三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)

1、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)作者:日期:三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)按電源相數(shù)分類可分為三相異步電動(dòng)機(jī)與單相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)使用三相交流電源，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用和維修方便、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理在圖1中，假設(shè)磁場的旋轉(zhuǎn)是逆時(shí)針的，這相當(dāng)于金屬框相對于永久磁鐵，以順時(shí)針方向切割磁力線，金屬框中感生電流的方向，如圖中小圓圈里所標(biāo)的方向。此時(shí)的金屬框已成為通電導(dǎo)體，于是它又會(huì)受到磁場作用的磁場力，力的方向可由左手定則判斷，即圖中小箭頭所指示的方向。金屬框的兩邊受到兩個(gè)反方向的力f,它們相對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（磁力矩），使圖1閉

2、合金屬框中受力示意圖金屬框發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)方向一致，但永久磁鐵旋轉(zhuǎn)的速度n1要比金屬框旋轉(zhuǎn)的速度n大。從上述實(shí)驗(yàn)中可以看到，在旋轉(zhuǎn)的磁場里，閉合導(dǎo)體會(huì)因發(fā)生電磁感應(yīng)而成為通電導(dǎo)體，進(jìn)而又受到電磁轉(zhuǎn)矩作用而順著磁場旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；實(shí)際的電動(dòng)機(jī)中不可能用手去搖動(dòng)永久磁鐵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，而是通過其他方式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，如在交流電動(dòng)機(jī)的定子繞組（按一定排列規(guī)律排列的繞組）通入對稱的交流電，便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；這個(gè)磁場雖然看不到，但是人們可以感受到它所產(chǎn)生的效果，與有形體旋轉(zhuǎn)磁場的效果一樣。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以清楚地看到，交流電動(dòng)機(jī)的工作原理主要是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。為了更好的說明三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

3、，用圖2進(jìn)一步進(jìn)行說明，從中可以很清楚地看到三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的現(xiàn)像。圖中所示的3個(gè)繞組在空間上相互間隔機(jī)械角度120°（實(shí)際的電動(dòng)機(jī)中一般都是相差電角度120°），3個(gè)繞組的尾端（標(biāo)有U2、V2、W2）連接在一起（3個(gè)繞組的這種連接稱為星形（Y）接法。常用接法還有三角形（）接法，就是將3個(gè)繞組首尾相連，在3個(gè)接點(diǎn)上分別引出3根引線的接法。），將對稱的三相交流電iU=Imsinot、iV=Imsin（t-120°）、iW=Imsin（t-240°）從3個(gè)繞組的首端（標(biāo)有U1、V1、W1）通入，放在繞組中心處的小磁針便迅速轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由此可知旋轉(zhuǎn)磁場的存

4、在。圖2三相交流電動(dòng)機(jī)定子三相交流電是怎樣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的呢？用圖3進(jìn)行分析。當(dāng)3個(gè)繞組跟三相電源接通后，繞組中便通過三相對稱的交流電流iU、iV、iW,其波形如圖3圖所示?，F(xiàn)在選擇幾個(gè)特殊的運(yùn)行時(shí)刻，看看三相電流所產(chǎn)生的合成磁場是怎樣的。這里規(guī)定：電流取正值時(shí),是由繞組始端流進(jìn)(符號)，由尾端流出(符號0)；電流取負(fù)值時(shí)，繞組中電流方向與此相反。(a)(b)(c)(d)圖3三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場示意圖當(dāng)t=®t1=O,U相電流iU=0，V相電流取為負(fù)值，即電流由V2端流進(jìn)，由VI端流出；W相電流iW為正，即電流從W1端流進(jìn)，從W2端流出。在圖3的定子繞組圖中，根據(jù)電生磁右手螺旋定則，

5、可以判定出此時(shí)電流產(chǎn)生的合成磁場如圖3(a)所示，此時(shí)好像有一個(gè)有形體的永久磁鐵的N極放在導(dǎo)體U1的位置上，S極放在導(dǎo)體U2的位置上。當(dāng)t=ot2=2時(shí)，電流已變化了1/3周期。此時(shí)刻i為正，電流由U1端流入，從U2端流出，iV為零；iW為負(fù)，電流從W2端流入，從W1端流出。這一時(shí)刻的磁場如圖3(b)所示。磁場方向較t=ot1時(shí)沿順時(shí)針方向在空間轉(zhuǎn)過了120°。用同樣的方法，繼續(xù)分析電流在t=®t3、cot=ot4時(shí)的瞬時(shí)情況，便可得這兩個(gè)時(shí)刻的磁場，如圖3(c)、3(d)所示。在ot=ot3=4兀/3時(shí)刻，合成磁場方向較ot2時(shí)刻又順時(shí)針轉(zhuǎn)過120°。在ot=o

6、t4=2兀時(shí)刻，磁場較ot3時(shí)再轉(zhuǎn)過120°，即自t1時(shí)刻起至t4時(shí)刻，電流變化了一個(gè)周期，磁場在空間也旋轉(zhuǎn)了一周。電流繼續(xù)變化，磁場也不斷地旋轉(zhuǎn)。從上述分析可知，三相對稱的交變電流通過對稱分布的3組繞組產(chǎn)生的合成磁場，是在空間旋轉(zhuǎn)的磁場，而且是一種磁場幅值不變的圓形旋轉(zhuǎn)磁場。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理把對稱的三相交流電通入彼此間隔120°電角度的三相定子繞組，可建立起一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中必然會(huì)產(chǎn)生感生電流，該電流在磁場的作用下產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場同方向的電磁轉(zhuǎn)矩，并隨磁場同方向轉(zhuǎn)動(dòng)二、交流電動(dòng)機(jī)中旋轉(zhuǎn)速度的問題1. 旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)磁場的速度也稱為

7、“同步轉(zhuǎn)速”用nl表示，其單位是“r/min”它的大小由交流電源的頻率及磁場的磁極對數(shù)決定。圖3所舉的例子是只能產(chǎn)生一對磁極的電動(dòng)機(jī)，電流變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈；若電源電流的頻率為f（Hz），則一對磁極的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)為n1=60f（r/min）；我國電網(wǎng)供電電流的頻率（即工頻）為f=50Hz（即每秒完成50個(gè)周期的變化），則一對旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速就是50r/minX60r/min=3000r/mir。若定子繞組采用的排列方式不同，那么產(chǎn)生的磁極對數(shù)也不同，依照前面分析產(chǎn)生一對磁極的方法，仍然選取幾個(gè)特殊的時(shí)刻，根據(jù)圖3.3上圖各相電流的正、負(fù)時(shí)刻，畫出各個(gè)繞組中電流的流向，即可判定出各時(shí)刻產(chǎn)生

8、的磁場情況，如圖4所示。t=ot1=0時(shí)，iU=0,U相繞組內(nèi)沒有電流；iV為負(fù)值，電流由端流進(jìn)，由端流出，再由V2端流進(jìn)，由V1端流出；iW為正值，電流由W1端流進(jìn)，由W2端流出再由W1'端流進(jìn)。由W2'端流出。此時(shí)三相電流產(chǎn)生的合成磁場如圖4所示。前面講過，每當(dāng)交流電變化一個(gè)周期，兩極旋轉(zhuǎn)磁場就在空間轉(zhuǎn)過360°（即1轉(zhuǎn)）機(jī)械角度。從圖4中可以看出，四極的旋轉(zhuǎn)磁場在電流變化一周中，在空間只轉(zhuǎn)過180°（即1/2轉(zhuǎn)）機(jī)械角度。由此類推，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有P對磁極時(shí)，交流電每變化一周，磁場就在空間轉(zhuǎn)過1/p轉(zhuǎn)。故旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）n為1=n0f/P(r/

9、min)2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向數(shù)。式中f電流的頻率;P定子繞組產(chǎn)生的磁極對交流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，一般與接入定子繞組的電流相序有關(guān)。如前面舉的兩個(gè)例子（圖3和圖4）,磁場都是按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的,這與三相電源通入三相繞組的電流相序IUIVIW（正序電流）是一致的。若要使磁場按逆圖4三相交流異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生4個(gè)磁極旋轉(zhuǎn)磁場圖5三相繞組通入反（負(fù)）序電流時(shí)的旋轉(zhuǎn)磁場時(shí)針方間旋轉(zhuǎn)，只需改變通入三相繞組中的電流相序，也就是說通入三相繞組的電流相序?yàn)镮UIVIW是反（負(fù)）序的，即只要把三相繞組的3根引出線頭任意調(diào)換兩根后再接電源就可實(shí)現(xiàn)，如圖5所示。在圖4中，使iV流入W1W2繞組，iW流入V1V2繞

10、組，iU仍流入U(xiǎn)1U2繞組。三相繞組通入反（負(fù)）序電流后，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場分析如圖5所示。從圖中可以明確看到，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是逆時(shí)針的，與圖3所示的旋轉(zhuǎn)磁場的順時(shí)針方向相反。3. 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度一般稱為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用n表示。根據(jù)前面的工作原理可知，轉(zhuǎn)子是被旋轉(zhuǎn)磁場拖動(dòng)而運(yùn)行的，在異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，它的轉(zhuǎn)速恒小于同步轉(zhuǎn)速nl,這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)與磁場旋轉(zhuǎn)是同方向的，轉(zhuǎn)子比磁場轉(zhuǎn)得慢，轉(zhuǎn)子繞組才可能切割磁力線，產(chǎn)生感生電流，轉(zhuǎn)子也才能受到磁力矩的作用。假如有n=nl情況，則意味著轉(zhuǎn)子與磁場之間無相對運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子不切割磁力線，轉(zhuǎn)子中就不會(huì)產(chǎn)生感生電流，它也就受不到磁力矩的作用

11、了。如果真的出現(xiàn)了這樣的情況，轉(zhuǎn)子會(huì)在阻力矩（來自摩擦或負(fù)載）作用下逐漸減速，使得nn1。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到的電磁力矩和阻力矩（摩擦力矩與負(fù)載力矩之和）平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，總是nn1，這也正是此類電動(dòng)機(jī)被稱作“異步”電動(dòng)機(jī)的由來。又因?yàn)檗D(zhuǎn)子中的電流不是由電源供給的，而是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以這類電動(dòng)機(jī)也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。4. 轉(zhuǎn)差率旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值，稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，即s=（n1-n）/n1式中s為轉(zhuǎn)差率。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)剛要起動(dòng)時(shí)，n二0,s=1；當(dāng)n二nl時(shí)，s=0。異步電動(dòng)機(jī)正常使用時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略小于但接近同步轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)差率一

12、般小于5%。5. 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與運(yùn)行狀態(tài)«<0定子轉(zhuǎn)子0<?KK|0<s<l電磁制動(dòng)(c)圖6異步電動(dòng)機(jī)的3種運(yùn)行狀態(tài)如果作用在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的外轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，即nVO,s>l如圖6(a)中所示，此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電動(dòng)勢與電流方向仍和電動(dòng)機(jī)時(shí)一樣，電磁轉(zhuǎn)矩方向仍與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，但與外轉(zhuǎn)矩方向相反。即電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)性質(zhì)，在這種情況下，一方面電動(dòng)機(jī)吸取機(jī)械功率，另一方面因轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中電流方向并未改變，對定子來說，電磁關(guān)系和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)一樣，定子繞組中電流方向仍和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相同，也就是說，電網(wǎng)還對電動(dòng)機(jī)輸送電功率，因此異步電動(dòng)機(jī)在這種

13、情況下，同時(shí)從轉(zhuǎn)子輸入機(jī)械功率、從定子輸入電功率，兩部分功率一起變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)內(nèi)部的損耗。異步電動(dòng)機(jī)的這種運(yùn)行狀態(tài)稱為“電磁制動(dòng)”狀態(tài)，又稱“反接制動(dòng)”狀態(tài)。如果用一原動(dòng)機(jī)，或者由其他轉(zhuǎn)矩(如慣性轉(zhuǎn)矩、重力所形成的轉(zhuǎn)矩)去拖動(dòng)異步電動(dòng)機(jī),使它的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，這時(shí)在異步電動(dòng)機(jī)中的電磁情況有所改變，因n>nl,sVO，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的方向相反，導(dǎo)條中的電動(dòng)勢與電流方向都反向。根據(jù)左手定則所決定的電磁力及電磁轉(zhuǎn)矩方向都是與旋轉(zhuǎn)磁場及轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反。這種電磁轉(zhuǎn)矩是一種制動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩，如圖6(c)所示，這時(shí)原動(dòng)機(jī)就對異步電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率。以后會(huì)講述，在這種情況下，異步電動(dòng)機(jī)通過電磁感應(yīng)

14、由定子向電網(wǎng)輸送電功率，電動(dòng)機(jī)就處在發(fā)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。三、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)10圖7封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1端蓋2軸承3機(jī)座4定子繞組5轉(zhuǎn)子6軸承7端蓋8風(fēng)扇9風(fēng)罩10接線盒異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也可分為定子、轉(zhuǎn)子兩大部分。定子就是電機(jī)中固定不動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。由于異步電動(dòng)機(jī)的定子產(chǎn)生勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)磁場，同時(shí)從電源吸收電能，并產(chǎn)生且通過旋轉(zhuǎn)磁場把電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子上的機(jī)械能，所以與直流電機(jī)不同，交流電機(jī)定子是電樞。另外，定、轉(zhuǎn)子之間還必須有一定間隙稱為空氣隙），以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的空氣隙較其他類型的電動(dòng)機(jī)氣隙要小，一般為0.2mm2mm。三相異步電動(dòng)機(jī)外形有開啟式、防護(hù)式、封閉式

15、等多種形式，以適應(yīng)不同的工作需要。在某些特殊場合，還有特殊的外形防護(hù)型式，如防爆式、潛水泵式等。不管外形如何電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)基本上是相同的?，F(xiàn)以封閉式電動(dòng)機(jī)為例介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。如圖7所示是一臺封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)解體后的零部件圖。1. 定子部分定子部分由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組及端蓋、軸承等部件組成。（1）機(jī)座。機(jī)座用來支承定子鐵心和固定端蓋。中、小型電動(dòng)機(jī)機(jī)座一般用鑄鐵澆成，大型電動(dòng)機(jī)多采用鋼板焊接而成。（2）定子鐵心。定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。為了減小渦流和磁滯損耗，通常用0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓筒，硅鋼片表面的氧化層（大型電動(dòng)機(jī)要求涂絕緣漆）作為片間絕緣，在鐵心的內(nèi)圓上均勻分

16、布有與軸平行的槽，用以嵌放定子繞組。（3）定子繞組。定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，也是最重要的部分，一般是由絕緣銅（或鋁）導(dǎo)線繞制的繞組聯(lián)接而成。它的作用就是利用通入的三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通常，繞組是用髙強(qiáng)度絕緣漆包線繞制成各種型式的繞組，按一定的排列方式嵌入定子槽內(nèi)。槽口用槽楔（一般為竹制）塞緊。槽內(nèi)繞組匝間、繞組與鐵心之間都要有良好的絕緣。如果是雙層繞組（就是一個(gè)槽內(nèi)分上下兩層嵌放兩條繞組邊），還要加放層間絕緣。（4）軸承。軸承是電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子銜接的部位，軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類，滾動(dòng)軸承又有滾珠軸承（也稱為球軸承），目前多數(shù)電動(dòng)機(jī)都采用滾動(dòng)軸承。這種軸承的外部有貯存潤滑油的油箱，軸

17、承上還裝有油環(huán)，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)油環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，把油箱中的潤滑油帶到軸與軸承的接觸面上。為使?jié)櫥湍芊植荚谡麄€(gè)接觸面上，軸承上緊貼軸的一面一般開有油槽。2. 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部分，如圖7中的部件5般由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)軸用碳綱制成，兩端軸頸與軸承相配合。出軸端銑有鍵槽，用以固定皮帶輪或聯(lián)軸器。轉(zhuǎn)軸是輸出轉(zhuǎn)矩、帶動(dòng)負(fù)載的部件。轉(zhuǎn)子鐵心也是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。由0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓柱體，并緊固在轉(zhuǎn)子軸上。轉(zhuǎn)子鐵心的外表面有均勻分布的線槽，用以嵌放轉(zhuǎn)子繞組。三相交流異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子繞組形式的不同，一般可分為籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī)。(1) 籠型轉(zhuǎn)子線槽一般都

18、是斜槽(線槽與軸線不平行)，目的是改善起動(dòng)與調(diào)速性能。其外形如圖7中的第5部分；籠型繞組(也稱為導(dǎo)條)是在轉(zhuǎn)子鐵心的槽里嵌放裸銅條或鋁條,然后用兩個(gè)金屬環(huán)(稱為端環(huán))分別在裸金屬導(dǎo)條兩端把它們?nèi)拷油?短接)，即構(gòu)成了轉(zhuǎn)子繞組；小型籠型電動(dòng)機(jī)一般用鑄鋁轉(zhuǎn)子，這種轉(zhuǎn)子是用熔化的鋁液澆在轉(zhuǎn)子鐵心上，導(dǎo)條、瑞環(huán)一次澆鑄出來。如果去掉鐵心，整個(gè)繞組形似鼠籠，所以得名籠型繞組，如圖8所示。圖8(a)為籠型直條形式，圖8(b)為籠型斜條形式。(a)直條形式(b)斜條形式圖8籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組形式(2) 繞線型轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組類似，由鑲嵌在轉(zhuǎn)子鐵心槽中的三相繞組組成。繞組一般采用星形連接，三相繞組繞

19、組的尾端接在一起，首瑞分別接到轉(zhuǎn)軸上的3個(gè)銅滑環(huán)上，通過電刷把3根旋轉(zhuǎn)的線變成了固定線，與外部的變阻器連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)子的閉合回路，以便于控制，如圖9所示。有的電動(dòng)機(jī)還裝有提刷短路裝置，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后又不需要調(diào)速時(shí)，可提起電刷，同時(shí)使用3個(gè)滑環(huán)短路，以減少電刷摩損。繞蛆外觀1相可變電組器(D)繞紙捲找圖圖9繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子兩種轉(zhuǎn)子相比較，籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，并且運(yùn)行可靠，因而應(yīng)用十分廣泛。繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)也髙，但是它的起動(dòng)性能較好，并能利用變阻器阻值的變化,使電動(dòng)機(jī)能在一定范圍內(nèi)調(diào)速；在起動(dòng)頻繁、需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械(如起重機(jī))中常常被采用。一般電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上還裝有風(fēng)扇

20、或風(fēng)翼(如圖7中部件8),便于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通風(fēng)散熱。鑄鋁轉(zhuǎn)子一般是將風(fēng)翼和繞組(導(dǎo)條)一起澆鑄出來，如圖8(b)所示。3. 氣隙6所謂氣隙就是定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙。中小型異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為0.2mm1.5mm。氣隙的大小對電動(dòng)機(jī)性能影響較大，氣隙大。磁阻也大，產(chǎn)生同樣大小的磁通，所需的勵(lì)磁電流Im也越大，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)也就越低。但氣隙過小，將給裝配造成困難，運(yùn)行時(shí)定、轉(zhuǎn)子容易發(fā)生摩擦，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不可靠。四、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)在出廠時(shí)，機(jī)座上都固定著一塊銘牌，銘牌上標(biāo)注著額定數(shù)據(jù)。主要的額定數(shù)據(jù)為：(1) 額定功率PN(kW)：指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上輸出的

21、機(jī)械功率。PN禮入心叩N(2) 額定電壓UN(v):指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，電源加于定子繞組上的線電壓。(3) 額定電流IN(A):指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，電源供給定子繞組上的線電流。(4) 額定轉(zhuǎn)速門nN(r/min)：指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的每分轉(zhuǎn)速。(5) 額定頻率fN(Hz):指電動(dòng)機(jī)所接交流電源的頻率。(6) 額定工作制：指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下工作，可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間和順序，可分為額定連續(xù)工作的定額S1、短時(shí)工作的定額S2、斷續(xù)工作的定額S3等3種。此外，銘牌上還標(biāo)明繞組的相數(shù)與接法(接成星形或三角形)、絕緣等級及溫升等。對繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，還應(yīng)標(biāo)明轉(zhuǎn)子的額定電動(dòng)勢及額定電流

22、。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組一、對三相交流繞組的基本要求和分類1. 對三相交流繞組的基本要求(1) 每相繞組的阻抗要求相等，即每相繞組的匝數(shù)、形狀都是相同的。(2) 在一定數(shù)目的導(dǎo)體下，能獲得較大的電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢。(3) 電動(dòng)勢和磁動(dòng)時(shí)的波形力求接近正弦波，為此要求電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢中的諧波分量應(yīng)盡可能小。(4) 對基波而言，三相電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢必須對稱。（5）用銅少，絕緣性能可靠，制造、維修方便。2. 三相交流繞組的分類異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的種類很多，按相數(shù)分，有單相、二相和三相繞組；按槽內(nèi)層數(shù)分，有單層、雙層和單雙層混合繞組；按繞組端接部分的形狀分，單層繞組又有同心式、交叉式和鏈?zhǔn)街郑浑p層繞組又有

23、疊繞組和波繞組之分；按每極每相所占的槽數(shù)是整數(shù)還是分?jǐn)?shù)，有整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽繞組之分等等。但構(gòu)成繞組的原則是一致的。本章僅以三相單層和雙層繞組為例說明繞組的排列和連接。3. 關(guān)于交流繞組的一些基本量（1）極距相鄰兩個(gè)磁極軸線之間的距離，稱為極距，用字母他”表示。極距的大小可以用長度表示，或用在鐵心上線槽數(shù)表示，也可以用電角度表示。由于各磁極是均勻分布的，所以極距在數(shù)值上也等于每極所占有的線槽數(shù)，但極距與磁極所占有槽的空間位置不同。以24槽4極電動(dòng)機(jī)為例，每極所占槽數(shù)是24/4=6槽，各極中心軸線到與它相鄰的磁極中心軸線的距離，也就是極距，顯然也是6糟。一般地說，總槽數(shù)為Z1、有2P個(gè)磁極的電動(dòng)機(jī)，

24、其極距為T=Z1/2P（2）電角度與槽距角a一個(gè)圓周的機(jī)械角度是360°，在研究電動(dòng)機(jī)問題時(shí)，把這種定義的角度稱為空間機(jī)械角度，用0表示。如果鐵心圓周上分布有一對磁極，那么沿鐵心圓周轉(zhuǎn)1周，則經(jīng)過了空間機(jī)械角360°，同時(shí)從磁場變化方面來說也完成了一個(gè)周期的變化，即N-S-N,或S-N-S,為了更加清晰地描述磁場，我們沿用機(jī)械角度變化1周為360°空間機(jī)械角的描述，就說磁場變化1周在電空間也變化360°電角度。這種情況（指有1對磁極情況）下，電角度（用a'表示）和空間機(jī)械角度數(shù)是相等的，即a'=0如果是四極電動(dòng)機(jī)，就是定子內(nèi)圓上均勻分布著

25、兩對磁極，沿鐵心圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，每經(jīng)過1對磁極，從電的方面講就完成了1對磁場周期的變化，也就是轉(zhuǎn)過了360°電角度。沿鐵心圓周轉(zhuǎn)1周，轉(zhuǎn)過的空間機(jī)械角仍是360°，但在電的方面完成了2周變化，轉(zhuǎn)過的電角度就是a'=360°X2=720°O對于有P對磁極的電動(dòng)機(jī)來說，鐵心圓周的空間機(jī)械角當(dāng)然還是360°，而對應(yīng)的電角度則是a'=360°XP需要注意的是，按式求得的電角度a是鐵心整個(gè)圓周的電角度。在后面的分析中，更多用到的是“槽間電角度”，即鐵心上相鄰兩槽中心間隔的電角度，它也等于每一個(gè)槽子所占據(jù)的電角度。槽間電角度的計(jì)算公式為

26、a=360°XP/Zl式中Z1電動(dòng)機(jī)鐵心總槽數(shù)。(3) 節(jié)距一個(gè)繞組的兩條有效邊之間相隔的槽數(shù)稱為節(jié)距(也有稱跨距、開檔的)，用y表示，一般用槽數(shù)表示，y<T的繞組繞組稱為短距繞組，y=T的稱為整距繞組，yT的稱為長距繞組。常用的是短距與整距繞組。(4) 每極每相槽數(shù)q在交流電動(dòng)機(jī)中，每個(gè)極距所占槽數(shù)一般要均等地分給所有的相繞組，每相繞組在每個(gè)磁距下所分到的槽數(shù)，稱為“每極每相槽數(shù)”用q表示。在三相交流電動(dòng)機(jī)中，相數(shù)是3,而單相交流電動(dòng)機(jī)的相數(shù)是2。每極每相槽數(shù)q的公式即二qi/2Pm二T/m式中Z1槽數(shù)；2P磁極數(shù)；m相數(shù)；T極距。(5) 相帶每相繞組在每一對極下所連續(xù)占有的

27、寬度(用電角度表示)稱為相帶。在三相交流電動(dòng)機(jī)中，一般將每相所占有的槽數(shù)均勻地分布在每個(gè)磁極下，因?yàn)槊總€(gè)磁極所占有的電角度是180°，對三相繞組而言，每相占有60°的電角度，稱為60°相帶。由于三相繞組在空間彼此相距120°電角度，所以相待的劃分延定子內(nèi)圓瑛依次為U1、W1、V1、U2、W2、V2，只要掌握了相帶的劃分和線圈的節(jié)距，就可以掌握繞組的排列規(guī)律。二、交流電動(dòng)機(jī)繞組排列的基本原則圖10為三相交流電動(dòng)機(jī)繞組展開圖，如何繪制繞組展開圖呢？由上一節(jié)電動(dòng)機(jī)的工作原理，欲使電動(dòng)機(jī)正常工作，必須要遵循一定的繞組排列原則，進(jìn)行正確的繞組排列，否則電動(dòng)機(jī)將不能

28、正常的工作。對于普通電動(dòng)機(jī)而言一般都要遵循下列原則。1. 電動(dòng)機(jī)繞組排列的原則(1) 一個(gè)極距內(nèi)所有導(dǎo)體的電流方向必須一致；(2) 相鄰兩個(gè)極距內(nèi)所有導(dǎo)體的電流方向必須相反；(3) 若為雙層繞組，以上層繞組為準(zhǔn)，或以下層繞組為準(zhǔn)。2. 交流電動(dòng)機(jī)繞組展開圖繪制的操作步驟個(gè)）（b）(c)圖10三相4極24槽交流電動(dòng)機(jī)定子單層鏈?zhǔn)浇徊胬@組展開圖（a）繞組的排列形式（b）槽中繞組邊（導(dǎo)體）的位置（c）各繞組端部的連接在交流電動(dòng)機(jī)繞組嵌線排列原則的指引下，可以很方便的了解和掌握繞組嵌線排列技術(shù)；并且分解出繞組展開圖繪制的繪制步驟，方便實(shí)際操作。（1）計(jì)算參數(shù)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)m,已有的槽數(shù)Z1與極對數(shù)

29、P,計(jì)算極距以及每極每相槽數(shù)q,即極距（槽）：=Z1/2P每極每相槽數(shù)（槽/極相）：q=Z1/2Pm關(guān)于繞組的節(jié)距以及繞組所采用的形式，可以根據(jù)原電動(dòng)機(jī)或手冊獲得。（2）編繪電動(dòng)機(jī)的槽號。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的槽數(shù)，按照展開的形式畫出每個(gè)槽，即將所有線槽等距離地畫出，每一小豎線（豎線中間空出）代表一個(gè)線槽（也代表該槽內(nèi)的導(dǎo)體），并且按順序在每個(gè)槽（豎線中間空出部分）編上相應(yīng)的號碼，在畫槽的時(shí)候，一般要多畫幾個(gè)，編號時(shí)要考慮到電動(dòng)機(jī)槽的圓周整體性，所以要在展開槽的兩端，同時(shí)繪出首尾號碼。注意在豎線中間上部留出每極每相槽數(shù)的位置。(3) 劃定極距。在已編繪好槽號的基礎(chǔ)上，從第一槽的前面半槽地方起，到最后一槽

30、后面半槽止，在槽的上面劃一長線，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)極距的具體數(shù)值，將它分為2P份，每份下面的槽數(shù)就是一個(gè)極距。注意在劃定極距的時(shí)候，要預(yù)留出一定空間，即為繞組展開圖上部繞組繪制留出相應(yīng)的位置。確定各極距相應(yīng)的位置,為確定每極每相槽數(shù)的位置打下了基礎(chǔ)。(4) 確定每極每相槽的位置。在一個(gè)極距下，按照相數(shù)m,首先分成m等份(也稱作整體分布繞組)，然后根據(jù)每極每相槽數(shù)的具體數(shù)值，在已劃定極距相應(yīng)位置的基礎(chǔ)上，確定每個(gè)槽屬于哪相繞組的位置。三相單層繞組分別用“U”、“V”、“W”表示各槽相繞組邊的位置；若為雙層繞組，則只標(biāo)上層邊所在槽的位置。以為后期繞組嵌線，確定各相繞組具體繞組所嵌的位置提供方便，不至于搞

31、混。(5) 標(biāo)定電流方向。按照交流電動(dòng)機(jī)繞組排列原則的第(1)、(2)兩條，即一個(gè)極距內(nèi)所有導(dǎo)體的電流方向必須一致，相鄰兩個(gè)極距內(nèi)所有導(dǎo)體的電流方向必須相反的原則。在已劃分定各極距相應(yīng)位置的基礎(chǔ)上，標(biāo)定出每個(gè)極距內(nèi)各槽導(dǎo)體的電流方向。為后期各相繞組繞組與繞組間、繞組組與繞組組間的連接提供理論依據(jù)，以及操作上的便利。(6) 繞組展開圖成圖。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作原理,一臺交流電動(dòng)機(jī)可以有很多中嵌排方式，但一般都要按照原電動(dòng)機(jī)的繞組形式，即是單層繞組、還是雙層繞組，以及疊式、還是波式，鏈?zhǔn)健⑦€是交叉式等具體情況，先確定繞組的節(jié)距y,再繞制繞組。一組繞組之間的連接取決于同屬繞組中電流的方向，繞組組之間的連

32、接也取決于繞組中的電流方向，但同時(shí)也取決于同屬一相繞組的并聯(lián)支路數(shù)。在設(shè)計(jì)繞組排列時(shí)沒有考慮電流的因素。有些電動(dòng)機(jī)，尤其是大功率低速電動(dòng)機(jī)，繞組中電流很大，這就要求選用很粗的繞組導(dǎo)線。但粗導(dǎo)線繞組嵌線很困難。為解決這一問題，可以將每相繞組分成兩條支路并聯(lián)起來，再接引出線。同一相繞組中各并聯(lián)支路必須對稱，也就是說各并聯(lián)支路中串聯(lián)的繞組數(shù)必須相等。總的來說，在前面各步已繪好的基礎(chǔ)上可完成繞組展開圖。具體操作中，首先按照繞組的節(jié)距，把繞組展開圖上部，同屬于一相繞組的繞組邊，有規(guī)則的連接起來構(gòu)成繞組。然后在繞組展開圖的下部，以確保繞組邊中的電流方向，連接各相繞組端部線頭，以及各相繞組組的端部線頭。例試

33、繪制三相電動(dòng)機(jī)4極24槽單層繞組展開圖。按照上面講的繞組排列原則的前兩條(1)、(2)，以及繞組展開圖形繪制操作步驟進(jìn)行。第(1)步，參數(shù)計(jì)算。極距：=Z/2P=24/4=6槽每極每相槽數(shù)：q=Z/2Pm=24/4X3=2槽/極相在第一步的基礎(chǔ)上，把第(2)(5)步的操作內(nèi)容繪在一起，如圖11所示。*+*rr*+*242345678910112131415161718192021222324圖11三相24槽4極電動(dòng)機(jī)單層繞組槽號繪編標(biāo)定電流方向的排列展開圖第(6)步，繞組成圖，如圖12所示。本例采用的是同心交叉式，即大繞組套小繞組，按照電流示意的方向，進(jìn)行一個(gè)繞組組內(nèi)的連接，如1-8大繞組與2

34、-7小繞組的連接；然后再進(jìn)行繞組組與繞組組的連接，如U相繞組的兩個(gè)繞組組之間的連接。Lr十r+r+r*-WUUVVWWUUVVWWUIJVVWWLlUVVWWUUVV24I234678910II12131415161718192021222324I23411111l1111I1I1l1111-111-u.V,W,v2w2圖12三相24槽4極電動(dòng)機(jī)單層繞組展開圖繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接到三相電源后，氣隙內(nèi)即建立旋轉(zhuǎn)磁場。這個(gè)磁場以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)，幅值不變。其分布近乎正弦，好像一種旋轉(zhuǎn)的磁極。它同時(shí)切割定、轉(zhuǎn)子繞組,在其中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。雖然在定、轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率有所不

35、同，但兩者定量計(jì)算的方法是一樣的。本節(jié)討論由正弦分布、以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場在定子繞組中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。一、繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢及短矩系數(shù)1.導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢當(dāng)磁場在空間作正弦分布，并以恒定的轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)體感應(yīng)的電動(dòng)勢為一正弦波，其最大值為E二Blvc1mml導(dǎo)體電勢的有效值為EC1肚=邁fBk2m11B而m11斤，所以有兀E=妙=2.22妙C1<2112. 整距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢在圖13(a)中，將相隔一個(gè)極距，即相差180°空間電角度的位置上放置兩根導(dǎo)體U1和U2,并在上端用導(dǎo)線將它們連成一個(gè)整距線圈。線匝下面的兩個(gè)端頭分別稱頭和尾。由于兩根導(dǎo)體在空間相間一個(gè)極距

36、，則可知，若一根導(dǎo)體處在N極極面下，另一根導(dǎo)體必定處在S極極面下對應(yīng)的位置，它們切割磁場所感應(yīng)出的電動(dòng)勢必然大小相等、方向相反。即在時(shí)間相位上彼此相差180°時(shí)間電角度，每根導(dǎo)體的基波電動(dòng)勢相量則如圖13(b)所示。每個(gè)線匝的電動(dòng)勢為El,有效值端接線(b)整距線圈電動(dòng)勢柑量圖(C)短距線圏電動(dòng)勢和量圖電動(dòng)勢參考向圖13匝電動(dòng)勢的計(jì)算Et1=E-E'=2EClClClEt1二2E二4.44fOC11在一個(gè)線圈內(nèi),每一匝電動(dòng)勢的大小和相位都是相同的，所以整距線圈的電動(dòng)勢為有效值Ey1=NECt1Ey1=4.44fNC13. 短距繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢這時(shí)線圈節(jié)距y1V，則電動(dòng)勢Ec1

37、和Ec1相位差不是180°，而是相差Y，Y是線圈節(jié)距y1所對應(yīng)的電角度。Y=乙x180。TE=E-E'因此匝電勢為E二2Ecos180一丫二2Esin-=2EA有效值ti(yygci2ci2ciyiKK=sin式中Ky1短距因數(shù)，y12。則短距線圈的電動(dòng)勢為E=4.44fNKy1(yyT)C1yiEK=y1(yyt)Y1Eyi(y=T)短距系數(shù)的物理含義是：由于繞組短距后，兩繞組邊中感應(yīng)電動(dòng)勢不再相等。求繞組電動(dòng)勢時(shí)不能像整矩繞組那樣代數(shù)相加，而是相量相加，也就是把繞組看成是整距后所求繞組電動(dòng)勢再做折算。二、線圈組的感應(yīng)電動(dòng)勢及分布系數(shù)線圈組是由q個(gè)繞組串聯(lián)組成的，若是集中繞

38、組(q個(gè)繞組均放在同一槽中)，則每個(gè)繞組的電動(dòng)勢大小、相位都相同，對于分布繞組，q個(gè)繞組嵌放在相鄰a槽距角的q個(gè)槽中，對每個(gè)繞組而言，它們切割旋轉(zhuǎn)磁場所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小應(yīng)完全相同。但由于q個(gè)繞組在定子空間分布而互差a,則磁場切割它們必然有先有后，這就使得q繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢在時(shí)間相位上有超前滯后。顯而易見，q個(gè)繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢在時(shí)間上依次相差a電角度，如圖3.14(a)所示。線圈組電動(dòng)勢為q個(gè)繞組電動(dòng)勢的相量和，即E=2Rsin竺q12ER=yi2sin-由于q個(gè)相量大小相等，又依次位移角，所以它們依次相加就組成一個(gè)正多邊形。所以有E圖14分布繞組組基波電動(dòng)勢相量圖.qa.qasms

39、mE=E=qE=qEKqlyl.aY1.aylqlsmsm22式中Kql分布因數(shù),Kql.qasm2.aqsm2線圈組的電動(dòng)勢為E=4.44qqNKKf=4.44fqNKqlC1ylqlC1wlwl一ylql成為繞組因數(shù)。三、一相繞組的基波感應(yīng)電動(dòng)勢一相繞組有a條支路，一條支路由若干個(gè)繞組組串聯(lián)組，因此一相繞組的電動(dòng)勢等于每一條并聯(lián)支路的電動(dòng)勢。一般情況下，每條支路中所串聯(lián)的幾個(gè)繞組組的電動(dòng)勢都是大小相等、相位相同的，因此，可將該相一條支路所串的幾個(gè)繞組組電動(dòng)勢直接相加。對于單層繞組，每條支路由P/a個(gè)繞組組串聯(lián)而成。對于雙層繞組，每條支路由2p/a個(gè)繞組組串聯(lián)而成。所以每相繞組電動(dòng)勢為E=4

40、.44fqN-PK雙層繞組qlCalwlE=4.44fqNK單層繞組qlCalwl絲qNPqN以上兩式中aC和aC分別表示雙層繞組和單層繞組每條支路的串聯(lián)匝數(shù)，統(tǒng)一用有效匝數(shù)N表示，這樣就可得到繞組相電動(dòng)勢的一般公式E=4.44fNKqllwl式中N每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)。上式是計(jì)算交流繞組每相電動(dòng)勢有效值的一個(gè)普遍公式。它與變壓器中繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算公式十分相似，僅多一項(xiàng)繞組系數(shù)Kwl。事實(shí)上，因?yàn)樽儔浩骼@組中每個(gè)線匝的電動(dòng)勢大小、相位都相同，因此變壓器繞組實(shí)際上是一個(gè)集中整距繞組。繞組的磁動(dòng)勢在闡述三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理時(shí)，曾指出，在三相異步電動(dòng)機(jī)中，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的前提是需要產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)磁

41、場。實(shí)際上，這種旋轉(zhuǎn)磁場是由該電動(dòng)機(jī)定子上的對稱三相繞組中通入對稱三相交流電流時(shí)產(chǎn)生的磁動(dòng)勢建立的。因?yàn)榇诵D(zhuǎn)磁動(dòng)勢是對稱三相繞組中通入對稱三相交流電流時(shí)所形成的總磁動(dòng)勢，所以這個(gè)總磁動(dòng)勢肯定既是空間的函數(shù)，又是時(shí)間的函數(shù)。本節(jié)從分析一個(gè)繞組的磁動(dòng)勢開始,進(jìn)而分析一個(gè)繞組組以及一個(gè)相繞組的磁動(dòng)勢。然后把3個(gè)相繞組的磁動(dòng)勢疊加起來，便可得出三相繞組的合成磁動(dòng)勢。一、單相繞組的磁動(dòng)勢一一脈振磁動(dòng)勢組成相繞組的單元是繞組，那么合成為單相繞組磁動(dòng)勢的單元就是繞組的磁動(dòng)勢，下面轉(zhuǎn)了定子(a)先分析一個(gè)繞組所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢。圖15整距繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢1.整距線圈的磁動(dòng)勢圖15(a)所示為一臺兩極異步電動(dòng)機(jī)的

42、磁場分布示意圖，定子上有一個(gè)匝數(shù)為Ny的整距繞組U1-U2，繞組中有電流通過，從U2流入，從U1流出。電流所建立的磁場的磁力線分布如圖中虛線所示，為二極磁場。根據(jù)全電流定律，每根磁力線所包圍的全電流為£Hdl=EI=EN式中Nc繞組匝數(shù)，即繞組中每一有效邊的導(dǎo)體數(shù)。設(shè)想將電動(dòng)機(jī)在放置U1繞組邊的地方切開并展平，如圖15(b)所示，如確定磁極軸線為y軸，定子內(nèi)圓周為x軸。若繞組中通入交流電流，ic=2IcC0S°t，因?yàn)殡娏魇请S時(shí)間變化的，這里選擇°t0，c'2Ic這一個(gè)合適的時(shí)間來分析。在討論直流電動(dòng)機(jī)電樞磁動(dòng)勢時(shí)，分析過這種整距繞組(直流電動(dòng)機(jī)中稱為元件

43、)磁動(dòng)勢的分布情況，已確定這種整距線圈所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢在空間分布波形是一個(gè)矩形波，其周期為兩個(gè)i極距，其幅值等于磁力11N線所包圍的全電流的一半為2C，周期為2工。則磁動(dòng)勢矩形波幅值的一般表達(dá)式為f(x,t)NIcos°t它隨時(shí)間的變化作正弦變化，當(dāng)電流為最大值時(shí)，矩形波的髙度也為最大值，當(dāng)電流改變方向時(shí)，磁動(dòng)勢也隨之改變方向。圖16表示不同瞬時(shí)矩形波幅值隨時(shí)間變化的關(guān)系。這種從空間上看位置固定，從時(shí)間上看大小在正負(fù)最大值之間變化的磁動(dòng)勢，稱之為脈振磁動(dòng)勢。脈振的頻率就是交流電流的頻率。11答0O0oox(a)c?/=0,i=Im(b)血戶90,i=QU“01*1§*(c)&

44、lt;yr=】SO41,i=-/rn定子三相對稱繞組不論是雙層還是單層，每個(gè)繞組組都是由q個(gè)相同的繞組串聯(lián)起來，各繞組之間依次相差一個(gè)槽距角a。以q=3的整距繞組組為例，3個(gè)繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢矩形波大小相等，在空間依次相隔a電角度。此線圈組的基波合成磁動(dòng)勢的相量就可用q個(gè)（3個(gè)）依次相差a電角度的基波磁動(dòng)勢相量之和來表示，幅值為F=qFK=0.91NqKcosotq1y1q1CCq1.qasinK=q1aqsm式2成為基波的分布因數(shù)。它表明具有同樣匝數(shù)的分布繞組，其基波磁動(dòng)勢比具有同樣匝數(shù)集中繞組（q個(gè)繞組集中在一個(gè)槽內(nèi)的繞組）的基波磁動(dòng)勢減小的倍數(shù),圖16不同瞬間的脈振磁動(dòng)勢或者可理解為把繞組

45、中的各繞組排列成分布以后所引起基波磁動(dòng)勢的一個(gè)折扣。同理對于髙次諧波其分布因數(shù)為髙次諧波磁動(dòng)勢的幅值為KqV.vasin-2vasm-2F=-0.91NqKcosotqVVCCqV采用分布繞組可以削弱磁動(dòng)勢的髙次諧波，改善磁動(dòng)勢的波形，使之接近于正弦波。3. 短距線圈組的磁動(dòng)勢雙層繞組中常采用短矩繞組。由于是短距繞組，所以同一相上、下層導(dǎo)體要移開一個(gè)距pfi-A離，這個(gè)距離即是繞組節(jié)距所縮短的電角I工丿，y1為繞組節(jié)矩。由于磁動(dòng)勢大小和波形只取決于槽內(nèi)線圈組邊的分布及電流的情況，而與各線圈組邊的連接次序無關(guān)。因此可將上層線圈組邊等效地看成是一個(gè)單層整距分布線圈組，下層線圈組邊等效地看成是另一個(gè)單層整距分布線圈組上、下兩線圈組在空間相差電角度，因此雙層短距分布繞組基波磁動(dòng)勢如同電動(dòng)勢一樣，其大小為兩個(gè)等效線圈基波磁動(dòng)勢的相量和，因此，又可引入短距系數(shù)來計(jì)算繞組短距的影響。