電機(jī)學(xué)課件熊永前ch4_2

1、電機(jī)學(xué)Electric Machinery（第4章交流繞組電動(dòng)勢(shì)）華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院熊永前2006.5Y.Q.Xiong 2006-5電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)4.2交流繞組電動(dòng)勢(shì)基波電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)線圈電動(dòng)勢(shì)與短距系數(shù) 線圈組電動(dòng)勢(shì)與分布系數(shù)相電動(dòng)勢(shì)與繞組系數(shù)諧波電動(dòng)勢(shì)及其削弱方法氣隙磁場(chǎng)諧波分量諧波電動(dòng)勢(shì)削弱諧波電動(dòng)勢(shì)方法Y.Q.Xiong 2006-5電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)線圈線圈組電動(dòng)勢(shì)支路電動(dòng)勢(shì)相電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)Y.Q.Xiong 2006-53電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)一、基波電動(dòng)勢(shì)1.導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)p 對(duì)極電機(jī)， 氣隙磁場(chǎng)空間分布為p個(gè)

2、正弦波的磁場(chǎng)稱為基波磁場(chǎng)，基波磁場(chǎng)在繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)為基波電動(dòng)勢(shì)。=f= 2.22 fE當(dāng)p對(duì)極的正弦分布磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)速n1 切割導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正弦波，其有效值為c1112pn1f=為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率601為基波磁場(chǎng)每極磁通量Y.Q.Xiong 2006-54電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)2.線圈電動(dòng)勢(shì)與短距系數(shù)短距系數(shù)ky11對(duì)于整距線圈ky1=1= 2(N E) sin( y1 ) = 2(N EE)ky1cc1t2cc1y1Y.Q.Xiong 2006-55電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)k= sin( y1 )y1t23.線圈組電動(dòng)勢(shì)與分布系數(shù)sin qa1E=

3、 qE 2= qEkq sin a1q1y1y1q12分布系數(shù) kq11對(duì)于集中繞組（q=1）kq1=1Y.Q.Xiong 2006-56電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)sin qa1 k = 2 q1aq sin124.相電動(dòng)勢(shì)與繞組系數(shù)相電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)支路的支路電動(dòng)勢(shì)。每條支路所串聯(lián)的各線圈組的電動(dòng)勢(shì)都是同大小、同相 位，可以直接相加。對(duì)于單層繞組，每相有p個(gè)線圈組，每條支路有p/a個(gè)線 圈組；對(duì)于雙層繞組，每相有2p個(gè)線圈組，每條支路有2p/a個(gè)線圈組。基波相電動(dòng)勢(shì)有效值E1為 p EpqNc= 4.44 fkk(單層繞組)= aq1y1q11aE 2 pf12 pqN= 4.44

4、 f caEq1ky1kq11(雙層繞組)aY.Q.Xiong 2006-57電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)相繞組串聯(lián)匝數(shù)相電動(dòng)勢(shì)統(tǒng)一計(jì)算式Y(jié).Q.Xiong 2006-58電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)Ef1 = 4.44 fNkN11 pqNc(單層繞組)N = a 2 pqN c(雙層繞組)akN 1 = ky1kq1繞組系數(shù)例 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，定子槽數(shù)Z=36，極數(shù)2p=2，采用雙層疊繞，節(jié)距y1=14，每槽2根導(dǎo)體，并聯(lián)支路數(shù)a=1，頻率為50Hz。每極磁通量1=2.63Wb。試求：(1)導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)Ec1；(2)線圈電動(dòng)勢(shì)Ey1；(3) 線圈組電動(dòng)勢(shì)q1；(4) 相電

5、勢(shì)E1。Z36解極距t =槽= 18槽2 12 pp 360 = 1 360 = 10槽距電角a=1Z=36= 6Z36每極每相槽數(shù)q =2 3 12mp= 每槽導(dǎo)體數(shù) = 2 = 1線圈匝數(shù)Nc22N = 2 pqNc = 2 1 6 1 = 12每相串聯(lián)匝數(shù)a1Y.Q.Xiong 2006-59電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)k= sin( y1 ) = sin(14 ) = 0.9397短距系數(shù)t2y1182sin qa1sin 6 10= 2= 2= 0.9561kq1分布系數(shù)q sin a16 sin 102kN1 = ky1kq12= 0.9397 0.9561 = 0.89

6、84繞組系數(shù)(1) Ec1=2.22f1=2.22502.63 V291.9 V(2) Ey1=4.44Ncky1f1=4.4410.9397502.63V=548.7V(3) Eq1=4.44qNckN1f1=4.44610.8984502.63=3147 V (4) E1=4.44NkN1f1=4.44120.8984502.63 V=6294 VY.Q.Xiong 2006-510電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)二、諧波電動(dòng)勢(shì)及其削弱方法1.氣隙磁場(chǎng)諧波分量氣隙磁場(chǎng)空間分布非正旋，分解為基波和一系列諧波。主磁極產(chǎn)生的諧波磁場(chǎng)性質(zhì)：n次諧波磁場(chǎng)：pn= n p極對(duì)數(shù)= tt極距nnn

7、n= n1轉(zhuǎn)速主磁極產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)波形及其分解Y.Q.Xiong 2006-511電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)2.諧波電動(dòng)勢(shì)次諧波磁場(chǎng)在定子繞組中感應(yīng)的次諧波電動(dòng)勢(shì)頻率次諧波電動(dòng)勢(shì)有效值= npn1pn nn= n ff=n6060sin qna1y1)2= sin(n= kkkkkq sinna1ynqnNnynqnt22當(dāng)算出基波和各次諧波電動(dòng)勢(shì)的有效值后，可得出相電動(dòng)勢(shì)的有效值為Y.Q.Xiong 2006-512電機(jī)學(xué)第4章 交流繞組的基本理論電動(dòng)勢(shì)Ef=E 2+ E 2+ E 2+ E 2.f1f 3f 5f 7Efn=2NkNn fn n= 4.44Nk Nn fn n3.削弱諧波電動(dòng)勢(shì)方法使氣隙中磁場(chǎng)分布盡可能接近正弦波。采用對(duì)稱的三相繞組，消除線電動(dòng)勢(shì)中3及3的倍數(shù)次諧波E=+ E 2+ E 2 .E 23(星形聯(lián)接)f1f 5f 7lE=+ E 2+ E 2 .E 2(三角形聯(lián)接)f1f 5f