知識(shí)資料第二十七章感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（一）（新版）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)第27章感應(yīng)電動(dòng)機(jī)27.1.3交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)（1）因?yàn)楦鲗?duì)極下的磁動(dòng)勢(shì)和磁阻組成一個(gè)對(duì)稱的分支磁路，所以一相繞組的磁動(dòng)勢(shì)就等于一個(gè)極相組的磁動(dòng)勢(shì)，即，其坐標(biāo)原點(diǎn)位于相繞組的軸線處。上式表明，單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)在空間隨θs按余弦邏輯分布，其幅值正比于每極下每相的有效串聯(lián)匝數(shù)Nkw1/2p和電流iΦ。若繞組中的電流隨時(shí)光作余弦變化，有式中，F(xiàn)Φ1——單相繞組產(chǎn)生基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值，上式表明單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)在空間隨θs角按余弦邏輯分布，在時(shí)光上隨ωt按余弦邏輯脈振；這種從空間上看軸線為固定不動(dòng)，從時(shí)光上看其大小不斷地隨電流的交變而在正、負(fù)幅值之間脈振的磁動(dòng)勢(shì)（磁場(chǎng)），稱為脈振磁動(dòng)勢(shì)（磁場(chǎng)），脈振磁動(dòng)勢(shì)的脈振頻率取決于電流的頻率。從物理上看，脈振磁動(dòng)勢(shì)屬于駐波，強(qiáng)調(diào)指出，磁動(dòng)勢(shì)的空間分布邏輯應(yīng)與隨時(shí)光而變化的邏輯區(qū)別清晰。空間分布用以電角度計(jì)的空間位置角θs的函數(shù)表達(dá)，隨時(shí)光變化的邏輯用時(shí)光t的函數(shù)表達(dá)，單相繞組的諧波磁動(dòng)勢(shì)按照傅氏級(jí)數(shù)可知，線圈所產(chǎn)生矩形磁動(dòng)勢(shì)波中還可分解出一系列高次（奇次）諧波磁動(dòng)勢(shì)，其中ν次諧波分量為圖4－28不同眨眼時(shí)單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)圖4－28不同眨眼時(shí)單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)按照與基波磁動(dòng)勢(shì)同樣的主意，把q個(gè)線圈以及雙層繞組上、下層線圈所產(chǎn)生的諧波磁動(dòng)勢(shì)疊加，可得單相繞組的ν次諧波磁動(dòng)勢(shì)為式中，kwν為ν次諧波的繞組因數(shù)；θs以相繞組的軸線處作為原點(diǎn)；FΦν為ν次諧波磁動(dòng)勢(shì)的幅值，上式表明，諧波磁動(dòng)勢(shì)從空間上看，是一個(gè)按ν次諧波分布，從時(shí)光上看，按余弦邏輯脈振的脈振磁動(dòng)勢(shì)。（2）三相交流繞組磁動(dòng)勢(shì)示一臺(tái)三相交流電機(jī)的定子繞組暗示圖，圖中各相繞組用一擴(kuò)散線圈表示，虛線為各相線圈的軸線，B相繞組的軸線滯后于A相軸線120°電角度，C相軸線滯后B相軸線120°電角度。因?yàn)槿嗬@組在空間互差120°電角度，故三相基波磁動(dòng)勢(shì)在空間亦互差120°電角度，若三相繞組中通以對(duì)稱正序電流，即則各相的脈振磁動(dòng)勢(shì)在時(shí)光上亦互差120°電角度。將三個(gè)單相基波脈振磁動(dòng)勢(shì)相加，即可得到三相繞組的基波合成磁動(dòng)勢(shì)。說(shuō)明：①對(duì)稱三相繞組中同有對(duì)稱三相正序電流時(shí)，基波合成磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)正弦分布、以同步轉(zhuǎn)速向前推移的正向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波，②合成磁動(dòng)勢(shì)的幅值為單相磁動(dòng)勢(shì)幅值的3/2倍。③合成磁動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)波，其效果與直流勵(lì)磁、用機(jī)械主意拖動(dòng)的主磁極所形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)波相同④當(dāng)某相電流達(dá)到交流的最大值時(shí)，基波合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值就與該相繞組的軸線重合。⑤三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向取決于電流的相序和三相繞組在空間的羅列次序，基波合成磁動(dòng)勢(shì)總是從電流超前相繞組的軸線轉(zhuǎn)向電流之后相繞組的軸線。（6）當(dāng)ν＝3k(k=1，3，5，…)，即ν＝3，9，15，…時(shí)，這說(shuō)明對(duì)稱三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)中不存在3次及3的倍數(shù)次諧波合成磁動(dòng)勢(shì)。（7）當(dāng)ν＝6k+1(k=1，3，5，…)，即ν＝7，13，19，…時(shí)，這時(shí)合成磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)正向旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速為ns/ν，幅值為的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。（8）當(dāng)ν＝6k-1(k=1，3，5，…)，即ν＝5，11，17，…時(shí)，這時(shí)合成磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)反向旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速為ns/ν，幅值為的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。例題：有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，2p=2，n=3000轉(zhuǎn)/分，Z=60，每相串聯(lián)總匝數(shù)N=20，fN=50赫，每極氣隙基波磁通=1.505Wb，求：（1）基波電動(dòng)勢(shì)頻率、整距時(shí)基波的繞組系數(shù)和相電動(dòng)勢(shì)；（2）如要消除5次諧波，節(jié)距y應(yīng)選多大，此時(shí)的基波電動(dòng)勢(shì)為多大？解：(1)基波電動(dòng)勢(shì)頻率極距每極每相槽數(shù)槽距角整距繞組基波短距系數(shù)基波分布系數(shù)基波繞組系數(shù)基波相電動(dòng)勢(shì)(2)取基波短距系數(shù)基波相電動(dòng)勢(shì)題2．一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，2p=6，Z=36，定子雙層迭繞組，，每相串聯(lián)匝數(shù)N=72，當(dāng)通入三相對(duì)稱電流，每相電流有效值為20A時(shí)，試求基波三相合成磁動(dòng)勢(shì)的幅值和轉(zhuǎn)速？解：每極每相槽數(shù)槽距角基波短距系數(shù)基波分布系數(shù)基波繞組系數(shù)三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值安匝/極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速3．有一三相對(duì)稱交流繞組，通入下列三相交流電流：（1）（2）（3）定性分析其合成磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)（包括轉(zhuǎn)向）。答：（1）iA、iB、iC為三相對(duì)稱電流，則三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)向與相序一致（A-B-C）。（2）原三相電流正方向如圖（a）所設(shè)：

（a）（b）因iC=0,C相相當(dāng)于開(kāi)路，則A、B兩相繞組串聯(lián)，又iA=-iB，則A、B兩相電流方向如圖（b）所示。它相當(dāng)于一相繞組通入一相正弦交流電流，故其合成磁動(dòng)勢(shì)為脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)。(3)iA、iB、iC為三相不對(duì)稱電流，故合成磁動(dòng)勢(shì)為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)向?yàn)锳--C--BA。27.2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的基本知識(shí)27.2.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的用途與分類27.2.2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的基本結(jié)構(gòu)定子（靜止部分）1、定子鐵心作用：電機(jī)磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。2、定子繞組作用：是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。3、機(jī)座作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）1、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心作為電機(jī)磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。2、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個(gè)環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，囫圇繞組的形狀像一個(gè)鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動(dòng)機(jī)采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對(duì)于100KW以上的電動(dòng)機(jī)采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為：阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等特性各有不同。（2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個(gè)對(duì)稱的三相繞組，普通接成星形，三個(gè)出