交流繞組及其電動勢和磁動勢ppt

關于交流繞組及其電動勢和磁動勢ppt第1頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.1交流繞組的構(gòu)成原則和分類一、構(gòu)成原則

1.合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近正弦形（基波、諧波）2.三相繞組對稱（節(jié)距、匝數(shù)、線徑相同、空間互差電角度）（即保證各相電動勢磁動勢對稱，電阻電抗相同）3.銅耗減小，用銅量減少。4.絕緣可靠、機械強度高、散熱條件好、制造方便第2頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三二、交流繞組的分類按相數(shù)分為：單相、三相、多相按槽內(nèi)層數(shù)分為：單層（同心式、鏈式、交叉式）、雙層（疊繞組、波繞組）、單雙層每極每相槽數(shù)q：整數(shù)槽、分數(shù)槽三、基本概念1.極距τ：2.線圈節(jié)距y：整距y=τ；短距y<τ。3.槽距角α（電角度）：第3頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.每極每相槽數(shù)q:

5.電角度=p×360°/p×機械角度計量電磁關系的角度稱為電角度（電氣角度）。電機圓周在幾何上占有角度為360°，稱為機械角度。而從電磁方面看，一對磁極占有空間電角度為360°。一般而言，對于p對極電機，電角度=p機械角度。6.并聯(lián)支路數(shù)a第4頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三7.相帶：60度相帶——將一個磁極分成m份，每份所占電角度

120度相帶——將一對磁極分成m份，每份所占電角度8.極相組——將一個磁極下屬于同一相（即一個相帶）的q個線圈，按照一定方式串聯(lián)成一組，稱為極相組（又稱為線圈組）。9.線圈組數(shù)=線圈個數(shù)/q第5頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三相距360度電角度，導體電勢時間上同相位

分析工具：槽導體電勢星形圖

把電樞上各槽內(nèi)導體按正弦規(guī)律變化的電勢分別用矢量表示，構(gòu)成一輻射星形圖第8頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.2三相雙層繞組一、特點：⑴每個槽內(nèi)放置上下兩個線圈邊⑵線圈個數(shù)等于槽數(shù)Q1（定子）⑶線圈組個數(shù)=Q1/q⑷每相線圈組數(shù)第9頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三⑸每個線圈匝數(shù)為=每槽導體數(shù)/2⑹每個線圈組的匝數(shù)為*q⑺每相串聯(lián)匝數(shù)N（即每極每條支路的匝數(shù)）第10頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三二、優(yōu)點：⑴可采用短距，改善電動勢、磁動勢的波形⑵線圈尺寸相同，便于繞制⑶端部排列整齊，利于散熱機械強度高三、分類⑴疊繞組——相鄰兩個串聯(lián)繞組中，后一個繞組疊加在前一個線圈上⑵波繞組——兩個相連接的線圈成波浪式前進第11頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三三相雙層繞組雙層——每槽中有兩個元件邊，分為上下兩層放置。靠近槽口的為上層，靠近槽底部為下層。每個元件均有一個邊放在上層，一個邊放在另一槽的下層，相隔距離取決于節(jié)距。元件的總數(shù)等于槽數(shù)，每相元件數(shù)即為槽數(shù)的三分之一。第12頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三構(gòu)造方法和步驟（舉例：Z1=24,2p=4,整距,m=3)分極分相:

將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開（N,S極相鄰分布）并標記假設的感應電勢方向；將每個極域的槽數(shù)按三相均勻分開。三相在空間錯開120電角度。連線圈和線圈組：根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈（上層邊與下層邊合一個線圈）以上層邊所在槽號標記線圈編號。將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個圈邊連成一個線圈（共有q個線圈，為什么？）將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個線圈連成一個線圈組（共有多少個線圈組？）以上連接應符合電勢相加原則連相繞組：將屬于同一相的2p個線圈組連成一相繞組，并標記首尾端。串聯(lián)與并聯(lián)，電勢相加原則。按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。連三相繞組

將三個構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組△接法或者Y接法第13頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三例：設相數(shù)m＝3，極數(shù)2p＝4，槽數(shù)Z＝24，則每極每相槽數(shù)q＝2，槽距角a＝30°步驟：繪槽電勢星形圖分相——使各相電勢最大，且三相電勢對稱繪繞組元件平面展開圖首先畫出等距離的24根平行線段以表示槽號——表示各元件的上層邊。在實線近旁畫出虛線以表示下層元件邊。把各槽按順序編號，取槽號作為上層邊的代號，取槽號加注上標'作為下層邊代號。第14頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三整矩繞組：跨距y＝τ＝6，每個元件的上層邊與下層邊相距6個槽。例如第l槽的上層邊應與第7槽的下層邊接成一個元件。同理2-8’，3-9’，4-10’，...相連，共計有24個元件。a相8個元件分成4個元件組，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。第15頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三當磁場切割繞組時，該四個元件組的電勢大小相等，I、Ⅲ組電勢時間上同相，Ⅱ、IV組電勢與I、Ⅲ組電勢反相。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，當通以電流形成4極磁場。第16頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三短距繞組取y＝5，每個元件跨5個槽，a相的4個元件組，分別是l-6'-2-7'，7-12'-8-13'，13-18'-14-19'，19-24'-20-l'第17頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.3三相單層繞組一、特點：⑴每個槽內(nèi)只有一個線圈邊⑵線圈個數(shù)等于Q1/2⑶線圈組個數(shù)=Q1/2q⑷每相線圈組的個數(shù)=p（60°相帶時）⑸每個線圈匝數(shù)Nc=每槽導體數(shù)⑹每個線圈組的匝數(shù)qNc⑺每相串聯(lián)匝數(shù)N=每相總的串聯(lián)匝數(shù)/a=pqNc/a=定子總導體數(shù)/2ma（即每條支路的匝數(shù)）第18頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三二、優(yōu)點：⑴嵌線方便⑵槽的利用率高⑶不能做成短距（電氣性能）波形差三、分類⑴同心式繞組——由不同節(jié)距的同心線圈組成⑵鏈式繞組——由相同節(jié)距的同心線圈組成⑶采用不等距的線圈組成，節(jié)省銅線第19頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.4正弦磁場下交流繞組的感應電動勢一、一根導體的電動勢1.電動勢頻率：2.電動勢波形：由e=BLV可知，由氣隙磁密沿氣隙分布的波形決定；3.基波電動勢大?。菏街校簽槊總€磁極基波電動勢的大小。第20頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三二、線匝電動勢及短矩系數(shù)，短矩系數(shù)：三、線圈電動勢設線圈為Nc匝數(shù)，則有：第21頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三四、線圈組電動勢及分布系數(shù)

q個線圈組成，集中繞組：分布繞組：分布系數(shù)：繞組系數(shù)：第22頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三五、相電動勢和線電動勢設一相繞組的串聯(lián)匝數(shù)為N（即一條支路的串聯(lián)匝數(shù)）則一相的感應電動勢對于單層繞組，因為每相有p個線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù)對于雙層繞組，因為每相有2p個線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù)

式中:a為并聯(lián)支路數(shù)第23頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三若已知定子槽數(shù)為，每槽導體數(shù)為Z，則電機總導體數(shù)為，電機總匝數(shù)為每相全部線圈串聯(lián)匝數(shù)為，每相支路串聯(lián)匝數(shù)N=

線電動勢星接時

角接時若已知定子槽數(shù)為，每槽導體數(shù)為Z，則電機總導體數(shù)為，電機總匝數(shù)為每相全部線圈串聯(lián)匝數(shù)為，每相支路串聯(lián)匝數(shù)N=

線電動勢星接時

角接時第24頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.5感應電動勢中的高次諧波×因為磁場波形相對于磁極中心線左右對稱，所以諧波磁場中無偶次諧波（見P114圖4-14），故γ=3，5，7，9，11……一、高次諧波電動勢諧波電動勢⑴諧波磁場的極對數(shù)：pγ=γpp——激波磁場的極對數(shù)⑵諧波磁場的極距：τγ=τ/γτ——激波磁場的極距⑶諧波磁場的槽距角：dγ=γd

第25頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三⑷諧波磁場的轉(zhuǎn)速：nr=ns主磁極的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）⑸諧波感應電動勢的頻率：fv=pv*nv/60=vpns/60=vf1⑹諧波感應電動勢的節(jié)距因數(shù)kpv⑺諧波感應電動勢的分布因數(shù)kdv⑻諧波感應電動勢的繞組因數(shù)kwv=kpvkdv⑼諧波電動勢（相值）

EΦv=4.44fυNRwrΦr第26頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三2、齒諧波電動勢⑴齒諧波——諧波次數(shù)v與一對極下的齒數(shù)Q1/p具有特定關系的諧波即v=Q1/p±1=2mq±1的諧波⑵齒諧波的特點

kWV（V=2mq±1）=kW13、諧波的相電動勢和線電動勢EΦ=ELEL中三次及3的倍數(shù)次諧波。因為3k次諧波電動勢同相位、幅值相同，所以星接時線電動勢為零角接時產(chǎn)生環(huán)流，環(huán)流產(chǎn)生的壓降恰好被抵消。第27頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.諧波的弊害⑴使電動勢波形變壞，發(fā)電機本身能耗增加，η↑，從而影響用電設備的運行性能⑵干擾臨近的通訊線路第28頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三二、消除諧波電動勢的方法因為EΦv=4.44fυNRwvΦv所以通過減小KWr或Φr可降低EΦr1.采用短距繞組2.采用分布繞組，降低。3.改善主磁場分布4.斜曹或斜極第29頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.6通有正弦交流電時單相繞組的磁動勢一、.整距集中繞組的磁動勢設氣隙均勻，通以正弦交流電流，

Nc匝，則每個氣隙上的磁動勢為：第30頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三結(jié)論：①波形：矩形波；②脈動磁動勢：空間位置固定、幅值大小和方向隨時間而變化的磁動勢。③分解：其中：用電角度表示的空間距離。④基波磁動勢的幅值：第31頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三第32頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三第33頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三第34頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三第35頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三⑤ν次諧波磁勢的幅值：⑥基波磁動勢的性質(zhì)：按正弦規(guī)律變化的脈動磁動勢。二、分布繞組的磁勢1.整距分布繞組的磁勢（q個）2.雙層短矩分布繞組的基波磁動勢第36頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三三、單相繞組的磁動勢相電流為Iφ、每相串聯(lián)匝數(shù)N、繞組并聯(lián)支路數(shù)a、則單相磁動勢為：第37頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三單相脈動磁動勢的分解結(jié)論：兩個磁動勢的性質(zhì)：①圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢；②幅值為單相磁動勢幅值的一半；③轉(zhuǎn)速：第38頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4.7通有對稱的三相電流時三相繞組的磁動勢1.圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢①數(shù)學法分解后相加的三相合成磁