第15講 交流電機(jī)電樞繞組的電動(dòng)勢(shì)

第15講交流電機(jī)電樞繞組的電動(dòng)勢(shì)一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)二、整距線匝電動(dòng)勢(shì)三、整距線圈電動(dòng)勢(shì)四、短距線圈電動(dòng)勢(shì)五、整距分布線圈組的電動(dòng)勢(shì)引言交流電機(jī)：同步電機(jī)異步電機(jī)可逆原理-----電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)引言相同點(diǎn)：電樞繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)不同點(diǎn)：每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的推導(dǎo)思路：引言一個(gè)線圈的電動(dòng)勢(shì)一個(gè)線圈組的電動(dòng)勢(shì)每相繞組的電動(dòng)勢(shì)一個(gè)導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式波形圖相量圖繞組連接圖對(duì)三相交流電機(jī)電樞繞組的要求：

具有一定幅值的三相對(duì)稱正弦波電動(dòng)勢(shì)一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)1、同步發(fā)電機(jī)模型求取導(dǎo)體A的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，首先需要求取氣隙磁密B。在轉(zhuǎn)子表面建立直角坐標(biāo)系，則圓周各處的氣隙磁密如圖所示。一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)2、坐標(biāo)橫軸：空間電角度α若定義一對(duì)主磁極所跨的空間為3600電角度，則任意跨距上的電角度可求。

二者關(guān)系：空間機(jī)械角度β：轉(zhuǎn)子表面所占的空間幾何角度。3、磁密方向：氣隙磁通從磁極到定子固定為正，否則，從定子到磁極為負(fù)。一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)直角坐標(biāo)系在轉(zhuǎn)子表面，和轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止，定子（導(dǎo)體A）相對(duì)坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)。則氣隙磁密波形如圖所示。4、電機(jī)氣隙基波磁密：一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)5、導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)：其中：為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁密的幅值；l為導(dǎo)體有效長度；

v

為導(dǎo)體切割磁力線的線速度也即氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。電機(jī)的電角速度為：導(dǎo)體A感應(yīng)的基波電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為：一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)6、導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系：n稱為電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，當(dāng)p=1，n=3000r/min；

p=2，n=1500r/min。7、導(dǎo)體中感應(yīng)基波電動(dòng)勢(shì)的最大值為：氣隙磁密的平均值（如何推導(dǎo)？）；氣隙每極基波磁通；一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)則，導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)有效值為：這樣，導(dǎo)體A的基波電動(dòng)勢(shì)就計(jì)算出來了。為復(fù)平面內(nèi)的時(shí)間旋轉(zhuǎn)矢量，與空間矢量相區(qū)別，稱為相量。例6-1導(dǎo)體A和X相距1500電角度，轉(zhuǎn)子一對(duì)磁極，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，試畫出兩導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相量圖。一、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)二、整距線匝感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)A一個(gè)線匝（單匝線圈）的兩個(gè)邊相距一個(gè)極距，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩根導(dǎo)體將產(chǎn)生大小相等、方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二、整距線匝感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線匝基波電動(dòng)勢(shì)為：用向量表示為：整距線匝基波電動(dòng)勢(shì)：A三、整距線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1、線圈：由Ny個(gè)線匝串聯(lián)起來2、節(jié)距y1：一個(gè)線圈兩邊之間的距離，一般用空間電角度表示。若的線圈為整距線圈；的線圈為短距線圈；的線圈為長距線圈。整距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：四、短距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖線圈為短距線圈，線圈節(jié)距，其中y

大于零小于1。短距線圈的基波電動(dòng)勢(shì)向量為：短距線圈基波電動(dòng)勢(shì)為：四、短距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)其中，稱為基波電動(dòng)勢(shì)短距系數(shù)。其物理意義時(shí)由于采用短距線圈而使基波電動(dòng)勢(shì)減小的倍數(shù)。四、短距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)例6-2如果把相距150°空間電角度的A，X兩根導(dǎo)體組成線匝，每根導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)為10V，求該線匝的基波電動(dòng)勢(shì)解：1、求短距線匝的節(jié)距：

所以

2、基波短距系數(shù)：

3、短距線匝基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：五、整距分布線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾個(gè)均勻分布的相同的線圈相串聯(lián)形成線圈組，每個(gè)相繞組由幾個(gè)線圈組組成。這q個(gè)電動(dòng)勢(shì)大小相等、相位差α電角度相加就構(gòu)成了正多邊形的一部分，如下圖。五、整距分布線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線圈組中每個(gè)線圈的電動(dòng)勢(shì)大小相等，但相位依次相差一個(gè)槽距角α，因此線圈組的電動(dòng)勢(shì)Eq應(yīng)為q個(gè)線圈組電動(dòng)勢(shì)的相量和，即：設(shè)q=3，外接圓的半徑為R，由三角形關(guān)系可得一個(gè)線圈和線圈組的電動(dòng)勢(shì)分別為：五、整距分布線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)把q個(gè)線圈集中起來放在一起（即集中繞組時(shí)），線圈組總基波電動(dòng)勢(shì)為qEy，而分布線圈組的電動(dòng)勢(shì)為Eq，則：

稱為繞組基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的分布系數(shù)，其物理意義是由于分布繞組而使基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小的倍數(shù)，與基波磁通勢(shì)分布系數(shù)公式相同、大小相等，故統(tǒng)稱基波分布系數(shù)。五、整距分布線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)顯然kd≤1，即分布繞組使得總電動(dòng)勢(shì)減小，但是，可以證明，分布繞組結(jié)構(gòu)可以起到削弱高次諧波的作用。分布線圈組的基波電動(dòng)勢(shì)為：如果各個(gè)分布線圈本身又是短距線圈，此時(shí)線圈組感應(yīng)基波電動(dòng)勢(shì)為：其中，kdp=kpkd稱為基波繞組系數(shù)。五、整距分布線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)六、一相繞組中的基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)