電機與拖動第6章.交流繞組共同理論

1、第第6 6章、交流電機共同理論章、交流電機共同理論交流電機主要包括交流電機主要包括異步電機和同步電機異步電機和同步電機兩大類；兩大類；兩類電機在結(jié)構(gòu)上既具有共同之處，又各有其兩類電機在結(jié)構(gòu)上既具有共同之處，又各有其自身特點。自身特點。 共同之處在于定子鐵心和繞組，不同之處在于轉(zhuǎn)子共同之處在于定子鐵心和繞組，不同之處在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和繞組。結(jié)構(gòu)和繞組。 交流電機的共同問題包括：交流電機的共同問題包括： 三相交流電機的繞組構(gòu)成三相交流電機的繞組構(gòu)成 三相交流繞組產(chǎn)生的電動勢分析三相交流繞組產(chǎn)生的電動勢分析 三相交流繞組產(chǎn)生的磁勢分析三相交流繞組產(chǎn)生的磁勢分析6.2 交流電機電樞繞組交流電機電樞繞組內(nèi)容

2、提要內(nèi)容提要: 交流繞組的幾個概念交流繞組的幾個概念交流繞組排列及連線的原則交流繞組排列及連線的原則單層繞組單層繞組雙層繞組雙層繞組02.gif電樞繞組電樞繞組交流繞組的基本要求交流繞組的基本要求 （1 1）繞組產(chǎn)生的電動勢（磁動勢）為正弦波。）繞組產(chǎn)生的電動勢（磁動勢）為正弦波。（2 2）三相繞組電動勢（磁動勢）必須對稱。）三相繞組電動勢（磁動勢）必須對稱。（3 3）一定導體數(shù)下獲得較大電動勢（磁動勢）。）一定導體數(shù)下獲得較大電動勢（磁動勢）。 一、一、交流繞組交流繞組基本概念基本概念（1）三相對稱繞組）三相對稱繞組: AX、BY、CZ（2）線圈（繞組元件）：）線圈（繞組元件）：是構(gòu)成繞組的

3、基本單元是構(gòu)成繞組的基本單元（3）單層繞組和雙層繞組）單層繞組和雙層繞組雙層繞組雙層繞組: :一個槽中放兩個一個槽中放兩個元件邊。元件邊。1010kWkW以上的電機主以上的電機主要采用雙層繞組要采用雙層繞組. .雙層繞組的優(yōu)點：雙層繞組的優(yōu)點：1 1、采用短矩線圈，以改善、采用短矩線圈，以改善電勢、磁勢波形；電勢、磁勢波形；2 2、線圈尺寸相同便于制造；、線圈尺寸相同便于制造；3 3、端部形狀排列整齊，有、端部形狀排列整齊，有利于散熱和增加機械強度。利于散熱和增加機械強度。單層繞組單層繞組: :一個槽中只放一個元件邊一個槽中只放一個元件邊. .單層繞組主要用于單層繞組主要用于小型異步電動機。感

4、應(yīng)電動勢波形不好，電機空間沒有小型異步電動機。感應(yīng)電動勢波形不好，電機空間沒有充分利用。充分利用。（4）極距）極距節(jié)距節(jié)距（5）空間電角度：）空間電角度：從電磁角度看，從電磁角度看，一對一對N,S極構(gòu)成一個磁場極構(gòu)成一個磁場周期，即周期，即1對極占空對極占空間角度為間角度為360度-電電角度角度 從幾何角度看從幾何角度看：轉(zhuǎn)子鐵心的橫截面是一個圓，其幾何角度恒等于360度。 -機械角機械角度度2對磁極對磁極 4對磁極對磁極 p*360電角度電角度360幾何角度幾何角度電機的磁極對電機的磁極對數(shù)為數(shù)為p時，氣隙時，氣隙圓周的角度數(shù)圓周的角度數(shù)為為p*360電角度。電角度。電角度電角度= p機械角

5、度機械角度（3）槽距電角）槽距電角：相鄰相鄰兩個槽所占的電角度數(shù)。兩個槽所占的電角度數(shù)。=（P P360360度）度）/ /Z Z （6）槽電勢星形圖）槽電勢星形圖（7 7）相帶、每極每相槽數(shù)）相帶、每極每相槽數(shù)q q 每個極域內(nèi)每相所占的槽數(shù)。每個極域內(nèi)每相所占的槽數(shù)。/2qzpm二、交流繞組的構(gòu)成原則二、交流繞組的構(gòu)成原則q均勻原則：均勻原則： 每個極域內(nèi)的槽數(shù)（線圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個極域內(nèi)所占的槽數(shù)應(yīng)相等。q對稱原則對稱原則： 三相繞組的結(jié)構(gòu)完全一樣，但在電機的圓周空間互相錯開120電角度。q 電勢相加原則：電勢相加原則： 線圈兩個圈邊的感應(yīng)電勢應(yīng)該相加；線圈與線圈之間的連接也應(yīng)

6、符合這一原則。 交流繞組的分類交流繞組的分類 按相數(shù)分按相數(shù)分： （1）單相）單相 （2）多相（兩相，三相）多相（兩相，三相） 按每極每相槽數(shù)分按每極每相槽數(shù)分： （1）整數(shù)槽）整數(shù)槽 （2）分數(shù)槽）分數(shù)槽按槽內(nèi)層數(shù)分：按槽內(nèi)層數(shù)分： （1）單層）單層 （2）雙層）雙層 （3）單、雙層）單、雙層 按繞阻形狀分：按繞阻形狀分： （1）疊繞）疊繞 （雙層）（雙層）（2）波繞）波繞 （雙層）（雙層）（3）同心式）同心式 （單層）（單層）（4）交叉式）交叉式 （單層）（單層）（5）鏈式）鏈式 （單層）（單層） 三、三相單層分布繞組三、三相單層分布繞組例：例：一臺電機的繞組為三一臺電機的繞組為三相單層等

7、元件式繞組，相單層等元件式繞組，極對數(shù)極對數(shù)p=2p=2，槽數(shù)槽數(shù)Z=24Z=24，每相并聯(lián)支路每相并聯(lián)支路數(shù)數(shù)a=1=1，試繪出其繞組試繪出其繞組展開圖。展開圖。ABC1 1、計算、畫槽、分極分相、計算、畫槽、分極分相: :2、槽電勢星形圖和相帶劃分、槽電勢星形圖和相帶劃分當把各槽內(nèi)導體感應(yīng)的電勢分別用矢量當把各槽內(nèi)導體感應(yīng)的電勢分別用矢量表示時，這些矢量構(gòu)成一個輻射星形圈，表示時，這些矢量構(gòu)成一個輻射星形圈，稱為槽電勢星形圖。稱為槽電勢星形圖。24243243602 36023024 324PZmZPqPmZ 導體24與導體1的基波電動勢槽電動勢星形圖槽電動勢星形圖-60相帶槽電動勢星形圖

8、-60相帶 3 3、連線圈和線圈組：、連線圈和線圈組： 將一對極域內(nèi)屬于同一相的某兩個圈邊連成一個線圈將一對極域內(nèi)屬于同一相的某兩個圈邊連成一個線圈 將一對極域內(nèi)屬于同一相的將一對極域內(nèi)屬于同一相的q q個線圈連成一個線圈組個線圈連成一個線圈組. .4 4、連相繞組：、連相繞組： 將屬于同一相的將屬于同一相的p p個線圈組連成一相繞組，個線圈組連成一相繞組， 并標記首尾端。并標記首尾端。 v 串聯(lián)與并聯(lián)，按電勢相加原則。串聯(lián)與并聯(lián)，按電勢相加原則。 v 按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。 n以上連接應(yīng)符合電勢相加原則以上連接應(yīng)符合電勢相加原則 5 5、連三相繞組、連三相繞

9、組單層繞組小結(jié)單層繞組小結(jié)交流繞組組成：交流繞組組成：線圈元件線圈元件線圈組線圈組相繞組相繞組三相繞組三相繞組每相繞組的線圈數(shù)：每相繞組的線圈數(shù)：2Pq1對磁極下屬于對磁極下屬于A相線圈數(shù)量是多少：相線圈數(shù)量是多少： q個線圈個線圈1對磁極下屬于對磁極下屬于A相線圈組數(shù)量是多少：相線圈組數(shù)量是多少：1個線圈組個線圈組P對磁極下屬于對磁極下屬于A相線圈組數(shù)量是多少：相線圈組數(shù)量是多少：P個線圈組個線圈組雙層繞組小結(jié)雙層繞組小結(jié)1個磁極下屬于個磁極下屬于A相線圈數(shù)量是多少：相線圈數(shù)量是多少： q個線圈個線圈1對磁極下屬于對磁極下屬于A相線圈組數(shù)量是多少：相線圈組數(shù)量是多少：2個線圈組個線圈組P對磁

10、極下屬于對磁極下屬于A相線圈組數(shù)量是多少：相線圈組數(shù)量是多少：2P個線圈組個線圈組四、三相雙層繞組四、三相雙層繞組（舉例：（舉例：Z=36,2p=4,Z=36,2p=4,短距短距y=7,m=3)y=7,m=3)1、分極分相、分極分相: 將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開（將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開（N,S極相鄰分布）極相鄰分布）并標記假設(shè)的感應(yīng)電勢方向；并標記假設(shè)的感應(yīng)電勢方向； 2、連線圈和線圈組、連線圈和線圈組：根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈（上層邊與下層邊根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈（上層邊與下層邊合一個線圈）合一個線圈） 以上層邊所在槽號標記線圈編號。以上層邊所在槽號標記線圈編號。 將同一極域內(nèi)屬于

11、同一相的某兩個圈邊連成一將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個圈邊連成一個線圈（共有個線圈（共有q個線圈）個線圈） 將同一極域內(nèi)屬于同一相的將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個線圈連成一個線個線圈連成一個線圈組（共有多少個線圈組？）圈組（共有多少個線圈組？） 以上連接應(yīng)符合電勢相加原則以上連接應(yīng)符合電勢相加原則 N1N2S1S23、連相繞組：、連相繞組： 將屬于同一相的將屬于同一相的2 2p p個線圈組連成一相繞組，并標個線圈組連成一相繞組，并標記首尾端。記首尾端。 串聯(lián)與并聯(lián)，電勢相加原則。串聯(lián)與并聯(lián)，電勢相加原則。 按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。 4、連三相繞組連三相繞組 將三個

12、構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組將三個構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組 接法或者Y接法 交流電機電樞繞組交流電機電樞繞組綜上所述，三相綜上所述，三相單層疊繞組單層疊繞組具有如下特點：具有如下特點：1.1. 線圈總數(shù)線圈總數(shù) = = ；假設(shè)每個線圈有；假設(shè)每個線圈有 個線匝，線匝總數(shù)個線匝，線匝總數(shù) = = 。2.2. 每相線圈組數(shù)每相線圈組數(shù) = p = p ；3.3. 并聯(lián)支路數(shù)并聯(lián)支路數(shù)a a最小為最小為1 1，最大為，最大為p p ；4.4. 每相每條支路串聯(lián)線匝每相每條支路串聯(lián)線匝數(shù)數(shù) 。2ZcN2/cNZaNqpamNZNcc2交流電機電樞繞組交流電機電樞繞組綜上所述，三相綜上所

13、述，三相雙層疊繞組雙層疊繞組具有如下特點：具有如下特點：1.線圈總數(shù)線圈總數(shù) = 定子槽數(shù)定子槽數(shù) = Z；假設(shè)每個線圈有；假設(shè)每個線圈有 個線匝，個線匝，線匝總數(shù)線匝總數(shù) = ；2.每相線圈組數(shù)每相線圈組數(shù) = 2 p ；3.并聯(lián)支路數(shù)并聯(lián)支路數(shù) a 最小為最小為1，最大為，最大為2 p ；4.每相繞組每條支路串聯(lián)線匝數(shù)每相繞組每條支路串聯(lián)線匝數(shù) 。 cNcZN2ccZ NpqNNmaa6.1 交流電樞繞組的感應(yīng)電勢交流電樞繞組的感應(yīng)電勢本節(jié)討論旋轉(zhuǎn)磁場在空間正弦分布時本節(jié)討論旋轉(zhuǎn)磁場在空間正弦分布時: 1、計算感應(yīng)電勢分析方法：、計算感應(yīng)電勢分析方法： 2、交流繞組中感應(yīng)電勢的計算公式。、

14、交流繞組中感應(yīng)電勢的計算公式。 3、比較交流繞組、變壓器繞組感應(yīng)電勢的公、比較交流繞組、變壓器繞組感應(yīng)電勢的公式的形式和內(nèi)涵的區(qū)別式的形式和內(nèi)涵的區(qū)別首先求出一根導體中的感應(yīng)電勢首先求出一根導體中的感應(yīng)電勢 導出一個導出一個線圈的感應(yīng)電勢線圈的感應(yīng)電勢 一個線圈組（極相組）的一個線圈組（極相組）的感應(yīng)電勢感應(yīng)電勢 一相繞組感應(yīng)電勢的計算公一相繞組感應(yīng)電勢的計算公式式旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場是交流電機工作的基礎(chǔ)。在交流電是交流電機工作的基礎(chǔ)。在交流電機理論中有兩種旋轉(zhuǎn)磁場機理論中有兩種旋轉(zhuǎn)磁場 1)機械旋轉(zhuǎn)磁場（機械旋轉(zhuǎn)磁場（動畫動畫 ）2)電氣旋轉(zhuǎn)磁場（電氣旋轉(zhuǎn)磁場（動畫動畫）感應(yīng)電勢是是如何產(chǎn)生的感

15、應(yīng)電勢是是如何產(chǎn)生的? ?感應(yīng)電勢是如何計算感應(yīng)電勢是如何計算? ?一、導體的感應(yīng)電勢一、導體的感應(yīng)電勢11sin2 sinmeblV lVBEtsinBBm瞬時值瞬時值:tt小結(jié)：繞組中均勻分布著許多導體，這些小結(jié)：繞組中均勻分布著許多導體，這些導體中的感應(yīng)電勢有效值，頻率，波形均導體中的感應(yīng)電勢有效值，頻率，波形均相同；但是他們的相位不相同相同；但是他們的相位不相同。 設(shè)轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)設(shè)轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)n n轉(zhuǎn)（即每秒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（即每秒轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)），轉(zhuǎn)），60n)(60ZsHnf 60Pnf 感應(yīng)電動勢的頻率感應(yīng)電動勢的頻率: :思考？思考？若電機為若電機為P=1P=1、2 2.對極，則轉(zhuǎn)子每旋對極，則轉(zhuǎn)

16、子每旋轉(zhuǎn)一周，導體中感應(yīng)電勢將交變幾次？轉(zhuǎn)一周，導體中感應(yīng)電勢將交變幾次？導體中電勢交變的頻率應(yīng)為？導體中電勢交變的頻率應(yīng)為？在我國工業(yè)用標準頻率為在我國工業(yè)用標準頻率為5050H HZ Z，所以所以n n與與P P有固定關(guān)系有固定關(guān)系: :13000 /min21500 /.min31000./min4750 /minPnrPnrPnrPnr6060Pnffnp或一根導體電勢有效值一根導體電勢有效值 12mB lVE 222606060nnnVRRDPf 111122() (2)2222.2222mmavlEBfBlfB l fff1每極基波磁通每極基波磁通 1y二、整距線圈的感應(yīng)電動勢二、

17、整距線圈的感應(yīng)電動勢E EC1C1 11124.44CEEf若線圈有若線圈有N NC C匝，則匝，則 ： 114.44CCEfN三、短距線圈的電動勢三、短距線圈的電動勢01180y011111111802sin2sin9024.44CyyyEEEfK011sin90yyK基波短距系數(shù)基波短距系數(shù)1y1114.44CCyEfN KNC匝的線圈電動勢有效值為： 1114.44CCyEfN K2 采用短距線圈意義采用短距線圈意義: : 對基波電動勢的大小稍有影響對基波電動勢的大小稍有影響，但當主磁場中含有諧波時，它能有效地抑制諧波電，但當主磁場中含有諧波時，它能有效地抑制諧波電動勢（后述），所以一般

18、交流繞組大多采用短距繞組動勢（后述），所以一般交流繞組大多采用短距繞組。 表示線圈采用短距后感應(yīng)表示線圈采用短距后感應(yīng)電勢較整距時應(yīng)打的折扣電勢較整距時應(yīng)打的折扣. .011556sin900.966 16yyK短距系數(shù)物理意義短距系數(shù)物理意義 ：11111()()CyCEyKEy1yk五、線圈組的電動勢五、線圈組的電動勢1CE1CE2CE3CEE111111114.44 ()()4.44 ()qqCcyqcNEk qEf qNk kf qN k 線圈組電動勢1(11(1(11(:2 sin2:2 sin22 sinsin222 sinsin22qCqqqqqRt OED EROCD EqEq

19、 RqqREKEq Rq矢）代）矢）代）基波分布系數(shù)的意義:基波分布系數(shù)，表示分布放置的線圈組電動勢對應(yīng)于集中放置的線圈組電動勢所打的折扣。基波繞組系數(shù)的意義:1Nk表示繞組采用分布放置的短距線圈后整個合成電勢所打的折扣。 1qk對于單層繞組，一相繞組由p個線圈組構(gòu)成，一相繞組的電動勢為： 111111114.444.444.44qCNCNNpEpEfqN kaapqNfkfNka 六、一相繞組電動勢和線電動勢六、一相繞組電動勢和線電動勢一相繞組串聯(lián)總匝數(shù)NCPqNNa每極下每相有一個線圈組，線圈組由每極下每相有一個線圈組，線圈組由q q個線圈組成，個線圈組成，且每個線圈互差且每個線圈互差 電

20、角度。電角度。對于雙層繞組：一相繞組由2p個線圈組構(gòu)成。11111111224.4424.444.44qCNCNNpEpEfqN kaapqNfkfNka 2CPqNNa一相繞組串聯(lián)總匝數(shù)：對星形連接：線電勢對星形連接：線電勢= =對角形連接：線電勢對角形連接：線電勢= =三相繞組線電動勢三相繞組線電動勢:13E1E本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)：1、正弦分布的以轉(zhuǎn)速正弦分布的以轉(zhuǎn)速n n旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，在三相對旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，在三相對成交流繞組中會感應(yīng)出三相對稱交流電勢成交流繞組中會感應(yīng)出三相對稱交流電勢。 2 2、感應(yīng)電勢的波形同磁場波形，為正弦波。、感應(yīng)電勢的波形同磁場波形，為正弦波。 3 3、感應(yīng)

21、電勢的頻率為、感應(yīng)電勢的頻率為 Hz Hz 4 4、相電勢的大小為相電勢的大小為 ：5 5、繞組系數(shù)、繞組系數(shù) ：6 6、交流電機與變壓器、交流電機與變壓器 感應(yīng)電動勢區(qū)別及聯(lián)系感應(yīng)電動勢區(qū)別及聯(lián)系11 14.44NEfNK60pnf 111Nyqkk k七、繞組的諧波電動勢七、繞組的諧波電動勢 實際上，磁極磁場并實際上，磁極磁場并非完全按正弦規(guī)律分非完全按正弦規(guī)律分布，交流繞組中感應(yīng)布，交流繞組中感應(yīng)電勢除基波外（上節(jié)電勢除基波外（上節(jié)討論）還有一系列高討論）還有一系列高次諧波電勢。次諧波電勢。出現(xiàn)高出現(xiàn)高次諧波的原因主要是次諧波的原因主要是由于鐵心的飽和及主由于鐵心的飽和及主極的外形未經(jīng)特

22、殊設(shè)極的外形未經(jīng)特殊設(shè)計計 。諧波的磁場的性質(zhì)為：諧波的磁場的性質(zhì)為： 111PPnnff4.44NEf NK01sin90sin2sin2WyqyqyKK KKqKq感應(yīng)諧波電動勢公式：感應(yīng)諧波電動勢公式： 諧波電動勢對相電動勢大小影響很小，主要諧波電動勢對相電動勢大小影響很小，主要影響電動勢波形。影響電動勢波形。22213511.EEEEEEEE削弱諧波電動勢的方法削弱諧波電動勢的方法1）選用短距繞組）選用短距繞組（2）采用分布繞組）采用分布繞組 6q2q2 ( (3)3)改善主極極靴外形改善主極極靴外形 ，( (5)5)齒諧波電勢減小的方法齒諧波電勢減小的方法 :采用斜槽采用斜槽( (主

23、要用于中、小型電機中主要用于中、小型電機中) ) 諧波的危害諧波的危害存在高次諧波，將使電勢波形變壞，產(chǎn)生很多不良影響：存在高次諧波，將使電勢波形變壞，產(chǎn)生很多不良影響：1 1、電機損耗增大，效率下降，溫升增加。、電機損耗增大，效率下降，溫升增加。2 2、高次諧波產(chǎn)生的電磁場對鄰近的通訊線路產(chǎn)生干擾。、高次諧波產(chǎn)生的電磁場對鄰近的通訊線路產(chǎn)生干擾。3 3、產(chǎn)生有害附加轉(zhuǎn)距，造成電機運行性能變壞。、產(chǎn)生有害附加轉(zhuǎn)距，造成電機運行性能變壞。4)4)三相三相Y Y接或接或接：可消除三次諧波及三的倍數(shù)次諧波。接：可消除三次諧波及三的倍數(shù)次諧波。作業(yè)作業(yè) : P207 習題習題 6.4思考題思考題: P

24、210 習題習題6.1 6.56.36.3交流電機單相繞組產(chǎn)生的磁動勢交流電機單相繞組產(chǎn)生的磁動勢 重點掌握：重點掌握： 磁勢的性質(zhì)磁勢的性質(zhì)(線圈、線圈組、相繞組線圈、線圈組、相繞組) 既是時間相量又是空間相量的特征既是時間相量又是空間相量的特征 為三相繞組通過三相對稱交流電流時產(chǎn)為三相繞組通過三相對稱交流電流時產(chǎn)生的磁勢分析打基礎(chǔ)。生的磁勢分析打基礎(chǔ)。一、整距線圈的磁勢一、整距線圈的磁勢 整距線圈整距線圈AX，匝數(shù)匝數(shù)Nc 。通入交流電。通入交流電ic線圈在一個氣隙上施加的磁勢為：線圈在一個氣隙上施加的磁勢為：2322222-2-cCccCciNfiNf當當 在定子內(nèi)圓表面建立空間坐標，以

25、線圈在定子內(nèi)圓表面建立空間坐標，以線圈AXAX軸線與定子內(nèi)表軸線與定子內(nèi)表面的交點作為空間坐標的原點，用空間電角度面的交點作為空間坐標的原點，用空間電角度 表示。把表示。把氣隙圓周展成直線，讓橫坐標表示沿氣隙圓周方向的空間氣隙圓周展成直線，讓橫坐標表示沿氣隙圓周方向的空間距離。距離。結(jié)論：結(jié)論：（1 1）整距線圈在氣隙內(nèi)形成一個矩形分布的磁勢）整距線圈在氣隙內(nèi)形成一個矩形分布的磁勢波，其矩形的高度是時間的函數(shù)。波，其矩形的高度是時間的函數(shù)。 （2 2）磁勢波空間位置固定不動，但波幅的大?。┐艅莶臻g位置固定不動，但波幅的大小隨時間而變化，此磁勢為隨時間而變化，此磁勢為脈振磁勢脈振磁勢。1 1、

26、磁勢的瞬時值大?。?、磁勢的瞬時值大小：11. 2coscos22cccccfiNNItFt脈振磁勢脈振磁勢動畫演示：動畫演示：2、矩形波脈振磁勢的、矩形波脈振磁勢的分解分解135()coscos3cos5CmsCsCsCsFFFF磁勢波分解為磁勢波分解為基波基波和一系列和一系列奇次諧波奇次諧波， 基波磁勢的幅值基波磁勢的幅值是矩形波的是矩形波的 倍，倍， 次諧波的次諧波的幅值是基波的幅值是基波的 倍。倍。/4/111124coscos22412CcCsCCCCCNfItNFIFF磁勢最大幅值：基波磁勢性質(zhì)基波磁勢性質(zhì)：在空間按余弦分布；在時間上，任：在空間按余弦分布；在時間上，任何一個位置的磁

27、勢大小都按余弦變化。所以基波是何一個位置的磁勢大小都按余弦變化。所以基波是一個正弦弦分布的一個正弦弦分布的正弦脈振磁勢正弦脈振磁勢?；ɑ}振磁勢脈振磁勢動畫演示：動畫演示：返回二、線圈組的磁勢二、線圈組的磁勢 1 1、整距線圈組磁勢整距線圈組磁勢分析（單層繞組：整距線圈）分析（單層繞組：整距線圈）2 2、短距線圈組磁動勢短距線圈組磁動勢分析（雙層繞組：短距分析（雙層繞組：短距線圈）線圈）（一對極下：）（一對極下：）111142()coscos2qcqCCqsfqfKqN I Kt111111111422().2()coscos22424212coscoscoscos2242coscos2q

28、cqyCCyqsCCCNsCNsNsfqfK KIqNK KtpqNIN qKtaIKtapNIKtp單個線圈產(chǎn)生矩形脈振磁勢，取其基波為正弦脈振磁勢；單個線圈產(chǎn)生矩形脈振磁勢，取其基波為正弦脈振磁勢； q個正弦脈振磁勢在空間依次錯開一個槽距角。個正弦脈振磁勢在空間依次錯開一個槽距角。 線圈組的磁勢等于線圈組的磁勢等于q個線圈磁勢在空間的疊加，其疊加方法類個線圈磁勢在空間的疊加，其疊加方法類似于感應(yīng)電勢的疊加。似于感應(yīng)電勢的疊加。1 1、整距線圈的線圈組磁勢、整距線圈的線圈組磁勢 每極下屬與同一相的線圈串聯(lián)起來，就成為一個線圈每極下屬與同一相的線圈串聯(lián)起來，就成為一個線圈組。以組。以q=3的整

29、距線圈組為例的整距線圈組為例111142()coscos2qcqCCsqfqfKN I qKt1112 sinsin222sin2qqCqqRFqKqqFq Rqg個線圈磁勢矢量和個線圈磁勢代數(shù)和11114224 2coscosqCCqqCCqsFI N qKfI N qKtKq1：繞組分布因數(shù)（基波）繞組分布因數(shù)（基波） 整矩線圈組磁動勢瞬時值整矩線圈組磁動勢瞬時值：返回兩個雙層短距分布繞組兩個雙層短距分布繞組以以p=1、q=3、y1=7為例為例 兩個等效單層整距相繞組兩個等效單層整距相繞組2 2、一對磁極下短距線圈的線圈組磁勢、一對磁極下短距線圈的線圈組磁勢 等效兩個整距等效兩個整距線圈組

30、。在空線圈組。在空間互差間互差 電角度。電角度。兩個短距兩個短距線圈組線圈組01-y.18011(001111111(11112cos21coscos.sin902242222422coscos2422coscos2qqyqyCCyqqqCCyqsCCWsFFyKFFKI N qK KfIN qK KtIN qKt上）1上）-y（.180 ）=結(jié)論：綜合以上分析，繞組采用短距和分結(jié)論：綜合以上分析，繞組采用短距和分布后，其磁勢較整距和集中放置有所改變：布后，其磁勢較整距和集中放置有所改變：分布系數(shù)可理解為繞組分布排列后所形分布系數(shù)可理解為繞組分布排列后所形成的磁勢較集中排列時應(yīng)打的折扣成的磁勢

31、較集中排列時應(yīng)打的折扣短距系數(shù)表示線圈采用短距后所形成的短距系數(shù)表示線圈采用短距后所形成的磁勢較整距時應(yīng)打的折扣磁勢較整距時應(yīng)打的折扣采用分布和短距后，可大大削弱諧波的采用分布和短距后，可大大削弱諧波的影響，從而改善磁勢波形。影響，從而改善磁勢波形。三、單相繞組的磁勢三、單相繞組的磁勢 S1N1.NNSS單相繞組的磁勢單相繞組的磁勢 : :每對極下磁場是由處于該極面下的線圈組電流產(chǎn)每對極下磁場是由處于該極面下的線圈組電流產(chǎn)生的，整個電機磁場是空間位置不同的生的，整個電機磁場是空間位置不同的P P對磁極對磁極重復，重復，所以一相繞組的磁勢是指每對極下線圈組所以一相繞組的磁勢是指每對極下線圈組的磁

32、勢。的磁勢。 （單層）（單層） CqN PNaCqNNPa2CqN PNa2CqNNPa（雙層）（雙層） CIaIN每相串聯(lián)匝數(shù)；每相串聯(lián)匝數(shù)；IC導體電流導體電流 ，I相電流相電流 1111142coscos20.9coscoscoscosNsNssNfIKtPNKItPfFt10.9NNKFIP單相繞組基波磁勢的最大幅值單相繞組基波磁勢的最大幅值 單相繞組產(chǎn)生的基波磁勢仍然是正弦脈振磁勢，單相繞組產(chǎn)生的基波磁勢仍然是正弦脈振磁勢，磁勢幅值位置與繞組軸線重合，時間上按正弦規(guī)磁勢幅值位置與繞組軸線重合，時間上按正弦規(guī)律脈振。律脈振。單相繞組基波磁勢的瞬時值單相繞組基波磁勢的瞬時值表達式表達式

33、：1 11 1、單相繞組的基波磁勢是一種空間位置固定，幅值、單相繞組的基波磁勢是一種空間位置固定，幅值隨時間變化的脈振磁勢，其脈振頻率取決于電流的頻隨時間變化的脈振磁勢，其脈振頻率取決于電流的頻率。磁勢即是空間位置的函數(shù)，也是時間的函數(shù)。率。磁勢即是空間位置的函數(shù)，也是時間的函數(shù)。2 2、基波基波磁勢的幅值為：磁勢的幅值為： 10.9NNKFIP次諧波次諧波磁勢的幅值為磁勢的幅值為： 10.9NNKFIP次諧波磁勢是一個按次諧波磁勢是一個按次諧波分布，從時間上看仍次諧波分布，從時間上看仍按按wtwt的余弦規(guī)律脈振的脈振磁動勢。的余弦規(guī)律脈振的脈振磁動勢。單相交流繞組的磁勢的性質(zhì)歸納如下：單相交

34、流繞組的磁勢的性質(zhì)歸納如下： 3 3、定子繞組多采用短距和分布繞組，因而合成磁、定子繞組多采用短距和分布繞組，因而合成磁勢中諧波含量大大消弱。一般情況下只考慮基波磁勢中諧波含量大大消弱。一般情況下只考慮基波磁勢的作用。勢的作用。4 4、利用三角公式、利用三角公式： 1coscoscos()cos()2-111111coscoscos()cos()22sssfFtFtFt-第一項為第一項為正向旋轉(zhuǎn)磁勢正向旋轉(zhuǎn)磁勢，第二項為負向旋轉(zhuǎn)磁勢，第二項為負向旋轉(zhuǎn)磁勢，所以所以脈振磁勢可分解為兩個轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的脈振磁勢可分解為兩個轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢旋轉(zhuǎn)磁勢，每個旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值為脈振磁勢幅值的

35、，每個旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值為脈振磁勢幅值的一半。一半。動畫演示：動畫演示： 6.4 三相交流繞組基波磁勢三相交流繞組基波磁勢重點掌握：重點掌握：1、三相繞組通過三相交流電流時產(chǎn)生磁勢的性質(zhì)。、三相繞組通過三相交流電流時產(chǎn)生磁勢的性質(zhì)。2、兩相繞組通過兩相交流電流時產(chǎn)生磁勢的性質(zhì)。、兩相繞組通過兩相交流電流時產(chǎn)生磁勢的性質(zhì)。3、脈振磁勢、圓形旋轉(zhuǎn)磁勢、橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢的區(qū)別。、脈振磁勢、圓形旋轉(zhuǎn)磁勢、橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢的區(qū)別。對稱電流對稱電流 對稱繞組對稱繞組不對稱電流不對稱電流 不對稱繞組不對稱繞組4、給出繞組接線方式及通入的電流表達式，能分、給出繞組接線方式及通入的電流表達式，能分析合成基波磁勢的性質(zhì)。

36、析合成基波磁勢的性質(zhì)。電氣旋轉(zhuǎn)磁場（電氣旋轉(zhuǎn)磁場（動畫動畫）iB iB 一、解析法一、解析法三相對稱電流：三相對稱電流：三相對稱電流通過三相對稱繞組時各自產(chǎn)生的磁勢：三相對稱電流通過三相對稱繞組時各自產(chǎn)生的磁勢： 1100110011coscoscos(120 )cos(120 )cos(240 )cos(240 )AsBsCsfFtfFtfFt-把空間坐標原點取在把空間坐標原點取在A相繞組軸線上，相繞組軸線上，A相電流達到最相電流達到最大值的瞬間為時間起始點大值的瞬間為時間起始點. 2 cosAiIt2 cos(120 )BiIt-2 cos(240 )CiIt-AXBYCZ+A+B+Cs=

37、01coscoscos()cos()2-1110111011111cos()cos()2211cos()cos(240 )2211cos()cos(120 )22AssBssCssfFtFtfFtFtfFtFt-利用三角公式：利用三角公式： 1111111113cos()cos()2330.922cbcssWffffFtFtNKFFIP-1 1、合成基波磁勢是一個沿氣隙圓周旋轉(zhuǎn)的、合成基波磁勢是一個沿氣隙圓周旋轉(zhuǎn)的正弦分布正弦分布旋旋轉(zhuǎn)磁勢波。轉(zhuǎn)磁勢波。 旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)速度：三相基波合成磁勢具有以下特征：三相基波合成磁勢具有以下特征：22260*260602dd tfpfdtdtpnffnpp

38、旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：由電流超前相繞組軸線轉(zhuǎn)到電流滯后相由電流超前相繞組軸線轉(zhuǎn)到電流滯后相繞組軸線。如何改變磁場轉(zhuǎn)向？繞組軸線。如何改變磁場轉(zhuǎn)向？2 2、幅值、幅值F1F1不變，為各相脈振磁勢幅值的不變，為各相脈振磁勢幅值的3/23/2倍，且倍，且旋轉(zhuǎn)幅值的軌跡是圓，所以稱為旋轉(zhuǎn)幅值的軌跡是圓，所以稱為圓形旋轉(zhuǎn)場圓形旋轉(zhuǎn)場( (動畫動畫1 1) )。3 3、瞬間位置：當某相電流大最大值時，合成旋轉(zhuǎn)磁、瞬間位置：當某相電流大最大值時，合成旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值恰在這一相繞組軸線上。勢的幅值恰在這一相繞組軸線上。三相合成磁動勢基波三相合成磁動勢基波基波表達式基波表達式 f1(t,)=F1cos(t-)三相合成

39、磁動勢綜合演示三相合成磁動勢綜合演示 1、單相正弦脈振磁勢的分解、單相正弦脈振磁勢的分解設(shè)設(shè)A相繞組通過電流：相繞組通過電流： 二、圖解法（空間矢量法）二、圖解法（空間矢量法） )cos(21)cos(21coscos1111ssstFtFtFf-2cosAiIt根據(jù)三角公式：)cos()cos(21coscos-其基波磁勢為：其基波磁勢為：第一項為第一項為正向旋轉(zhuǎn)磁勢正向旋轉(zhuǎn)磁勢，第二項為，第二項為負向旋轉(zhuǎn)磁勢負向旋轉(zhuǎn)磁勢，所以脈振磁勢可分解為兩個轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的所以脈振磁勢可分解為兩個轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢，每個旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值為脈振磁勢幅值的旋轉(zhuǎn)磁勢，每個旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值為脈振磁勢

40、幅值的一半。一半。1、畫、畫wt=0瞬間瞬間:iA最大，最大，F(xiàn)A最大，出現(xiàn)在最大，出現(xiàn)在+A軸。軸。2、畫、畫wt=120瞬間：瞬間： :iB最大，最大，F(xiàn)B最大，出現(xiàn)在最大，出現(xiàn)在+B軸。軸。FA+.FC+.FC-.FB-.FA-.FB+.+A+C+Bwt=1202、圖解法（空間矢量法）分析三相合成磁勢圖解法（空間矢量法）分析三相合成磁勢 FB+.FA+.FC+.FB-.FA-.FC-.wt=0+A+B+C6.5 兩相繞組產(chǎn)生磁通勢兩相繞組產(chǎn)生磁通勢1、兩相對稱繞組通以兩相對稱電流兩相對稱繞組通以兩相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢2cosAiIt2cos(90 )BiIt-A

41、XBY+A+B2、兩相不對稱繞組（或兩相對不稱繞組）通以兩相兩相不對稱繞組（或兩相對不稱繞組）通以兩相對稱電流（或兩相對稱電流）對稱電流（或兩相對稱電流）產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢兩相繞組產(chǎn)生的磁通勢小結(jié)兩相繞組產(chǎn)生的磁通勢小結(jié)： 脈振磁通勢脈振磁通勢：幅值出現(xiàn)的空間位置不隨時間變化，但幅值的大幅值出現(xiàn)的空間位置不隨時間變化，但幅值的大小隨時間變化。小隨時間變化。脈振磁通勢、圓旋磁通勢、橢圓旋轉(zhuǎn)磁通勢比較：脈振磁通勢、圓旋磁通勢、橢圓旋轉(zhuǎn)磁通勢比較：圓旋磁通勢：幅值出現(xiàn)的空間位置隨時間變化，但幅值的大小圓旋磁通勢：幅值出現(xiàn)的空間位置隨時間變化，但幅值的大小不隨時間變化。不隨時間變

42、化。橢圓旋轉(zhuǎn)磁通橢圓旋轉(zhuǎn)磁通：幅值的空間位置、幅值的大小都隨時間變化幅值的空間位置、幅值的大小都隨時間變化推廣結(jié)論：推廣結(jié)論：多多相對稱繞組通以多相對稱正弦電流，合成基波磁相對稱繞組通以多相對稱正弦電流，合成基波磁通勢為圓旋磁通勢，否則為橢圓旋轉(zhuǎn)磁通勢。通勢為圓旋磁通勢，否則為橢圓旋轉(zhuǎn)磁通勢。繞組磁通勢性質(zhì)由什么決定？繞組磁通勢性質(zhì)由什么決定？作業(yè)：作業(yè)：6.9、6.11一臺電機為二極雙層繞組，一臺電機為二極雙層繞組，Y接，接，30槽，槽，y1 ，Nc8。 如果將如果將C相斷開，由相斷開，由A、B相通入單相交流電相通入單相交流電10A（有效值）；有效值）； 試計算繞組合成磁勢。試計算繞組合成磁勢。(黑板畫圖黑板畫圖)1512例題例題:532302PmZq12360001ZP9511. 015129001 Sinky9567. 025251212001SinSinkq91. 0111kkkqyw每相串聯(lián)匝數(shù)每相串聯(lián)匝數(shù)240 (2)CPWq Naa kFwPWI119 . 067.32791. 0140109 . 01FSinwtCosfA67.3271)(67.32712001-SinwtCosfB01fC相繞組基波磁勢相繞組基波磁勢)(54.567600-SinwtCo