交流繞組及其電動勢和磁動勢

1、交流繞組及其電動勢和磁動勢第1頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 本章主要內(nèi)容1.交流繞組的連接規(guī)律 2.正弦磁場下交流繞組的感應(yīng)電動勢 3.通有正弦電流時單相繞組的磁動勢 4.通有對稱三相電流時的磁動勢 第2頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 4.1 交流繞組的構(gòu)成原則和分類一、構(gòu)成原則 (1)、合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近于正 (2)、對三相繞組，各相的電動勢和磁動勢要對稱，弦形、幅值要大；電阻、電抗要平衡； (4)、絕緣要可靠，機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件要好，制造要方便。(3)、繞組的銅耗要小，用銅量要?。坏?頁，共40頁，2022年，5月20日，9

2、點(diǎn)4分，星期日 二、分類按相數(shù) ：單相和多相繞組；按槽內(nèi)層數(shù)：單層和雙層； 按每極下每相槽數(shù)：整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽； 按繞法：疊繞組和波繞組。第4頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 的三相交流電機(jī)，其定子繞組大多采用（1）可以選擇最有利的節(jié)距，并同時采用分布繞組， （3）端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械（2）所有線圈具有相同的尺寸，便于制造；主要優(yōu)點(diǎn)：特點(diǎn)：繞組的線圈數(shù)等于槽數(shù)。 4.2 三相雙層繞組雙層繞組。（雙層繞組和單層繞組的比較、交流繞組的模型）以改善電動勢和磁動勢的波形；強(qiáng)度。第5頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日一、槽電動勢星形圖和相帶劃分

3、體（槽號）是如何分配的。 現(xiàn)以一臺相數(shù) ，極數(shù) ，槽數(shù) 的定子來說明槽內(nèi)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢和屬于各相的導(dǎo)第6頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日1、概念定子每極每相槽數(shù)： 式中， Q 定子槽數(shù)； p 極對數(shù)； m 相數(shù)。相鄰兩槽間電角度： 此角亦是相鄰槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動勢的相位差。第7頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日2、槽電動勢的星形圖 如圖41表示36槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)電動勢的相量圖，亦稱為槽電動勢星形圖。 以A相位例，由于 ，故A相共有12個槽 相帶：每極下每相所占的區(qū)域。A相帶： 1、2、3線圈組（ ） 與19、20、21（ ）X相帶： 10、11、12 （

4、 ） 與28、29、30（ ） 將四個線圈組按照一定的規(guī)律連接，即可得到A相繞組。第8頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 同理，B相距離A相 電角度處，C相距離A相 電角度處，可按 (圖41)所劃分的相帶連成B、C相帶繞組：每個相帶各占 電角度。各個相帶的槽號分布。（表4-1）兩相繞組。由此可得到一個三相對稱繞組。第9頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日二、疊繞組 疊繞組：繞組嵌線時，相鄰的兩個串聯(lián)線圈中，串聯(lián)時應(yīng)將極相組A和極相組X反向串聯(lián)，即首首 為避免電動勢或電流所形成的磁場互相抵消， 極相組A的電動勢、電流方向與極相組X的電動勢（圖4-3）后一個線

5、圈緊“疊”在前一個線圈上。（圖4-2）電流方向相反。相連把尾端引出，或尾尾相連把首端引出。第10頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日優(yōu)點(diǎn)：短距時端部可以節(jié)約部分用銅量缺點(diǎn)：最后幾個線圈嵌線困難；極間導(dǎo)線較長，極數(shù)多時費(fèi)銅第11頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 4.3 正弦磁場下交流繞組的感應(yīng)電動勢一、導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢1、電動勢的波形第12頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日2、正弦電動勢的頻率感應(yīng)電動勢的頻率： 同步轉(zhuǎn)速： GB？ 第13頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日3、導(dǎo)體電動勢的有效值 第14頁，共40頁，2

6、022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 二、整距線圈的電動勢整距線圈有用相量表示時， 和方向恰好相反第15頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日匝電勢單匝線圈電動勢的有效值 線圈有 匝，則線圈電動勢為第16頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日三、短距線圈的電動勢，節(jié)距因數(shù)短距線圈的節(jié)距 ，用電角度表示時，節(jié)距為 單匝線圈的電動勢為 據(jù)相量圖中的幾何關(guān)系，得單匝線圈電動勢的兩電動勢在時間相位上相差 第17頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 為線圈的基波節(jié)距因數(shù)，表示線圈短距時感應(yīng)電動勢比整距時應(yīng)打的折扣， 有效值 為短距對基波電動勢的大小有一

7、定影響，但可以有效抑制主極磁場的諧波電動勢第18頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日四、分布繞組的電動勢，分布因數(shù)和繞組因數(shù)第19頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 個線圈的合成電動勢 為式中， 外接圓的半徑。把 代入上式，得 （圖45）第20頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 式中， 個線圈電動勢的代數(shù)和； 繞組的基波分布因數(shù)， 的意義：由于繞組分布在不同的槽內(nèi)，使得個分布線圈的合成電動勢 小于 個集中線圈的合成電動勢 ，由此所引起的折扣 。第21頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日一個極相組的電動勢為式中， 個線圈

8、的總匝數(shù)； 繞組的基波繞組因數(shù)。 的意義：既考慮繞組短距、又考慮繞組分布時，整個繞組的合成電動勢所須的總折扣。第22頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日五、相電動勢和線電動勢 設(shè)一相繞組的總串聯(lián)匝數(shù)為 ，則一相的電動勢應(yīng) 為 第23頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日例題三相同步發(fā)電機(jī)，2p=4，n=1500rpm，定子槽數(shù)Q=36,繞組為雙層、星形聯(lián)接，節(jié)距y1=0.8T，每相總串聯(lián)匝數(shù)N=20，磁通=1Wb。求（1）f；（2）基波電動勢的節(jié)距因數(shù)和分布因數(shù)；（3）基波相電動勢和線電動勢。第24頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日4.4

9、通有正弦電流時單相繞組的磁動勢1 整距線圈的磁動勢第25頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日一個極下的磁動勢為第26頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日整距線圈磁動勢奇次空間諧波基波第27頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日2 分布繞組的磁動勢單層整距分布繞組基波合成磁動勢為雙層整距分布繞組基波合成磁動勢為第28頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日則單相繞組的基波磁動勢為式中， 單相繞組基波磁動勢的幅值，3 單相繞組的磁動勢一極相組的磁動勢為第29頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 單相繞組的基波磁動勢

10、在空間隨角按余弦規(guī)律 這種從空間上看軸線為固定不動，從時間上看其瞬時值不斷隨電流的交變而在正負(fù)幅值之間脈振的磁動勢（磁場），稱為脈振磁動勢（磁場）。單相繞組的基波磁動勢為脈振磁動勢，其脈振頻率取決于電流的頻率 。分布，在時間上隨按余弦規(guī)律脈振。（圖46）第30頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 4.5 通有三相電流時三相繞組的磁動勢三相繞組基波合成磁動勢為式中， 三相繞組基波磁動勢的幅值。第31頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 性質(zhì)：是一個沿著氣隙圓周連續(xù)推移的旋轉(zhuǎn)磁動勢波。a) 轉(zhuǎn)速： 即 。 b) 幅值位置：當(dāng)某相電流達(dá)到交流的最大值時，基波c)

11、方向： 取決于交流電流的相序。的軸線重合。合成旋轉(zhuǎn)磁動勢波的幅值就將與該相繞組第32頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日第33頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日第34頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日圖41 三相雙層繞組的槽電動勢星形圖第35頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日相帶槽號極 對ABCXYZ1,2,34,5,67,8,910,11,1213,14,1516,17,1819,20,2122,23,2425,26,2728,29,3031,32,3334,35,36第一對極下（1槽18槽）第二對極下（19槽36槽）表4-1 各個相帶的槽號分布 第36頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日1357911131517192123252729313335123101112192021282930圖4-2 三相雙層疊繞組的A繞組的展開圖第37頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 -1-2-3-10-11-12-19-20-21-28-29-30-圖：A相繞組線