電機(jī)與拖動基礎(chǔ)章

電機(jī)與拖動基礎(chǔ)章第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.1交流電機(jī)電樞繞組的電動勢6.1.1導(dǎo)體電動勢為空間電角度，為機(jī)械電角度，p電機(jī)極對數(shù)有：=p基波磁密：b=B

δ

sin導(dǎo)體感應(yīng)電勢：e=b

lv

=2pn/60，=te=b

lv=B

lvsint

=Emsint=2Esint基波感應(yīng)電動勢的最大值：Em=B

lv

第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.1.1導(dǎo)體電動勢e=Emsint用頻率f表示：Em0etjEm=B

lv=fE=2.22f導(dǎo)體電動勢頻率：第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.1.2整距線匝電動勢兩根導(dǎo)體A與X，相距一個極距（=180o）的整距線匝的電動勢+jET=2EA=4.44f6.1.3整距線圈電動勢Ey=4.44fNyNy為線圈匝數(shù)。第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.1.4短距線圈電動勢節(jié)距y1=y，y是一個大于0小于1的數(shù)。+jy1第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.1.5整距分布線圈組的電動勢為了充分利用電機(jī)定子內(nèi)圓空間，定子上均勻地放上幾個線圈整距線圈?；妱觿荩篍y=4.44fqNykd短距分布基波電動勢：Ey=4.44fqNykdpKdp為基波繞組系數(shù)第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.2交流電機(jī)電樞繞組6.2.1三相單層繞組1.三相單層集中整距繞組最簡單的三相對稱繞組，每相只有一個整距線圈，三相共六個引出線，A、X，B、Y，C、Z?？山映蒠形或Δ形。這種繞組感應(yīng)電動勢波形不理想外，電樞表面空間沒有充分利用。第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.2.1三相單層繞組2.三相單層分布繞組一臺電機(jī)Z=24，p=2，轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)，試連接成三相單層分布繞組。1）計(jì)算槽距角2）畫基波電動勢星形相量圖+j24130o第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二2.三相單層分布繞組3）按60o相帶法分相每相在每極下的槽數(shù)q標(biāo)上A，Z，B，X，C，Y。第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二2.三相單層分布繞組4）畫繞組的連接圖第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二2.三相單層分布繞組5）確定繞組并聯(lián)的路數(shù)如果要求一路串聯(lián)繞組，把X1與A2相連（如圖6.14實(shí)線）；如果要求一路并聯(lián)繞組，把A1和A2連接，X1和X2連接（如圖6.14虛線）。單層繞組最多可并聯(lián)支路數(shù)等于極對數(shù)p。串聯(lián)每相的基波電動勢比并聯(lián)的大，而電流比并聯(lián)的小。6）計(jì)算相電動勢：E=4.44fNkd第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.2.3繞組的諧波電動勢電機(jī)氣隙除了基波外，還有三次、五次、七次奇次諧波。繞組采用了短距、分布連接法，基波電動勢削弱得很少，諧波電動勢被削弱的很多。由于諧波電動勢較小，在后面分析異步電機(jī)和同步電機(jī)時不再做考慮。第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3交流電機(jī)電樞單相繞組產(chǎn)生的磁通勢交流電機(jī)繞組產(chǎn)生的磁通勢，既是空間函數(shù)，又是時間函數(shù)。第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.1整距線圈的磁通勢磁力線穿過轉(zhuǎn)子鐵心，定子鐵心和兩個氣隙，相對于氣隙而言，由于鐵心磁導(dǎo)率極大，其上消耗的磁勢降可以忽略不計(jì)，線圈在一個氣隙上施加的磁勢為：

設(shè)磁通勢正方向：定子→轉(zhuǎn)子，得磁通勢空間分布圖。第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.1整距線圈的磁通勢如果通過線圈的電流為余弦波，則矩形波的高度也將按正弦變化，稱為脈振波。矩形分布脈振磁通勢表達(dá)式：第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.1整距線圈的磁通勢磁通勢展開矩形波展開成傅氏級數(shù)，奇數(shù)僅含奇次的余弦項(xiàng)第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.1整距線圈的磁通勢基波及各次諧波磁通勢的特點(diǎn)：1）基波及各次諧波磁通勢的最大幅值Fy3=Fy1/3，

Fy5=Fy1/5，……Fy=Fy1/第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.1整距線圈的磁通勢2）基波及各次諧波磁通勢的極對數(shù)基波與原矩形波極對數(shù)一樣多，3次諧波極對數(shù)是基波的3倍，5次諧波極對數(shù)是基波的5倍，次諧波極對數(shù)是基波的倍。3）基波及各次諧波磁通勢隨時間的關(guān)系不論基波還是諧波磁通勢，它們的幅值都是隨時間按電流的變化規(guī)律而變化的，在時間上是脈振波。第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二基波及各次諧波磁通勢隨時間的關(guān)系第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二3.基波脈振磁通勢三角公式是個行波：當(dāng)t=30o時，=30o幅值最大；當(dāng)t=60o時，=60o幅值最大；…………。0F’y1第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二3.基波脈振磁通勢f’y1是個旋轉(zhuǎn)波，朝+方向以的角速度旋轉(zhuǎn)。同理f’’y1也是個旋轉(zhuǎn)波，朝-方向以的角速度旋轉(zhuǎn)。結(jié)論：1）一個脈振磁通勢波可以分為兩個波長與脈振波完全一樣的，分別朝相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)波，幅值是原脈振波的一半；2）當(dāng)脈振波振幅最大時，這兩個旋轉(zhuǎn)波正好重疊在一起。第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二脈振磁通勢分成兩個旋轉(zhuǎn)波第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.2短距線圈的磁通勢比較單相單層整距的基波脈振磁通勢單相雙層短距的基波脈振磁通勢雙層繞組串聯(lián)磁通勢增加一倍，同時乘以短距系數(shù)kp1<1。第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.3單層分布線圈的磁通勢分布線圈組磁通勢的最大幅值：

Fq1=qFy1kd1q為分布線圈個數(shù)，kd1<1為分布系數(shù)第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.4分布短距對磁通勢波形的影響為了改善電機(jī)性能，削弱各次諧波磁通勢，要用短距、分布繞組，只要設(shè)計(jì)合理就能大大削弱各次諧波磁通勢。一般情況下，取y=0.8左右，以把五、七次次諧波磁通勢大大削弱。至于三次諧波以及三的倍數(shù)的諧波的磁通勢，在三相繞組連接中互相抵消。第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.3.5單相繞組基波磁通勢為了統(tǒng)一表示相繞組的磁勢，引入每相電流I、每相串聯(lián)匝數(shù)N等概念?；ù磐▌荩旱?6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.4三相電樞繞組產(chǎn)生的磁通勢6.4.1基波磁通勢三相基波磁通勢第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.4.1基波磁通勢把一個脈振波分解成兩個旋轉(zhuǎn)波：三相合成第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二=0o+A+B=120o+C=240oF”A+F”B+F”C=0合矢量逆時針旋轉(zhuǎn)第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.4.1基波磁通勢三相合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢的特點(diǎn)1）幅值F1不變，圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢2）轉(zhuǎn)向決定于電流的相序，從領(lǐng)先相向滯后相旋轉(zhuǎn)3）相對于定子繞組的同步轉(zhuǎn)速：4）當(dāng)某相電流值達(dá)到最大值時，合成磁勢正好位于該相的軸線處。第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.4.2三相的三次諧波磁通勢三相的三次諧波磁通勢的表達(dá)式：

各三次諧波的空間位置相同，三相電流互差120o，相互抵消。第31頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二6.5兩相電樞繞