交流电机绕组的电动势和磁动势PPT讲稿.ppt

交流电机绕组的电动势和磁动势第1页，共22页，编辑于2022年，星期四4.1 4.1 交流电机的绕组交流电机的绕组一、构成原则一、构成原则 1.合成电动势和合成磁动势的波形要接近正弦形（基波、谐波）2.三相绕组对称（节距、匝数、线径相同、空间互差电角度）（即保证各相电动势磁动势对称，电阻电抗相同）3.铜耗减小，用铜量减少。4.绝缘可靠、机械强度高、散热条件好、制造方便二、交流绕组的分类二、交流绕组的分类按相数分为：单相、三相、多相按槽内层数分为：单层（同心式、链式、交叉式）、双层（叠绕组、波绕组）、单双层每极每相槽数q：整数槽、分数槽4.1.1 4.1.1 交流绕组的基本知识交流绕组的基本知识第2页，共22页，编辑于2022年，星期四三、基本概念三、基本概念1.极距：2.线圈节距y：整距y=；短距y1的且为奇数的小型三相异步电动机。第6页，共22页，编辑于2022年，星期四二、单层链式绕组二、单层链式绕组 由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而成，整个外形如长链。每个线圈节距相等并且制造方便；线圈端部连线较短并且省铜。主要用于q=2的4、6、8极小型三相异步电动机。第7页，共22页，编辑于2022年，星期四三、单层同心式绕组三、单层同心式绕组 几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构成。同心式绕组端部连线较长，适用于q=4、6、8等偶数的2极小型三相异步电动机。第8页，共22页，编辑于2022年，星期四优点优点不适宜于大中型电机 元件少，结构简单，元件少，结构简单，嵌线方便，槽内无嵌线方便，槽内无层间绝缘层间绝缘广泛应用于广泛应用于10kW10kW以下的以下的异步电动机定子绕组异步电动机定子绕组单层绕组为单层绕组为整距绕组整距绕组缺点电动势和磁动电动势和磁动势波形较差势波形较差铁损和噪铁损和噪声较大声较大起动性能较差三相单层绕组的优缺点第9页，共22页，编辑于2022年，星期四 4.2 交流电机绕组的电动势交流电机绕组的电动势一、一根导体的电动势一、一根导体的电动势 1.电动势频率：2.电动势波形：由e=BLV可知，由气隙磁密沿气隙分布的波形决定；3.基波电动势大小：二、线匝电动势及短矩系数二、线匝电动势及短矩系数 ，短矩系数：；三、线圈电动势三、线圈电动势 设线圈为Nc匝数，则有：第10页，共22页，编辑于2022年，星期四四、线圈组电动势及分布系数四、线圈组电动势及分布系数 q个线圈组成，集中绕组：分布绕组：分布系数：绕组系数：五、相电动势和线电动势五、相电动势和线电动势设一相绕组的串联匝数为N，则一相的感应电动势对于单层绕组，因为每相有p个线圈组所以每相串联匝数对于双层绕组，因为每相有2p个线圈组所以每相串联匝数 式中:a为并联支路数第11页，共22页，编辑于2022年，星期四 若已知定子槽数为 ，每槽导体数为Z，则电机总导体数为 ，电机总匝数为 每相全部线圈串联匝数为 ，每相支路串联匝数N=线电动势星接时 角接时 第12页，共22页，编辑于2022年，星期四六、感应电动势中的高次谐波六、感应电动势中的高次谐波 因为磁场波形相对于磁极中心线左右对称，所以谐波磁场中无偶次谐波，故=3，5，7，9，111、高次谐波电动势、高次谐波电动势 谐波磁场的极对数：p=p p基波磁场的极对数 谐波磁场的极距：=/基波磁场的极距 谐波磁场的槽距角：d =d 谐波磁场的转速：nr=ns主磁极的转速（同步转速）谐波感应电动势的频率：fv=pv*nv/60=vp ns/60=vf1谐波感应电动势的节距因数kpv 谐波感应电动势的分布因数kdv谐波感应电动势的绕组因数kwv=kpv kdv谐波电动势（相值）Ev=4.44 fNRwrr第13页，共22页，编辑于2022年，星期四2、齿谐波电动势、齿谐波电动势齿谐波谐波次数v与一对极下的齿数Q1/p具有特定关系的谐波，即v=Q1/p1=2mq1的谐波齿谐波的特点 kWV（V=2mq1）=kW1 3、谐波的相电动势和线电动势、谐波的相电动势和线电动势 E =EL EL中三次及3的倍数次谐波。因为3k次谐波电动势同相位、幅值相同，所以星接时线电动势为零角接时产生环流，环流产生的压降恰好被抵消。4、谐波的弊害、谐波的弊害使电动势波形变坏，发电机本身能耗增加，下降，从 而影响用电设备的运行性能干扰临近的通讯线路 第14页，共22页，编辑于2022年，星期四七、消除谐波电动势的方法七、消除谐波电动势的方法Ev=4.44fNRwvvEv=4.44fNRwvv，所以通过减小，所以通过减小KWrKWr或或rr可降低可降低Er Er 1.采用短距绕组;2.采用分布绕组，降低Kqv;3.改善主磁场分布;4.斜槽或斜极.第15页，共22页，编辑于2022年，星期四 4.3 交流电机绕组的磁动势交流电机绕组的磁动势一、整距集中绕组的磁动势一、整距集中绕组的磁动势设气隙均匀，通以正弦交流电流，匝数为Nc，则每个气隙上的磁动势为：结论：结论：波形：矩形波；脉动磁动势：空间位置固定、幅值大小和方向随时间而变化的磁动势。分解：式中：为用电角度表示的空间距离。第16页，共22页，编辑于2022年，星期四次谐波磁势的幅值：基波磁动势的性质：按正弦规律变化的脉动磁动势。二、分布绕组的磁势二、分布绕组的磁势1.整距分布绕组的磁势（q个）2.双层短矩分布绕组的基波磁动势基波磁动势的幅值：第17页，共22页，编辑于2022年，星期四三、单相绕组的磁动势三、单相绕组的磁动势相电流为I、每相串联匝数N、绕组并联支路数a、则单相磁动势为：单相脉动磁动势的分解第18页，共22页，编辑于2022年，星期四结论结论：两个磁动势的性质：圆形旋转磁动势；幅值为单相磁动势幅值的一半；转速：第19页，共22页，编辑于2022年，星期四四、三相绕组的磁动势四、三相绕组的磁动势1.圆形旋转磁动势 数学法分解后相加的三相合成磁动势为：第20页，共22页，编辑于2022年，星期四图解法不同时刻三相合成磁动势10i 合成磁动势的转合成磁动势的转向是从载有超前电流向是从载有超前电流的相转到载有滞后电的相转到载有滞后电流的相。流的相。第21页，共22页，编辑于2022年，星期四结论结论：三相对称绕组流过三相对称电流产生的合成基波磁动势为圆形旋转磁动势；性质：幅值：转速：转向：从载有超前电流相转到载有滞后电流相；某相电流达最大值时，合成磁动势的幅值恰好在该相绕组轴线上。2.椭圆形旋转磁动势 当其中一个不对称时，便为椭圆形旋转磁动势。小结小结：单相绕组-脉动磁动势；三相绕组-旋转磁动势。第22页，共22页，编辑于2022年，星期四