?、同心式繞組均為串聯(lián)，支路數(shù)a=1。同一繞組，如用串聯(lián)，則每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大，允許通過的相電同一繞組，如用串聯(lián)，則每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大，允許通過的相電流?。蝗缬貌⒙?lián)，每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，允許通過的相電流則增流?。蝗缬貌⒙?lián)，每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，允許通過的相電流則增大。大。 4.根據(jù)電壓和電流的要求根據(jù)電壓和電流的要求, ,把一相的

42、各個(gè)線圈組連成一相繞組把一相的各個(gè)線圈組連成一相繞組 AZBXCYAZBXCY12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSN1122.vAX交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組交叉式繞組：當(dāng)交叉式繞組：當(dāng)q=偶數(shù)，可把每個(gè)相帶的槽分成兩半，連成鏈?zhǔn)脚紨?shù)，可把每個(gè)相帶的槽分成兩半，連成鏈?zhǔn)嚼@組。如果繞組。如果q為奇數(shù)則每個(gè)相帶的槽不能均分，出現(xiàn)一邊多，一為奇數(shù)則每個(gè)相帶的槽不能均分，出現(xiàn)一邊多，一邊少的情況，例如邊少的情況，例如Z=36，2p=4，m=3每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q=3，電機(jī)

43、，電機(jī)的各相槽號(hào)可由表的各相槽號(hào)可由表8一一2確定。確定。AZBXCY第一對(duì)極1,2,34,5,67,8,910,11,1213,14,1516,17,18第二對(duì)極19,20,2122,23,2425,26,2728,29,3031,32,3334,35,36相帶槽號(hào)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組把把210相連，相連，311相連組成兩個(gè)節(jié)距為相連組成兩個(gè)節(jié)距為8的的“大圈大圈”，1219相連，組成一相連，組成一個(gè)節(jié)距為個(gè)節(jié)距為7的的“小圈小圈”，每對(duì)極下依次按，每對(duì)極下依次按“二大一小二大一小”交叉排列，如圖所示，交叉排列，如圖所示，這種繞組稱為單

44、層交叉式繞組。這種繞組稱為單層交叉式繞組。交叉式繞組一相相鄰的大圈與小圈之間應(yīng)反向交叉式繞組一相相鄰的大圈與小圈之間應(yīng)反向串聯(lián)，以保證線圈組串聯(lián)后電動(dòng)勢(shì)相加。串聯(lián)，以保證線圈組串聯(lián)后電動(dòng)勢(shì)相加。AX頭尾頭尾頭尾頭 尾12345678910 111213141516 17181920 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 3334 353612SNSN1122交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-2 三相單層繞組三相單層繞組討論：鏈?zhǔn)?、同心式和交叉式繞組，雖然線圈節(jié)距不等于整距，討論：鏈?zhǔn)?、同心式和交叉式繞組，雖然線圈節(jié)距不等于整距，但由于各種連接形式

45、只改變了同一相中各線圈電動(dòng)勢(shì)相加的先后但由于各種連接形式只改變了同一相中各線圈電動(dòng)勢(shì)相加的先后次序，所以它不影響相電動(dòng)勢(shì)的大小，仍算整距繞組。相電動(dòng)勢(shì)次序，所以它不影響相電動(dòng)勢(shì)的大小，仍算整距繞組。相電動(dòng)勢(shì)為各線圈電動(dòng)勢(shì)的合成，相量和。為各線圈電動(dòng)勢(shì)的合成，相量和。討論：對(duì)于單層繞組，每對(duì)極下每相只有一個(gè)線圈組，每個(gè)線圈討論：對(duì)于單層繞組，每對(duì)極下每相只有一個(gè)線圈組，每個(gè)線圈由由 q q 個(gè)線圈串聯(lián)組成；個(gè)線圈串聯(lián)組成；p p 對(duì)極電機(jī)每相共有對(duì)極電機(jī)每相共有 p p 個(gè)線圈組；并聯(lián)個(gè)線圈組；并聯(lián)支路。支路。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層繞組雙

46、層繞組1）可以選擇有利的節(jié)距，并可同時(shí)采用分布的辦）可以選擇有利的節(jié)距，并可同時(shí)采用分布的辦 法來改善電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)波形。法來改善電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)波形。2）所有線圈具有同樣的尺寸，便于制造。）所有線圈具有同樣的尺寸，便于制造。3）可以組成較多的并聯(lián)支路。）可以組成較多的并聯(lián)支路。4）端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng) 度。所以現(xiàn)代度。所以現(xiàn)代10kW以上的三相交流電機(jī)，其定以上的三相交流電機(jī)，其定 子繞組均采用雙層繞組。子繞組均采用雙層繞組。雙層繞組的每個(gè)槽內(nèi)有上、下兩個(gè)線圈邊。線圈的一條邊放在某一槽的上層，雙層繞組的每個(gè)槽內(nèi)有上、下兩個(gè)線圈邊。線圈

47、的一條邊放在某一槽的上層，另一條邊則放在相隔另一條邊則放在相隔 y 槽的下層。對(duì)于雙層繞組，整個(gè)電機(jī)的線圈數(shù)正好等槽的下層。對(duì)于雙層繞組，整個(gè)電機(jī)的線圈數(shù)正好等于槽數(shù)。于槽數(shù)。 上層邊下層邊雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)雙層繞組的分類雙層繞組的分類三相雙層繞組有疊繞組和波繞組兩種。三相雙層繞組有疊繞組和波繞組兩種。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組首先進(jìn)行計(jì)算：首先進(jìn)行計(jì)算：例例8-2 8-2 某交流電機(jī)定子繞組的某交流電機(jī)定子繞組的Z Z2424，2 p=42 p=4，m=3m=3，采用短距，采用短距，且且y=5y=5（節(jié)距為（節(jié)距

48、為1 16 6），試作出線圈電動(dòng)勢(shì)的星形圖及繞組展開），試作出線圈電動(dòng)勢(shì)的星形圖及繞組展開圖。圖。 ）（極距為7164242302436023602342421pZZppmZq交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組1. 繪制線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖繪制線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖 123456789101112131415161718192021222324S1NSN122n交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組1. 繪制線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖繪制線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖 12345678910111213141

49、5161718192021222324AZBXCY槽電動(dòng)勢(shì)星形圖槽電動(dòng)勢(shì)星形圖交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組1. 繪制線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖繪制線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖 對(duì)于雙層繞組，其線圈數(shù)等于槽數(shù)，由于每個(gè)線圈的兩個(gè)邊放在相距節(jié)距對(duì)于雙層繞組，其線圈數(shù)等于槽數(shù)，由于每個(gè)線圈的兩個(gè)邊放在相距節(jié)距 y 兩個(gè)槽內(nèi)，所以線圈電動(dòng)勢(shì)就是槽電動(dòng)勢(shì)星形圖中相距兩個(gè)槽內(nèi)，所以線圈電動(dòng)勢(shì)就是槽電動(dòng)勢(shì)星形圖中相距 y 槽的兩個(gè)相量的槽的兩個(gè)相量的合成，所得到的線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖仍為相差合成，所得到的線圈電動(dòng)勢(shì)相量圖仍為相差 a a1 1 電角度的星形圖，僅僅是

50、相電角度的星形圖，僅僅是相量長(zhǎng)短不同并旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度（因選擇的節(jié)距不同而不同），所以槽電動(dòng)勢(shì)星量長(zhǎng)短不同并旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度（因選擇的節(jié)距不同而不同），所以槽電動(dòng)勢(shì)星形圖也可看作線圈電動(dòng)勢(shì)星形圖，只是每一相量的編號(hào)是該線圈上層邊所在形圖也可看作線圈電動(dòng)勢(shì)星形圖，只是每一相量的編號(hào)是該線圈上層邊所在槽的號(hào)碼。例如相量槽的號(hào)碼。例如相量1是其上層邊嵌于槽是其上層邊嵌于槽1的線圈的電動(dòng)勢(shì)相量的線圈的電動(dòng)勢(shì)相量 。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組123456789101112131415161718192021222324AZBXCY交流電機(jī)的繞

51、組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組2. 分相分相 按照按照q =2，把電動(dòng)勢(shì)星形圖把電動(dòng)勢(shì)星形圖分成分成A、Z、B、X、C、Y六六個(gè)相帶。由圖可知，個(gè)相帶。由圖可知， 1、2、7、8、13、14、 19、20 槽的上槽的上層邊屬于層邊屬于A相。相。 123456789101112131415161718192021222324AZBXCY交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組3. .畫繞組展開圖畫繞組展開圖1）把電樞展開，每槽以一實(shí)線表示線圈的上層邊，一虛線表示線圈的下層把電樞展開，每槽

52、以一實(shí)線表示線圈的上層邊，一虛線表示線圈的下層 邊，并在實(shí)線旁標(biāo)以槽號(hào)，然后把槽按極數(shù)等分成邊，并在實(shí)線旁標(biāo)以槽號(hào)，然后把槽按極數(shù)等分成 4 份。份。2）按電動(dòng)勢(shì)星形圖把每對(duì)極下的槽分成）按電動(dòng)勢(shì)星形圖把每對(duì)極下的槽分成A、Z、B、X、C、Y六個(gè)相帶。注意六個(gè)相帶。注意 這些相帶只表示該相線圈上層邊所在的槽。這些相帶只表示該相線圈上層邊所在的槽。3）根據(jù)線圈的節(jié)距根據(jù)線圈的節(jié)距 y5 (節(jié)距為節(jié)距為16)，把上、下層連成線圈。例如，把上、下層連成線圈。例如A相帶第相帶第1 槽的上層邊和第槽的上層邊和第6槽的下層邊構(gòu)成一個(gè)線圈，第槽的下層邊構(gòu)成一個(gè)線圈，第2槽上層邊與第槽上層邊與第7槽下槽下 層

53、邊層邊 構(gòu)成一個(gè)線圈，這兩個(gè)線圈串聯(lián)形成一個(gè)線圈組。同樣可作出構(gòu)成一個(gè)線圈，這兩個(gè)線圈串聯(lián)形成一個(gè)線圈組。同樣可作出 A 相其它相相其它相 帶的線圈組，一相共有帶的線圈組，一相共有 2p 個(gè)線圈組，本例個(gè)線圈組，本例 中一相有中一相有4個(gè)線圈組。個(gè)線圈組。 同理可作出同理可作出B、C相的線圈組相的線圈組 (圖中未畫出圖中未畫出)。 AZBXCYAZBXCYAXAXAXAX11223344AX123456789101112131415161718192021222324SNSN1122BCYZ.v交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組3.

54、 .畫繞組展開圖畫繞組展開圖4）根據(jù)電壓和電流的要求，把一相的線圈組串聯(lián)或并聯(lián)組成一相繞組。為）根據(jù)電壓和電流的要求，把一相的線圈組串聯(lián)或并聯(lián)組成一相繞組。為 了使線圈了使線圈組的電動(dòng)勢(shì)相加，一相兩相鄰線圈組之間應(yīng)反向串聯(lián)，即采用組的電動(dòng)勢(shì)相加，一相兩相鄰線圈組之間應(yīng)反向串聯(lián)，即采用 “ “尾接尾，頭接頭尾接尾，頭接頭的連接規(guī)律。串聯(lián)連接，支路數(shù)的連接規(guī)律。串聯(lián)連接，支路數(shù) a=la=l。 一半線圈組串聯(lián)后再并聯(lián)，連接示意圖，其支路數(shù)一半線圈組串聯(lián)后再并聯(lián)，連接示意圖，其支路數(shù) a=2a=2。 對(duì)于雙層疊繞組，最大并聯(lián)支路數(shù)等于線圈組數(shù)，而一相的線圈組數(shù)等對(duì)于雙層疊繞組，最大并聯(lián)支路數(shù)等于線圈

55、組數(shù)，而一相的線圈組數(shù)等 于極數(shù)，所以最大可能的并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)。于極數(shù)，所以最大可能的并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)。 AZBXCYAZBXCYAXAXAXAX11223344AX123456789101112131415161718192021222324SNSN1122BCYZ.v交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層疊繞組雙層疊繞組圖圖8-12 三相雙層繞組展開圖（三相雙層繞組展開圖（a=2）AXAXAXAXAX112233441、27、813、1419、20交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層波繞組雙層波繞組

56、對(duì)多極、支路導(dǎo)線截面較大的交流電機(jī)，為節(jié)約極間連線用銅，對(duì)多極、支路導(dǎo)線截面較大的交流電機(jī)，為節(jié)約極間連線用銅，常采用波繞組。常采用波繞組。波繞組的連接特點(diǎn)是把同一極性下波繞組的連接特點(diǎn)是把同一極性下( (如如N1、N2)所有屬于同一相所有屬于同一相的線圈按照一定的次序串聯(lián)組成一組；再把另一極性下的線圈按照一定的次序串聯(lián)組成一組；再把另一極性下( (如如S1、S2)所有屬于同一相的線圈按照一定的次序串聯(lián)組成另一組，最所有屬于同一相的線圈按照一定的次序串聯(lián)組成另一組，最后把這兩大組線圈根據(jù)需要接成串聯(lián)或并聯(lián)，構(gòu)成一相繞組。由后把這兩大組線圈根據(jù)需要接成串聯(lián)或并聯(lián)，構(gòu)成一相繞組。由于相連線圈形似波

57、浪，故稱為波繞組。于相連線圈形似波浪，故稱為波繞組。如前述例如前述例8 82 2，連成，連成 a=1a=1的波繞組，整個(gè)的波繞組，整個(gè)A相繞組的連接次序如相繞組的連接次序如圖所示。繞組展開圖如圖圖所示。繞組展開圖如圖8 81515所示。所示。 交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層波繞組雙層波繞組719820113214N極下繞組S極下繞組AX交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層波繞組雙層波繞組AX1234567891011 12 13 14 15 1617 18 19 2021222324 1SNSN112

58、2交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層波繞組雙層波繞組說明：說明：1）在整數(shù)槽波繞組中，無論多少極數(shù)，每相每條支路只需一根組間連線。并）在整數(shù)槽波繞組中，無論多少極數(shù)，每相每條支路只需一根組間連線。并 聯(lián)支路最多只有聯(lián)支路最多只有2條。條。2）波繞組中采用短距，可以改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)波形，但不能節(jié)約端部用銅。）波繞組中采用短距，可以改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)波形，但不能節(jié)約端部用銅。 因?yàn)楹铣晒?jié)距總是差不多等于一對(duì)極距不變，線圈節(jié)距縮短，雖使一邊端因?yàn)楹铣晒?jié)距總是差不多等于一對(duì)極距不變，線圈節(jié)距縮短，雖使一邊端 部連線縮短，但另一邊卻加長(zhǎng)了，故用銅量基本不變

59、。部連線縮短，但另一邊卻加長(zhǎng)了，故用銅量基本不變。3）由于波繞組的組間連接線少，綁扎固定比較簡(jiǎn)單，同時(shí)使重量分布易于平由于波繞組的組間連接線少，綁扎固定比較簡(jiǎn)單，同時(shí)使重量分布易于平 衡，故波繞組多用于大、中型水輪發(fā)電機(jī)定子繞組和繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)的衡，故波繞組多用于大、中型水輪發(fā)電機(jī)定子繞組和繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)的 轉(zhuǎn)子繞組中。轉(zhuǎn)子繞組中。 交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-3 三相雙層繞組三相雙層繞組說明：說明：對(duì)于雙層繞組，每對(duì)極對(duì)于雙層繞組，每對(duì)極下每相有下每相有2 2個(gè)線圈組，每個(gè)線圈由個(gè)線圈組，每個(gè)線圈由 q q 個(gè)線個(gè)線圈串聯(lián)組成；圈串聯(lián)組成；p p 對(duì)極電機(jī)每相共有對(duì)極

60、電機(jī)每相共有 2p 2p 個(gè)線圈組。個(gè)線圈組。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-4 交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 交流繞組由若干個(gè)線圈組連接而成；一個(gè)線圈組交流繞組由若干個(gè)線圈組連接而成；一個(gè)線圈組由由 q q 個(gè)線圈串連組成；一個(gè)線圈由導(dǎo)體連接而成。個(gè)線圈串連組成；一個(gè)線圈由導(dǎo)體連接而成。 為由簡(jiǎn)入繁研究繞組電動(dòng)勢(shì)，首先研究一根導(dǎo)體為由簡(jiǎn)入繁研究繞組電動(dòng)勢(shì)，首先研究一根導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)，然后再研究線圈電動(dòng)勢(shì)、線圈組電動(dòng)勢(shì)以的電動(dòng)勢(shì)，然后再研究線圈電動(dòng)勢(shì)、線圈組電動(dòng)勢(shì)以及每相繞組電動(dòng)勢(shì)。及每相繞組電動(dòng)勢(shì)。交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢(shì)8-4 交流繞組的感應(yīng)電