電機(jī)學(xué) 第四章 交流電機(jī)理論共同問題 1

1、第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題同步電機(jī)同步電機(jī)感應(yīng)電機(jī)感應(yīng)電機(jī)交流電機(jī)交流電機(jī)本章關(guān)鍵：如何構(gòu)建能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的交流繞組本章關(guān)鍵：如何構(gòu)建能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的交流繞組4.0 交流繞組交流繞組21nn 21nn 第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題繞組就是一定規(guī)律排列和繞組就是一定規(guī)律排列和連接的線圈的總稱連接的線圈的總稱。線圈是構(gòu)成線圈是構(gòu)成交流交流繞組的繞組的基本單元基本單元。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題與線圈相關(guān)的概念與線圈相關(guān)的概念有效邊有效邊端部端部有效邊有效邊

2、端部端部過線過線第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題4.1 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)成原則合成電動勢和合成磁動勢合成電動勢和合成磁動勢接近正弦波接近正弦波，幅值大幅值大。三相對稱繞組三相對稱繞組，電動勢和磁動勢三相對稱，電阻、，電動勢和磁動勢三相對稱，電阻、電抗平衡。電抗平衡。用銅量少用銅量少，銅損小。，銅損小。絕緣可靠絕緣可靠、機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件好，制造方便。、機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件好，制造方便。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題二、分類二、分類1.槽內(nèi)繞組層數(shù)（槽內(nèi)繞組層數(shù)（線圈邊數(shù)線圈邊數(shù)）單層繞組單層繞組雙

3、層繞組雙層繞組第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題2.相數(shù)相數(shù)單相繞組單相繞組多相繞組多相繞組3.繞法繞法疊繞組疊繞組波繞組波繞組4.每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)整數(shù)槽繞組整數(shù)槽繞組分?jǐn)?shù)槽繞組分?jǐn)?shù)槽繞組1m532 、m第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題三、基本概念三、基本概念極矩極矩定義定義：沿定子鐵心內(nèi)圓每個磁極所占的范圍：沿定子鐵心內(nèi)圓每個磁極所占的范圍。線圈節(jié)矩線圈節(jié)矩 y1定義：線圈的兩個有效邊在電樞表面上所跨的距離。定義：線圈的兩個有效邊在電樞表面上所跨的距離。 整矩整矩 短距短距 長矩長矩1y1y1yPQPD22第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問

4、題交流電機(jī)理論的共同問題每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù) q每相繞組在每個極下占有相等的槽數(shù)。每相繞組在每個極下占有相等的槽數(shù)。電角度電角度 機(jī)械角度機(jī)械角度機(jī)械角度是空間幾何角度，機(jī)械角度是空間幾何角度，電機(jī)圓周所對應(yīng)的角度定義電機(jī)圓周所對應(yīng)的角度定義為為360機(jī)械角度。機(jī)械角度。PmQq2電角度電角度第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題電角度：電角度：計量計量電磁關(guān)系的角電磁關(guān)系的角度度。0NNNSSSee0tt360720360電角度電角度=機(jī)械角度機(jī)械角度電機(jī)極對數(shù)（電機(jī)極對數(shù)（p）第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題 相鄰兩槽間隔的機(jī)械角度相鄰兩槽間隔

5、的機(jī)械角度 相鄰兩槽間隔的電角度相鄰兩槽間隔的電角度槽距角槽距角（電角度）（電角度）定義定義：相鄰兩槽之間的距離，用電角度表示。相鄰兩槽之間的距離，用電角度表示。并聯(lián)支路數(shù)并聯(lián)支路數(shù) a同直流電機(jī)類似。同直流電機(jī)類似。QP360第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題 槽數(shù)槽數(shù)Q=24 極數(shù)極數(shù)2P=4 相數(shù)相數(shù)m=3例：例：三相四極三相四極24槽電機(jī)繞組。槽電機(jī)繞組。234242PmQq30243602360QP第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題4.2 三相雙層繞組三相雙層繞組1y每個槽內(nèi)有兩個線圈邊。每個槽內(nèi)有兩個線圈邊。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同

6、問題交流電機(jī)理論的共同問題 特點(diǎn)：特點(diǎn)：線圈數(shù)線圈數(shù)S= =槽數(shù)槽數(shù)Q 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可選擇最有利的可選擇最有利的節(jié)矩節(jié)矩，同時采用，同時采用分布繞組分布繞組，改善電，改善電動勢和磁動勢的波形。動勢和磁動勢的波形。所有線圈所有線圈尺寸相同尺寸相同，便于制造。，便于制造。端部整齊端部整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題一、槽電動勢星形圖和相帶劃分一、槽電動勢星形圖和相帶劃分1.槽內(nèi)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢槽內(nèi)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢以一臺三相四極以一臺三相四極36槽的定子來說明槽內(nèi)槽的定子來說明槽內(nèi)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢。導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢。

7、1234B 相數(shù)相數(shù)m=3 極數(shù)極數(shù)2P=4 槽數(shù)槽數(shù)Q=3620363602360QP第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題0B氣隙中基波磁場在繞組中感應(yīng)基波電動勢。氣隙中基波磁場在繞組中感應(yīng)基波電動勢。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題0Bg0Bg4848t=t0t=t1 基波電動勢按正基波電動勢按正弦規(guī)律變化弦規(guī)律變化, ,故故可用相量來表示可用相量來表示和計算。和計算。 槽距角也是相鄰槽距角也是相鄰槽中導(dǎo)體感應(yīng)電槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動勢的相位差。動勢的相位差。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題2.槽電動勢星形圖槽電動勢星形圖-分析

8、工具分析工具118171615141312111098765432(19)(20)(21)把各槽內(nèi)把各槽內(nèi)導(dǎo)體按正導(dǎo)體按正弦規(guī)律變弦規(guī)律變化的電化的電動動勢分別用勢分別用相量相量表示，表示，構(gòu)成一構(gòu)成一個個輻射星形輻射星形圖圖。特點(diǎn)：分層，整數(shù)槽繞組的層數(shù)等于繞組極對數(shù)。特點(diǎn)：分層，整數(shù)槽繞組的層數(shù)等于繞組極對數(shù)。相距相距360度電度電角度，導(dǎo)體電角度，導(dǎo)體電動動勢時間上同勢時間上同相位相位。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題3.相帶劃分（分相）相帶劃分（分相） 分相原則：分相原則：合成電動勢最大合成電動勢最大。三相電動勢對稱三相電動勢對稱。概念概念相帶相帶定義定義：通常

9、將每極下每相所占的區(qū)域稱為相帶。通常將每極下每相所占的區(qū)域稱為相帶。概念概念極相組極相組定義定義：一個磁極下屬于同一相的一個磁極下屬于同一相的q個線圈按照一定方個線圈按照一定方式式串聯(lián)串聯(lián)成一組，這一組線圈就稱為極相組（又稱為線成一組，這一組線圈就稱為極相組（又稱為線圈組）。圈組）。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題118171615141312111098765432(19)(20)(21)第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題相帶相帶極性極性第第1對極對極第第2對極對極槽號槽號槽號槽號AN123192021XS101112282930BN789252

10、627YS161718343536CN131415313233ZS456222324第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題繞組的每個相帶各占繞組的每個相帶各占60電角度，稱為電角度，稱為60相帶繞組相帶繞組。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題二、疊繞組二、疊繞組定義：定義：繞組嵌線時，相鄰的兩個串聯(lián)線圈中繞組嵌線時，相鄰的兩個串聯(lián)線圈中后一個線后一個線圈緊疊在前一個線圈上圈緊疊在前一個線圈上，這種繞組就稱為疊繞組。，這種繞組就稱為疊繞組。第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題1.繞

11、組展開圖繞組展開圖例：例：三相四極三相四極36槽槽電機(jī)的雙層疊繞組展開圖，電機(jī)的雙層疊繞組展開圖，線圈節(jié)線圈節(jié)矩矩y1=8。畫槽、編號畫槽、編號畫磁極畫磁極根據(jù)分配的槽號和繞組節(jié)矩安放線圈根據(jù)分配的槽號和繞組節(jié)矩安放線圈每極下屬于同一相的線圈首尾相連，形成極相組每極下屬于同一相的線圈首尾相連，形成極相組一對磁極下的極相組一對磁極下的極相組A和極相組和極相組X反向串聯(lián)，即反向串聯(lián)，即首首- -首相連把尾端引出首相連把尾端引出，或，或尾尾- -尾相連把首端引出尾相連把首端引出不同對磁極下的線圈回路可以并聯(lián)，也可以串聯(lián)不同對磁極下的線圈回路可以并聯(lián)，也可以串聯(lián)第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電

12、機(jī)理論的共同問題第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題2.繞組連接圖繞組連接圖一對極下：一對極下：1A23101112A1X1串聯(lián)串聯(lián)1A23101112A1X1并聯(lián)并聯(lián)第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題a=1a=2一相繞組：一相繞組：第第4章章 交流電機(jī)理論的共同問題交流電機(jī)理論的共同問題三、波繞組三、波繞組 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 兩個相連接的單匝線圈成波浪形前進(jìn)。兩個相連接的單匝線圈成波浪形前進(jìn)。 連接規(guī)律：連接規(guī)律： 把所有把所有同一極性下屬于同一相同一極性下屬于同一相的線圈的線圈按波浪形依次串按波浪形依次串聯(lián)聯(lián)起來，組成一組；再把所有另一極性下屬于同一相起來，組成一組；再把所有另一極性下屬于同一相的線圈波浪形依次串聯(lián)起來，組成另一組最后把這兩