第三篇交流电机的绕组电动势和磁动势PPT讲稿.ppt
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1、第三篇交流电机的绕组电动势和磁动势第1页,共62页,编辑于2022年,星期二第十章第十章 交流电机的绕组和电动势交流电机的绕组和电动势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交流绕组的构成交流绕组的构成交流绕组的构成交流绕组的构成 绕组绕组感应电势的分析绕组绕组感应电势的分析绕组绕组感应电势的分析绕组绕组感应电势的分析对交流绕组及其感应电势的要求对交流绕组及其感应电势的要求对交流绕组及其感应电势的要求对交流绕组及其感应电势的要求分析推导过程:分析推导过程:第2页,共62页,编辑于2022年,星期二交流电机交流电机 同步电机同步电机同步发电机同步发
2、电机同步电动机同步电动机异步发电机异步发电机异步电动机异步电动机异步电机异步电机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交流电机的分类交流电机的分类第3页,共62页,编辑于2022年,星期二同步电机:多用作发电机使用,在不调速情况,同步电机:多用作发电机使用,在不调速情况,也用作电动机,可改变电网功率因也用作电动机,可改变电网功率因 数(通过调节励磁电流)。数(通过调节励磁电流)。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)
3、、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)。第4页,共62页,编辑于2022年,星期二第5页,共62页,编辑于2022年,星期二异步电机:主要用作电动机,只有特殊场合才用异步电机:主要用作电动机,只有特殊场合才用 作发电机。作发电机。第6页,共62页,编辑于2022年,星期二两种类型的交流电机在涉及的基本电磁理论、两种类型的交流电机在涉及的基本电磁理论、基本结构原理方面具有下面三个共同部分:基本结构原理方面具有下面三个共同部分:交流绕组的基本结构交流绕组的基本结构 交流绕
4、组中感应的电动势交流绕组中感应的电动势 交流绕组产生的磁动势交流绕组产生的磁动势第7页,共62页,编辑于2022年,星期二10-110-1 交流电机的基本工作原理、交流电机的基本工作原理、对绕组的基本要求对绕组的基本要求一、交流电机的基本工作原理一、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 当转动手柄使外磁铁转动时,转子磁极就会随之转动,当转动手柄使外磁铁转动时,转子磁极就会随之转动,当转动手柄使外磁铁转动时,转子磁极就会随之转动,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
5、,转子磁极转动的重物就会上升。如果重物重量不大,转子磁极转动的重物就会上升。如果重物重量不大,转子磁极转动的重物就会上升。如果重物重量不大,转子磁极转动的角速度总是等于外部磁铁的角速度。角速度总是等于外部磁铁的角速度。角速度总是等于外部磁铁的角速度。角速度总是等于外部磁铁的角速度。第8页,共62页,编辑于2022年,星期二思考:实际的同步电机如何产生旋转性质磁场的?思考:实际的同步电机如何产生旋转性质磁场的?思考:实际的同步电机如何产生旋转性质磁场的?思考:实际的同步电机如何产生旋转性质磁场的?第9页,共62页,编辑于2022年,星期二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
6、械能机械能机械能 电能电能电能电能)感应电动势的产生(感应电动势的产生(1 1)给励磁绕组通入直流电给励磁绕组通入直流电给励磁绕组通入直流电给励磁绕组通入直流电流,电机里就产生了磁场,流,电机里就产生了磁场,流,电机里就产生了磁场,流,电机里就产生了磁场,由原动机拖动主磁极以恒速由原动机拖动主磁极以恒速由原动机拖动主磁极以恒速由原动机拖动主磁极以恒速 ,逆时针旋转,磁场与定子,逆时针旋转,磁场与定子,逆时针旋转,磁场与定子,逆时针旋转,磁场与定子上的导体之间就有了相对运上的导体之间就有了相对运上的导体之间就有了相对运上的导体之间就有了相对运动(定子导体相对主磁极顺动(定子导体相对主磁极顺动(定
7、子导体相对主磁极顺动(定子导体相对主磁极顺时针旋转切割),于是,在时针旋转切割),于是,在时针旋转切割),于是,在时针旋转切割),于是,在定子绕组里便感应出交流电定子绕组里便感应出交流电定子绕组里便感应出交流电定子绕组里便感应出交流电势。势。势。势。第10页,共62页,编辑于2022年,星期二一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;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;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
8、的线速度;磁场切割导体的线速度;感应电动势的产生(感应电动势的产生(2 2)第11页,共62页,编辑于2022年,星期二电机的磁极对数(极对数电机的磁极对数(极对数电机的磁极对数(极对数电机的磁极对数(极对数 )、感应电势的频率)、感应电势的频率)、感应电势的频率)、感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(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:)第12页
9、,共62页,编辑于2022年,星期二链接一对极电机感应电势频率动画链接一对极电机感应电势频率动画链接一对极电机感应电势频率动画链接一对极电机感应电势频率动画第13页,共62页,编辑于2022年,星期二链接两对极电机感应电势频率动画链接两对极电机感应电势频率动画链接两对极电机感应电势频率动画链接两对极电机感应电势频率动画第14页,共62页,编辑于2022年,星期二外部磁场旋转,转子也旋转,重物上升。但是转子外部磁场旋转,转子也旋转,重物上升。但是转子外部磁场旋转,转子也旋转,重物上升。但是转子外部磁场旋转,转子也旋转,重物上升。但是转子转速小于磁铁转速。转速小于磁铁转速。转速小于磁铁转速。转速小
10、于磁铁转速。2.2.异步电机的基本工作原理异步电机的基本工作原理第15页,共62页,编辑于2022年,星期二定子:定子铁定子:定子铁心、心、定子绕组,定子绕组,与同步电机相与同步电机相同。同。转子:转子铁心、转子:转子铁心、鼠笼绕组鼠笼绕组第16页,共62页,编辑于2022年,星期二1 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)三相绕组感应的电动势应是对称的,相位上依)三相绕组感应的电动势应是对称的,相位上依)三相绕组感应的电动势应是对称的,相位上依 次相差次相差次相差次相差 时间角;
11、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)三相绕组感应的电动势波形应尽量接近正弦波)三相绕组感应的电动势波形应尽量接近正弦波)三相绕组感应的电动势波形应尽量接近正弦波 形;形;形;形;二、对交流绕组及其感应电动势的要求二、对交流绕组及其感应电动势的要求1.1.对交流绕组感应电动势的要求对交流绕组感应电动势的要求第17页,共62页,编辑于2022年,星期二2.2.对三相交流绕组的要求对三相交流绕组的要求1 1 1 1)绕组导体数一定情况的下,能产生较大的基波)绕组导体数一定情况的下,能产生较大的基波)绕组导体数一定情况的下,能产生较大的基波)绕组导体数一定
12、情况的下,能产生较大的基波 电动势,允许流过较大的电流,以便产生较大电动势,允许流过较大的电流,以便产生较大电动势,允许流过较大的电流,以便产生较大电动势,允许流过较大的电流,以便产生较大 的磁场;的磁场;的磁场;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,这样转子磁切割,这样转子磁切割,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,交流绕组感应电动势的频为交流绕组,交流绕组感应电动势的频为交流绕组,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
13、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)交流绕组在联结时应采用一定的方式保证感应)交流绕组在联结时应采用一定的方式保证感应)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;电动势波形应尽量接近正弦波形;电动势波形应尽量接近正弦波形;电动势波形应尽量接近正弦波形;第18页,共62页,编辑于2022年,星期二10-2 10-2 三相绕组的构成三相绕组的构成及其感应电势及其感应电势 如右图,当转子的励如右图,当转子的励如右图,当转子的励如右图,当
14、转子的励磁绕组通入励磁电流磁绕组通入励磁电流磁绕组通入励磁电流磁绕组通入励磁电流产生的在定子内圆表产生的在定子内圆表产生的在定子内圆表产生的在定子内圆表面磁场分布情况(磁面磁场分布情况(磁面磁场分布情况(磁面磁场分布情况(磁力线表示)。力线表示)。力线表示)。力线表示)。下图是定子内圆磁密下图是定子内圆磁密下图是定子内圆磁密下图是定子内圆磁密的分布波形。的分布波形。的分布波形。的分布波形。一、转子产生的气隙主极磁一、转子产生的气隙主极磁一、转子产生的气隙主极磁一、转子产生的气隙主极磁场(磁密)的分布及波形场(磁密)的分布及波形场(磁密)的分布及波形场(磁密)的分布及波形第19页,共62页,编辑
15、于2022年,星期二凸极同步电机转子产生的磁场分布示意:凸极同步电机转子产生的磁场分布示意:凸极同步电机转子产生的磁场分布示意:凸极同步电机转子产生的磁场分布示意:第20页,共62页,编辑于2022年,星期二隐极同步电机转子产生的磁场分布示意:隐极同步电机转子产生的磁场分布示意:隐极同步电机转子产生的磁场分布示意:隐极同步电机转子产生的磁场分布示意:第21页,共62页,编辑于2022年,星期二电机气隙磁密波及其分解电机气隙磁密波及其分解:第22页,共62页,编辑于2022年,星期二二、名词解释(二、名词解释(1)空间电角度空间电角度空间电角度空间电角度 :把一对主磁极表面占的空间距离用空间电:
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