机械工业出版社-电机学(交流绕组共同问题部分).ppt

第第 4 4 章章交流电机理论交流电机理论的共同问题的共同问题交流电机主要分为两类：同步电机和异步电机。交流电机主要分为两类：同步电机和异步电机。交流电机主要分为两类：同步电机和异步电机。交流电机主要分为两类：同步电机和异步电机。这两类电机在转子结构、基本工作原理、励磁方式和性能上虽这两类电机在转子结构、基本工作原理、励磁方式和性能上虽这两类电机在转子结构、基本工作原理、励磁方式和性能上虽这两类电机在转子结构、基本工作原理、励磁方式和性能上虽有所不同，但是在定子绕组及其发生的基本电磁过程和机电能有所不同，但是在定子绕组及其发生的基本电磁过程和机电能有所不同，但是在定子绕组及其发生的基本电磁过程和机电能有所不同，但是在定子绕组及其发生的基本电磁过程和机电能量转换的机理和条件却是相同的，因此可采用统一的观点来研量转换的机理和条件却是相同的，因此可采用统一的观点来研量转换的机理和条件却是相同的，因此可采用统一的观点来研量转换的机理和条件却是相同的，因此可采用统一的观点来研究。究。究。究。本章主要研究交流电机的三个主要共同问题：交流电机定子的本章主要研究交流电机的三个主要共同问题：交流电机定子的本章主要研究交流电机的三个主要共同问题：交流电机定子的本章主要研究交流电机的三个主要共同问题：交流电机定子的三相交流绕组基本构成原则、交流绕组感应电动势问题及交流三相交流绕组基本构成原则、交流绕组感应电动势问题及交流三相交流绕组基本构成原则、交流绕组感应电动势问题及交流三相交流绕组基本构成原则、交流绕组感应电动势问题及交流绕组产生磁动势问题。绕组产生磁动势问题。绕组产生磁动势问题。绕组产生磁动势问题。4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理同步电机同步电机同步电机同步电机异步电机异步电机异步电机异步电机1.1.1.1.交流电机的分类交流电机的分类交流电机的分类交流电机的分类交流电机交流电机交流电机交流电机 同步电机同步电机同步电机同步电机同步发电机同步发电机同步发电机同步发电机同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机异步发电机异步发电机异步发电机异步发电机异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机异步电机异步电机异步电机异步电机4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理链接同步电机基本结构动画链接同步电机基本结构动画链接同步电机基本结构动画链接同步电机基本结构动画同步电机：多用作发电机使用，在不调速情况，也用作电动同步电机：多用作发电机使用，在不调速情况，也用作电动同步电机：多用作发电机使用，在不调速情况，也用作电动同步电机：多用作发电机使用，在不调速情况，也用作电动 机，可改变电网功率因数（通过调节励磁电流）。机，可改变电网功率因数（通过调节励磁电流）。机，可改变电网功率因数（通过调节励磁电流）。机，可改变电网功率因数（通过调节励磁电流）。基本结构基本结构基本结构基本结构定子：定子铁心、定子：定子铁心、定子：定子铁心、定子：定子铁心、定子绕组（电枢绕组）。定子绕组（电枢绕组）。定子绕组（电枢绕组）。定子绕组（电枢绕组）。转子：转子铁心（主磁极）、转子：转子铁心（主磁极）、转子：转子铁心（主磁极）、转子：转子铁心（主磁极）、转子绕组（励磁绕组）。转子绕组（励磁绕组）。转子绕组（励磁绕组）。转子绕组（励磁绕组）。链接同步电机主要结构动画链接同步电机主要结构动画链接同步电机主要结构动画链接同步电机主要结构动画2.2.2.2.交流电机的基本结构交流电机的基本结构交流电机的基本结构交流电机的基本结构链接鼠笼式异步电机拆卸动画链接鼠笼式异步电机拆卸动画链接鼠笼式异步电机拆卸动画链接鼠笼式异步电机拆卸动画异步电机：也称为感应电机。主要用作电动机，只有特殊场合异步电机：也称为感应电机。主要用作电动机，只有特殊场合异步电机：也称为感应电机。主要用作电动机，只有特殊场合异步电机：也称为感应电机。主要用作电动机，只有特殊场合 才用作发电机。才用作发电机。才用作发电机。才用作发电机。链接绕线式异步电机结构动画链接绕线式异步电机结构动画链接绕线式异步电机结构动画链接绕线式异步电机结构动画4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理2.2.2.2.交流电机的基本结构交流电机的基本结构交流电机的基本结构交流电机的基本结构4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理2.2.2.2.交流电机的基本结构交流电机的基本结构交流电机的基本结构交流电机的基本结构两种类型的交流电机在涉及的基本电磁理论、基本结构原理方面两种类型的交流电机在涉及的基本电磁理论、基本结构原理方面两种类型的交流电机在涉及的基本电磁理论、基本结构原理方面两种类型的交流电机在涉及的基本电磁理论、基本结构原理方面主要具有下面三个共同部分：主要具有下面三个共同部分：主要具有下面三个共同部分：主要具有下面三个共同部分：交流电机定子的三相交流绕组基本构成原则交流电机定子的三相交流绕组基本构成原则交流电机定子的三相交流绕组基本构成原则交流电机定子的三相交流绕组基本构成原则 交流绕组感应电动势交流绕组感应电动势交流绕组感应电动势交流绕组感应电动势 交流绕组产生磁动势交流绕组产生磁动势交流绕组产生磁动势交流绕组产生磁动势4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理3.3.3.3.交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理1)1)1)1)同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理 链接同步电动机手动模型动画链接同步电动机手动模型动画链接同步电动机手动模型动画链接同步电动机手动模型动画当转动手柄使外磁铁转动时，转子磁极就会随之转动，重物就会当转动手柄使外磁铁转动时，转子磁极就会随之转动，重物就会当转动手柄使外磁铁转动时，转子磁极就会随之转动，重物就会当转动手柄使外磁铁转动时，转子磁极就会随之转动，重物就会上升。如果重物重量不大，转子磁极转动的角速度总是等于外部上升。如果重物重量不大，转子磁极转动的角速度总是等于外部上升。如果重物重量不大，转子磁极转动的角速度总是等于外部上升。如果重物重量不大，转子磁极转动的角速度总是等于外部磁铁的角速度。磁铁的角速度。磁铁的角速度。磁铁的角速度。链接三相交流电流链接三相交流电流链接三相交流电流链接三相交流电流产生旋转磁场动画产生旋转磁场动画产生旋转磁场动画产生旋转磁场动画思考：实际的同步电机如何思考：实际的同步电机如何思考：实际的同步电机如何思考：实际的同步电机如何 产生旋转性质磁场的？产生旋转性质磁场的？产生旋转性质磁场的？产生旋转性质磁场的？4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理3.3.3.3.交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理1)1)1)1)同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理 以发电机为例以发电机为例以发电机为例以发电机为例 (机械能机械能机械能机械能 电能电能电能电能)4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理3.3.3.3.交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理1)1)1)1)同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理-感应电动势的产生感应电动势的产生感应电动势的产生感应电动势的产生(1)(1)(1)(1)给励磁绕组通入直流电流，电机内就产生了磁场，由原动机拖给励磁绕组通入直流电流，电机内就产生了磁场，由原动机拖给励磁绕组通入直流电流，电机内就产生了磁场，由原动机拖给励磁绕组通入直流电流，电机内就产生了磁场，由原动机拖动主磁极以恒速，逆时针旋转，磁场与定子上的导体之间就有动主磁极以恒速，逆时针旋转，磁场与定子上的导体之间就有动主磁极以恒速，逆时针旋转，磁场与定子上的导体之间就有动主磁极以恒速，逆时针旋转，磁场与定子上的导体之间就有了相对运动（定子导体相对主磁极顺时针旋转切割），于是在了相对运动（定子导体相对主磁极顺时针旋转切割），于是在了相对运动（定子导体相对主磁极顺时针旋转切割），于是在了相对运动（定子导体相对主磁极顺时针旋转切割），于是在定子绕组里便感应出交流电动势。定子绕组里便感应出交流电动势。定子绕组里便感应出交流电动势。定子绕组里便感应出交流电动势。链接发电机模型动画链接发电机模型动画链接发电机模型动画链接发电机模型动画4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理3.3.3.3.交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理1)1)1)1)同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理-感应电动势的产生感应电动势的产生感应电动势的产生感应电动势的产生(2)(2)(2)(2)其中其中其中其中 导体所在处的磁通密度导体所在处的磁通密度导体所在处的磁通密度导体所在处的磁通密度一根导体感应电势公式一根导体感应电势公式一根导体感应电势公式一根导体感应电势公式磁场切割导体的线速度磁场切割导体的线速度磁场切割导体的线速度磁场切割导体的线速度导体的轴向长度导体的轴向长度导体的轴向长度导体的轴向长度1)1)1)1)同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理-电机的磁极对数电机的磁极对数电机的磁极对数电机的磁极对数(极对数极对数极对数极对数 )、感、感、感、感应电势的频率应电势的频率应电势的频率应电势的频率 及电机转速及电机转速及电机转速及电机转速 的关系的关系的关系的关系 （转子转速（转子转速（转子转速（转子转速 单位为：单位为：单位为：单位为：）一对磁极电机一对磁极电机一对磁极电机一对磁极电机()()()()两对磁极电机两对磁极电机两对磁极电机两对磁极电机()()()()对磁极电机对磁极电机对磁极电机对磁极电机链接一对极电机链接一对极电机链接一对极电机链接一对极电机感应电势频率动画感应电势频率动画感应电势频率动画感应电势频率动画链接两对极电机链接两对极电机链接两对极电机链接两对极电机感应电势频率动画感应电势频率动画感应电势频率动画感应电势频率动画4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理3.3.3.3.交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理2)2)2)2)异步电机的基本工作原理异步电机的基本工作原理异步电机的基本工作原理异步电机的基本工作原理 4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理3.3.3.3.交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理外部磁场旋转，转子也旋转，重物上升。但是转子转速小于磁外部磁场旋转，转子也旋转，重物上升。但是转子转速小于磁外部磁场旋转，转子也旋转，重物上升。但是转子转速小于磁外部磁场旋转，转子也旋转，重物上升。但是转子转速小于磁铁转速。铁转速。铁转速。铁转速。链接手动异步电动机电动机模型动画链接手动异步电动机电动机模型动画链接手动异步电动机电动机模型动画链接手动异步电动机电动机模型动画2)2)2)2)异步电机的基本工作原理异步电机的基本工作原理异步电机的基本工作原理异步电机的基本工作原理 4.1 4.1 交流电机的分类、基本结构及工作原理交流电机的分类、基本结构及工作原理3.3.3.3.交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理交流电机的基本工作原理定子：定子铁心、定子定子：定子铁心、定子定子：定子铁心、定子定子：定子铁心、定子绕组，与同步电机相同绕组，与同步电机相同绕组，与同步电机相同绕组，与同步电机相同 转子：转子铁心、鼠笼转子：转子铁心、鼠笼转子：转子铁心、鼠笼转子：转子铁心、鼠笼绕组绕组绕组绕组4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类1.1.1.1.对交流绕组及其感应电动势的主要要求对交流绕组及其感应电动势的主要要求对交流绕组及其感应电动势的主要要求对交流绕组及其感应电动势的主要要求1 1 1 1）感应电动势的频率为）感应电动势的频率为）感应电动势的频率为）感应电动势的频率为 ；2 2 2 2）三相绕组感应的电动势应是对称的，相位上依次相差）三相绕组感应的电动势应是对称的，相位上依次相差）三相绕组感应的电动势应是对称的，相位上依次相差）三相绕组感应的电动势应是对称的，相位上依次相差 时间角；时间角；时间角；时间角；3 3 3 3）三相绕组感应的电动势波形应尽量接近正弦波形；）三相绕组感应的电动势波形应尽量接近正弦波形；）三相绕组感应的电动势波形应尽量接近正弦波形；）三相绕组感应的电动势波形应尽量接近正弦波形；4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类1 1 1 1）绕组导体数一定情况的下，能产生较大的基波电动势，允）绕组导体数一定情况的下，能产生较大的基波电动势，允）绕组导体数一定情况的下，能产生较大的基波电动势，允）绕组导体数一定情况的下，能产生较大的基波电动势，允 许流过较大的电流，以便产生较大的磁场；许流过较大的电流，以便产生较大的磁场；许流过较大的电流，以便产生较大的磁场；许流过较大的电流，以便产生较大的磁场；2 2 2 2）电机转子转速应为同步速）电机转子转速应为同步速）电机转子转速应为同步速）电机转子转速应为同步速 ，这样转子磁切割交流绕组，这样转子磁切割交流绕组，这样转子磁切割交流绕组，这样转子磁切割交流绕组，交流绕组感应电动势的频为交流绕组感应电动势的频为交流绕组感应电动势的频为交流绕组感应电动势的频为 ；3 3 3 3）三相绕组在电机定子内圆应该对称分布的；）三相绕组在电机定子内圆应该对称分布的；）三相绕组在电机定子内圆应该对称分布的；）三相绕组在电机定子内圆应该对称分布的；4 4 4 4）交流绕组在联结时应采用一定的方式保证感应电动势波形）交流绕组在联结时应采用一定的方式保证感应电动势波形）交流绕组在联结时应采用一定的方式保证感应电动势波形）交流绕组在联结时应采用一定的方式保证感应电动势波形 应尽量接近正弦波形；应尽量接近正弦波形；应尽量接近正弦波形；应尽量接近正弦波形；1.1.1.1.对交流绕组及其感应电动势的主要要求对交流绕组及其感应电动势的主要要求对交流绕组及其感应电动势的主要要求对交流绕组及其感应电动势的主要要求4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类2.2.2.2.与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语单层单层单层单层：每个定子槽内只有一个线圈边；：每个定子槽内只有一个线圈边；：每个定子槽内只有一个线圈边；：每个定子槽内只有一个线圈边；双层双层双层双层：每个定子槽内有上下两个线圈边；：每个定子槽内有上下两个线圈边；：每个定子槽内有上下两个线圈边；：每个定子槽内有上下两个线圈边；单层绕组实例（两极）单层绕组实例（两极）双层绕组实例（两级）双层绕组实例（两级）双层绕组实例（两级）双层绕组实例（两级）空间电角度空间电角度空间电角度空间电角度 ：把：把：把：把一对主磁极表面占的空间距离用空间电角一对主磁极表面占的空间距离用空间电角一对主磁极表面占的空间距离用空间电角一对主磁极表面占的空间距离用空间电角度表示，定义为度表示，定义为度表示，定义为度表示，定义为360360360360 空间电角度空间电角度空间电角度空间电角度两极电机空间电角度两极电机空间电角度4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类2.2.2.2.与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语四极电机电角度四极电机电角度四极电机电角度四极电机电角度4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类2.2.2.2.与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语结论：一对极（两极）电机整个定子内圆为结论：一对极（两极）电机整个定子内圆为结论：一对极（两极）电机整个定子内圆为结论：一对极（两极）电机整个定子内圆为360360360360空间电角度；空间电角度；空间电角度；空间电角度；两对极电机整个定子内圆为两对极电机整个定子内圆为两对极电机整个定子内圆为两对极电机整个定子内圆为720720720720空间电角度；空间电角度；空间电角度；空间电角度；p p p p对极对极对极对极电机整个电机整个电机整个电机整个定子内圆为定子内圆为定子内圆为定子内圆为p p p p360360360360空间电角度空间电角度空间电角度空间电角度两极电机空间电角度两极电机空间电角度极距极距极距极距 ：每个磁极在定子内圆表面所跨的距离：每个磁极在定子内圆表面所跨的距离：每个磁极在定子内圆表面所跨的距离：每个磁极在定子内圆表面所跨的距离节距节距节距节距 ：任一个线圈两个线圈边在定子内圆表面所跨的距离：任一个线圈两个线圈边在定子内圆表面所跨的距离：任一个线圈两个线圈边在定子内圆表面所跨的距离：任一个线圈两个线圈边在定子内圆表面所跨的距离槽间角槽间角槽间角槽间角 ：一个定子槽在定子内圆表面所占的空间电角度：一个定子槽在定子内圆表面所占的空间电角度：一个定子槽在定子内圆表面所占的空间电角度：一个定子槽在定子内圆表面所占的空间电角度4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类2.2.2.2.与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语与交流绕组相关的术语当当当当 为为为为整距整距整距整距绕组；绕组；绕组；绕组；为为为为短距短距短距短距绕组；绕组；绕组；绕组；为为为为长距长距长距长距绕组绕组绕组绕组三相单层集中整距绕组实例（两极）三相单层集中整距绕组实例（两极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类3.3.3.3.三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组每极每相槽数每极每相槽数每极每相槽数每极每相槽数 ：每个主磁极下每相分配的槽数：每个主磁极下每相分配的槽数：每个主磁极下每相分配的槽数：每个主磁极下每相分配的槽数定子内圆总槽数定子内圆总槽数定子内圆总槽数定子内圆总槽数当当当当 为为为为集中集中集中集中绕组；当绕组；当绕组；当绕组；当 的整的整的整的整数为数为数为数为分布分布分布分布绕组；当绕组；当绕组；当绕组；当 为分数为为分数为为分数为为分数为分数分数分数分数槽槽槽槽绕组；绕组；绕组；绕组；三相单层集中整距绕组展开图（两极）三相单层集中整距绕组展开图（两极）三相单层集中整距绕组展开图（两极）三相单层集中整距绕组展开图（两极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类3.3.3.3.三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组(四极四极四极四极)4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类3.3.3.3.三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组三相单层集中整距绕组绕组展开图绕组展开图绕组展开图绕组展开图4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类4.4.4.4.三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组(两极两极两极两极)绕组展开图绕组展开图绕组展开图绕组展开图相邻槽的相邻槽的相邻槽的相邻槽的 个线圈依次串联构成个线圈依次串联构成个线圈依次串联构成个线圈依次串联构成一个一个一个一个线圈组线圈组线圈组线圈组4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类4.4.4.4.三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组三相单层分布整距绕组说明：说明：说明：说明：1 1 1 1）三相单层绕组一相一共有）三相单层绕组一相一共有）三相单层绕组一相一共有）三相单层绕组一相一共有p p p p（磁极对数）个线圈组，这（磁极对数）个线圈组，这（磁极对数）个线圈组，这（磁极对数）个线圈组，这p p p p个线个线个线个线圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数a=1a=1a=1a=1，如果全部并联，如果全部并联，如果全部并联，如果全部并联则并联支路数则并联支路数则并联支路数则并联支路数a=pa=pa=pa=p；2 2 2 2）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：同心）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：同心）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：同心）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：同心式、链式和交叉式三种。而我们前面的例子为了讲解方便采用的式、链式和交叉式三种。而我们前面的例子为了讲解方便采用的式、链式和交叉式三种。而我们前面的例子为了讲解方便采用的式、链式和交叉式三种。而我们前面的例子为了讲解方便采用的是叠绕组式，对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本是叠绕组式，对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本是叠绕组式，对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本是叠绕组式，对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本p126-p129p126-p129p126-p129p126-p129。4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组短距和整距对比短距和整距对比短距和整距对比短距和整距对比4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组双层分布短距绕组实例（两极）双层分布短距绕组实例（两极）双层分布短距绕组实例（两极）双层分布短距绕组实例（两极）绕组展开图绕组展开图绕组展开图绕组展开图相邻槽的相邻槽的相邻槽的相邻槽的 个线圈依次串联构成个线圈依次串联构成个线圈依次串联构成个线圈依次串联构成一个一个一个一个极相组极相组极相组极相组4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）三相双层分布短距绕组的安排（四极）4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组说明：说明：说明：说明：1 1 1 1）三相双层绕组一相一共有）三相双层绕组一相一共有）三相双层绕组一相一共有）三相双层绕组一相一共有2p2p2p2p（磁极对数）个极相组，这（磁极对数）个极相组，这（磁极对数）个极相组，这（磁极对数）个极相组，这2p2p2p2p个个个个线圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数线圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数线圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数线圈组可串可并，如果全部串联则并联支路数a=1a=1a=1a=1，如果全部并，如果全部并，如果全部并，如果全部并联则并联支路数联则并联支路数联则并联支路数联则并联支路数a=2pa=2pa=2pa=2p；2 2 2 2）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：叠绕）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：叠绕）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：叠绕）三相单层绕组，根据绕组的形状和连接规律，可分为：叠绕组式和波绕组式两种。而我们前面的例子是采用叠绕组式为例，组式和波绕组式两种。而我们前面的例子是采用叠绕组式为例，组式和波绕组式两种。而我们前面的例子是采用叠绕组式为例，组式和波绕组式两种。而我们前面的例子是采用叠绕组式为例，对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本对绕组的实际链接规律感兴趣的同学可参考课本p123-p126p123-p126p123-p126p123-p126。4.2 4.2 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类5.5.5.5.三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组三相双层分布短距绕组4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势如右图，当转子的励磁绕组通入直如右图，当转子的励磁绕组通入直如右图，当转子的励磁绕组通入直如右图，当转子的励磁绕组通入直流励磁电流产生的在气隙定子内圆流励磁电流产生的在气隙定子内圆流励磁电流产生的在气隙定子内圆流励磁电流产生的在气隙定子内圆表面磁场分布情况（磁力线表示）。表面磁场分布情况（磁力线表示）。表面磁场分布情况（磁力线表示）。表面磁场分布情况（磁力线表示）。下图是气隙定子内圆表面磁场的分下图是气隙定子内圆表面磁场的分下图是气隙定子内圆表面磁场的分下图是气隙定子内圆表面磁场的分布波形。布波形。布波形。布波形。1.1.1.1.转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形凸极同步电机转子产生凸极同步电机转子产生凸极同步电机转子产生凸极同步电机转子产生的气隙磁场的分布及波形的气隙磁场的分布及波形的气隙磁场的分布及波形的气隙磁场的分布及波形凸极同步电机转子产生的磁场分布凸极同步电机转子产生的磁场分布凸极同步电机转子产生的磁场分布凸极同步电机转子产生的磁场分布4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势1.1.1.1.转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势1.1.1.1.转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形隐极同步电机转子产生的磁场分布隐极同步电机转子产生的磁场分布隐极同步电机转子产生的磁场分布隐极同步电机转子产生的磁场分布电机气隙磁密波的谐波分析电机气隙磁密波的谐波分析电机气隙磁密波的谐波分析电机气隙磁密波的谐波分析 4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势1.1.1.1.转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形转子产生的气隙主极磁场（磁密）的分布及波形4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势分析思路：分析思路：分析思路：分析思路：1)1)1)1)交流绕组感应电动势的分析，首先分析单根导体感应电动势，交流绕组感应电动势的分析，首先分析单根导体感应电动势，交流绕组感应电动势的分析，首先分析单根导体感应电动势，交流绕组感应电动势的分析，首先分析单根导体感应电动势，其次再分析一个线圈感应电动势，再次分析线圈组（极相组）感其次再分析一个线圈感应电动势，再次分析线圈组（极相组）感其次再分析一个线圈感应电动势，再次分析线圈组（极相组）感其次再分析一个线圈感应电动势，再次分析线圈组（极相组）感应电动势，最后得到一相绕组感应电动势和线电动势；应电动势，最后得到一相绕组感应电动势和线电动势；应电动势，最后得到一相绕组感应电动势和线电动势；应电动势，最后得到一相绕组感应电动势和线电动势；2)2)2)2)本节先分析基波磁场（正弦波磁场）在交流绕组中感应基波电本节先分析基波磁场（正弦波磁场）在交流绕组中感应基波电本节先分析基波磁场（正弦波磁场）在交流绕组中感应基波电本节先分析基波磁场（正弦波磁场）在交流绕组中感应基波电动势的问题，下节再分析各高次谐波磁场在绕组中感应高次谐波动势的问题，下节再分析各高次谐波磁场在绕组中感应高次谐波动势的问题，下节再分析各高次谐波磁场在绕组中感应高次谐波动势的问题，下节再分析各高次谐波磁场在绕组中感应高次谐波电动势的问题。电动势的问题。电动势的问题。电动势的问题。4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势2.2.2.2.单根导体感应的基波电动势单根导体感应的基波电动势单根导体感应的基波电动势单根导体感应的基波电动势基波磁场感应的基波电动势基波磁场感应的基波电动势基波磁场感应的基波电动势基波磁场感应的基波电动势基波电动势的有效值基波电动势的有效值基波电动势的有效值基波电动势的有效值单根导体感应的电动势单根导体感应的电动势单根导体感应的电动势单根导体感应的电动势每极下基波磁通量每极下基波磁通量每极下基波磁通量每极下基波磁通量4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势3.3.3.3.整距线圈感应的基波电动势整距线圈感应的基波电动势整距线圈感应的基波电动势整距线圈感应的基波电动势如果黄色和红色导体串联构成一个单匝整距线圈其基波电动势如果黄色和红色导体串联构成一个单匝整距线圈其基波电动势如果黄色和红色导体串联构成一个单匝整距线圈其基波电动势如果黄色和红色导体串联构成一个单匝整距线圈其基波电动势如果是一个匝数为如果是一个匝数为如果是一个匝数为如果是一个匝数为 线圈，其线圈，其线圈，其线圈，其基波电动势基波电动势基波电动势基波电动势基波电动势的有效值基波电动势的有效值基波电动势的有效值基波电动势的有效值4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势3.3.3.3.整距线圈感应的基波电动势整距线圈感应的基波电动势整距线圈感应的基波电动势整距线圈感应的基波电动势4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势4.4.4.4.短距线圈感应的基波电动势短距线圈感应的基波电动势短距线圈感应的基波电动势短距线圈感应的基波电动势4.3 4.3 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势4.4.4.4.短距线圈感应的基波电动势短距线圈感应的基波电动势短距线圈感应的基波电动势短距线圈感应的基波电动势短距线圈基波电动势短距线圈基波电动势短距线圈基波电动势短距线圈基波电动势其中其中其中其中 称为基波节距因数称为基波节距因数称为基波节距因数称为基波节距因数短距线圈基波电动势有效值短距线圈基波电动势有效值短距线圈基波电动势有效值短距线圈基波电动势有效值 基波节基波节基波节基波节距因距因距因距因数的物理意义：数的物理意义：数的物理意义：数的物理意义：采用采用采用采用短距线圈短距线圈短距线圈短距线圈要比相同匝数的要比相同匝数的要比相同匝数的要比相同匝数的整矩线圈基波整矩线圈基波整矩线圈基波整矩线圈基波感应电势要小，其减感应电势要小，其减感应电势要小，其减感应电