交流繞組的電動勢與磁動勢

1、第第三三章章 交流繞組的電動勢與磁動勢交流繞組的電動勢與磁動勢3.1 交流繞組的構成原則和分類交流繞組的構成原則和分類3.2 三相雙層繞組三相雙層繞組3.3 正弦磁場下交流繞組的感應電動勢正弦磁場下交流繞組的感應電動勢3.4 通有正弦電流時單相繞組的磁動勢通有正弦電流時單相繞組的磁動勢3.5 通有三相電流時三相繞組的磁動勢通有三相電流時三相繞組的磁動勢 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容1.交流繞組的連接規(guī)律交流繞組的連接規(guī)律 2.正弦磁場下交流繞組的感應電動勢正弦磁場下交流繞組的感應電動勢 3.通有正弦電流時單相繞組的磁動勢通有正弦電流時單相繞組的磁動勢 4.通有對稱三相電流時的磁動勢通有對稱三相電流

2、時的磁動勢 3 3.1 .1 交流繞組的構成原則和分類交流繞組的構成原則和分類一、構成原則一、構成原則 (1)、合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近于正 (2)、對三相繞組，各相的電動勢和磁動勢要對稱，弦形、幅值要大；電阻、電抗要平衡； 二、分類二、分類按相數(shù)按相數(shù) ：單相和多相繞組；按槽內(nèi)層數(shù)：按槽內(nèi)層數(shù)：單層和雙層； 按每極下每相槽數(shù)：按每極下每相槽數(shù)：整數(shù)槽和分數(shù)槽； 按繞法：按繞法：疊繞組和波繞組。 (4)、絕緣要可靠，機械強度、散熱條件要好，(3)、繞組的銅耗要小，用銅量要??；制造要方便。 的三相交流電機，其定子繞組大多采用kwPN10（1）可以選擇最有利的節(jié)距，并同時采用分布繞組，

3、（3）端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強機械（2）所有線圈具有相同的尺寸，便于制造；主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：特點：特點：繞組的線圈數(shù)等于槽數(shù)。 3 3.2 .2 三相雙層繞組三相雙層繞組雙層繞組。（雙層繞組和單層繞組的比較、交流繞組的模型）以改善電動勢和磁動勢的波形；強度。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3m42p36Q 體（槽號）是如何分配的。 現(xiàn)以一臺相數(shù) ，極數(shù) ，槽數(shù) 的定子來說明槽內(nèi)導體的感應電動勢和屬于各相的導1 1、概念、概念定子每極每相槽數(shù)：定子每極每相槽數(shù)： 3322362pmQq式中， Q 定子槽數(shù)； p 極對數(shù)； m 相數(shù)。相鄰兩槽間電角度： 2036

4、3602360Qp此角亦是相鄰槽中導體感應電動勢的相位差。2 2、槽電動勢的星形圖、槽電動勢的星形圖 如圖41表示36槽內(nèi)導體感應電動勢的相量圖，亦稱為槽電動勢星形圖。 以A相位例，由于 ，故A相共有12個槽 相帶：每極下每相所占的區(qū)域。1A2AA相帶： 1、2、3線圈組（ ） 與19、20、21（ ）X相帶： 10、11、12 （ ）1X 與28、29、30（ ） 2X 將四個線圈組按照一定的規(guī)律連接，即可得到A相繞組。3q120240 同理，B相距離A相 電角度處，C相距離A相 電角度處，可按 (圖41)所劃分的相帶連成B、C6060相帶繞組：每個相帶各占 電角度。各個相帶的槽號分布。（表

5、4-1）兩相繞組。由此可得到一個三相對稱繞組。二、疊繞組二、疊繞組 疊繞組：疊繞組：繞組嵌線時，相鄰得兩個串聯(lián)線圈中，串聯(lián)時應將極相組和極相組反向串聯(lián)，即首首相 為避免電動勢或電流所形成的磁場互相抵消， 極相組的電動勢、電流方向與極相組的電動勢（圖4-3）后一個線圈緊“疊”在前一個線圈上。（圖4-2）電流方向相反。連把尾端引出，或尾尾相連把首端引出。 3 3.3 .3 正弦磁場下交流繞組的感應電動勢正弦磁場下交流繞組的感應電動勢一、導體的感應電動勢1 1、電動勢的波形、電動勢的波形tEtlvBblvesin2sin112 2、正弦電動勢的頻率、正弦電動勢的頻率感應電動勢的頻率： 60pnf 同

6、步轉速： pfn603 3、導體電動勢的有效值、導體電動勢的有效值 lBlBav12 將 代入上式得導體電動勢 為 1122. 2222flBfElfBflBE11222 二、整距線圈的電動勢二、整距線圈的電動勢11112EEEEc匝電勢11)1(144. 42fEEcNc單匝線圈電動勢的有效值cN1144. 4ccfNE 線圈有 匝，則線圈電動勢為三、短距線圈的電動勢，節(jié)距因數(shù)三、短距線圈的電動勢，節(jié)距因數(shù)短距線圈的節(jié)距 ，用電角度表示時，節(jié)距為 1y1801y單匝線圈的電動勢為 111110EEEEEc據(jù)相量圖中的幾何關系，得單匝線圈電動勢的（圖44）1111144. 490sin2218

7、0cos2pfkyEE 為線圈的基波節(jié)距因數(shù)，表示線圈短距時感應電動勢比整距時應打的折扣， 1pk90sin1)(1)(1111yEEkycycp有效值 為) 1(1cNcE四、分布繞組的電動勢，分布因數(shù)和繞組因數(shù)四、分布繞組的電動勢，分布因數(shù)和繞組因數(shù) 個線圈的合成電動勢 為1qE2sin21qREq式中， 外接圓的半徑。2sin21cER R把 代入上式，得 111112sin2sin2sin2sindcccqkqEqqEqEEq（圖45） 式中， 個線圈電動勢的代數(shù)和； 1cqEq 繞組的基波分布因數(shù)， 2sin2sin111qqqEEkcqd1dk 的意義：由于繞組分布在不同的槽內(nèi)，使

8、得1dkq1qEq1cqE11dk個分布線圈的合成電動勢 小于 個集中線圈的合成電動勢 ，由此所引起的折扣 。一個極相組的電動勢為111111)(44. 444. 4wcdpcqkqNfkkfNqE式中， 個線圈的總匝數(shù)； cqN 繞組的基波繞組因數(shù)。111dpwkkk 的意義：既考慮繞組短距、又考慮繞組分布時，1wkq整個繞組的合成電動勢所須的總折扣。五、相電動勢和線電動勢五、相電動勢和線電動勢 設一相繞組的總串聯(lián)匝數(shù)為 ，則一相的電動勢應 為 N1E11144. 4wfNkE3 3.4 .4 通有正弦電流時單相繞組的磁動勢通有正弦電流時單相繞組的磁動勢一相繞組的磁動勢為swipNkfcos

9、2411則單相繞組的基波磁動勢為tFtIpNktfsswscoscoscoscos224),(111式中， 單相繞組基波磁動勢的幅值，1FpNkIpNkFww11119 . 0224 單相繞組的基波磁動勢在空間隨角按余弦規(guī)律 單相繞組的基波磁動勢為脈振磁動勢，其脈振頻率 取決于電流的頻率。分布，在時間上隨按余弦規(guī)律脈振。（圖46） 3 3.5 .5 通有三相電流時三相繞組的磁動勢通有三相電流時三相繞組的磁動勢三相繞組基波合成磁動勢為)cos(),(11sstFtf式中， 三相繞組基波磁動勢的幅值。1FIpNkIpNkFFww111135. 19 . 02323 性質：性質：是一個沿著氣隙圓周連

10、續(xù)推移的旋轉磁動勢波。a) 轉速： snrpfsrpfpn)min(60)(2即 。 snn b) 幅值位置：當某相電流達到交流的最大值時，基波c) 方向： 取決于交流電流的相序。的軸線重合。合成旋轉磁動勢波的幅值就將與該相繞組AZBXCY圖圖4 41 1 三相雙層繞組的槽電動勢星形圖三相雙層繞組的槽電動勢星形圖(36,24)Qp相帶相帶槽號槽號極極 對對ABCXYZ1,2,34,5,67,8,910,11,12 13,14,15 16,17,1819,20,2122,23,24 25,26,27 28,29,30 31,32,33 34,35,36第一對極下第一對極下（1槽槽18槽）槽）第二對極下第二對極下（19槽槽36槽）槽）表4-1 各個相帶的槽號分布 1 35 7 9 11 13151719 21232527 293133351 2 310 11 1219 20 2128 29 30N NN NS SS S圖3-2 三相雙層疊繞組的A繞組的展開圖 -1-2-3- -10-11-12-19-20-21- -