電機(jī)學(xué) 第三篇交流電機(jī)的共同問(wèn)題

第三篇交流電機(jī)的共同問(wèn)題——第七章交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——第八章交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)——*第？章電機(jī)的發(fā)熱和冷卻第七章交流電機(jī)繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、旋轉(zhuǎn)電機(jī)結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)：定子，轉(zhuǎn)子，繞組三個(gè)主要部分。一般由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，電樞繞組上實(shí)現(xiàn)機(jī)-電能量的轉(zhuǎn)換。勵(lì)磁繞組和電樞繞組可以在定子上也可以在轉(zhuǎn)子上，之間有氣隙隔開(kāi)。電樞繞組與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)電流和磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。§7-1旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本作用原理交流電機(jī)定子鼠籠式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子交流電機(jī)定子籠型轉(zhuǎn)子交流電機(jī)定子繞線式轉(zhuǎn)子直流電機(jī)轉(zhuǎn)子交流電機(jī)轉(zhuǎn)子交流電機(jī)定子交流電機(jī)定子二、電機(jī)的可逆性一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)從理論上，既可作發(fā)電機(jī)也可作電動(dòng)機(jī)。發(fā)電機(jī)狀態(tài)：當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)速的方向相反，或者說(shuō)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)依賴于外部機(jī)械轉(zhuǎn)矩輸入時(shí)，則此時(shí)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)狀態(tài)：當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速同向，或者說(shuō)電機(jī)輸出電磁轉(zhuǎn)矩，則電機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。從電功率側(cè)來(lái)看，向電網(wǎng)輸出電功率為發(fā)電機(jī)，吸收電網(wǎng)功率為電動(dòng)機(jī)。從磁場(chǎng)的角度看：直流電機(jī)的磁場(chǎng)在空間上是固定的；(三相)交流電機(jī)的磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)的，以定子圓周為參考，轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)頻率和電機(jī)的磁極數(shù)確定，稱為同步轉(zhuǎn)速，通常用n1表示。產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)NSABCXZY同步電機(jī)（機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）異步電機(jī)（電氣旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）特點(diǎn)：1、三相電樞（定子）在空間按120°對(duì)稱布置。

2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同(同步)。

3、三相感應(yīng)電勢(shì)互差120°電角。三、同步電機(jī)基本作用原理（常作發(fā)電機(jī)）四、異步電機(jī)的基本作用原理（常作電動(dòng)機(jī)）1、三相空間對(duì)稱定子繞組（按極對(duì)數(shù)），轉(zhuǎn)子為三相短路繞組。2、當(dāng)三相空間對(duì)稱繞組通以三相對(duì)稱電流時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，與磁場(chǎng)相互作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩。3、設(shè)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n1（同步轉(zhuǎn)速），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，則轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流的必要條件是n1-n≠0，才有磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體的切割。以轉(zhuǎn)差率S=(n1-n)／n1表示。4、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速不同，異步電機(jī)交流電機(jī)繞組主要是同步電機(jī)電樞繞組和異步電機(jī)勵(lì)磁繞組，部置在定子槽中。如以三相交流繞組為例，繞組構(gòu)成的原則是：

對(duì)稱：每相繞組在定子空間占位對(duì)稱；均勻：各相間在定子空間錯(cuò)位為120°電角度；保證各相的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)要對(duì)稱，電阻、電抗要平衡；電勢(shì)相加：線圈兩個(gè)圈邊的感應(yīng)電勢(shì)應(yīng)該相加，如線圈的一個(gè)邊在N極下，另一個(gè)應(yīng)在S極下。基本概念：按一定規(guī)律排列和連接的線圈的總稱.§7-2交流繞組元件（線圈）繞組的相關(guān)術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)1：電角度幾何上，把一圓周所對(duì)應(yīng)的角度定義為360°機(jī)械角度。在電機(jī)中，磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極，電勢(shì)變化一個(gè)周期，稱為（一個(gè)周期）360°電角度。一對(duì)磁極所對(duì)應(yīng)的角度定義為360°電角度。磁極對(duì)數(shù)為p時(shí)，圓周機(jī)械角度為360°，則電角度為=p*360°術(shù)語(yǔ)2：相帶為了三相繞組對(duì)稱，在每個(gè)極面下每相繞組應(yīng)占有相等的范圍——相帶。每個(gè)極對(duì)應(yīng)于180°電角度，如電機(jī)有m相，則每個(gè)相帶占有電角度。三相電機(jī)m＝3，其相帶為60°，按60°相帶排列的繞組稱為60°相帶繞組。術(shù)語(yǔ)3：每極每相槽數(shù)qq>1——分布繞組整數(shù)槽繞組——q為整數(shù)分?jǐn)?shù)槽繞組——q為分?jǐn)?shù)每個(gè)極面下每相占有的槽數(shù)。已知總槽數(shù)Z、極對(duì)數(shù)p和相數(shù)m為，則 術(shù)語(yǔ)4：槽距角已知總槽數(shù)Z、極對(duì)數(shù)p相鄰兩槽之間的電角度術(shù)語(yǔ)5：極距τ相鄰兩磁極對(duì)應(yīng)位置兩點(diǎn)之間圓周距離。弧長(zhǎng)表示：基波磁場(chǎng)每極對(duì)應(yīng)槽數(shù)表示：術(shù)語(yǔ)6：節(jié)距y(跨距)表示元件的寬度。元件放在槽內(nèi)，其寬度可用元件兩邊所跨越的槽數(shù)表示。分析工具：槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖相距360度電角度，導(dǎo)體電勢(shì)時(shí)間上同相位把電樞上各槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦規(guī)律變化的電勢(shì)分別用矢量表示，構(gòu)成一輻射星形圖第一對(duì)極第二對(duì)極交流繞組通電以后，必須形成規(guī)定的磁場(chǎng)極數(shù)；多相繞組必須對(duì)稱，m相繞組的軸線在空間互差360/m的電角度；合成電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形要接近于正弦形；在一定的導(dǎo)體數(shù)下，獲得較大的基波電勢(shì)和基波磁勢(shì)，三相繞組盡可能采用60°相帶；繞組的銅耗要小，用銅量要省；絕緣要可靠，機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件要好，制造要方便。對(duì)交流繞組的要求：一、三相單層繞組單層——每槽中只放置一層元件邊，元件數(shù)等于槽數(shù)的一半，無(wú)需層間絕緣，結(jié)構(gòu)和嵌線較簡(jiǎn)單；單層繞組只適用于10kW以下的小型異步電動(dòng)機(jī)，其極對(duì)數(shù)通常是p＝l,2,3,4；交流繞組的形式：每槽電相角例：設(shè)定子槽數(shù)Z=24，2P=4，三相(m=3)交流電機(jī)定子繞組。解：按照對(duì)稱原則每相所占槽數(shù)為每極每相槽數(shù)為極距（每極槽數(shù)）1、等元件組極對(duì)相帶ac’(z)ba’(x)cb’(y)第一極對(duì)1，23，45，67，89，1011，12第二極對(duì)13，1415，1617，1819，2021，2223，241,23,45,67,89,1011,1213,1415,1617,1819,2021,2223,24az

bxc

y

az

bxc

y

（1）分極分相：將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向。將每極的槽數(shù)按三相均勻分開(kāi)，空間錯(cuò)開(kāi)120電角度。N極下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向一致，S極下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向一致，

以a相為例，a相的一個(gè)極繞組為1-7-2-8占去4槽，若為整距，y=τ，則另一極繞組只能形成同極性磁極∴相距Z／P=24／2=12槽，為13-19-14-20。a相完成。（2）連線圈和線圈組（符合電勢(shì)相加原則）：將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈（共有q個(gè)線圈，為什么？）；將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組（共有多少個(gè)線圈組？）圖：?jiǎn)螌永@組排列步驟2，連線圈，線圈組一個(gè)線圈組：兩個(gè)線圈共有P個(gè)線圈組（3）連相繞組（串聯(lián)與并聯(lián)，電勢(shì)相加原則）：將屬于同一相的p個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。說(shuō)明：屬于a相8個(gè)槽，即l、2、7、8、13、14、19、20.根據(jù)槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖，按電勢(shì)相加原則構(gòu)成元件，每個(gè)元件都是整距，y=τ=6槽，即每元件的跨距為6個(gè)槽，同為單層，每相每對(duì)極可以連接成一個(gè)元件組。2對(duì)極，每相2個(gè)元件組，1—7—2—8，13一19一14—20。元件組之間可串聯(lián)或并聯(lián)形成不同并聯(lián)支路數(shù).單層繞組每相有p個(gè)元件組，如串聯(lián)方式連接，則并聯(lián)支路a＝1，相電勢(shì)E=pEq，相電流I＝Ic。每相功率P＝EI＝pEqIc。根據(jù)相間120°電角差可安排b相繞組的槽位置為5-11-6-12和17-23-18-24；c相繞組的槽位置為9-15-10-16和21-3-22-4。完成三相繞組布置。

（4）連三相繞組（△接法或者Y接法）：將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組。鏈?zhǔn)嚼@組適用于q=2，p＞1的小型異步電機(jī)。例如m＝3，p＝2，Z=24，q＝2，α=30°2、三相單層鏈?zhǔn)嚼@組合理改變每相8個(gè)線圈邊的連接法，可得到鏈?zhǔn)?、交叉式、同心式三種不同繞組.127813141920NISIτNISIτa相：2-7-13-8-14-19-20-1b相：6-11-17-12-18-23-5-24c相：10-15-21-16-22-3-9-4鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)元件都是短距。從相電勢(shì)和磁勢(shì)角度看——具有整距性質(zhì)3、交叉式繞組交叉式繞組適用于q＝3的小型異步電機(jī)。例如：m＝3，p=2，q＝3，則定子槽數(shù)Z=2pmq=2*2*3*3＝36，槽距角α=p*360/Z=20°屬于a相的元件有1、2、3、10、ll、12、19、20、21、28、29、30共12個(gè)元件邊y=8y=712310111219兩個(gè)大圈一個(gè)小圈2—10，3—11相連，是節(jié)距為8的（大）線圈12—19相連，節(jié)距為7的（?。┚€圈20—28，21—29相連，節(jié)距為8的大線圈30—1相連，節(jié)距為7的小線圈。依次二大一小交叉布置為交叉式繞組，交叉式繞組可看成鏈?zhǔn)嚼@組中的q=3，無(wú)法均分為兩半，只能一邊為1，另一邊為2，節(jié)距也不同。b相和c相的連接規(guī)律與a相完全一樣，α=20°，相間相差6個(gè)槽。如第2槽為a相首端，則b相首端是第8槽，c相首端是第14槽。屬于a相的有8個(gè)元件邊，把1與12相連構(gòu)成一個(gè)大線圈，2與11相連構(gòu)成一個(gè)小線圈。這一大一小組成一個(gè)同心式線圈組。13與24相連，14與23相連組成另一同心式線圈組。然后把兩個(gè)線圈組反向串聯(lián)，以保證電勢(shì)相加.3、同心式繞組對(duì)于p＝l的小型三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)，每極每槽數(shù)q較大，采用同心式繞組嵌線.例如：m＝3，p=1，q＝4。則定子槽數(shù)Z=2mpq＝2*3*l*4＝24，槽距角α＝15°111213142324ax大圈在外，小圈在內(nèi)在外形上有多種繞組型式：元件節(jié)距可以整距、短矩或長(zhǎng)短，合理選用繞組型式，可以節(jié)省銅線，簡(jiǎn)化工藝。分析相電勢(shì)：采用槽電勢(shì)星形圖。繞組型式不同只不過(guò)是元件構(gòu)成方式不同、導(dǎo)體連接先后次序不同，而構(gòu)成繞組的導(dǎo)體所占的槽號(hào)是相同的，都在屬兩個(gè)相差180°電角度的相帶內(nèi)，三相單層繞組的節(jié)距因數(shù)均為1，具有整距繞組性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：繞組因數(shù)中只有分布因數(shù)，基波繞組因數(shù)較高，無(wú)層間絕緣，槽利用率高。缺點(diǎn)：對(duì)削弱高次諧波不利，無(wú)法改善電勢(shì)波形和磁勢(shì)波形，漏電抗較大。使用：一般用于10kW以下小功率電機(jī)。（功率較大或?qū)Σㄐ我筝^高的電機(jī)，通常采用雙層繞組。）三相單層繞組小結(jié)由于有效邊可以重疊，故節(jié)距選擇可有整距y=Z／2P，短(長(zhǎng))距y=(Z／2P)±ε，且ε可以為小數(shù)，為電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改造帶來(lái)方便。二、三相雙層繞組（疊繞組）雙層——每槽中有兩個(gè)元件邊，分為上下兩層放置?？拷劭诘臑樯蠈?，靠近槽底部為下層。雙繞組一般為等元件繞組，每個(gè)元件均有一個(gè)邊放在上層，一個(gè)邊放在另一槽的下層，相隔距離取決于節(jié)距。線圈數(shù)=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（1）分極分相:

將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向；將每個(gè)極域的槽數(shù)按三相均勻分開(kāi)?？臻g錯(cuò)開(kāi)120電角度。（2）連線圈和線圈組（電勢(shì)相加原則

）：根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈（上層邊與下層邊合一個(gè)線圈）以上層邊所在槽號(hào)標(biāo)記線圈編號(hào)。將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈。將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組。（3）連相繞組：將屬于同一相的2p個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。串聯(lián)或并聯(lián)。按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。（4）連三相繞組

將三個(gè)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

極對(duì)相帶ac’ba’cb’第一極對(duì)1，23，45，67，89，1011，12第二極對(duì)13，1415，1617，1819，2021，2223，24例：Z=24，2p=4，m=3，則每極每相槽數(shù)q＝2，槽距角α＝30°，分別用整距和短距布置繞組。整矩繞組：跨距y＝τ＝6，每個(gè)元件的上層邊與下層邊相距6個(gè)槽。例如第l槽的上層邊應(yīng)與第7槽的下層邊接成一個(gè)元件。同理2-8’，3-9’，4-10’，...相連，共計(jì)有24個(gè)元件。

“′”為下元件邊，用虛線表示，整距a相8個(gè)元件分成4個(gè)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、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。整距繞組當(dāng)磁場(chǎng)切割繞組時(shí)，該四個(gè)元件組的電勢(shì)大小相等，I、Ⅲ組電勢(shì)時(shí)間上同相，Ⅱ、IV組電勢(shì)與I、Ⅲ組電勢(shì)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(dāng)通以電流形成4極磁場(chǎng)。y=(24/4)-1=5（槽）短距，a相的4個(gè)元件組，分別是l-6'-2-7'，7-12'-8-13'，13-18'-14-19'，19-24'-20-l'三相雙層疊繞組是交流電機(jī)最常用的一種繞組形式，方便地設(shè)計(jì)短距。接線中常用三相雙層疊繞組接線圖。短距繞組短距時(shí)，在某些槽中，其上層元件邊與下層元件邊可能不屬一相，在這些槽中，上層與下層之間有較大電位差，應(yīng)加強(qiáng)層間絕緣。短距時(shí)，同一相的上、下層導(dǎo)體錯(cuò)開(kāi)了一個(gè)距離，用短距角β表示，表示一個(gè)元件的上層導(dǎo)體電勢(shì)和下層導(dǎo)體電勢(shì)的相位差是180°-β電角度，合成電勢(shì)時(shí)應(yīng)計(jì)及節(jié)距因數(shù)kp。習(xí)題7-2有一三相電機(jī)，Z=36，2P=4，，a=1，雙層疊繞組，試畫出繞組展開(kāi)圖。解:(1)（2）三相雙層繞組槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)星形圖Z=362P=4q=3A↓B↓CX↓Y↓Z相帶槽號(hào)極

對(duì)ABCXYZ1,2,310,11,1211,12,132,3,47,8,916,17,188,9,1017,18,1913,14,154,5,614,15,165,6,719,20,2128,29,3025,26,2734,35,3623,24,2532,33,34第一對(duì)極下（1槽~18槽）第二對(duì)極下（19槽~36槽）各個(gè)相帶的槽號(hào)分布

20,21,2229,30,3122,23,2431,32,3326,27,2835,36,11357911131517192123252729313335123101112282930192021NSSN三相雙層疊繞組的A繞組的展開(kāi)圖AXBYCZABC相繞組線圈的連接圖（a=1）AX18′29′310′1017′1118′1219′1926′2027′2128′2835′2936′301′BY714′815′916′1623′1724′1825′2532′2633′2734′345′356′367′CZ1320′1421′1522′2229′2330′2431′3138′3239′334′411′512′613′元件電勢(shì)（交流線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）元件組電勢(shì)（交流線圈組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）繞組相電勢(shì)：1．單層繞組；2．雙層繞組§7-3繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)NNSSΩ1.感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的波形t=0,元件匝鏈一個(gè)磁極的全部磁通以同步電機(jī)為例以同步電機(jī)為例，氣隙磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極，線圈中的電勢(shì)便經(jīng)歷一個(gè)周期。電勢(shì)的頻率用每秒轉(zhuǎn)過(guò)的磁極對(duì)數(shù)表示。極對(duì)數(shù)p，轉(zhuǎn)速n(r/min)，則頻率2.感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的頻率3.感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的大小一、交流線圈的感應(yīng)電勢(shì)β=180°×(τ-y)／τ二、交流線圈組的電勢(shì)：ｑ個(gè)線圈在定子空間上層邊（或下層邊）相距的槽數(shù)換算成電角如當(dāng)ｑ＝3時(shí)，一個(gè)極下線圈組合成電動(dòng)勢(shì)為二、交流線圈組的電勢(shì)：三、相繞組的電勢(shì)考慮短距和分布的一般情況，每相繞組的電勢(shì)為例7-1三相交流電機(jī)，每極下9槽，每相繞組以三種方式構(gòu)成：①每極每相連續(xù)占9槽；②每極每相占6槽；③每極每相占3槽。計(jì)算分布系數(shù)Kd。結(jié)論：為了提高定子空間的利用率分布繞組是必要的選擇，本例的分布只有3種選擇，顯然相帶（每極下每相所占的角）qα小，其分布系數(shù)kd較大。一般三相交流電機(jī)繞組相帶選qα=600居多。高次諧波電勢(shì)對(duì)電勢(shì)大小影響較小主要影響電勢(shì)的波形在基波電勢(shì)上疊加有高次諧波電勢(shì)使波形變壞, 引起發(fā)電機(jī)損耗增加，溫升增高、效率降低。在輸電線路上，諧波電勢(shì)產(chǎn)生高頻干擾，使輸電線路時(shí)近的通信設(shè)備不能正常工作。輸電線路自身有電感和電容，在某一高頻條件下，將產(chǎn)生自激振蕩而產(chǎn)生過(guò)電壓。在異步電機(jī)中產(chǎn)生有害的附加轉(zhuǎn)矩和損耗§7-4諧波電勢(shì)及削弱方法電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)不完全按正弦分布，如凸極同步機(jī)，隙磁密空間分布為一平頂波，可分解為正弦基波和高次諧波，由于電勢(shì)波原點(diǎn)對(duì)稱，為奇諧波函數(shù)，故只有1、3、5…奇次波。其中ν次諧波電勢(shì)為：1NNNSSSSSSSSNNNNN例7-2三相四極交流電機(jī)，Z=24，計(jì)算基波和5次諧波的繞組因數(shù)kN1和kN5。分布繞組提高定子空間的利用，選擇短距繞組能對(duì)某次諧波電勢(shì)有強(qiáng)的削弱作用。消除和減小高次諧波電勢(shì)的方法從諧波性質(zhì)：當(dāng)接成星形連接時(shí)，在線電勢(shì)中不可能出現(xiàn)3次及其3的倍數(shù)次諧波電勢(shì)。從磁場(chǎng)角度：使氣隙磁場(chǎng)接近正弦分布，如采用適當(dāng)?shù)臉O靴寬度和不均勻的氣隙長(zhǎng)度(磁極中心氣隙較小，磁極邊緣的氣隙較大)、勵(lì)磁繞組的分布范圍從繞組方面：采用短距、分布繞組，p103-104。如要消除v次諧波，應(yīng)使：P106：6-1，

6-2，6-3通常線電勢(shì)主要是5次和7次，短距角取：小結(jié)交流繞組的組成原則——獲得較大的基波電勢(shì)，盡量減少諧波電勢(shì)，且保持三相電勢(shì)對(duì)稱，同時(shí)考慮節(jié)約銅線和具有良好的工藝性。分析繞組的基本方法——槽導(dǎo)體電勢(shì)星形圖，通過(guò)槽電勢(shì)相量的分析可以了解三相繞組的形成和特性。交流繞組的型式很多，應(yīng)該掌握幾種常用三相單層、雙層繞組的構(gòu)成方式和特點(diǎn)。通常小功率電機(jī)多采用單層繞組，功率較大的多為雙層短距繞組，以削弱高次諧波、改善電勢(shì)和磁勢(shì)波形。思考題6-3為什么單層繞組采用短距（y<）只是外形上的短距，實(shí)際上仍是整距性質(zhì)7-4改變每相繞組元件組的連接方式，即串并聯(lián)數(shù)，相電勢(shì)有何變化，電機(jī)功率如何變化？7-6為什么交流電機(jī)常采用分布和短距繞組？繞組電勢(shì)的計(jì)算公式與變壓器線圈電勢(shì)的相類似。由于繞組型式不同，相電勢(shì)計(jì)算時(shí)必須考慮分布因數(shù)和節(jié)距因數(shù)。由于氣隙磁場(chǎng)并不完全按正弦規(guī)律分布，存在諧波電勢(shì)，對(duì)電機(jī)運(yùn)行不利。第八章交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)假設(shè)：繞組中的電流隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，不考慮高次諧波電流；槽內(nèi)電流集中在槽中心處；定、轉(zhuǎn)子間氣隙均勻，不考慮由于齒槽引起的氣隙磁阻變化，即氣隙磁阻是常數(shù)；鐵芯不飽和，忽略定、轉(zhuǎn)子鐵芯的磁壓降。研究?jī)?nèi)容：?jiǎn)蜗嗬@組的磁勢(shì)；對(duì)稱三相電流流過(guò)對(duì)稱三相繞組的基波磁勢(shì)；不對(duì)稱三相電流流過(guò)對(duì)稱三相繞組的基波磁勢(shì)；磁勢(shì)的高次諧波分量。而當(dāng)電機(jī)繞組中有電流通過(guò)，在電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)磁路由鐵芯和空氣隙構(gòu)成。與空氣隙相比，在鐵芯磁路消耗的磁勢(shì)遠(yuǎn)小于氣隙磁勢(shì)，故所謂繞組磁勢(shì)就是氣隙磁勢(shì)。流經(jīng)異步電機(jī)定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組的電流以及同步電機(jī)定子繞組的電流是交流電流，磁勢(shì)不僅是空間函數(shù)，且是時(shí)間函數(shù)，因此需研究磁勢(shì)空間和時(shí)間的分布規(guī)律。如三相異步電動(dòng)機(jī)，其定子三相繞組流入交流電，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與交流電的參數(shù)、繞組的構(gòu)成之間的關(guān)系密切，現(xiàn)分析如下：§8-1概述設(shè)線圈為NC匝，電流為iC，則產(chǎn)生磁勢(shì)為：fC=NCiC.該磁勢(shì)作用于兩個(gè)氣隙，氣隙磁勢(shì)則為f=NCiC

/2?！?-2單相交流繞組的磁勢(shì)線圈磁動(dòng)勢(shì)→線圈組磁動(dòng)勢(shì)→單相繞組磁動(dòng)勢(shì).一、線圈磁動(dòng)勢(shì)即氣隙磁勢(shì)幅值隨電流的正弦變化而變化（為矩形脈振波）：N極下磁密與S極下磁密對(duì)稱二、線圈組的磁勢(shì)1、單層整距分布繞組的磁勢(shì)q個(gè)線圈在空間相距α電角，當(dāng)流過(guò)相同電流，產(chǎn)生q個(gè)高度相等的矩形磁勢(shì)波，但在空間相距α電角。將q個(gè)波逐點(diǎn)相加，空間磁勢(shì)為一階梯波。將每個(gè)線圈的正弦基波迭加便得到極距下分布繞組的基波磁勢(shì)波形。把每個(gè)矩形波分別進(jìn)行分解，都含有基波分量和一系列高次諧波分量由向量圖可以看出：與旋轉(zhuǎn)電勢(shì)的合成相同，q個(gè)線圈磁勢(shì)幅值的合成可引入分布系數(shù)Kd1表示除分布的影響，其每個(gè)線圈的上下層邊在極下空間的基波磁勢(shì)，相距短距角β。2、雙層短距分布繞組的磁動(dòng)勢(shì)雙層繞組：每對(duì)極有兩個(gè)元件組，把兩個(gè)元件組的磁勢(shì)疊加，便得到雙層繞組的磁勢(shì)。雙層繞組通常是短矩繞組，從產(chǎn)生磁場(chǎng)的觀點(diǎn)來(lái)看，磁勢(shì)只決定于槽內(nèi)導(dǎo)體電流的大小和方向，與元件的組成次序無(wú)關(guān)。把實(shí)際的短距繞組所產(chǎn)生的磁勢(shì)，等效地看成由上、下層整距繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)之和。在分析磁場(chǎng)分布式時(shí)，雙層繞組可以等效為兩個(gè)整距單層繞組兩個(gè)等效單層繞組在空間分布上錯(cuò)開(kāi)一定的角度，這個(gè)角度等于短距角相當(dāng)于單層繞組的分布情況之間相差電角度也相當(dāng)于分布雙層短矩分布繞組磁勢(shì)的基波振幅：v次諧波振幅：其中基波磁勢(shì)幅值隨時(shí)間正弦變化，且幅值始終作用于磁極中心線（x=90°）極下按正弦分布的脈動(dòng)波。三、單相繞組的磁勢(shì)（第對(duì)極磁勢(shì)）單相分布繞組磁動(dòng)勢(shì)-階梯形分布-幅值隨時(shí)間正弦規(guī)律變化-節(jié)點(diǎn)和振幅位置不變；諧波次數(shù)高，幅值越小,要消除磁勢(shì)諧波，同電勢(shì)一樣；基波與各次諧波有相同的脈動(dòng)頻率，取決電流；繞組極對(duì)數(shù)為基波極對(duì)數(shù)，v次諧波極對(duì)數(shù)為pv=vp；基波磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式：脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)是駐波，軸線空間固定，振幅隨著電流交變而在正負(fù)幅值間變化。三、單相繞組的磁勢(shì)單相脈振磁勢(shì)小結(jié)----一個(gè)線圈的磁動(dòng)勢(shì)單相脈振磁勢(shì)小結(jié)----每對(duì)極的磁動(dòng)勢(shì)電勢(shì)：導(dǎo)體（2.22NcfΦm）→線圈（4.44kpNcfΦm）→線圈組（4.44qkdkpNcfΦm）→一相繞組（4.44kNNfΦm）,其中：N=pqs/a

磁勢(shì)：線圈（Fc1=0.9NcIc）→線圈組（0.9kdqNcIc）→雙層（0.9kdkp2qNcIc）→一相繞組（Fm1=0.9kdkp2qNcIc）強(qiáng)調(diào)：電勢(shì)可以合并，有串聯(lián)或并聯(lián)磁勢(shì)是時(shí)間函數(shù)，呈空間分布，各對(duì)磁極分別有各自的磁路，不能合并不同空間的各對(duì)磁極的磁勢(shì)。一、圖解分析§8-3對(duì)稱三相電流在對(duì)稱三相繞組的基波磁場(chǎng)兩極磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)思考：磁極的轉(zhuǎn)向？——超前相轉(zhuǎn)向滯后相：A→B→C若將任兩相對(duì)換，結(jié)果如何？——轉(zhuǎn)向也反。四極磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)對(duì)于分量1，當(dāng)cos(ωt-x)=1時(shí)，有x=ωt，幅值Fm1／2隨時(shí)間在位置空間沿x運(yùn)動(dòng)，且空間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度和時(shí)間角速度相等為ω，∴為正向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；對(duì)于分量2，當(dāng)cos(ωt+x-π)=-1時(shí)，有x=-ωt，F(xiàn)m1／2以-ω角速度相對(duì)分量1反向旋轉(zhuǎn)，∴為負(fù)向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)?！嘁粋€(gè)單相的脈掁磁場(chǎng)，可以分解為幅值減半（Fm1／2

），角速度相等旋轉(zhuǎn)方向相反的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。1：f+2:f-1.單相脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)分解為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)二、數(shù)學(xué)分析（解析法）脈動(dòng)磁場(chǎng)的分解④④⑥⑥⑧⑧f②②f-f+③③⑦⑦⑨⑨⑤⑤①①f+f-fx2.三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流由三角函數(shù)公式三相對(duì)稱電流在三相對(duì)稱繞組中產(chǎn)生的基波磁勢(shì)幅值F