交流繞組的電動(dòng)勢(shì)與磁動(dòng)勢(shì)

1、第第三三章章 交流繞組的電動(dòng)勢(shì)與磁動(dòng)勢(shì)交流繞組的電動(dòng)勢(shì)與磁動(dòng)勢(shì)3.1 交流繞組的構(gòu)成原則和分類交流繞組的構(gòu)成原則和分類3.2 三相雙層繞組三相雙層繞組3.3 正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.4 通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)3.5 通有三相電流時(shí)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)通有三相電流時(shí)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容1.交流繞組的連接規(guī)律交流繞組的連接規(guī)律 2.正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 3.通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì) 4.通有對(duì)稱三相電流時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)通有對(duì)稱三相電流

2、時(shí)的磁動(dòng)勢(shì) 3 3.1 .1 交流繞組的構(gòu)成原則和分類交流繞組的構(gòu)成原則和分類一、構(gòu)成原則一、構(gòu)成原則 (1)、合成電動(dòng)勢(shì)和合成磁動(dòng)勢(shì)的波形要接近于正 (2)、對(duì)三相繞組，各相的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)要對(duì)稱，弦形、幅值要大；電阻、電抗要平衡； 二、分類二、分類按相數(shù)按相數(shù) ：?jiǎn)蜗嗪投嘞嗬@組；按槽內(nèi)層數(shù)：按槽內(nèi)層數(shù)：?jiǎn)螌雍碗p層； 按每極下每相槽數(shù)：按每極下每相槽數(shù)：整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽； 按繞法：按繞法：疊繞組和波繞組。 (4)、絕緣要可靠，機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件要好，(3)、繞組的銅耗要小，用銅量要??；制造要方便。 的三相交流電機(jī)，其定子繞組大多采用kwPN10（1）可以選擇最有利的節(jié)距，并同時(shí)采用分布繞組，

3、（3）端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械（2）所有線圈具有相同的尺寸，便于制造；主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：繞組的線圈數(shù)等于槽數(shù)。 3 3.2 .2 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層繞組。（雙層繞組和單層繞組的比較、交流繞組的模型）以改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形；強(qiáng)度。一、槽電動(dòng)勢(shì)星形圖和相帶劃分一、槽電動(dòng)勢(shì)星形圖和相帶劃分3m42p36Q 體（槽號(hào)）是如何分配的。 現(xiàn)以一臺(tái)相數(shù) ，極數(shù) ，槽數(shù) 的定子來說明槽內(nèi)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和屬于各相的導(dǎo)1 1、概念、概念定子每極每相槽數(shù)：定子每極每相槽數(shù)： 3322362pmQq式中， Q 定子槽數(shù)； p 極對(duì)數(shù)； m 相數(shù)。相鄰兩槽間電角度： 2036

4、3602360Qp此角亦是相鄰槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位差。2 2、槽電動(dòng)勢(shì)的星形圖、槽電動(dòng)勢(shì)的星形圖 如圖41表示36槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相量圖，亦稱為槽電動(dòng)勢(shì)星形圖。 以A相位例，由于 ，故A相共有12個(gè)槽 相帶：每極下每相所占的區(qū)域。1A2AA相帶： 1、2、3線圈組（ ） 與19、20、21（ ）X相帶： 10、11、12 （ ）1X 與28、29、30（ ） 2X 將四個(gè)線圈組按照一定的規(guī)律連接，即可得到A相繞組。3q120240 同理，B相距離A相 電角度處，C相距離A相 電角度處，可按 (圖41)所劃分的相帶連成B、C6060相帶繞組：每個(gè)相帶各占 電角度。各個(gè)相帶的槽號(hào)分布。（表

5、4-1）兩相繞組。由此可得到一個(gè)三相對(duì)稱繞組。二、疊繞組二、疊繞組 疊繞組：疊繞組：繞組嵌線時(shí)，相鄰得兩個(gè)串聯(lián)線圈中，串聯(lián)時(shí)應(yīng)將極相組和極相組反向串聯(lián)，即首首相 為避免電動(dòng)勢(shì)或電流所形成的磁場(chǎng)互相抵消， 極相組的電動(dòng)勢(shì)、電流方向與極相組的電動(dòng)勢(shì)（圖4-3）后一個(gè)線圈緊“疊”在前一個(gè)線圈上。（圖4-2）電流方向相反。連把尾端引出，或尾尾相連把首端引出。 3 3.3 .3 正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1 1、電動(dòng)勢(shì)的波形、電動(dòng)勢(shì)的波形tEtlvBblvesin2sin112 2、正弦電動(dòng)勢(shì)的頻率、正弦電動(dòng)勢(shì)的頻率感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率： 60pnf 同

6、步轉(zhuǎn)速： pfn603 3、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的有效值、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的有效值 lBlBav12 將 代入上式得導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì) 為 1122. 2222flBfElfBflBE11222 二、整距線圈的電動(dòng)勢(shì)二、整距線圈的電動(dòng)勢(shì)11112EEEEc匝電勢(shì)11)1(144. 42fEEcNc單匝線圈電動(dòng)勢(shì)的有效值cN1144. 4ccfNE 線圈有 匝，則線圈電動(dòng)勢(shì)為三、短距線圈的電動(dòng)勢(shì)，節(jié)距因數(shù)三、短距線圈的電動(dòng)勢(shì)，節(jié)距因數(shù)短距線圈的節(jié)距 ，用電角度表示時(shí)，節(jié)距為 1y1801y單匝線圈的電動(dòng)勢(shì)為 111110EEEEEc據(jù)相量圖中的幾何關(guān)系，得單匝線圈電動(dòng)勢(shì)的（圖44）1111144. 490sin2218

7、0cos2pfkyEE 為線圈的基波節(jié)距因數(shù)，表示線圈短距時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比整距時(shí)應(yīng)打的折扣， 1pk90sin1)(1)(1111yEEkycycp有效值 為) 1(1cNcE四、分布繞組的電動(dòng)勢(shì)，分布因數(shù)和繞組因數(shù)四、分布繞組的電動(dòng)勢(shì)，分布因數(shù)和繞組因數(shù) 個(gè)線圈的合成電動(dòng)勢(shì) 為1qE2sin21qREq式中， 外接圓的半徑。2sin21cER R把 代入上式，得 111112sin2sin2sin2sindcccqkqEqqEqEEq（圖45） 式中， 個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和； 1cqEq 繞組的基波分布因數(shù)， 2sin2sin111qqqEEkcqd1dk 的意義：由于繞組分布在不同的槽內(nèi)，使

8、得1dkq1qEq1cqE11dk個(gè)分布線圈的合成電動(dòng)勢(shì) 小于 個(gè)集中線圈的合成電動(dòng)勢(shì) ，由此所引起的折扣 。一個(gè)極相組的電動(dòng)勢(shì)為111111)(44. 444. 4wcdpcqkqNfkkfNqE式中， 個(gè)線圈的總匝數(shù)； cqN 繞組的基波繞組因數(shù)。111dpwkkk 的意義：既考慮繞組短距、又考慮繞組分布時(shí)，1wkq整個(gè)繞組的合成電動(dòng)勢(shì)所須的總折扣。五、相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)五、相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì) 設(shè)一相繞組的總串聯(lián)匝數(shù)為 ，則一相的電動(dòng)勢(shì)應(yīng) 為 N1E11144. 4wfNkE3 3.4 .4 通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)一相繞組的磁動(dòng)勢(shì)為swipNkfcos

9、2411則單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)為tFtIpNktfsswscoscoscoscos224),(111式中， 單相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值，1FpNkIpNkFww11119 . 0224 單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)在空間隨角按余弦規(guī)律 單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)為脈振磁動(dòng)勢(shì)，其脈振頻率 取決于電流的頻率。分布，在時(shí)間上隨按余弦規(guī)律脈振。（圖46） 3 3.5 .5 通有三相電流時(shí)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)通有三相電流時(shí)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)三相繞組基波合成磁動(dòng)勢(shì)為)cos(),(11sstFtf式中， 三相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值。1FIpNkIpNkFFww111135. 19 . 02323 性質(zhì)：性質(zhì)：是一個(gè)沿著氣隙圓周連

10、續(xù)推移的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波。a) 轉(zhuǎn)速： snrpfsrpfpn)min(60)(2即 。 snn b) 幅值位置：當(dāng)某相電流達(dá)到交流的最大值時(shí)，基波c) 方向： 取決于交流電流的相序。的軸線重合。合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波的幅值就將與該相繞組AZBXCY圖圖4 41 1 三相雙層繞組的槽電動(dòng)勢(shì)星形圖三相雙層繞組的槽電動(dòng)勢(shì)星形圖(36,24)Qp相帶相帶槽號(hào)槽號(hào)極極 對(duì)對(duì)ABCXYZ1,2,34,5,67,8,910,11,12 13,14,15 16,17,1819,20,2122,23,24 25,26,27 28,29,30 31,32,33 34,35,36第一對(duì)極下第一對(duì)極下（1槽槽18槽）槽）第二對(duì)極下第二對(duì)極下（19槽槽36槽）槽）表4-1 各個(gè)相帶的槽號(hào)分布 1 35 7 9 11 13151719 21232527 293133351 2 310 11 1219 20 2128 29 30N NN NS SS S圖3-2 三相雙層疊繞組的A繞組的展開圖 -1-2-3- -10-11-12-19-20-21- -