电机chap6交流电机绕组及其感应电动势课件.ppt

1、同步速同步速旋转磁场的转速旋转磁场的转速(n1)定子上嵌放有对称的三相绕组a-x、b-y、c-z对称是指各相绕组的匝数相等，对称是指各相绕组的匝数相等，空间位置彼此相距空间位置彼此相距120120转子绕组通以直流电流形成转子绕组通以直流电流形成分布磁场，匝链定子上的各分布磁场，匝链定子上的各相绕组。相绕组。三相电势对称三相电势对称电磁过程电磁过程（图例）（图例）异步电动机定子上有三相对称的交流绕组；异步电动机定子上有三相对称的交流绕组；定子三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产定子三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；生旋转磁场；转子绕组的导

2、体处于旋转磁场中；转子绕组的导体处于旋转磁场中；(它是一闭合的交流绕组）它是一闭合的交流绕组）转子导体切割磁力线，并产生感应电势，判断感应电势方向。转子导体切割磁力线，并产生感应电势，判断感应电势方向。转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，判断电磁力的方向。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，判断电磁力的方向。电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转。电能电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转。电能-机械能机械能根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机根据以上电磁感应原理，异步电动机也

3、叫感应电动机。均匀原则：均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等绕组在每个极域内所占的槽数应相等。每极槽数用极距每极槽数用极距表示表示 每极每相槽数每极每相槽数q 对称原则对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开空间互相错开1200电角度。电角度。如槽距角为如槽距角为，则相邻两相错开的槽数为，则相邻两相错开的槽数为1200/。电势相加原则：电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。圈

4、与线圈之间的连接也应符合这一原则。如线圈的一个边在如线圈的一个边在N极下，另一个应在极下，另一个应在S极下。极下。m180pmZq2圆周的电角度pD2pZ2相距相距360度电角度电角度，导体电势度，导体电势时间上同相位时间上同相位分极分相分极分相:将总槽数按给定的极数均匀分开（将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。电势方向。将每个极的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开将每个极的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。电角度。连线圈和线圈组：连线圈和线圈组：将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有将一对极域内属于

5、同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，个线圈，为什么？）为什么？）将一对极域内属于同一相的将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）组？）以上连接应符合电势相加原则。以上连接应符合电势相加原则。连相绕组：连相绕组：将属于同一相的将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。串联与并联，电势相加原则。串联与并联，电势相加原则。连三相绕组：连三相绕组：将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组；接法或者接法或者Y接法。接法。相 带极 对acbacb第

6、一对极1,23,45,67,89,10 11,12第二对极13,14 15,16 17,18 19,20 21,22 23,24例如：相数例如：相数m3，极数，极数2p4，槽数，槽数Z24每极每相槽数每极每相槽数q 2槽距角槽距角 =30极距极距=Z/2p=24/4=6pmZ2Zp 360*65yy=8y=7属于属于a相的有相的有8个元件边，把个元件边，把1与与12相连构成一个大线圈，相连构成一个大线圈，2与与11相连构成一个小线圈。这相连构成一个小线圈。这一大一小组成一个同心式一大一小组成一个同心式线圈组线圈组。13与与24相连，相连，14与与23相连组成另一同心式线圈相连组成另一同心式线圈

7、组。然后把两个线圈组反向串联，以保证电势相加组。然后把两个线圈组反向串联，以保证电势相加小结：小结：三相三相单层绕组单层绕组优点优点（1 1）每槽内只有一个线圈边，无层间绝缘，下线方便，槽）每槽内只有一个线圈边，无层间绝缘，下线方便，槽的利用率高。的利用率高。（2 2）线圈数为槽数的一半，绕线及嵌线的工时少。）线圈数为槽数的一半，绕线及嵌线的工时少。缺点（缺点（1 1）不能利用短距来削弱电动势和磁动势中的高次谐波，）不能利用短距来削弱电动势和磁动势中的高次谐波，因单层绕组虽线圈的节距可能是短距，但其线圈组的电动势始因单层绕组虽线圈的节距可能是短距，但其线圈组的电动势始终是两个相邻终是两个相邻1

8、801800 0相带内线圈边电动势的相量和，实质上与整相带内线圈边电动势的相量和，实质上与整距分布绕组完全相同，无短距的效果。距分布绕组完全相同，无短距的效果。（2 2）同一槽内导体均属同一相，故槽漏阻抗较大。）同一槽内导体均属同一相，故槽漏阻抗较大。单层绕组的最大并联支路数：单层绕组的最大并联支路数：a amaxmax=p=p 并联支路数是指线圈组是并联还是串联，视所选并联支路数并联支路数是指线圈组是并联还是串联，视所选并联支路数a a决定。决定。小结：小结：三相三相单层绕组的优缺点单层绕组的优缺点构造方法和步骤（举例：构造方法和步骤（举例：Z1=24,2p=4,整距整距,m=3)分极分相分

9、极分相:将总槽数按给定的极数均匀分开（将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向；极相邻分布）并标记假设的感应电势方向；将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。电角度。连线圈和线圈组：连线圈和线圈组：根据给定的线圈节距连线圈（上层边与另一槽的下层边构成一个线圈）根据给定的线圈节距连线圈（上层边与另一槽的下层边构成一个线圈）以上层边所在槽号标记线圈编号。以上层边所在槽号标记线圈编号。将同一极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有将同一极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么

10、？）个线圈，为什么？）将同一极域内属于同一相的将同一极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）以上连接应符合电势相加原则以上连接应符合电势相加原则 连相绕组：连相绕组：将属于同一相的将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。串联与并联，电势相加原则。串联与并联，电势相加原则。按照同样的方法构造其他两相。按照同样的方法构造其他两相。连三相绕组连三相绕组 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组 接法或者接法或者Y接法接法 a相相8个元件分成个元件分

11、成4个元件组，各元件组的连接规律为个元件组，各元件组的连接规律为l-7-2-8，7-13-8-14，13-19-14-20，19-1-20-2，分，分别用别用I、表示。表示。当磁场切割绕组时，该四个元件组的电势大小相等，当磁场切割绕组时，该四个元件组的电势大小相等，I、组电势时间上同相，组电势时间上同相，、IV组电势与组电势与I、组电势反相。组电势反相。各元件组可以串联、并联、或一半串联后再并联。相绕组各元件组可以串联、并联、或一半串联后再并联。相绕组可以有不同连接方式，可以有不同连接方式，当通以电流形成当通以电流形成4极磁场极磁场。通常大型电机电流较大，为了减少每个线圈的电流，通常大型电机电

12、流较大，为了减少每个线圈的电流，需要取较大的并联支路数，而小型电机的电流较小，需要取较大的并联支路数，而小型电机的电流较小，一般一般a=1。其实，从每相绕组的功率。其实，从每相绕组的功率P来看：来看：倍圈组功率的的大小无关，都是每线即与功率与各线圈的连接，由此可见，每相绕组的每线圈组的电流。每线圈组的电动势；paIEIpEaIapEEIPCqCqCq222短距时，在某些槽中，其上层圈边与下层圈边可能不属同一相，短距时，在某些槽中，其上层圈边与下层圈边可能不属同一相，在这些槽中，上层与下层之间有较大电位差，应加强层间绝缘。在这些槽中，上层与下层之间有较大电位差，应加强层间绝缘。短距时，对于同一相

13、绕组的上、下层圈边之间错开了一个或几短距时，对于同一相绕组的上、下层圈边之间错开了一个或几个槽距，大小正好是节距所短的距离，可用短距角个槽距，大小正好是节距所短的距离，可用短距角表示，表表示，表示一个元件的上层导体电势和下层导体电势的相位差是示一个元件的上层导体电势和下层导体电势的相位差是180电角度，合成电势时应计及该因素（节距因数电角度，合成电势时应计及该因素（节距因数kp）。）。lBm260pnf tmcos整距线圈中的感应电势设线圈匝数为Nc，感应电势的瞬时值为有效值tNdtdNemcccsinmcmccfNNE44.42tmcosdtdNemCaafNEE22.2tmcos044.4

14、18022.2022.2)()(mCmCmCaaCyaafNfNfNEEEEea=Balv=Bmlvsinttmcos244.4)180(22.2022.2)()(mCmCmCaayCfNfNfNEEEEaEa-EaEaa2cos44.4cos44.42mCmCyCyCpfNfNEEKpmcmccKfNfNE44.42cos44.42sin22sin2REqREcq22sinsinaqacqdqqEEk2sin22sin2REqREcqmNcmdpccdqqkfNkqkfNqEkE44.444.42cos2sin2sinpdkqqkmNmNcqfNkkapqNfEapE44.444.4apqN

15、NcmNmNcqfNkkapqNfapEE44.4244.42apqNNc2apqSN mNfNkE44.4dtdNec电机每极下有9槽，试计算下列情况下的绕组分布因数（1）绕组分布在9槽中；（2）绕组占每极2/3槽（即120相带）；（3）三个相等绕组分布在60 相带中。解：由题中条件，即q=9（1）绕组分布在槽中，则槽距角为分布因数20918064.02sin2sinqqkd解：（2）120 相带，q=6，q=120，=20 分布因数 827.0220sin62120sin2sin2sinqqkd解：（3）三相绕组60 相带，q=9/3=3，q=60，=20 分布因数 96.0220sin3260sin2sin2sinqqkd1NNNSSSS S S S N N N N NmNNkfE44.4pp1116060fpnnpflBmm22cos2sin2sinqqkkkpdN例例6-2 p103mNNkfE44.4