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1、2022/12/5,1,主要内容 1、了解交流绕组的一般连接方法和基本概念； 2、了解绕组感应电动势的推导过程，掌握电动势的结论； 3、了解三相绕组磁动势的推导过程，掌握三相绕组磁动势的结论； 4、了解感应电动势和磁动势中的谐波电动势及其削弱方法。,第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁动势,2022/12/5,2,6.1 交流电机电枢绕组的电动势,6.1.1 导体电动势,则：,2022/12/5,3,若电机为P对极，则转子每旋转一周，导体中感应电势将交变P次，此时电动势频率为：,则电角速度为：,正弦波磁通密度的平均值为：,2022/12/5,4,所以导体基波电动势的最大值为：,导体基波电动势的
2、有效值为：,P171例6-1,2022/12/5,5,则整距线匝的电势为,6.1.2 整距线匝电动势,2022/12/5,6,若线圈有Ny匝，则:,y1,因此节距小于180度，两导体中的感应电势不是差180度。而是相差,6.1.4 短距线圈电动势,6.1.3 整距线圈电动势,节距因数（基波）,2022/12/5,7,每极下每相有一个线圈组，线圈组由q个线圈组成，且每个线圈互差电角度。如q=3,6.1.5 整距分布线圈组的电动势,2022/12/5,8,若各个分布线圈本身又是短矩线圈，则,2022/12/5,9,6.2 交流电机电枢绕组,交流绕组的构成原则是： 1、电动势和磁动势波形要接近正弦波
3、，数量上力求获得较大基波电动势和基波磁动势，尽可能小的谐波电动势和磁动势。 2、对三相绕组各相的电动势，磁动势必须对称，电阻电抗要平衡。 3、绕阻铜耗小，用铜量少。 4、绝缘可靠，机械强度高，散热条件要好，制造方便。,要求： 了解三相单层绕组和三相双层绕组,2022/12/5,10,交流绕组的有关术语,1、极对数：指电机主磁极的对数，通常用p表示。2、电角度：在电机理论中，们把一对主磁极所占的空间距离，称为360的空间电角度。 或者导体每转过一对磁极，电动势变化一个周期。3、机械角度：一个圆周真正的空间角度为机械角度360。很明显，电角度=极对数机械角度。4、槽距角：相邻两槽间的距离用电角度表
4、示，叫做槽距角，用 表示。,2022/12/5,11,6、每极每相槽数：在交流电机中，每极每相占有的平均槽数q是一个重要的参数，如电机槽数为Z，极对数为p，相数为m。则得：,q=1的绕组称为集中绕组，q1的绕组称为分布绕组。,q为整数称为整数槽绕组；q为分数称为分数槽绕组。,一般普遍采用整数槽分布绕组。,5、极距：极距指电机一个主磁极在电枢表面所占的长度。或者是相邻两磁极对应位置两点之间的圆周距离称为极距。其表示方法很多，一是用定子的内圆或转子的外圆的弧长。二是用每极所对应的槽数。,2022/12/5,12,7、节距：线圈两边所跨定子圆周上的距离，用y1表示，y1应接近极距,8、相带：每极面下
5、每相绕组占有的范围称为相带，一般用电角度表示。 方法一：在每个极面下均匀分成三个相等范围，每个相带占有60度电角度。 方法二：把每对极面所占范围均匀分为三等份，每个相带占有120度电角度。 一般采用60度相带绕组。,2022/12/5,13,6.2.1 三相单层绕组,1、定义:定子或转子每槽中只有一个线圈边的三相交流绕组称为三相单层绕组。 2、特点：结构和嵌线简单，适用于10KW以下的小型交流电机,2022/12/5,14,取各个线圈都是整矩，y1=6,A相共有4个线圈，分别是1-7，2-8，13-19，14-20，4个线圈全部串联形成绕组。,6.2.2 三相双层绕组,指电机每一槽分为上下两层
6、，线圈的一个边嵌在某槽的上层，另一边安放在相隔一定槽数的另一槽的下层的一种绕组结构。双层绕组的线圈数和槽数正好相等。根据双层绕组线圈形状和连接规律，三相双层绕组分为叠绕组和波绕组。,2022/12/5,15,6.2.3 绕组的谐波电动势,绕组采用短距、分布连接法，基波电动势削弱得很少，谐波电动势被削弱得很多。 无论何种接法，三相线电动势中不会有三次谐波及三的倍数次谐波电动势。,2022/12/5,16,6.3 交流电机电枢单相绕组产生的磁通势,6.3.1 整距线圈的磁通势,总磁动势为Nyi,任一磁力线在每段气隙上所消耗的磁动势都是,把图a展开后便得到图b所示的磁动势分布,1、 整距线圈的磁通势
7、,2022/12/5,17,设线圈电流为,说明，任何瞬间单相电枢绕组的磁动势在空间以矩形波分布，矩形波的高度随时间按正弦规律变化。这种在空间位置固定，而大小随时间变化的磁动势称为脉振磁动势。,2、 磁通势展开,其中，磁动势基波分量的幅值。,2022/12/5,18,结论：一个脉振磁通势可以分为两个波长与脉振波完全一样，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转波幅值为原波的一半；当脉振波振幅为最大时，两个旋转波正好重叠在一起。,6.3.4 分布短距对气隙磁通势波形的影响,绕组采用短距、分布连接法，基波磁通势削弱得很少，谐波磁通势被削弱得很多。 一般情况下，取线圈的y为0.8左右，以把五、七次谐波磁通势大
8、大削弱。不会有三次谐波及三的倍数次谐波磁通势。,2022/12/5,19,6.4 三相电枢绕组产生的磁动势 每相电枢绕组产生的磁动势在空间是正弦分布的，并且三相磁动势在空间互差120电角度，那么三相电枢绕组的基波磁动势可分别写成,式中，F1是每相磁动势基波分量的幅值，其精确的计算需要考虑绕组分布及短距等因素。,2022/12/5,20,根据三角函数的积化和差公式，可以写为,将上式中三相定子绕组基波磁动势相加，得到合成基波磁动势,可见，三相合成基波磁动势是一个行波，或称旋转波，其幅值为,2022/12/5,21,假定：正值电流从绕组的首端流入而从尾端留出，负值电流从绕组的尾端流入而从首端流出。设三相电流为,由图可见三相电枢绕组的合成磁动势是一个旋转行波。,进一步用图来解释,2022/12/5,22,1）幅值,设电机极对数为p，则旋转磁场的机械转速为,三相合成基波旋转磁通势的特点,3）转速：旋转磁场的电角速度为,2）转向：旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相。因此要改变旋转磁场的方向，只要改变电枢绕组的相序即可。,上式表明，旋转磁场的转速n仅与电源频率f和电机极对数p有关，称为同步转速。,2022/12/5,23,4）瞬时位置：从旋转磁场可以看出，当某相电流达到最大时，旋转磁动势的波幅刚好转到该相绕组的中心线上。,
