交流電機課件

1、第四章第四章 交流電機繞組的磁動勢和電動勢交流電機繞組的磁動勢和電動勢4.1交流電機的工作原理交流電機的工作原理4.2 交流電機交流電機的的繞組繞組和繞組和繞組磁動勢磁動勢4.3 交流電機交流電機的的繞組繞組電電動勢動勢主要內(nèi)容：介紹交流同步電機和異步電機的工作原理；分析主要內(nèi)容：介紹交流同步電機和異步電機的工作原理；分析電樞繞組的繞制方法以及電動勢的計算方法；分析電樞繞組電樞繞組的繞制方法以及電動勢的計算方法；分析電樞繞組產(chǎn)生磁動勢的大小、波形、性質(zhì)。產(chǎn)生磁動勢的大小、波形、性質(zhì)。4.1 4.1 交流電機的工作原理交流電機的工作原理異步電機異步電機交流電機交流電機同步電動機同步電動機同步電機

2、同步電機同步發(fā)電機同步發(fā)電機異步電動機異步電動機異步發(fā)電機異步發(fā)電機：主要作為發(fā)電機，產(chǎn)生主要作為發(fā)電機，產(chǎn)生 交流電能交流電能。：用于大型而又不要求調(diào)用于大型而又不要求調(diào) 速的生產(chǎn)機械速的生產(chǎn)機械。：主要作為電動機，拖動主要作為電動機，拖動 各種生產(chǎn)機械各種生產(chǎn)機械。：用的很少用的很少。1、同步電機的基本工作原理同步電機的基本工作原理組成組成定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子鐵心（電樞鐵心）定子鐵心（電樞鐵心）定子繞組（電樞繞組）定子繞組（電樞繞組）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心主磁極主磁極永久磁鐵永久磁鐵勵磁繞組：通以直流電流勵磁繞組：通以直流電流（1）同步發(fā)電機工作原理同步發(fā)電機工作原理lvbe方向由右手定則確定方

3、向由右手定則確定導體感應電動勢的瞬時實際方向?qū)w感應電動勢的瞬時實際方向?qū)w感應電動勢的頻率：每秒電動勢變化的周期數(shù)導體感應電動勢的頻率：每秒電動勢變化的周期數(shù)hzpnf601（2）同步同步電動電動機工作原理機工作原理snn1+ +- - azxcby負載負載snn1n1n1 n1snn1 定子內(nèi)嵌互差定子內(nèi)嵌互差120的三相對稱的三相對稱繞組繞組ax、by、cz，將定子三相對，將定子三相對稱繞組接入三相對稱交流電，會產(chǎn)稱繞組接入三相對稱交流電，會產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子上裝有勵磁生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子上裝有勵磁繞組，通入直流電建立恒定磁場。繞組，通入直流電建立恒定磁場。 工作時定子輸入三相交流電

4、，產(chǎn)工作時定子輸入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，設為逆時針方向旋轉(zhuǎn)；生旋轉(zhuǎn)磁場，設為逆時針方向旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子輸入直流勵磁電流，產(chǎn)生固定轉(zhuǎn)子輸入直流勵磁電流，產(chǎn)生固定磁極，則旋轉(zhuǎn)磁場的磁極將轉(zhuǎn)子的磁極，則旋轉(zhuǎn)磁場的磁極將轉(zhuǎn)子的異性磁極吸引，使轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場異性磁極吸引，使轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場同速旋轉(zhuǎn)。同速旋轉(zhuǎn)。pfn601 當主磁極的極對數(shù)當主磁極的極對數(shù) 一定時，電機的轉(zhuǎn)速一定時，電機的轉(zhuǎn)速 和頻率和頻率 之間之間有著嚴格的關系，這種關系稱為同步關系。有著嚴格的關系，這種關系稱為同步關系。p1nfaibicimit2 2、異步電機的基本工作原理異步電機的基本工作原理組成組成定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子鐵心（電樞鐵心

5、）定子鐵心（電樞鐵心）定子繞組（電樞繞組）定子繞組（電樞繞組）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子導體導體繞線式繞組繞線式繞組: : 電線繞制而成電線繞制而成,y,y聯(lián)接聯(lián)接, ,滑環(huán)引出滑環(huán)引出, ,外接電阻外接電阻 鼠籠式鼠籠式 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子導體要形成導體要形成閉合閉合回路?；芈?。以三相異步電動機為例說明其工作原理以三相異步電動機為例說明其工作原理nlibf 電機運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速電機運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 不會等于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不會等于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 所以稱為異步電機所以稱為異步電機n1n nsnn1 e2i2femtn1fem n1e2i2femfemnt 定子內(nèi)嵌互差定子內(nèi)嵌互差120的三相對稱的三相對

6、稱繞組繞組ax、by、cz，將定子三相對，將定子三相對稱繞組接入三相對稱交流電，產(chǎn)生稱繞組接入三相對稱交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場。 若將旋轉(zhuǎn)磁場看作靜止磁場，則若將旋轉(zhuǎn)磁場看作靜止磁場，則轉(zhuǎn)子上半部分導體是順時針切割靜轉(zhuǎn)子上半部分導體是順時針切割靜止磁場的，根據(jù)電磁感應定律，轉(zhuǎn)止磁場的，根據(jù)電磁感應定律，轉(zhuǎn)子導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，轉(zhuǎn)子上子導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，轉(zhuǎn)子上半部分導體中的感應電動勢方向是半部分導體中的感應電動勢方向是指向紙面的，下半部分導體中感應指向紙面的，下半部分導體中感應電動勢方向從紙面指向外。電動勢方向從紙面指向外。4.2.1 交流交流電機的電機的繞組繞組4.4.2 2 交流

7、電機的交流電機的繞組和繞組磁動勢繞組和繞組磁動勢定子繞組：定子繞組：由三個在空間相差由三個在空間相差120電角度、結(jié)構(gòu)相同的繞組電角度、結(jié)構(gòu)相同的繞組 連接而成，按一定規(guī)律嵌放在定子槽中。連接而成，按一定規(guī)律嵌放在定子槽中。繞組分類：繞組分類：按槽內(nèi)層數(shù)分：單層、雙層、單雙層按槽內(nèi)層數(shù)分：單層、雙層、單雙層和混合繞組；和混合繞組； 按相數(shù)分為：單相、按相數(shù)分為：單相、兩相、兩相、三相三相和和多相多相； 每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q：整數(shù)槽、分數(shù)槽：整數(shù)槽、分數(shù)槽。繞組應用：繞組應用：單層繞組一般用在單層繞組一般用在10kw以下的電機；以下的電機； 雙層短距繞組用在較大容量的電機中。雙層短距繞組用

8、在較大容量的電機中。同心式同心式鏈式鏈式交叉式交叉式繞組的要求繞組的要求：（1）在導體數(shù)一定的情況下，能得到較大的在導體數(shù)一定的情況下，能得到較大的基波基波電動勢和電動勢和基波基波磁動勢磁動勢；（2）三相繞組對稱（即保證各相三相繞組對稱（即保證各相電動勢、磁動勢電動勢、磁動勢對稱，對稱，電電阻電抗阻電抗相同）相同）；（3）合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近正弦形，諧波合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近正弦形，諧波分量要小分量要小；（5）絕緣可靠、機械強度高、散熱條件好、制造方便絕緣可靠、機械強度高、散熱條件好、制造方便。（4）銅耗減小，用銅量減少銅耗減小，用銅量減少； 對三相交流電機，要求三相

9、繞組能感應出波形接近正弦、對三相交流電機，要求三相繞組能感應出波形接近正弦、有一定數(shù)值的三相對稱電動勢；有一定數(shù)值的三相對稱電動勢； 當三相繞組中流過三相對稱的電流時，能產(chǎn)生接近圓形的當三相繞組中流過三相對稱的電流時，能產(chǎn)生接近圓形的旋轉(zhuǎn)磁動勢。旋轉(zhuǎn)磁動勢。1、線圈 繞組通常由外敷絕緣的銅線或鋁線繞組通常由外敷絕緣的銅線或鋁線( (例例如漆包電磁線如漆包電磁線) )繞制成一定形狀的線圈組繞制成一定形狀的線圈組成。成。 線圈嵌放在定子鐵心內(nèi)圓周所開的槽線圈嵌放在定子鐵心內(nèi)圓周所開的槽中，線圈可用單根導線繞成多匝。大、中，線圈可用單根導線繞成多匝。大、中容量的電機的線圈中，電流較大，也中容量的電機

10、的線圈中，電流較大，也可用多根導線并行繞制?？捎枚喔鶎Ь€并行繞制。繞組的繞組的相關概念：相關概念：2、線圈節(jié)距及有效邊 線圈兩個有效邊之間的距離稱為繞組節(jié)距。節(jié)距一般用鐵心上的槽數(shù)表示，例如線圈的一個有效邊在第1號槽中，另一邊在第9號槽中，兩有效邊所跨槽數(shù)為8，則y=8。 線圈放于槽內(nèi)的直線部分稱為有效邊，兩端起連接作用的部分稱為端接。繞組節(jié)距有效邊3、極距、整距線圈及短距線圈 為了縮短端接部分以節(jié)省有色金屬，并且改善感應電動勢波形及磁動勢空間分布，電機中常用短距線圈，即yt 。 交流電機的磁場有一定的極對數(shù)，每一磁極所占定子內(nèi)圓周的距離稱為極距。極距一般也用槽數(shù)表示，例如定子槽數(shù)q=36，極

11、對數(shù)p=2，則極距t=q/2p=9。線圈節(jié)距y=t，稱為整距線圈。yt4、電角度 如果電機在定子上只有一對磁極，那么在360空間角度上磁極電角度也是360。若電機定子上有兩對磁極，即p=2，則在360空間角度上磁極電角度有：2 360=720 。 如果電機有p對主磁極，則對應的電角度為： 電角度=p機械角度 =p 一個圓周是360或2p弧度，是指空間角度或稱機械角度。一對磁極變化一周，相應的用360電角度或2p電弧度表示。5、每極每相槽數(shù)q 三相交流電機的定子繞組是三相對稱繞組，每相匝數(shù)相等，在空間互差120電角度。 由于一對磁極對應的電角度是360，故一對磁極下按以上順序各槽位置互差60電角

12、度。而實際電機定子槽數(shù)為z，在每一極距下的槽均勻地被三相繞組所占有，那么每極每相槽數(shù) 式中，m為相數(shù)。pmqq26、槽距角ac 第一式的物理意義是定子內(nèi)圓周有q個槽，共含有電角度為p360，則每槽占p360/ q 電角度； 第二式的物理意義是每極所含有電角度為180，為mq個槽所占有，所以每槽占180/ mq電角度。 相鄰兩槽之間所占有的電角度稱槽距角，則有mqqpcc180360aa或7、相帶 三相對稱繞組在槽中的安排順序為a-z-b-x-c-y-a，彼此互差60電角度，這就是60相帶繞組。 相帶就是每相繞組在一個極距中所占有的區(qū)域，以電角度來表示。 60相帶繞組就是每極距內(nèi)屬于每相的電角度

13、為60，對應的槽數(shù)為q，一個極距為180電角度，所以每極距內(nèi)有三個相帶。一般的三相異步電動機中都采用這種60相帶的三相繞組。一、單相脈振磁動勢 現(xiàn)把直角坐標放入電動機定子內(nèi)表面，設繞組ax的軸線與定子內(nèi)表面的交點為坐標原點，將電動機展開如圖b所示，橫坐標表示空間電角度a，縱坐標表示線圈磁動勢fk。 單相繞組ax是匝數(shù)為nk的整距線圈，在ax中通入單相交流電，會產(chǎn)生磁動勢。4.2.2 繞組繞組的磁動勢的磁動勢)232(21)22(21)(pappapaininfkk 根據(jù)全電流定律，任意一閉合磁路各段磁壓降的總合等于線圈的磁動勢。在距原點x處作一磁閉合回路，由于空氣氣隙的磁阻遠遠大于定、轉(zhuǎn)子鐵心

14、的磁阻，可認為磁動勢全部降落在兩個氣隙上，即作用在每個空氣氣隙的磁動勢為全部磁動勢的一半（ink/2），磁動勢波形為矩形波，如圖b所示。)5cos513cos31(cos4)(aaapakff對矩形波磁動勢利用傅立葉級數(shù)分解：10cos2)( )(aaaccff為偶函數(shù)， 2sin122 coscos2cos22200ppaaaapaaapppppkkkfdfdfdfcinfkk21 設tctfkaacoscos),(1,3,52sin2241ppvinckv式中v=1，3，5為諧波的次數(shù)，系數(shù)cv為：. )cos5cos513cos31(cos422),(531kkkkkffftintfaa

15、apatiicos2設ax中通入交流電為：tftinfkkkaapcoscoscoscos22411ininfkkk0.92241p基波磁動勢為：為基波磁動勢最大幅值。fy1tt0-2pp32-2pafyfymfy5fy3基波磁動勢tctfkaacoscos),(1,3,5tftinfkkkaapcos3coscos3cos2243133133122431kkkfinfp三次諧波磁動勢為：三次諧波磁動勢最大幅值。fy1tt0-2pp32-2pafyfymfy5fy3三次諧波磁動勢tctfkaacoscos),(1,3,5還有七次、九次、十一次等高次諧波磁動勢。tftinfkkkaapcos5c

16、oscos5cos2245155155122451kkkfinfp五次諧波磁動勢為：五次諧波磁動勢最大幅值。fy1tt0-2pp32-2pafyfymfy5fy3五次諧波磁動勢tctfkaacoscos),(1,3,51、單層單層整距線圈組整距線圈組的的磁磁動動勢勢 3q如tintfkkaaaa)cos5cos513cos31(cos9 . 0),(111dkqkqfftffqqacoscos111112sin2sin2sin22sin2dkqkqqrqqrqffaaaadkqkfqf112sin2sinaaqqkd疊繞組疊繞組 兩個相鄰的線圈后一個疊在前一個上面稱為疊繞組。兩個相鄰的線圈后一

17、個疊在前一個上面稱為疊繞組。例：繪制四極三相36槽的雙層疊繞組展開圖。3323692363362pqpmqp繪制槽電勢星形圖和相帶劃分同上，按y1=8繪制相帶a z b x c y第一對極1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，18第二對極19，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，36各個相帶槽號分布 2、雙層、雙層分布分布短距線圈的線圈組磁勢短距線圈的線圈組磁勢 按相鄰極下按相鄰極下電流必須相反電流必須相反的原則，將各的原則，將各極相組連接起極相組連接起來，構(gòu)成相繞來，構(gòu)成相繞組，圖中實線組，圖中實線為上層邊

18、，虛為上層邊，虛線為下層邊。線為下層邊。 由于由于n n極下的極相極下的極相組組a a與與s s極下的極相組極下的極相組x x的電流方向的電流方向應應相反，相反，所以所以極相組極相組a a和極相和極相組組x x反相串聯(lián)反相串聯(lián)； 每相的極相組數(shù)等每相的極相組數(shù)等于極數(shù)，所以雙層疊于極數(shù)，所以雙層疊繞組的最多并聯(lián)支路繞組的最多并聯(lián)支路數(shù)等于數(shù)等于2p2p； 實際支路數(shù)通常小實際支路數(shù)通常小于于2p2p，且，且2p2p必須是必須是a a的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。雙層短距線圈的線圈組磁勢雙層短距線圈的線圈組磁勢 111122cos2pqqqkfff上上90sin90)1cos(2cos111ttyykp1

19、11dkqkqffininfkkk0.92241p11129 . 0pdkqkqkinfapqnnk1 :單層apqnnk2 :1雙層2sin2sin1aaqqkd2sin11ptykqipknfdpq1110.9每相繞組產(chǎn)生基波磁動勢幅值:i為相電流的有效值kdp1=kd1kp1 稱為基波繞組系數(shù)基波分布系數(shù)為：基波短距系數(shù)為：11129 . 0pdkqkqkinfipknfpqd110.92sin2sinaavqvqkdv2sin1ptyvkpv每相繞組產(chǎn)生的諧波磁動勢幅值為：kdp=kdkp 稱為v次諧波繞組系數(shù)v次諧波分布系數(shù)為：v 次諧波短距系數(shù)為：脈振磁動勢的分解推導脈振磁動勢的分

20、解推導: :)(cos)(coscoscos2bababa111111 )cos(21)cos(21 coscosqqqqqqfftftftff aaa根據(jù)三角函數(shù)的和差與積的關系： fq1 1隨時間增大，向隨時間增大，向a a方向移動，在電動機中是旋轉(zhuǎn)的，方向移動，在電動機中是旋轉(zhuǎn)的， 稱正向旋轉(zhuǎn)磁動勢。稱正向旋轉(zhuǎn)磁動勢。 fq1 1隨時間增大，向隨時間增大，向a a方向移動，在電動機中是旋轉(zhuǎn)方向移動，在電動機中是旋轉(zhuǎn)的，稱反向旋轉(zhuǎn)磁動勢。的，稱反向旋轉(zhuǎn)磁動勢。結(jié)論結(jié)論: :（1）單相繞組的磁動勢是一種空間位置固定，幅值隨時間變化的脈振磁勢，其脈振頻率取決于電流的頻率。注：空間分布用以電角度

21、計的空間位置角 來表達，隨時間變化規(guī)律用時間t來表達。（2） 一個脈振磁動勢脈振磁動勢可以分解為兩個幅值相等，轉(zhuǎn)速大小相同，轉(zhuǎn)向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢，它們的幅值是原脈振磁動勢最大幅值的一半。（3）定子繞組多采用短距和分布繞組，因而合成磁動勢中諧波含量大大消弱。一般情況下只考慮基波磁勢的作用。二、三相繞組的合成旋轉(zhuǎn)磁動勢 三相對稱繞組在空間互差120電角度，假設通入三相對稱交流電為)240(cos2)120(cos2cos2cbatiitiitii則在每相繞組中都要產(chǎn)生單相脈振磁動勢。 三個脈振磁動勢在空間和時間上都互差120電角度，可分別表示為 三個單相脈振磁動勢的合成為)120(cos2)(

22、cos2)240(cos)240(cos)240(cos2)(cos2)120(cos)120(cos)(cos2)(cos2coscos111c1111b1111a1tftftfftftftfftftftffqqqqqqqqqaaaaaaaaa)(cos)(cos23),(11c1b1a11tftfffftfqaaa 合成磁動勢為一旋轉(zhuǎn)磁動勢，式中，ipknfipknfdpdpq11111135. 1 ,0.9)(cos)(coscoscos2bababa圖解法不同時刻三相合成磁動勢1t 0iaibici090t0330t0210t0450t 合成磁動勢的合成磁動勢的轉(zhuǎn)向是從載有超前轉(zhuǎn)向是從

23、載有超前電流的相轉(zhuǎn)到載有電流的相轉(zhuǎn)到載有滯后電流的相。滯后電流的相。三相諧波磁動勢三相諧波磁動勢03333cbaffff)5cos(55555tfffffcbaa1551ff )7cos(77777tfffffcbaa1771ff.)3 ,2, 1(3kk.)3 ,2, 1(16kk.)3 ,2, 1(16kk結(jié)論（1）三相合成基波磁動勢的幅值為每相基波脈振磁動勢最大幅值的1.5倍，且保持不變。（2）三相對稱繞組通入三相對稱交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢其合成磁動勢矢量的端點軌跡是個圓，故稱為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。（3）三相合成基波磁動勢的波長和單相一樣，即極對數(shù)相同。（4）轉(zhuǎn)速：磁動勢波的旋

24、轉(zhuǎn)速度可由波上任一點的移動速度來確定。min)/(60)/(2221rpfsrpfpfpnppp結(jié)論（5）三相合成磁動勢為正弦分布旋轉(zhuǎn)磁動勢，轉(zhuǎn)向由超前電流相轉(zhuǎn)到滯后電流相。要改變磁場轉(zhuǎn)向，只須改變?nèi)嚯娏鞯南嘈颉Ｗⅲ喝嗬@組通入電流時，其繞組出線端只需和外接三相交流電任意兩相對調(diào)一下，就可改變基波合成旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向。（6）當某相電流達最大值時，合成旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值恰在這一相繞組軸線上。 4 4.3.3交流繞組的感應電動勢交流繞組的感應電動勢 4.3.1一根導體感應電動勢 設定子內(nèi)表面槽中嵌放導體a，有效長度為l(m)，轉(zhuǎn)子只有一對磁極，它由原動機拖動以恒定轉(zhuǎn)速n1(r/min)逆時針旋轉(zhuǎn)。電

25、機氣隙磁密電機氣隙磁密.ba2pp0t2txbt1mb1b3b3mb1313sinsin3mmbbbbabatetevlbvlbexasin2sinsin11mm111導體導體a的感應電動勢為：的感應電動勢為：11avm1m1m1)2()2(2flfbflblvbeptptpp基波感應電動勢最大值：基波感應電動勢最大值：m1av12pbb v22. 22211m11ffeepfnpvtt26021其中：其中：基波感應電動勢有效值：基波感應電動勢有效值： 導體的基波感應電動勢隨時間變化，其波形取決于氣隙中磁通密度在空導體的基波感應電動勢隨時間變化，其波形取決于氣隙中磁通密度在空間的分布波形間的分

26、布波形;導體導體a每經(jīng)過一對主磁極，其中的感應電動勢經(jīng)歷一個周期。每經(jīng)過一對主磁極，其中的感應電動勢經(jīng)歷一個周期。感應電動勢頻率感應電動勢頻率 當電機轉(zhuǎn)子上有p對主磁極，電機每旋轉(zhuǎn)一圈，導體a中的基波感應電動勢變化p周，則導體a中基波感應電動勢頻率為：）（hz601pnf 當電機的極對數(shù)p和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n1一定時，頻率f便為固定的數(shù)值。我國電力網(wǎng)的工頻為f=50hz，所以，二極電機時，轉(zhuǎn)速n1=3000r/min；四極電機時，轉(zhuǎn)速n1=1500r/min；六極電機時，轉(zhuǎn)速n1=1000r/min；，轉(zhuǎn)速n1稱為同步轉(zhuǎn)速。 4.3.2整距線匝感應電動勢 1x1a1teee 兩導體a、x就構(gòu)成了整距線

27、匝如圖所示。其中的感應電動勢總是大小相等，方向相反。整距線匝基波感應電動勢為：0ansnsap p2p pa a切切開開展展開開n1axy1= =t t= =p pea1ex1端端接接線線頭頭 尾尾xexn1ex1ea1et1+ +j a）軸剖面示意圖 b）線匝 c）感應電動勢波形 d）感應電動勢相量圖整距線匝感應電動勢 1a1x1a1t2eeee用相量表示時：0ansnsap p2p pa a切切開開展展開開n1axy1= =t t= =p pea1ex1端端接接線線頭頭 尾尾xexn1ex1ea1et1+ +j a）軸剖面示意圖 b）線匝 c）感應電動勢波形 d）感應電動勢相量圖整距線匝感

28、應電動勢 整距線匝基波感應電動勢瞬時表達式為：teteesin2sint1t1m1t 整距線匝基波感應電動勢有效值為：111a1t44. 422. 222ffee 4.3.3整距線圈感應電動勢 線圈是由nk匝線匝串聯(lián)而成的。線圈的兩有效邊之間的距離稱為節(jié)距，用y1表示。節(jié)距y1=t的線圈，稱為整距線圈。整距線匝基波感應電動勢瞬時表達式為：teteekkksin2sin11m1式中，ek1m為整距線圈的基波感應電動勢最大值，ek1為整距線圈的基波感應電動勢有效值，其值為：1144. 4fnekk線匝線圈 4.3.4整距分布線圈感應電動勢 若在定子內(nèi)圓表面槽中均勻嵌放三個匝數(shù)為nk的整距線圈1-1

29、、2-2、3-3，三線圈首尾連接，相互串聯(lián)形成線圈組，稱為整距分布線圈。所以每極每相槽數(shù)q=3，相鄰線圈的槽距角為。 由于三線圈相差a空間電角度，所產(chǎn)生的感應電動勢也要相差a時間電角度。2sin21arek2sin21aqreq2sin2sin1aaqqkd111144. 4kfqnkqeedkdkq1112sin22sin2dkqkqrqrqeeaa整距分布線圈組的整距分布線圈組的次諧波電動勢次諧波電動勢dkdkqkfqnkqee44.42sin2sinaaqqkd96.01dk653.03dk205.05dk158.07dk基波電動勢被消減基波電動勢被消減43次諧波電動勢被消減次諧波電動勢

30、被消減355次諧波電動勢被消減次諧波電動勢被消減807次諧波電動勢被消減次諧波電動勢被消減85采用采用60度相度相帶分布帶分布，且且q=4時時： 4.3.5短距線圈的感應電動勢 如果線圈的節(jié)距y1t，則為短距線圈，如圖所示。令短距線圈的節(jié)距y1=yp，其中0y1。 由圖可見，短距線圈的基波感應電動勢有效值為：111a1144. 42sin44. 42sin2pkkkkfnyfnyeepp 若實際的短距若實際的短距線圈看成是整距線圈看成是整距線圈，則它線圈，則它等效等效匝數(shù)為匝數(shù)為nkkp1，而，而不是不是nk。apqnnk1111144.4kfnedp 4.3.6單相交流繞組的感應電動勢 單層

31、繞組：采用分布整距形式，每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為 ：每相的基波感應電動勢有效值為：雙層繞組：采用短距分布形式，每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為 ：apqnnk211144. 4fnekk整距集中線圈基波感應電動勢： 4.3.7交流繞組的諧波感應電動勢 繞組采用分布、短距后雖削弱些基波感應電動勢，但可使各次諧波電動勢大大削弱，使繞組感應電動勢更接近正弦波。 三相交流繞組y接或接時，由于三次諧波以及三的倍數(shù)次諧波電動勢在時間相位上同相，故三相線電動勢中無三次或三的倍數(shù)次諧波。vffvvdpvvkfne144. 4設v為諧波次數(shù)，則諧波感應電動勢頻率為：每相繞組v次感應電動勢有效值：為v 次諧波繞組系數(shù)。pvdvdpv

32、kkk【例題4-1】 某六極三相異步電動機，定子繞組為雙層疊繞組，定子槽數(shù)q=36，節(jié)距y1=(5/6)t，每相串聯(lián)匝數(shù)n1=72，當通入三相對稱交流電時，每相電流有效值i=20a，試求基波、三次、五次、七次諧波的三相合成磁動勢的幅值及轉(zhuǎn)速。 解：極距為每極每相槽數(shù)為 66362pqt2363tq節(jié)距為 5665651ty【例題4-1】 槽距角、基波分布系數(shù)為基波短矩系數(shù)為基波繞組系數(shù)為 966. 02sin1530sin2sin2sin1aaqqkd965. 075sin2sin11ptykp932. 0965. 0966. 0111pddpkkk30363603360qpa【例題4-1】

33、基波合成磁動勢幅值為基波合成磁動勢轉(zhuǎn)速為 由于各相三次諧波脈振磁動勢在空間上重合，而在時間上互差120，因此，三相合成三次諧波磁動勢為零。安匝安匝604203932. 07235. 135. 1111ipknfdpr/min1000r/min35060601pfn【例題4-1】 五次諧波繞組系數(shù)為五次諧波合成磁動勢幅值為五次諧波合成磁動勢轉(zhuǎn)速為0667. 0258. 0259. 025sin25sin25sin15ptaayqqkdp安匝安匝64. 82030667. 0725135. 15135. 1515ipknfdpr/min200r/min3550605605pfn轉(zhuǎn)向與基波相反?！纠}4-1】 七次諧波繞組系數(shù)為七次諧波合成磁動勢幅值為七次諧波合成磁動勢轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)向與基波相同。0667. 0258. 0259. 027sin27sin27sin17ptaayqqkdp安匝安匝27. 6203)0667. 0(727135. 17135. 1717ipknfdpr/min143r/min3750607607pfn【例題4-2】 某三相六極同步電動機，定子繞組為雙層短距繞組，