電機學課件熊永前ch4_2

1、電機學Electric Machinery（第4章交流繞組電動勢）華中科技大學電氣與電子工程學院熊永前2006.5Y.Q.Xiong 2006-5電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢4.2交流繞組電動勢基波電動勢導體電動勢線圈電動勢與短距系數(shù) 線圈組電動勢與分布系數(shù)相電動勢與繞組系數(shù)諧波電動勢及其削弱方法氣隙磁場諧波分量諧波電動勢削弱諧波電動勢方法Y.Q.Xiong 2006-5電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢線圈線圈組電動勢支路電動勢相電動勢電動勢Y.Q.Xiong 2006-53電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢一、基波電動勢1.導體電動勢p 對極電機， 氣隙磁場空間分布為p個

2、正弦波的磁場稱為基波磁場，基波磁場在繞組中感應的電動勢為基波電動勢。=f= 2.22 fE當p對極的正弦分布磁場以轉速n1 切割導體時，在導體中感應電動勢為正弦波，其有效值為c1112pn1f=為感應電動勢頻率601為基波磁場每極磁通量Y.Q.Xiong 2006-54電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢2.線圈電動勢與短距系數(shù)短距系數(shù)ky11對于整距線圈ky1=1= 2(N E) sin( y1 ) = 2(N EE)ky1cc1t2cc1y1Y.Q.Xiong 2006-55電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢k= sin( y1 )y1t23.線圈組電動勢與分布系數(shù)sin qa1E=

3、 qE 2= qEkq sin a1q1y1y1q12分布系數(shù) kq11對于集中繞組（q=1）kq1=1Y.Q.Xiong 2006-56電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢sin qa1 k = 2 q1aq sin124.相電動勢與繞組系數(shù)相電動勢等于并聯(lián)支路的支路電動勢。每條支路所串聯(lián)的各線圈組的電動勢都是同大小、同相 位，可以直接相加。對于單層繞組，每相有p個線圈組，每條支路有p/a個線 圈組；對于雙層繞組，每相有2p個線圈組，每條支路有2p/a個線圈組?；ㄏ嚯妱觿萦行е礒1為 p EpqNc= 4.44 fkk(單層繞組)= aq1y1q11aE 2 pf12 pqN= 4.44

4、 f caEq1ky1kq11(雙層繞組)aY.Q.Xiong 2006-57電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢相繞組串聯(lián)匝數(shù)相電動勢統(tǒng)一計算式Y.Q.Xiong 2006-58電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢Ef1 = 4.44 fNkN11 pqNc(單層繞組)N = a 2 pqN c(雙層繞組)akN 1 = ky1kq1繞組系數(shù)例 一臺汽輪發(fā)電機，定子槽數(shù)Z=36，極數(shù)2p=2，采用雙層疊繞，節(jié)距y1=14，每槽2根導體，并聯(lián)支路數(shù)a=1，頻率為50Hz。每極磁通量1=2.63Wb。試求：(1)導體電動勢Ec1；(2)線圈電動勢Ey1；(3) 線圈組電動勢q1；(4) 相電

5、勢E1。Z36解極距t =槽= 18槽2 12 pp 360 = 1 360 = 10槽距電角a=1Z=36= 6Z36每極每相槽數(shù)q =2 3 12mp= 每槽導體數(shù) = 2 = 1線圈匝數(shù)Nc22N = 2 pqNc = 2 1 6 1 = 12每相串聯(lián)匝數(shù)a1Y.Q.Xiong 2006-59電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢k= sin( y1 ) = sin(14 ) = 0.9397短距系數(shù)t2y1182sin qa1sin 6 10= 2= 2= 0.9561kq1分布系數(shù)q sin a16 sin 102kN1 = ky1kq12= 0.9397 0.9561 = 0.89

6、84繞組系數(shù)(1) Ec1=2.22f1=2.22502.63 V291.9 V(2) Ey1=4.44Ncky1f1=4.4410.9397502.63V=548.7V(3) Eq1=4.44qNckN1f1=4.44610.8984502.63=3147 V (4) E1=4.44NkN1f1=4.44120.8984502.63 V=6294 VY.Q.Xiong 2006-510電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢二、諧波電動勢及其削弱方法1.氣隙磁場諧波分量氣隙磁場空間分布非正旋，分解為基波和一系列諧波。主磁極產(chǎn)生的諧波磁場性質：n次諧波磁場：pn= n p極對數(shù)= tt極距nnn

7、n= n1轉速主磁極產(chǎn)生的氣隙磁場波形及其分解Y.Q.Xiong 2006-511電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢2.諧波電動勢次諧波磁場在定子繞組中感應的次諧波電動勢頻率次諧波電動勢有效值= npn1pn nn= n ff=n6060sin qna1y1)2= sin(n= kkkkkq sinna1ynqnNnynqnt22當算出基波和各次諧波電動勢的有效值后，可得出相電動勢的有效值為Y.Q.Xiong 2006-512電機學第4章 交流繞組的基本理論電動勢Ef=E 2+ E 2+ E 2+ E 2.f1f 3f 5f 7Efn=2NkNn fn n= 4.44Nk Nn fn n3.削弱諧波電動勢方法使氣隙中磁場分布盡可能接近正弦波。采用對稱的三相繞組，消除線電動勢中3及3的倍數(shù)次諧波E=+ E 2+ E 2 .E 23(星形聯(lián)接)f1f 5f 7lE=+ E 2+ E 2 .E 2(三角形聯(lián)接)f1f 5f