交流繞組及其電動勢和磁動勢ppt

1、第四章 交流繞組及其電動勢和磁動勢4.1交流繞組的構(gòu)成原則和分類4.2三相雙層繞組4.3三相單層繞組 4.4正弦磁場下交流繞組的感應電動勢4.5感應電動勢中的高次諧波 4.6通有正弦交流電時單相繞組的磁動勢4.7通有對稱的三相電流時三相繞組的磁動勢 4.1交流繞組的構(gòu)成原則和分類一、構(gòu)成原則 1.合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近正弦形（基波、諧波）2.三相繞組對稱（節(jié)距、匝數(shù)、線徑相同、空間互差電角度）（即保證各相電動勢磁動勢對稱，電阻電抗相同）3.銅耗減小，用銅量減少。4.絕緣可靠、機械強度高、散熱條件好、制造方便二、交流繞組的分類按相數(shù)分為：單相、三相、多相按槽內(nèi)層數(shù)分為：單層（同心式、

2、鏈式、交叉式）、雙層（疊繞組、波繞組）、單雙層每極每相槽數(shù)q：整數(shù)槽、分數(shù)槽三、基本概念1.極距：2.線圈節(jié)距y： 整距y=； 短距y。3.槽距角（電角度）： 4.每極每相槽數(shù)q: 5. 電角度=p360/p機械角度計量電磁關(guān)系的角度稱為電角度（電氣角度）。電機圓周在幾何上占有角度為360，稱為機械角度。而從電磁方面看，一對磁極占有空間電角度為360。一般而言，對于p對極電機，電角度=p機械角度。6.并聯(lián)支路數(shù)a7.相帶：60度相帶將一個磁極分成m份，每份所占電角度 120度相帶將一對磁極分成m份，每份所占電角度8.極相組將一個磁極下屬于同一相（即一個相帶）的q個線圈，按照一定方式串聯(lián)成一組，

3、稱為極相組（又稱為線圈組）。9.線圈組數(shù) = 線圈個數(shù)/ q相距360度電角度，導體電勢時間上同相位分析工具：槽導體電勢星形圖把電樞上各槽內(nèi)導體按正弦規(guī)律變化的電勢分別用矢量表示，構(gòu)成一輻射星形圖4.2三相雙層繞組一、特點：每個槽內(nèi)放置上下兩個線圈邊線圈個數(shù)等于槽數(shù)Q1（定子）線圈組個數(shù) = Q1/q 每相線圈組數(shù)每個線圈匝數(shù)為 =每槽導體數(shù)/2每個線圈組的匝數(shù)為 *q每相串聯(lián)匝數(shù)N（即每極每條支路的匝數(shù)）二、優(yōu)點： 可采用短距，改善電動勢、磁動勢的波形線圈尺寸相同，便于繞制端部排列整齊，利于散熱機械強度高三、分類疊繞組相鄰兩個串聯(lián)繞組中，后一個繞組疊加在前一個線圈上波繞組兩個相連接的線圈成波

4、浪式前進三相雙層繞組雙層每槽中有兩個元件邊，分為上下兩層放置?？拷劭诘臑樯蠈樱拷鄣撞繛橄聦?。每個元件均有一個邊放在上層，一個邊放在另一槽的下層，相隔距離取決于節(jié)距。元件的總數(shù)等于槽數(shù)，每相元件數(shù)即為槽數(shù)的三分之一。構(gòu)造方法和步驟（舉例：Z1=24,2p=4,整距,m=3)分極分相: 將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開（N,S極相鄰分布）并標記假設的感應電勢方向； 將每個極域的槽數(shù)按三相均勻分開。三相在空間錯開120電角度。 連線圈和線圈組： 根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈（上層邊與下層邊合一個線圈） 以上層邊所在槽號標記線圈編號。 將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個圈邊連成一個線圈（共有q個線圈，為什么

5、？） 將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個線圈連成一個線圈組（共有多少個線圈組？） 以上連接應符合電勢相加原則 連相繞組： 將屬于同一相的2p個線圈組連成一相繞組，并標記首尾端。 串聯(lián)與并聯(lián)，電勢相加原則。 按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。 連三相繞組 將三個構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組 接法或者Y接法 例：設相數(shù)m3，極數(shù)2p4，槽數(shù)Z24，則每極每相槽數(shù)q2，槽距角a30步驟：繪槽電勢星形圖分相使各相電勢最大，且三相電勢對稱繪繞組元件平面展開圖 首先畫出等距離的24根平行線段以表示槽號表示各元件的上層邊。在實線近旁畫出虛線以表示下層元件邊。把各槽按順序編號，取槽號作為上層邊的代號，取槽號加注上標

6、作為下層邊代號。整矩繞組：跨距y6，每個元件的上層邊與下層邊相距6個槽。例如第l槽的上層邊應與第7槽的下層邊接成一個元件。同理2-8，3-9，4-10，.相連，共計有24個元件。a相8個元件分成4個元件組，各元件組的連接規(guī)律為l-7-2-8，7-13-8-14，13-19-14-20，19-1-20-2，分別用I、表示。當磁場切割繞組時，該四個元件組的電勢大小相等，I、組電勢時間上同相，、IV組電勢與I、組電勢反相。各元件組可以串聯(lián)、并聯(lián)、或一半串聯(lián)后再并聯(lián)。相繞組可以有不同連接方式，當通以電流形成4極磁場。短距繞組取y5，每個元件跨5個槽，a相的4個元件組，分別是l-6-2-7，7-12-8

7、-13，13-18-14-19，19-24-20-l4.3三相單層繞組一、特點：每個槽內(nèi)只有一個線圈邊線圈個數(shù)等于Q1/2線圈組個數(shù)= Q1/2q每相線圈組的個數(shù)= p （60相帶時）每個線圈匝數(shù)Nc=每槽導體數(shù)每個線圈組的匝數(shù)qNc每相串聯(lián)匝數(shù)N=每相總的串聯(lián)匝數(shù)/a = pqNc / a = 定子總導體數(shù)/2ma（即每條支路的匝數(shù)）二、優(yōu)點： 嵌線方便槽的利用率高不能做成短距（電氣性能）波形差三、分類同心式繞組由不同節(jié)距的同心線圈組成鏈式繞組由相同節(jié)距的同心線圈組成采用不等距的線圈組成，節(jié)省銅線4.4正弦磁場下交流繞組的感應電動勢一、一根導體的電動勢1.電動勢頻率：2.電動勢波形：由e=B

8、LV可知，由氣隙磁密沿氣隙分布的波形決定； 3.基波電動勢大?。?式中：為每個磁極基波電動勢的大小。 二、線匝電動勢及短矩系數(shù) ，短矩系數(shù)：三、線圈電動勢設線圈為Nc匝數(shù)，則有：四、線圈組電動勢及分布系數(shù) q個線圈組成，集中繞組： 分布繞組：分布系數(shù)： 繞組系數(shù)： 五、相電動勢和線電動勢 設一相繞組的串聯(lián)匝數(shù)為N（即一條支路的串聯(lián)匝數(shù)）則一相的感應電動勢 對于單層繞組，因為每相有p個線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù) 對于雙層繞組，因為每相有2p個線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù) 式中:a為并聯(lián)支路數(shù) 若已知定子槽數(shù)為 ，每槽導體數(shù)為Z，則電機總導體數(shù)為 ，電機總匝數(shù)為 每相全部線圈串聯(lián)匝數(shù)為 ，每相支路串聯(lián)匝數(shù)N

9、= 線電動勢星接時 角接時 若已知定子槽數(shù)為 ，每槽導體數(shù)為Z，則電機總導體數(shù)為 ，電機總匝數(shù)為 每相全部線圈串聯(lián)匝數(shù)為 ，每相支路串聯(lián)匝數(shù)N= 線電動勢星接時 角接時4.5感應電動勢中的高次諧波 因為磁場波形相對于磁極中心線左右對稱，所以諧波磁場中無偶次諧波（見P114圖4-14），故=3，5，7，9，11一、高次諧波電動勢諧波電動勢諧波磁場的極對數(shù)：p =p p激波磁場的極對數(shù)諧波磁場的極距： =/ 激波磁場的極距諧波磁場的槽距角：d =d 諧波磁場的轉(zhuǎn)速：nr = ns主磁極的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）諧波感應電動勢的頻率：fv= pv* nv/60 = vp ns/60=vf1諧波感應電動勢的節(jié)

10、距因數(shù)kpv 諧波感應電動勢的分布因數(shù)kdv諧波感應電動勢的繞組因數(shù)kwv= kpv kdv諧波電動勢（相值） Ev = 4.44 fNRwrr2、齒諧波電動勢齒諧波諧波次數(shù)v與一對極下的齒數(shù)Q1/p具有特定關(guān)系的諧波 即v = Q1/p1=2mq1的諧波齒諧波的特點 kWV（V=2mq1）= kW1 3、諧波的相電動勢和線電動勢E = ELEL中三次及3的倍數(shù)次諧波。因為3k次諧波電動勢同相位、幅值相同，所以星接時線電動勢為零角接時產(chǎn)生環(huán)流，環(huán)流產(chǎn)生的壓降恰好被抵消。4.諧波的弊害使電動勢波形變壞，發(fā)電機本身能耗增加，從而影響用電設備的運行性能干擾臨近的通訊線路 二、消除諧波電動勢的方法因為

11、Ev=4.44fNRwvv所以通過減小KWr或r可降低Er 1.采用短距繞組 2.采用分布繞組，降低。3.改善主磁場分布4.斜曹或斜極 4.6通有正弦交流電時單相繞組的磁動勢一、.整距集中繞組的磁動勢設氣隙均勻，通以正弦交流電流， Nc匝，則 每個氣隙上的磁動勢為： 結(jié)論：波形：矩形波； 脈動磁動勢：空間位置固定、幅值大小和方向隨時間而變化的磁動勢。 分解： 其中： 用電角度表示的空間距離。基波磁動勢的幅值： 次諧波磁勢的幅值： 基波磁動勢的性質(zhì)：按正弦規(guī)律變化的脈動磁動勢。二、分布繞組的磁勢1.整距分布繞組的磁勢（q個）2.雙層短矩分布繞組的基波磁動勢三、單相繞組的磁動勢相電流為I、每相串聯(lián)匝數(shù)N、繞組并聯(lián)支路數(shù)a、則單相磁動勢為：單相脈動磁動勢的分解結(jié)論：兩個磁動勢的性質(zhì)：圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢；幅值為單相磁動勢幅值的一半； 轉(zhuǎn)速： 4.7通有對稱