電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件

交流電機(jī)的共同問(wèn)題第六章交流電機(jī)的繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

第一節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本作用原理

第二節(jié)交流繞組

第三節(jié)繞組的感應(yīng)電勢(shì)

第四節(jié)諧波電動(dòng)勢(shì)及其削弱方法交流電機(jī)的共同問(wèn)題第六章交流電機(jī)的繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本作用原理交流電機(jī)：產(chǎn)生或使用交流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。兩大類： 同步電機(jī)—速度等于同步速(n=n1) 異步電機(jī)—速度不等于同步速(n≠n1)同步速——旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(n1)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本作用原理交流電機(jī)：產(chǎn)生或使用交流電能一、三相同步電機(jī)（磁極對(duì)數(shù)p=1）定子、轉(zhuǎn)子、空氣隙定子上嵌放有對(duì)稱的三相繞組a-x、b-y、c-z對(duì)稱是指各相繞組的匝數(shù)相等，空間位置彼此相距120°轉(zhuǎn)子繞組通以直流電流形成分布磁場(chǎng)，匝鏈定子上的各相繞組。一、三相同步電機(jī)（磁極對(duì)數(shù)p=1）定子、轉(zhuǎn)子、空氣隙定子上嵌設(shè)磁場(chǎng)在氣隙中按正弦分布設(shè)轉(zhuǎn)子以恒定速度旋轉(zhuǎn)定子繞組中所匝鏈的磁通按正弦規(guī)律變化，其感應(yīng)電勢(shì)按正弦規(guī)律變化。由于各相匝數(shù)相等，從而各相電勢(shì)的大小相等，由于各相繞組空間分布彼此相距120°，從而三相電勢(shì)時(shí)間相位差120°—滿足了三相電勢(shì)對(duì)稱要求。電勢(shì)頻率的決定：f=pn/60(HZ)設(shè)磁場(chǎng)在氣隙中按正弦分布設(shè)轉(zhuǎn)子以恒定速度旋轉(zhuǎn)三相電勢(shì)對(duì)稱三相電勢(shì)對(duì)稱例：p=2每相兩個(gè)線圈，a1-x1、a2-x2屬于a相，b1-y1、b2-y2屬于b相，c1-z1、c2-z2屬于c相。各相的兩個(gè)線圈的分布：

空間上——相距一對(duì)磁極

電勢(shì)看——兩個(gè)線圈交鏈的磁通變化規(guī)律完全相同，因而感應(yīng)電勢(shì)完全相同（幅值一致，時(shí)間上同相位）。例：p=2每相兩個(gè)線圈，a1-x1、a2-x2屬于a相，電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件二、三相異步電機(jī)電磁過(guò)程（圖例）異步電動(dòng)機(jī)定子上有三相對(duì)稱的交流繞組；定子三相對(duì)稱交流繞組通入三相對(duì)稱交流電流時(shí)，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中；(它是一閉合的交流繞組）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，判斷感應(yīng)電勢(shì)方向。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過(guò)端環(huán)自成閉路，并通過(guò)感應(yīng)電流。感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，判斷電磁力的方向。電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電能-機(jī)械能根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動(dòng)機(jī)也叫感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。二、三相異步電機(jī)電磁過(guò)程（圖例）第二節(jié)交流繞組一、交流繞組的基本要求繞組：按一定規(guī)律排列和連接的線圈的總稱。①要求磁勢(shì)和電勢(shì)的波形為正弦波形；②要求磁勢(shì)和電勢(shì)三相對(duì)稱，三相電壓對(duì)稱；③電力系統(tǒng)都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)頻率，我國(guó)規(guī)定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz。在一定的導(dǎo)體數(shù)下，獲得較大的基波電勢(shì)和基波磁勢(shì)。

二、常用的三相交流繞組①單層（每槽只有一個(gè)線圈邊）：?jiǎn)螌渔準(zhǔn)?、單層同心式、單層交叉式、等元件式。②雙層（每槽有二個(gè)線圈邊，分上、下兩層放置）：雙層疊繞組、雙層波繞組。第二節(jié)交流繞組一、交流繞組的基本要求第二節(jié)交流繞組（續(xù)）三、交流繞組的特點(diǎn)①三相對(duì)稱繞組；每相繞組的匝數(shù)（線徑）相同，互差1200空間電角度，嵌放在鐵芯槽內(nèi)（每相漏阻抗相等）②通入電流是三相對(duì)稱電流：每相電流的最大值（有效值）相等，互差時(shí)間電角度（產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)也為三相對(duì)稱）。所以，繞組與時(shí)間和空間量有關(guān)。第二節(jié)交流繞組（續(xù)）三、交流繞組的特點(diǎn)四、交流繞組的構(gòu)成原則均勻原則：每個(gè)極域內(nèi)的槽數(shù)（線圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個(gè)極域內(nèi)所占的槽數(shù)應(yīng)相等。每極槽數(shù)用極距τ表示

每極每相槽數(shù)q

對(duì)稱原則：三相繞組的結(jié)構(gòu)完全一樣，但在電機(jī)的圓周空間互相錯(cuò)開(kāi)1200電角度。如槽距角為α，則相鄰兩相錯(cuò)開(kāi)的槽數(shù)為1200

/α。電勢(shì)相加原則：線圈兩個(gè)圈邊的感應(yīng)電勢(shì)應(yīng)該相加；線圈與線圈之間的連接也應(yīng)符合這一原則。如線圈的一個(gè)邊在N極下，另一個(gè)應(yīng)在S極下。四、交流繞組的構(gòu)成原則元件(線圈)元件(線圈)

五、交流繞組的連接規(guī)律

1、與繞組連接有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)

（1）電角度

磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極，電勢(shì)變化一個(gè)周期，稱為360°電角度。在電機(jī)中一對(duì)磁極所對(duì)應(yīng)的角度定義為360°電角度。（幾何上，把一圓周所對(duì)應(yīng)的角度定義為360°機(jī)械角度。）磁極對(duì)數(shù)為p

圓周機(jī)械角度為360°

電角度為=p×機(jī)械角度

五、交流繞組的連接規(guī)律

1、與繞（2）相帶為了三相繞組對(duì)稱，在每個(gè)極面下每相繞組應(yīng)占有相等的范圍——相帶。每個(gè)極對(duì)應(yīng)于180°電角度，如電機(jī)有m相，則每個(gè)相帶占有電角度。三相電機(jī)m＝3，其相帶為60°，按60°相帶排列的繞組稱為60°相帶繞組。每對(duì)極面所占范圍均勻分為三等分，每個(gè)相帶占有120°電角度，一般采用60°相帶（2）相帶為了三相繞組對(duì)稱，在每個(gè)極面下每相繞組應(yīng)占有相等的

60°相帶繞組把每對(duì)極所對(duì)應(yīng)的定子槽等分為六個(gè)等分。依次稱為a、c‘、b、a’、c、b‘相帶，各相繞組放在各自的相帶范圍內(nèi)。60°相帶繞組（3）每極每相槽數(shù)q每個(gè)極面下每相占有的槽數(shù)。已知總槽數(shù)Z、極對(duì)數(shù)p和相數(shù)m，則

q≠1—分布繞組q=1—集中繞組整數(shù)槽繞組——q為整數(shù)一般為整數(shù)槽分布繞組。分?jǐn)?shù)槽繞組——q為分?jǐn)?shù)

（3）每極每相槽數(shù)q每個(gè)極面下每相占有的槽數(shù)。已知總槽數(shù)Z、（4）槽距角相鄰兩槽之間的電角度（每條槽對(duì)應(yīng)的電角度）已知總槽數(shù)Z、極對(duì)數(shù)pp×360°

=Z圓周的電角度（4）槽距角相鄰兩槽之間的電角度（每條槽對(duì)應(yīng)的電角度）圓周（5）極距τ相鄰兩磁極對(duì)應(yīng)位置兩點(diǎn)之間的圓周距離。

幾何尺寸——每極所對(duì)應(yīng)的定子內(nèi)圓弧長(zhǎng)

設(shè)D為定子內(nèi)圓直徑。一般用槽數(shù)表示極距：表示一個(gè)磁極的范圍，用槽數(shù)來(lái)表示。即基波磁場(chǎng)每極所對(duì)應(yīng)的槽數(shù)。（5）極距τ相鄰兩磁極對(duì)應(yīng)位置兩點(diǎn)之間的圓周距離。電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件（6）節(jié)距y(跨距；槽中線圈兩個(gè)圈邊的寬度)表示元件（線圈）的寬度。元件放在槽內(nèi)，其寬度可用元件兩邊所跨越的槽數(shù)表示。

（6）節(jié)距y(跨距；槽中線圈兩個(gè)圈邊的寬度)表示元件（線

2、交流繞組連接的七個(gè)步驟：

（1）求極距；（2）取節(jié)距；（3）算相帶q；（4）算槽距角；（5）畫(huà)相帶表或電勢(shì)星形圖；（6）連線圈和線圈組；（7）連單相繞組和三相繞組

分析工具：槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖或相帶表。把電樞上各槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦規(guī)律變化的電勢(shì)分別用矢量表示，構(gòu)成一輻射星形圖相距360度電角度，導(dǎo)體電勢(shì)時(shí)間上同相位

2、交流繞組連接的七個(gè)步驟：

（1）求極距；（2三相單層繞組單層——每槽中只放置一層元件（線圈）邊，元件（線圈）數(shù)等于槽數(shù)的一半，無(wú)需層間絕緣，結(jié)構(gòu)和嵌線較簡(jiǎn)單。單層繞組只適用于10kW以下的小型異步電動(dòng)機(jī)，其極對(duì)數(shù)通常是p＝l,2,3,4單層繞組通常有鏈?zhǔn)?、交叉式和同心式、等元件式等幾種不同排列方式。三相單層繞組單層——每槽中只放置一層元件（線圈）邊，元件（線單層繞組：構(gòu)造方法和步驟分極分相:

將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向。將每個(gè)極的槽數(shù)按三相均勻分開(kāi)。三相在空間錯(cuò)開(kāi)120電角度。連線圈和線圈組：將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈（共有q個(gè)線圈，為什么？）將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組（共有多少個(gè)線圈組？）以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則。連相繞組：將屬于同一相的p個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。串聯(lián)與并聯(lián)，電勢(shì)相加原則。連三相繞組：將三個(gè)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。單層繞組：構(gòu)造方法和步驟分極分相:例如：相數(shù)m＝3，極數(shù)2p＝4，槽數(shù)Z＝24每極每相槽數(shù)q＝＝2槽距角＝=30°極距=Z/2p=24/4=6例如：相數(shù)m＝3，極數(shù)2p＝4，槽數(shù)Z＝24電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件說(shuō)明：屬于a相8個(gè)槽，即l、2、7、8、13、14、19、20根據(jù)槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖，按電勢(shì)相加原則構(gòu)成元件，每個(gè)元件都是整距，y=τ=6槽，即每元件的跨距為6個(gè)槽，同為單層，每相每對(duì)極可以連接成一個(gè)元件組。2對(duì)極，每相2個(gè)元件組，1—7—2—8，13一19一14—20。元件組之間可串聯(lián)或并聯(lián)形成不同并聯(lián)支路數(shù)單層繞組每相有p個(gè)元件組，如串聯(lián)方式連接，則并聯(lián)支路a＝1，相電勢(shì)E=pEq，相電流I＝Ic。每相功率P＝EI＝pEqIc。說(shuō)明：屬于a相8個(gè)槽，即l、2、7、8、13、14、19、2*連成三相繞組*連成三相繞組一、鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組適用于q=2，p＞1的小型異步電機(jī)。例如m＝3，p＝2，Z=24，q＝2，a=30°一、鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組適用于q=2，p＞1的小型異步電機(jī)。例如鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)元件都是短距。從相電勢(shì)和磁勢(shì)角度看——具有整距性質(zhì)鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)元件都是短距。從相電勢(shì)和磁勢(shì)角度看——具有整距二、交叉式繞組交叉式繞組適用于q＝3的小型異步電機(jī)例如：m＝3，p=2，q＝3。

定子槽數(shù)Z=2mpq=2×3×2×3＝36

槽距角a=p×360/Z=20°二、交叉式繞組交叉式繞組適用于q＝3的小型異步電機(jī)屬于a相的元件有1、2、3、10、ll、12、19、20、21、28、29、30共12個(gè)元件邊y=8y=7屬于a相的元件有1、2、3、10、ll、12、19、20、22—10，3—11相連，是節(jié)距為8的（大）線圈12—19相連，節(jié)距為7的（?。┚€圈20—28，21—29相連，節(jié)距為8的大線圈30—1相連，節(jié)距為7的小線圈。依次二大一小交叉布置為交叉式繞組b相和c相的連接規(guī)律與a相完全一樣，a=20°，相間相差6個(gè)槽。如第2槽為a相首端，則b相首端是第8槽，c相首端是第14槽。2—10，3—11相連，是節(jié)距為8的（大）線圈電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件三、同心式繞組對(duì)于p＝l的小型三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)，每極每相槽數(shù)q較大，采用同心式繞組嵌線三、同心式繞組對(duì)于p＝l的小型三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)例如：m＝3，p=1，q＝4。則定子槽數(shù)Z=2mpq＝2×3×l×4＝24，槽距角a＝15°屬于a相的有8個(gè)元件邊，把1與12相連構(gòu)成一個(gè)大線圈，2與11相連構(gòu)成一個(gè)小線圈。這一大一小組成一個(gè)同心式線圈組。13與24相連，14與23相連組成另一同心式線圈組。然后把兩個(gè)線圈組反向串聯(lián)，以保證電勢(shì)相加例如：m＝3，p=1，q＝4。則定子槽數(shù)Z=2mpq＝2×3屬于a相的有8個(gè)元件邊，把1與12相連構(gòu)成一個(gè)大線圈，2與11相連構(gòu)成一個(gè)小線圈。這一大一小組成一個(gè)同心式線圈組。13與24相連，14與23相連組成另一同心式線圈組。然后把兩個(gè)線圈組反向串聯(lián)，以保證電勢(shì)相加屬于a相的有8個(gè)元件邊，把1與12相連構(gòu)成一個(gè)大線圈，2與1電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件在外形上有多種繞組型式：元件節(jié)距可以整距、短矩或長(zhǎng)短，合理選用繞組型式，可以節(jié)省銅線，簡(jiǎn)化工藝。分析相電勢(shì)：采用槽電勢(shì)星形圖。繞組型式不同只不過(guò)是元件構(gòu)成方式不同、導(dǎo)體連接先后次序不同，而構(gòu)成繞組的導(dǎo)體所占的槽號(hào)是相同的，從每相電動(dòng)勢(shì)的角度來(lái)看，所有繞組都是屬于兩個(gè)相差180°電角度相帶內(nèi)的導(dǎo)體組成，三相單層繞組的節(jié)距因數(shù)Kp（短距線圈電勢(shì)與整距線圈電勢(shì)之比）均為1，具有整距繞組性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：繞組因數(shù)KN中只有分布因數(shù)Kd(線圈組合成電勢(shì)有效值與各線圈電勢(shì)代數(shù)和之比），基波繞組因數(shù)較高，無(wú)層間絕緣，槽利用率高。缺點(diǎn)：對(duì)削弱高次諧波不利，無(wú)法改善電勢(shì)波形和磁勢(shì)波形，漏電抗較大。使用：一般用于10kW以下小功率電機(jī)。（功率較大或?qū)Σㄐ我筝^高的電機(jī)，通常采用雙層繞組。）小結(jié)：三相單層繞組在外形上有多種繞組型式：元件節(jié)距可以整距、短矩或長(zhǎng)短，合理選優(yōu)點(diǎn)（1）每槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，無(wú)層間絕緣，下線方便，槽的利用率高。（2）線圈數(shù)為槽數(shù)的一半，繞線及嵌線的工時(shí)少。缺點(diǎn)（1）不能利用短距來(lái)削弱電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)中的高次諧波，因單層繞組雖線圈的節(jié)距可能是短距，但其線圈組的電動(dòng)勢(shì)始終是兩個(gè)相鄰1800相帶內(nèi)線圈邊電動(dòng)勢(shì)的相量和，實(shí)質(zhì)上與整距分布繞組完全相同，無(wú)短距的效果。

（2）同一槽內(nèi)導(dǎo)體均屬同一相，故槽漏阻抗較大。

單層繞組的最大并聯(lián)支路數(shù)：amax=p

并聯(lián)支路數(shù)是指線圈組是并聯(lián)還是串聯(lián)，視所選并聯(lián)支路數(shù)a決定。

小結(jié)：三相單層繞組的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）每槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，無(wú)層間絕緣，下線方便，槽的利三相雙層繞組雙層——每槽中有兩個(gè)元件邊，分為上下兩層放置。靠近槽口的為上層，靠近槽底部為下層。每個(gè)元件(線圈）均有一個(gè)邊放在上層，一個(gè)邊放在另一槽的下層，相隔距離取決于節(jié)距。元件（線圈數(shù)）的總數(shù)等于槽數(shù)，每相元件數(shù)即為槽數(shù)的三分之一。繞組展開(kāi)圖中：每槽上層圈邊用實(shí)線，下層圈邊用虛線，槽號(hào)加‘。三相雙層繞組雙層——每槽中有兩個(gè)元件邊，分為上下兩層放置?？繕?gòu)造方法和步驟（舉例：Z1=24,2p=4,整距,m=3)分極分相:將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向；將每個(gè)極域的槽數(shù)按三相均勻分開(kāi)。三相在空間錯(cuò)開(kāi)120電角度。連線圈和線圈組：根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈（上層邊與另一槽的下層邊構(gòu)成一個(gè)線圈）以上層邊所在槽號(hào)標(biāo)記線圈編號(hào)。將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈（共有q個(gè)線圈，為什么？）將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組（共有多少個(gè)線圈組？）以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則連相繞組：將屬于同一相的2p個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。串聯(lián)與并聯(lián)，電勢(shì)相加原則。按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。連三相繞組將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組

△接法或者Y接法構(gòu)造方法和步驟（舉例：Z1=24,2p=4,整距,m=3)例1：雙層整距繞組設(shè)相數(shù)m＝3，極數(shù)2p＝4，槽數(shù)Z＝24，則每極每相槽數(shù)q＝2，槽距角a＝30°步驟：繪槽電勢(shì)星形圖或相帶表。分相——使各相電勢(shì)最大，且三相電勢(shì)對(duì)稱繪繞組元件平面展開(kāi)圖首先畫(huà)出等距離的24根平行線段以表示槽號(hào)——表示各元件的上層邊。在實(shí)線近旁畫(huà)出虛線以表示下層元件邊。把各槽按順序編號(hào)，取槽號(hào)作為上層邊的代號(hào)，取槽號(hào)加注上標(biāo)'作為下層邊代號(hào)。例1：雙層整距繞組整矩繞組：跨距y＝τ＝6，每個(gè)元件的上層邊與下層邊相距6個(gè)槽。例如第l槽的上層邊應(yīng)與第7槽的下層邊接成一個(gè)元件。同理2-8’，3-9’，4-10’，...相連，共計(jì)有24個(gè)元件。a相8個(gè)元件分成4個(gè)元件組，各元件組的連接規(guī)律為l-7‘-2-8’，7-13‘-8-14’，13-19‘-14-20’，19-1‘-20-2’，分別用I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。整矩繞組：跨距y＝τ＝6，每個(gè)元件的上層邊與下層邊相距6個(gè)槽當(dāng)磁場(chǎng)切割繞組時(shí)，該四個(gè)元件組的電勢(shì)大小相等，I、Ⅲ組電勢(shì)時(shí)間上同相，Ⅱ、IV組電勢(shì)與I、Ⅲ組電勢(shì)反相。各元件組可以串聯(lián)、并聯(lián)、或一半串聯(lián)后再并聯(lián)。相繞組可以有不同連接方式，當(dāng)通以電流形成4極磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)切割繞組時(shí)，該四個(gè)元件組的電勢(shì)大小相等，I、Ⅲ組電勢(shì)時(shí)并聯(lián)支路數(shù)a通常大型電機(jī)電流較大，為了減少每個(gè)線圈的電流，需要取較大的并聯(lián)支路數(shù)，而小型電機(jī)的電流較小，一般a=1。其實(shí)，從每相繞組的功率P來(lái)看：

并聯(lián)支路數(shù)a通常大型電機(jī)電流較大，為了減少每個(gè)線圈的電流，需2、雙層短距繞組上例中取y＝5，每個(gè)元件跨5個(gè)槽，a相的4個(gè)線圈組，分別是l-6'-2-7'，7-12'-8-13'，13-18'-14-19'，19-24'-20-l'2、雙層短距繞組上例中取y＝5，每個(gè)元件跨5個(gè)槽，a相的4個(gè)短距時(shí)，在某些槽中，其上層圈邊與下層圈邊可能不屬同一相，在這些槽中，上層與下層之間有較大電位差，應(yīng)加強(qiáng)層間絕緣。短距時(shí)，對(duì)于同一相繞組的上、下層圈邊之間錯(cuò)開(kāi)了一個(gè)或幾個(gè)槽距，大小正好是節(jié)距所短的距離，可用短距角β表示，表示一個(gè)元件的上層導(dǎo)體電勢(shì)和下層導(dǎo)體電勢(shì)的相位差是180°—β電角度，合成電勢(shì)時(shí)應(yīng)計(jì)及該因素（節(jié)距因數(shù)kp）。電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件第三節(jié)正弦磁場(chǎng)下繞組的感應(yīng)電勢(shì)一、線圈電勢(shì)二、線圈組電勢(shì)三、繞組相電勢(shì)

1．單層繞組

2．雙層繞組第三節(jié)正弦磁場(chǎng)下繞組的感應(yīng)電勢(shì)一、線圈電勢(shì)一、線圈的電勢(shì)電勢(shì)決定于磁場(chǎng)的大小與分布以及磁場(chǎng)與元件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

設(shè)氣隙磁場(chǎng)按正弦規(guī)律分布，則每極磁通

氣隙磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極，線圈中的電勢(shì)便經(jīng)歷一個(gè)周期。電勢(shì)的頻率用每秒轉(zhuǎn)過(guò)的磁極對(duì)數(shù)表示。極對(duì)數(shù)p，轉(zhuǎn)速n(r/min)，則頻率一、線圈的電勢(shì)電勢(shì)決定于磁場(chǎng)的大小與分布以及磁場(chǎng)與元件間的相t=0,元件匝鏈一個(gè)磁極的全部磁通t=0,元件匝鏈一個(gè)磁極的全部磁通1、整距線圈中的感應(yīng)電勢(shì)

設(shè)線圈匝數(shù)為Nc，感應(yīng)電勢(shì)的瞬時(shí)值為有效值1、整距線圈中的感應(yīng)電勢(shì)

電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件線圈中的感應(yīng)電勢(shì)

一個(gè)圈邊為一個(gè)導(dǎo)體，兩圈邊感應(yīng)電勢(shì)的方向相反（相差1800）。兩圈邊電勢(shì)的有效值相等。線圈中的感應(yīng)電勢(shì)整距線圈導(dǎo)體a’（一個(gè)圈邊為一個(gè)導(dǎo)體）與導(dǎo)體a相距一個(gè)極距，即180°電角度，線圈電勢(shì)為ea=Balv=Bmlvsinωt整距線圈ea=Balv=Bmlvsinωt2、短距線圈導(dǎo)體a’與導(dǎo)體a相距非一個(gè)極距（差一短距角）元件電勢(shì)為Ea’Ea-Ea’Eaa’2、短距線圈Ea’Ea-Ea’Eaa’短距線圈電勢(shì)：短距元件的電勢(shì)小于整距元件的電勢(shì)設(shè)短距角為β電角度，每線圈電勢(shì)Ec的有效值節(jié)距因數(shù)Kp表示由于短距關(guān)系使短距線圈的電動(dòng)勢(shì)比整距線圈的電動(dòng)勢(shì)小些，應(yīng)打Kp折扣。短距線圈電勢(shì)：短距元件的電勢(shì)小于整距元件的電勢(shì)二、線圈組（Eq)電勢(shì)電機(jī)采用分布繞組，每線圈組有q個(gè)線圈，線圈組電勢(shì)即為q個(gè)元件的電勢(shì)之和。通常各元件匝數(shù)相等，所以各元件電勢(shì)的幅值相等，由于各元件空間位置依次相位差電角度，各元件電勢(shì)的時(shí)間相位差也為

角度。二、線圈組（Eq)電勢(shì)電機(jī)采用分布繞組，每線圈組有q個(gè)線圈，q=3的元件組q=3的元件組分布因數(shù)kd線圈組各電勢(shì)的相量和與代數(shù)和的比值分布因數(shù)kd線圈組各電勢(shì)的相量和與代數(shù)和的比值線圈組電勢(shì)繞組因數(shù)kN=kdkp，反映分布和短距對(duì)電勢(shì)的影響

Ncq為一個(gè)線圈組串聯(lián)匝數(shù)。線圈組電勢(shì)繞組因數(shù)kN=kdkp，反映分布和短距對(duì)電勢(shì)的影響三、繞組的相電勢(shì)1．單層繞組每對(duì)極每相有一個(gè)線圈組p對(duì)極電機(jī)，每相有p個(gè)元件組，可以串聯(lián)、并聯(lián)或混合連接。如有a條并聯(lián)支路，則每相電勢(shì)為

單層繞組每相串聯(lián)匝數(shù)三、繞組的相電勢(shì)1．單層繞組繞組的相電勢(shì)2．雙層繞組每對(duì)極每相有2個(gè)線圈組p對(duì)極電機(jī)，每相有2p個(gè)元件組，可以串聯(lián)、并連或混合連接。有a條并聯(lián)支路雙層繞組每相串聯(lián)匝數(shù)繞組的相電勢(shì)2．雙層繞組每相繞組串聯(lián)匝數(shù)設(shè)每槽導(dǎo)體數(shù)為S，對(duì)單層繞組Nc=S，雙層Nc=S/2N為每相實(shí)有串聯(lián)匝數(shù)NkN為每相繞組有效串聯(lián)匝數(shù)，kN反映繞組因采用短距和分布而使每相電勢(shì)減小的程度。每相繞組串聯(lián)匝數(shù)設(shè)每槽導(dǎo)體數(shù)為S，對(duì)單層繞組Nc=S，雙層N感應(yīng)電勢(shì)與繞組匝鏈磁通的相位關(guān)系

即感應(yīng)電勢(shì)在時(shí)間上滯后磁通90°。變壓器：主磁通幅值本身隨時(shí)間變化旋轉(zhuǎn)電機(jī)：氣隙磁密波大小不隨時(shí)間變化，但磁場(chǎng)與線圈之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而線圈中交鏈的磁通隨時(shí)間而變化。感應(yīng)電勢(shì)與繞組匝鏈磁通的相位關(guān)系繞組因數(shù)計(jì)算舉例電機(jī)每極下有9槽，試計(jì)算下列情況下的繞組分布因數(shù)（1）繞組分布在9槽中；（2）繞組占每極2/3槽（即120°相帶）；（3）三個(gè)相等繞組分布在60°相帶中。解：由題中條件，即q=9（1）繞組分布在槽中，則槽距角為分布因數(shù)解：（2）120°相帶，q=6，q=120°，=20°

分布因數(shù)

解：（3）三相繞組60°相帶，q=9/3=3，q=60°，=20°

分布因數(shù)

繞組因數(shù)計(jì)算舉例電機(jī)每極下有9槽，試計(jì)算下列情況下的繞組分布第四節(jié)非正弦磁場(chǎng)下繞組的感應(yīng)電勢(shì)以三相凸極同步電機(jī)為例 磁場(chǎng)是由轉(zhuǎn)子電流激勵(lì)產(chǎn)生的。氣隙磁通密度實(shí)際是一個(gè)平頂波，可分解出基波和各奇次諧波(由于對(duì)稱性)

基波磁場(chǎng)和各次諧波磁場(chǎng)均隨轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)。在定子繞組中不僅感應(yīng)基波電勢(shì)，還感應(yīng)有各次諧波電勢(shì)。第四節(jié)非正弦磁場(chǎng)下繞組的感應(yīng)電勢(shì)以三相凸極同步電機(jī)為例1NNNSSSSSSSSNNNNN1NNNSSSSSSSSNNNNN一、諧波電勢(shì)例6-2p103一、諧波電勢(shì)例6-2p103二、諧波電勢(shì)的影響1、高次諧波電勢(shì)對(duì)電勢(shì)大小影響較小2、主要影響電勢(shì)的波形（1）

在基波電勢(shì)上疊加有高次諧波電勢(shì)使波形變壞。 （2）引起發(fā)電機(jī)損耗增加，溫升增高、效率降低。（3）

在輸電線路上，諧波電勢(shì)產(chǎn)生高頻干擾，使輸電線路時(shí)近的通信設(shè)備不能正常工作。（4）輸電線路自身有電感和電容，在某一高頻條件下，將產(chǎn)生自激振蕩而產(chǎn)生過(guò)電壓。 （5）在異步電機(jī)中產(chǎn)生有害的附加轉(zhuǎn)矩和損耗。二、諧波電勢(shì)的影響1、高次諧波電勢(shì)對(duì)電勢(shì)大小影響較小三、消除和減小高次諧波電勢(shì)的方法從諧波性質(zhì)：當(dāng)接成星形連接時(shí)，在線電勢(shì)中不可能出現(xiàn)3次及其3的倍數(shù)次諧波電勢(shì)。（3次諧波電勢(shì)同相）從磁場(chǎng)角度：使氣隙磁場(chǎng)接近正弦分布，如采用適當(dāng)?shù)臉O靴寬度和不均勻的氣隙長(zhǎng)度(凸極機(jī)磁極中心氣隙較小，磁極邊緣的氣隙較大)、勵(lì)磁繞組的分布范圍（隱極機(jī)）從繞組方面：采用短距、分布繞組

p104-105三、消除和減小高次諧波電勢(shì)的方法從諧波性質(zhì)：當(dāng)接成星形連接時(shí)小結(jié)交流繞組的組成原則——獲得較大的基波電勢(shì)，盡量減少諧波電勢(shì)，且保持三相電勢(shì)對(duì)稱，同時(shí)考慮節(jié)約銅線和具有良好的工藝性。分析繞組的基本方法——槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖，通過(guò)槽電勢(shì)相量的分析可以了解三相繞組的形成和特性。交流繞組的型式很多，應(yīng)該掌握幾種常用三相單層、雙層繞組的構(gòu)成方式和特點(diǎn)。通常小功率電機(jī)多采用單層繞組，功率較大的多為雙層短距繞組，以削弱高次諧波、改善電勢(shì)和磁勢(shì)波形。繞組電勢(shì)的計(jì)算公式與變壓器線圈電勢(shì)的相類似。由于繞組型式不同，相電勢(shì)計(jì)算時(shí)必須考慮分布因數(shù)和節(jié)距因數(shù)。由于氣隙磁場(chǎng)并不完全按正弦規(guī)律分布，存在諧波電勢(shì)，對(duì)電機(jī)運(yùn)行不利。小結(jié)交流繞組的組成原則——獲得較大的基波電勢(shì)，盡量減少諧波電思考題6-3為什么單層繞組采用短距（y<）只是外形上的短距，實(shí)際上仍是整距性質(zhì)。6-4改變每相繞組元件組的連接方式，即串并聯(lián)數(shù)，相電勢(shì)有何變化，電機(jī)功率如何變化？6-6為什么交流電機(jī)常采用分布和短距繞組？思考題6-3為什么單層繞組采用短距（y<）只是外形上的短作業(yè)6-26-12作業(yè)6-2交流電機(jī)的共同問(wèn)題第六章交流電機(jī)的繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

第一節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本作用原理

第二節(jié)交流繞組

第三節(jié)繞組的感應(yīng)電勢(shì)

第四節(jié)諧波電動(dòng)勢(shì)及其削弱方法交流電機(jī)的共同問(wèn)題第六章交流電機(jī)的繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本作用原理交流電機(jī)：產(chǎn)生或使用交流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。兩大類： 同步電機(jī)—速度等于同步速(n=n1) 異步電機(jī)—速度不等于同步速(n≠n1)同步速——旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(n1)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本作用原理交流電機(jī)：產(chǎn)生或使用交流電能一、三相同步電機(jī)（磁極對(duì)數(shù)p=1）定子、轉(zhuǎn)子、空氣隙定子上嵌放有對(duì)稱的三相繞組a-x、b-y、c-z對(duì)稱是指各相繞組的匝數(shù)相等，空間位置彼此相距120°轉(zhuǎn)子繞組通以直流電流形成分布磁場(chǎng)，匝鏈定子上的各相繞組。一、三相同步電機(jī)（磁極對(duì)數(shù)p=1）定子、轉(zhuǎn)子、空氣隙定子上嵌設(shè)磁場(chǎng)在氣隙中按正弦分布設(shè)轉(zhuǎn)子以恒定速度旋轉(zhuǎn)定子繞組中所匝鏈的磁通按正弦規(guī)律變化，其感應(yīng)電勢(shì)按正弦規(guī)律變化。由于各相匝數(shù)相等，從而各相電勢(shì)的大小相等，由于各相繞組空間分布彼此相距120°，從而三相電勢(shì)時(shí)間相位差120°—滿足了三相電勢(shì)對(duì)稱要求。電勢(shì)頻率的決定：f=pn/60(HZ)設(shè)磁場(chǎng)在氣隙中按正弦分布設(shè)轉(zhuǎn)子以恒定速度旋轉(zhuǎn)三相電勢(shì)對(duì)稱三相電勢(shì)對(duì)稱例：p=2每相兩個(gè)線圈，a1-x1、a2-x2屬于a相，b1-y1、b2-y2屬于b相，c1-z1、c2-z2屬于c相。各相的兩個(gè)線圈的分布：

空間上——相距一對(duì)磁極

電勢(shì)看——兩個(gè)線圈交鏈的磁通變化規(guī)律完全相同，因而感應(yīng)電勢(shì)完全相同（幅值一致，時(shí)間上同相位）。例：p=2每相兩個(gè)線圈，a1-x1、a2-x2屬于a相，電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件二、三相異步電機(jī)電磁過(guò)程（圖例）異步電動(dòng)機(jī)定子上有三相對(duì)稱的交流繞組；定子三相對(duì)稱交流繞組通入三相對(duì)稱交流電流時(shí)，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中；(它是一閉合的交流繞組）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，判斷感應(yīng)電勢(shì)方向。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過(guò)端環(huán)自成閉路，并通過(guò)感應(yīng)電流。感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，判斷電磁力的方向。電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電能-機(jī)械能根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動(dòng)機(jī)也叫感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。二、三相異步電機(jī)電磁過(guò)程（圖例）第二節(jié)交流繞組一、交流繞組的基本要求繞組：按一定規(guī)律排列和連接的線圈的總稱。①要求磁勢(shì)和電勢(shì)的波形為正弦波形；②要求磁勢(shì)和電勢(shì)三相對(duì)稱，三相電壓對(duì)稱；③電力系統(tǒng)都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)頻率，我國(guó)規(guī)定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz。在一定的導(dǎo)體數(shù)下，獲得較大的基波電勢(shì)和基波磁勢(shì)。

二、常用的三相交流繞組①單層（每槽只有一個(gè)線圈邊）：?jiǎn)螌渔準(zhǔn)?、單層同心式、單層交叉式、等元件式。②雙層（每槽有二個(gè)線圈邊，分上、下兩層放置）：雙層疊繞組、雙層波繞組。第二節(jié)交流繞組一、交流繞組的基本要求第二節(jié)交流繞組（續(xù)）三、交流繞組的特點(diǎn)①三相對(duì)稱繞組；每相繞組的匝數(shù)（線徑）相同，互差1200空間電角度，嵌放在鐵芯槽內(nèi)（每相漏阻抗相等）②通入電流是三相對(duì)稱電流：每相電流的最大值（有效值）相等，互差時(shí)間電角度（產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)也為三相對(duì)稱）。所以，繞組與時(shí)間和空間量有關(guān)。第二節(jié)交流繞組（續(xù)）三、交流繞組的特點(diǎn)四、交流繞組的構(gòu)成原則均勻原則：每個(gè)極域內(nèi)的槽數(shù)（線圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個(gè)極域內(nèi)所占的槽數(shù)應(yīng)相等。每極槽數(shù)用極距τ表示

每極每相槽數(shù)q

對(duì)稱原則：三相繞組的結(jié)構(gòu)完全一樣，但在電機(jī)的圓周空間互相錯(cuò)開(kāi)1200電角度。如槽距角為α，則相鄰兩相錯(cuò)開(kāi)的槽數(shù)為1200

/α。電勢(shì)相加原則：線圈兩個(gè)圈邊的感應(yīng)電勢(shì)應(yīng)該相加；線圈與線圈之間的連接也應(yīng)符合這一原則。如線圈的一個(gè)邊在N極下，另一個(gè)應(yīng)在S極下。四、交流繞組的構(gòu)成原則元件(線圈)元件(線圈)

五、交流繞組的連接規(guī)律

1、與繞組連接有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)

（1）電角度

磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極，電勢(shì)變化一個(gè)周期，稱為360°電角度。在電機(jī)中一對(duì)磁極所對(duì)應(yīng)的角度定義為360°電角度。（幾何上，把一圓周所對(duì)應(yīng)的角度定義為360°機(jī)械角度。）磁極對(duì)數(shù)為p

圓周機(jī)械角度為360°

電角度為=p×機(jī)械角度

五、交流繞組的連接規(guī)律

1、與繞（2）相帶為了三相繞組對(duì)稱，在每個(gè)極面下每相繞組應(yīng)占有相等的范圍——相帶。每個(gè)極對(duì)應(yīng)于180°電角度，如電機(jī)有m相，則每個(gè)相帶占有電角度。三相電機(jī)m＝3，其相帶為60°，按60°相帶排列的繞組稱為60°相帶繞組。每對(duì)極面所占范圍均勻分為三等分，每個(gè)相帶占有120°電角度，一般采用60°相帶（2）相帶為了三相繞組對(duì)稱，在每個(gè)極面下每相繞組應(yīng)占有相等的

60°相帶繞組把每對(duì)極所對(duì)應(yīng)的定子槽等分為六個(gè)等分。依次稱為a、c‘、b、a’、c、b‘相帶，各相繞組放在各自的相帶范圍內(nèi)。60°相帶繞組（3）每極每相槽數(shù)q每個(gè)極面下每相占有的槽數(shù)。已知總槽數(shù)Z、極對(duì)數(shù)p和相數(shù)m，則

q≠1—分布繞組q=1—集中繞組整數(shù)槽繞組——q為整數(shù)一般為整數(shù)槽分布繞組。分?jǐn)?shù)槽繞組——q為分?jǐn)?shù)

（3）每極每相槽數(shù)q每個(gè)極面下每相占有的槽數(shù)。已知總槽數(shù)Z、（4）槽距角相鄰兩槽之間的電角度（每條槽對(duì)應(yīng)的電角度）已知總槽數(shù)Z、極對(duì)數(shù)pp×360°

=Z圓周的電角度（4）槽距角相鄰兩槽之間的電角度（每條槽對(duì)應(yīng)的電角度）圓周（5）極距τ相鄰兩磁極對(duì)應(yīng)位置兩點(diǎn)之間的圓周距離。

幾何尺寸——每極所對(duì)應(yīng)的定子內(nèi)圓弧長(zhǎng)

設(shè)D為定子內(nèi)圓直徑。一般用槽數(shù)表示極距：表示一個(gè)磁極的范圍，用槽數(shù)來(lái)表示。即基波磁場(chǎng)每極所對(duì)應(yīng)的槽數(shù)。（5）極距τ相鄰兩磁極對(duì)應(yīng)位置兩點(diǎn)之間的圓周距離。電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件（6）節(jié)距y(跨距；槽中線圈兩個(gè)圈邊的寬度)表示元件（線圈）的寬度。元件放在槽內(nèi)，其寬度可用元件兩邊所跨越的槽數(shù)表示。

（6）節(jié)距y(跨距；槽中線圈兩個(gè)圈邊的寬度)表示元件（線

2、交流繞組連接的七個(gè)步驟：

（1）求極距；（2）取節(jié)距；（3）算相帶q；（4）算槽距角；（5）畫(huà)相帶表或電勢(shì)星形圖；（6）連線圈和線圈組；（7）連單相繞組和三相繞組

分析工具：槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖或相帶表。把電樞上各槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦規(guī)律變化的電勢(shì)分別用矢量表示，構(gòu)成一輻射星形圖相距360度電角度，導(dǎo)體電勢(shì)時(shí)間上同相位

2、交流繞組連接的七個(gè)步驟：

（1）求極距；（2三相單層繞組單層——每槽中只放置一層元件（線圈）邊，元件（線圈）數(shù)等于槽數(shù)的一半，無(wú)需層間絕緣，結(jié)構(gòu)和嵌線較簡(jiǎn)單。單層繞組只適用于10kW以下的小型異步電動(dòng)機(jī)，其極對(duì)數(shù)通常是p＝l,2,3,4單層繞組通常有鏈?zhǔn)健⒔徊媸胶屯氖?、等元件式等幾種不同排列方式。三相單層繞組單層——每槽中只放置一層元件（線圈）邊，元件（線單層繞組：構(gòu)造方法和步驟分極分相:

將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向。將每個(gè)極的槽數(shù)按三相均勻分開(kāi)。三相在空間錯(cuò)開(kāi)120電角度。連線圈和線圈組：將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈（共有q個(gè)線圈，為什么？）將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組（共有多少個(gè)線圈組？）以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則。連相繞組：將屬于同一相的p個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。串聯(lián)與并聯(lián)，電勢(shì)相加原則。連三相繞組：將三個(gè)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。單層繞組：構(gòu)造方法和步驟分極分相:例如：相數(shù)m＝3，極數(shù)2p＝4，槽數(shù)Z＝24每極每相槽數(shù)q＝＝2槽距角＝=30°極距=Z/2p=24/4=6例如：相數(shù)m＝3，極數(shù)2p＝4，槽數(shù)Z＝24電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件說(shuō)明：屬于a相8個(gè)槽，即l、2、7、8、13、14、19、20根據(jù)槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖，按電勢(shì)相加原則構(gòu)成元件，每個(gè)元件都是整距，y=τ=6槽，即每元件的跨距為6個(gè)槽，同為單層，每相每對(duì)極可以連接成一個(gè)元件組。2對(duì)極，每相2個(gè)元件組，1—7—2—8，13一19一14—20。元件組之間可串聯(lián)或并聯(lián)形成不同并聯(lián)支路數(shù)單層繞組每相有p個(gè)元件組，如串聯(lián)方式連接，則并聯(lián)支路a＝1，相電勢(shì)E=pEq，相電流I＝Ic。每相功率P＝EI＝pEqIc。說(shuō)明：屬于a相8個(gè)槽，即l、2、7、8、13、14、19、2*連成三相繞組*連成三相繞組一、鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組適用于q=2，p＞1的小型異步電機(jī)。例如m＝3，p＝2，Z=24，q＝2，a=30°一、鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組適用于q=2，p＞1的小型異步電機(jī)。例如鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)元件都是短距。從相電勢(shì)和磁勢(shì)角度看——具有整距性質(zhì)鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)元件都是短距。從相電勢(shì)和磁勢(shì)角度看——具有整距二、交叉式繞組交叉式繞組適用于q＝3的小型異步電機(jī)例如：m＝3，p=2，q＝3。

定子槽數(shù)Z=2mpq=2×3×2×3＝36

槽距角a=p×360/Z=20°二、交叉式繞組交叉式繞組適用于q＝3的小型異步電機(jī)屬于a相的元件有1、2、3、10、ll、12、19、20、21、28、29、30共12個(gè)元件邊y=8y=7屬于a相的元件有1、2、3、10、ll、12、19、20、22—10，3—11相連，是節(jié)距為8的（大）線圈12—19相連，節(jié)距為7的（?。┚€圈20—28，21—29相連，節(jié)距為8的大線圈30—1相連，節(jié)距為7的小線圈。依次二大一小交叉布置為交叉式繞組b相和c相的連接規(guī)律與a相完全一樣，a=20°，相間相差6個(gè)槽。如第2槽為a相首端，則b相首端是第8槽，c相首端是第14槽。2—10，3—11相連，是節(jié)距為8的（大）線圈電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件三、同心式繞組對(duì)于p＝l的小型三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)，每極每相槽數(shù)q較大，采用同心式繞組嵌線三、同心式繞組對(duì)于p＝l的小型三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)例如：m＝3，p=1，q＝4。則定子槽數(shù)Z=2mpq＝2×3×l×4＝24，槽距角a＝15°屬于a相的有8個(gè)元件邊，把1與12相連構(gòu)成一個(gè)大線圈，2與11相連構(gòu)成一個(gè)小線圈。這一大一小組成一個(gè)同心式線圈組。13與24相連，14與23相連組成另一同心式線圈組。然后把兩個(gè)線圈組反向串聯(lián)，以保證電勢(shì)相加例如：m＝3，p=1，q＝4。則定子槽數(shù)Z=2mpq＝2×3屬于a相的有8個(gè)元件邊，把1與12相連構(gòu)成一個(gè)大線圈，2與11相連構(gòu)成一個(gè)小線圈。這一大一小組成一個(gè)同心式線圈組。13與24相連，14與23相連組成另一同心式線圈組。然后把兩個(gè)線圈組反向串聯(lián)，以保證電勢(shì)相加屬于a相的有8個(gè)元件邊，把1與12相連構(gòu)成一個(gè)大線圈，2與1電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件在外形上有多種繞組型式：元件節(jié)距可以整距、短矩或長(zhǎng)短，合理選用繞組型式，可以節(jié)省銅線，簡(jiǎn)化工藝。分析相電勢(shì)：采用槽電勢(shì)星形圖。繞組型式不同只不過(guò)是元件構(gòu)成方式不同、導(dǎo)體連接先后次序不同，而構(gòu)成繞組的導(dǎo)體所占的槽號(hào)是相同的，從每相電動(dòng)勢(shì)的角度來(lái)看，所有繞組都是屬于兩個(gè)相差180°電角度相帶內(nèi)的導(dǎo)體組成，三相單層繞組的節(jié)距因數(shù)Kp（短距線圈電勢(shì)與整距線圈電勢(shì)之比）均為1，具有整距繞組性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：繞組因數(shù)KN中只有分布因數(shù)Kd(線圈組合成電勢(shì)有效值與各線圈電勢(shì)代數(shù)和之比），基波繞組因數(shù)較高，無(wú)層間絕緣，槽利用率高。缺點(diǎn)：對(duì)削弱高次諧波不利，無(wú)法改善電勢(shì)波形和磁勢(shì)波形，漏電抗較大。使用：一般用于10kW以下小功率電機(jī)。（功率較大或?qū)Σㄐ我筝^高的電機(jī)，通常采用雙層繞組。）小結(jié)：三相單層繞組在外形上有多種繞組型式：元件節(jié)距可以整距、短矩或長(zhǎng)短，合理選優(yōu)點(diǎn)（1）每槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，無(wú)層間絕緣，下線方便，槽的利用率高。（2）線圈數(shù)為槽數(shù)的一半，繞線及嵌線的工時(shí)少。缺點(diǎn)（1）不能利用短距來(lái)削弱電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)中的高次諧波，因單層繞組雖線圈的節(jié)距可能是短距，但其線圈組的電動(dòng)勢(shì)始終是兩個(gè)相鄰1800相帶內(nèi)線圈邊電動(dòng)勢(shì)的相量和，實(shí)質(zhì)上與整距分布繞組完全相同，無(wú)短距的效果。

（2）同一槽內(nèi)導(dǎo)體均屬同一相，故槽漏阻抗較大。

單層繞組的最大并聯(lián)支路數(shù)：amax=p

并聯(lián)支路數(shù)是指線圈組是并聯(lián)還是串聯(lián)，視所選并聯(lián)支路數(shù)a決定。

小結(jié)：三相單層繞組的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）每槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，無(wú)層間絕緣，下線方便，槽的利三相雙層繞組雙層——每槽中有兩個(gè)元件邊，分為上下兩層放置?？拷劭诘臑樯蠈?，靠近槽底部為下層。每個(gè)元件(線圈）均有一個(gè)邊放在上層，一個(gè)邊放在另一槽的下層，相隔距離取決于節(jié)距。元件（線圈數(shù)）的總數(shù)等于槽數(shù)，每相元件數(shù)即為槽數(shù)的三分之一。繞組展開(kāi)圖中：每槽上層圈邊用實(shí)線，下層圈邊用虛線，槽號(hào)加‘。三相雙層繞組雙層——每槽中有兩個(gè)元件邊，分為上下兩層放置?？繕?gòu)造方法和步驟（舉例：Z1=24,2p=4,整距,m=3)分極分相:將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向；將每個(gè)極域的槽數(shù)按三相均勻分開(kāi)。三相在空間錯(cuò)開(kāi)120電角度。連線圈和線圈組：根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈（上層邊與另一槽的下層邊構(gòu)成一個(gè)線圈）以上層邊所在槽號(hào)標(biāo)記線圈編號(hào)。將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈（共有q個(gè)線圈，為什么？）將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組（共有多少個(gè)線圈組？）以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則連相繞組：將屬于同一相的2p個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。串聯(lián)與并聯(lián)，電勢(shì)相加原則。按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。連三相繞組將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組

△接法或者Y接法構(gòu)造方法和步驟（舉例：Z1=24,2p=4,整距,m=3)例1：雙層整距繞組設(shè)相數(shù)m＝3，極數(shù)2p＝4，槽數(shù)Z＝24，則每極每相槽數(shù)q＝2，槽距角a＝30°步驟：繪槽電勢(shì)星形圖或相帶表。分相——使各相電勢(shì)最大，且三相電勢(shì)對(duì)稱繪繞組元件平面展開(kāi)圖首先畫(huà)出等距離的24根平行線段以表示槽號(hào)——表示各元件的上層邊。在實(shí)線近旁畫(huà)出虛線以表示下層元件邊。把各槽按順序編號(hào)，取槽號(hào)作為上層邊的代號(hào)，取槽號(hào)加注上標(biāo)'作為下層邊代號(hào)。例1：雙層整距繞組整矩繞組：跨距y＝τ＝6，每個(gè)元件的上層邊與下層邊相距6個(gè)槽。例如第l槽的上層邊應(yīng)與第7槽的下層邊接成一個(gè)元件。同理2-8’，3-9’，4-10’，...相連，共計(jì)有24個(gè)元件。a相8個(gè)元件分成4個(gè)元件組，各元件組的連接規(guī)律為l-7‘-2-8’，7-13‘-8-14’，13-19‘-14-20’，19-1‘-20-2’，分別用I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。整矩繞組：跨距y＝τ＝6，每個(gè)元件的上層邊與下層邊相距6個(gè)槽當(dāng)磁場(chǎng)切割繞組時(shí)，該四個(gè)元件組的電勢(shì)大小相等，I、Ⅲ組電勢(shì)時(shí)間上同相，Ⅱ、IV組電勢(shì)與I、Ⅲ組電勢(shì)反相。各元件組可以串聯(lián)、并聯(lián)、或一半串聯(lián)后再并聯(lián)。相繞組可以有不同連接方式，當(dāng)通以電流形成4極磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)切割繞組時(shí)，該四個(gè)元件組的電勢(shì)大小相等，I、Ⅲ組電勢(shì)時(shí)并聯(lián)支路數(shù)a通常大型電機(jī)電流較大，為了減少每個(gè)線圈的電流，需要取較大的并聯(lián)支路數(shù)，而小型電機(jī)的電流較小，一般a=1。其實(shí)，從每相繞組的功率P來(lái)看：

并聯(lián)支路數(shù)a通常大型電機(jī)電流較大，為了減少每個(gè)線圈的電流，需2、雙層短距繞組上例中取y＝5，每個(gè)元件跨5個(gè)槽，a相的4個(gè)線圈組，分別是l-6'-2-7'，7-12'-8-13'，13-18'-14-19'，19-24'-20-l'2、雙層短距繞組上例中取y＝5，每個(gè)元件跨5個(gè)槽，a相的4個(gè)短距時(shí)，在某些槽中，其上層圈邊與下層圈邊可能不屬同一相，在這些槽中，上層與下層之間有較大電位差，應(yīng)加強(qiáng)層間絕緣。短距時(shí)，對(duì)于同一相繞組的上、下層圈邊之間錯(cuò)開(kāi)了一個(gè)或幾個(gè)槽距，大小正好是節(jié)距所短的距離，可用短距角β表示，表示一個(gè)元件的上層導(dǎo)體電勢(shì)和下層導(dǎo)體電勢(shì)的相位差是180°—β電角度，合成電勢(shì)時(shí)應(yīng)計(jì)及該因素（節(jié)距因數(shù)kp）。電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件第三節(jié)正弦磁場(chǎng)下繞組的感應(yīng)電勢(shì)一、線圈電勢(shì)二、線圈組電勢(shì)三、繞組相電勢(shì)

1．單層繞組

2．雙層繞組第三節(jié)正弦磁場(chǎng)下繞組的感應(yīng)電勢(shì)一、線圈電勢(shì)一、線圈的電勢(shì)電勢(shì)決定于磁場(chǎng)的大小與分布以及磁場(chǎng)與元件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

設(shè)氣隙磁場(chǎng)按正弦規(guī)律分布，則每極磁通

氣隙磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極，線圈中的電勢(shì)便經(jīng)歷一個(gè)周期。電勢(shì)的頻率用每秒轉(zhuǎn)過(guò)的磁極對(duì)數(shù)表示。極對(duì)數(shù)p，轉(zhuǎn)速n(r/min)，則頻率一、線圈的電勢(shì)電勢(shì)決定于磁場(chǎng)的大小與分布以及磁場(chǎng)與元件間的相t=0,元件匝鏈一個(gè)磁極的全部磁通t=0,元件匝鏈一個(gè)磁極的全部磁通1、整距線圈中的感應(yīng)電勢(shì)

設(shè)線圈匝數(shù)為Nc，感應(yīng)電勢(shì)的瞬時(shí)值為有效值1、整距線圈中的感應(yīng)電勢(shì)

電機(jī)chap6交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)課件線圈中的感應(yīng)電勢(shì)

一個(gè)圈邊為一個(gè)導(dǎo)體，兩圈邊感應(yīng)電勢(shì)的方向相反（相差1800）。兩圈邊電勢(shì)的有效值相等。線圈中的感應(yīng)電勢(shì)整距線圈導(dǎo)體a’（一個(gè)圈邊為一個(gè)導(dǎo)體）與導(dǎo)體a相距一個(gè)極距，即180°電角度，線圈電勢(shì)為ea=Balv=Bmlvsinωt整距線圈ea=Balv=Bmlvsinωt2、短距線圈導(dǎo)體a’與導(dǎo)體a相距非一個(gè)極距（差一短距角）元件電勢(shì)為Ea’Ea-Ea’Eaa’2、短距線圈Ea’Ea-Ea’Eaa’短距線圈電勢(shì)：短距元件的電勢(shì)小于整距元件的電勢(shì)設(shè)短距角為β電角度，每線圈電勢(shì)Ec的有效值節(jié)距因數(shù)Kp表示由于短距關(guān)系使短距線圈的電動(dòng)勢(shì)比整距線圈的電動(dòng)勢(shì)小些，應(yīng)打Kp折扣。短距線圈電勢(shì)：短距元件的電勢(shì)小于整距元件的電勢(shì)二、線圈組（Eq)電勢(shì)電機(jī)采用分布繞組，每線圈組有q個(gè)線圈，線圈組電勢(shì)即為q個(gè)元件的電勢(shì)之和。通常各元件匝數(shù)相等，所以各元件電勢(shì)的幅值相等，由于各元件空間位置依次相位差電角度，各元件電勢(shì)的時(shí)間相位差也為

角度。二、線圈組（Eq)電勢(shì)電機(jī)采用分布繞組，每線圈組有q個(gè)線圈，q=3的元件組q=3的元件組分布因數(shù)kd線圈組各電勢(shì)的相量和與代數(shù)和的比值分布因數(shù)kd線圈組各電勢(shì)的相量和與代數(shù)和的比值線圈組電勢(shì)繞組因數(shù)kN=kdkp，反映分布和短距對(duì)電勢(shì)的影響

Ncq為一個(gè)線圈組串聯(lián)匝數(shù)。線圈組電勢(shì)繞組因數(shù)kN=kdkp，反映分布和短距對(duì)電勢(shì)的影響三、繞組的相電勢(shì)1．單層繞組每對(duì)極每相有一個(gè)線圈組p對(duì)極電機(jī)，每相有p個(gè)元件組，可以串聯(lián)、并聯(lián)或混合連接。如有a條并聯(lián)支路，則每相電勢(shì)為

單層繞組每相串聯(lián)匝數(shù)三、繞組的相電勢(shì)1．單層繞組繞組的相電勢(shì)2．雙層繞組每對(duì)極每相有2個(gè)線圈組p對(duì)極電機(jī)，每相有2p個(gè)元件組，