電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電動(dòng)機(jī)電樞電勢(shì)與磁通

1、6.1 交流電機(jī)電樞繞組的電動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)電樞繞組的電動(dòng)勢(shì) v交流電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，交流電機(jī)交流電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，交流電機(jī)三相對(duì)稱繞組三相對(duì)稱繞組中會(huì)有中會(huì)有三相三相對(duì)稱感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（三相對(duì)稱感應(yīng)電流）產(chǎn)生，空間有（三相對(duì)稱感應(yīng)電流）產(chǎn)生，空間有旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁通（磁通勢(shì)）磁通（磁通勢(shì)）產(chǎn)生，兩者的作用是產(chǎn)生，兩者的作用是相互相互的。的。v假設(shè)假設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)已產(chǎn)生，且在空間呈正弦分布旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)已產(chǎn)生，且在空間呈正弦分布，研究繞組電，研究繞組電動(dòng)勢(shì)。動(dòng)勢(shì)。6.1.1 導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)ANS n定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 B0A t NSmBxB 20v導(dǎo)體中感應(yīng)的基波電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的波形，決定于氣隙導(dǎo)體

2、中感應(yīng)的基波電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的波形，決定于氣隙中磁密的分布波形。中磁密的分布波形。 pp 則有：則有：(1) 空間電角度和空間機(jī)械角度空間電角度和空間機(jī)械角度空間空間電電角度（角度（）：在電機(jī)里，我們把一對(duì)主磁極表面所占）：在電機(jī)里，我們把一對(duì)主磁極表面所占的空間距離，用空間電角度表示，定為的空間距離，用空間電角度表示，定為360度（度（或或2弧度弧度）機(jī)械機(jī)械角度（角度（）：電機(jī)整個(gè)轉(zhuǎn)子表面所占的空間幾何角度，）：電機(jī)整個(gè)轉(zhuǎn)子表面所占的空間幾何角度，也定為也定為360度（度（或或2弧度弧度） NS SSNN 180180 90180 (2) 氣隙磁密的空間變化規(guī)律和電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間變化規(guī)律相同氣

3、隙磁密的空間變化規(guī)律和電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間變化規(guī)律相同tlvlvetmmxmmxsinsinsinsin 基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基波磁密基波磁密氣隙磁密的空間電角度氣隙磁密的空間電角度轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電角速度轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電角速度基波電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間電角度基波電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間電角度基波電動(dòng)勢(shì)的角頻率基波電動(dòng)勢(shì)的角頻率氣隙磁密的空間電角度氣隙磁密的空間電角度 = 電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間電角度電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間電角度轉(zhuǎn)子（磁場(chǎng)）旋轉(zhuǎn)的電角速度轉(zhuǎn)子（磁場(chǎng)）旋轉(zhuǎn)的電角速度 = 基波電動(dòng)勢(shì)的角頻率基波電動(dòng)勢(shì)的角頻率)/(602min),/(sradnprn 對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的電電角角速速度度為為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速為為)(2Hzf 基基波波電電動(dòng)動(dòng)

4、勢(shì)勢(shì)的的頻頻率率(3) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(磁場(chǎng)磁場(chǎng)) 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n 與電樞繞組電動(dòng)勢(shì)頻率與電樞繞組電動(dòng)勢(shì)頻率 f 的關(guān)系的關(guān)系)(60Hzpnf 若當(dāng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為若當(dāng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為 n 時(shí)，可知電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率時(shí)，可知電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為為 f； 若當(dāng)已知電樞三相對(duì)稱繞組中電流頻率為若當(dāng)已知電樞三相對(duì)稱繞組中電流頻率為 f 時(shí)，產(chǎn)生的旋時(shí)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n，稱為，稱為同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速。 2.22ff2121f2p60nrnrvl2flffl22lvmvmvvmmm 值值）導(dǎo)導(dǎo)體體基基波波電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)（有有效效導(dǎo)導(dǎo)體體切切割割磁磁力力線線的的速速度度氣氣隙隙每每極極基基波波

5、磁磁通通量量氣氣隙隙磁磁密密的的平平均均值值其其中中感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)最最大大值值 26022(4) 單根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值單根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值結(jié)論：空間相距結(jié)論：空間相距 電角度的兩根導(dǎo)體，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位電角度的兩根導(dǎo)體，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位也相差也相差 時(shí)間電角度，超前滯后關(guān)系與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向有關(guān)。時(shí)間電角度，超前滯后關(guān)系與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向有關(guān)。(5) 空間相距空間相距電角度的兩根導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)電角度的兩根導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì) EEtEeEEtEeXmXAmAsin0sin AEj B0A mBxB 2XXE 0 t 6.1.2整距線匝電動(dòng)勢(shì)整距線匝電動(dòng)勢(shì)v一個(gè)線匝的兩條邊相距一個(gè)極距（一個(gè)線匝的兩條邊

6、相距一個(gè)極距（180度空間電角度或度空間電角度或弧弧度空間電角度）時(shí)，稱為度空間電角度）時(shí)，稱為整距線匝整距線匝。 B0 NSmB 2AXA X AXAeXe頭頭尾尾TeAEXETEj ffEEEEEATXAT44. 422. 2226.1.3 整距線圈的電動(dòng)勢(shì)整距線圈的電動(dòng)勢(shì)v一個(gè)線圈由一個(gè)線圈由Wy匝串聯(lián)而成。匝串聯(lián)而成。v線圈兩邊的距離線圈兩邊的距離y1叫節(jié)距，用叫節(jié)距，用空間電角度空間電角度表示；表示；vy1=(即即y1=)的線圈是的線圈是整距線圈整距線圈；vy1(即即y1(即即y1)的線圈是的線圈是長(zhǎng)距線圈長(zhǎng)距線圈。 yyfWE44. 4：整整距距線線圈圈基基波波電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)為為 y

7、fWE44. 4:變變壓壓器器電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)結(jié)論：一個(gè)線圈與一個(gè)磁密為空間正弦分布的磁場(chǎng)相切割時(shí)，結(jié)論：一個(gè)線圈與一個(gè)磁密為空間正弦分布的磁場(chǎng)相切割時(shí)，產(chǎn)生的產(chǎn)生的切割電動(dòng)勢(shì)切割電動(dòng)勢(shì)和線圈環(huán)鏈正弦變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的和線圈環(huán)鏈正弦變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)完全一樣。說(shuō)明完全一樣。說(shuō)明切割電動(dòng)勢(shì)也是線圈環(huán)鏈一個(gè)交變的磁切割電動(dòng)勢(shì)也是線圈環(huán)鏈一個(gè)交變的磁通的結(jié)果通的結(jié)果。6.1.4 短距線圈電動(dòng)勢(shì)短距線圈電動(dòng)勢(shì) B0 NSmB 2AXAXAeXe頭頭尾尾TeAEXEyEj A X yy 11y yyyAyXAykfWyfWyEEEEE44. 42sin44. 42sin2 基波短距系數(shù)基波短

8、距系數(shù)6.1.5 整距分布線圈組的電動(dòng)勢(shì)整距分布線圈組的電動(dòng)勢(shì)v為了充分利用電機(jī)定子內(nèi)圓空間，定子上不止放一個(gè)線圈，為了充分利用電機(jī)定子內(nèi)圓空間，定子上不止放一個(gè)線圈，而是放而是放 n 個(gè)線圈，且個(gè)線圈，且均勻地分布均勻地分布在定子內(nèi)表面的槽里。在定子內(nèi)表面的槽里。v這些線圈的這些線圈的匝數(shù)匝數(shù)彼此彼此相等相等，按，按頭尾頭尾互相互相串聯(lián)串聯(lián)起來(lái)，稱為起來(lái)，稱為線線圈組圈組。v這些線圈可以是這些線圈可以是整距線圈整距線圈，也可以是，也可以是短距線圈短距線圈。1 231 2 3 qe分布線圈組分布線圈組1yE2yE3yE 2 q 2 R1yE2yE3yEqE2sin22sin2221 qRERE

9、EEEEqyyyyq qyyqyqkqEqqqEEqRqRqEE 2sin2sin2sin22sin2 基波分布系數(shù)基波分布系數(shù)v整距分布線圈組基波電動(dòng)勢(shì)：整距分布線圈組基波電動(dòng)勢(shì)：v短距分布線圈組基波電動(dòng)勢(shì)：短距分布線圈組基波電動(dòng)勢(shì)： qyqyqkfqWkqEE44.4 WyqyyqkfqWkkfqWE44. 444. 4基基 波波 繞繞 組組 系系 數(shù)數(shù) 八極交流電機(jī)電樞繞組中有兩根導(dǎo)體，相距八極交流電機(jī)電樞繞組中有兩根導(dǎo)體，相距45空間機(jī)空間機(jī)械角，這兩根導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位差多少？械角，這兩根導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位差多少？ 六極電機(jī)電動(dòng)勢(shì)頻率為六極電機(jī)電動(dòng)勢(shì)頻率為50Hz，主磁極旋轉(zhuǎn)

10、轉(zhuǎn)速是多少？，主磁極旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是多少？ 四極交流電機(jī)電樞線匝的兩個(gè)邊相距四極交流電機(jī)電樞線匝的兩個(gè)邊相距80空間機(jī)械角，空間機(jī)械角，畫出這兩個(gè)線匝邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相量圖，并通過(guò)相量簡(jiǎn)單畫出這兩個(gè)線匝邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相量圖，并通過(guò)相量簡(jiǎn)單合成的方法計(jì)算短距系數(shù)。合成的方法計(jì)算短距系數(shù)。 六極交流電機(jī)電樞繞組有六極交流電機(jī)電樞繞組有54槽，一個(gè)線圈的兩個(gè)邊分別槽，一個(gè)線圈的兩個(gè)邊分別在第在第1槽和第槽和第8槽，這兩個(gè)邊的電動(dòng)勢(shì)相位差多少？?jī)蓚€(gè)槽，這兩個(gè)邊的電動(dòng)勢(shì)相位差多少？?jī)蓚€(gè)相鄰的線圈的電動(dòng)勢(shì)相位差多少？畫出基波電動(dòng)勢(shì)相量相鄰的線圈的電動(dòng)勢(shì)相位差多少？畫出基波電動(dòng)勢(shì)相量圖，并在相量圖上計(jì)算合成電動(dòng)勢(shì)，從而

11、算出繞組短距圖，并在相量圖上計(jì)算合成電動(dòng)勢(shì)，從而算出繞組短距系數(shù)。系數(shù)。6.2 交流電機(jī)電樞繞組交流電機(jī)電樞繞組v從發(fā)電機(jī)的角度出發(fā)，安排定從發(fā)電機(jī)的角度出發(fā)，安排定子三相繞組，使得三相繞組感子三相繞組，使得三相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位互差應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位互差120。v在電機(jī)電樞表面上相距在電機(jī)電樞表面上相距空間電空間電角度角度的兩根導(dǎo)體也好，或者兩的兩根導(dǎo)體也好，或者兩個(gè)線圈也好，它們感應(yīng)的基波個(gè)線圈也好，它們感應(yīng)的基波電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間相位上，也必然電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間相位上，也必然相差相差時(shí)間電角度時(shí)間電角度。AEBECEj 120 120 1206.2.1 三相單層繞組三相單層繞組NS n

12、AXBYCZ1、三相單層、三相單層集中集中整距整距繞組繞組(p=1)缺點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形缺點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形不好，電樞表面的空間不好，電樞表面的空間沒(méi)有充分利用。于是，沒(méi)有充分利用。于是，采用下面的分布繞組進(jìn)采用下面的分布繞組進(jìn)行改進(jìn)。行改進(jìn)。NNSS123456789101112131415161718192021222324n 2、三相單層整距分布繞組、三相單層整距分布繞組 已知一臺(tái)電機(jī)，定子上總槽數(shù)已知一臺(tái)電機(jī)，定子上總槽數(shù) Z=24，極對(duì)數(shù)，極對(duì)數(shù) p=2，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為 n（r/min），試連接成三相單），試連接成三相單層分布繞組。層分布繞組。

13、 30243602360Zp 第二步：畫槽基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖第二步：畫槽基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖123456789101112131415161718192021222324AXBYCZNNSS123456789101112131415161718192021222324n 2232242 mpZq第一步：計(jì)算定子相鄰兩槽之間的第一步：計(jì)算定子相鄰兩槽之間的槽距角槽距角(空間電角度空間電角度)和和每每極每相槽數(shù)極每相槽數(shù)q第三步：按第三步：按60相帶法相帶法分相分相 根據(jù)基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖，把有關(guān)槽里的導(dǎo)體分配到三根據(jù)基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖，把有關(guān)槽里的導(dǎo)體分配到三個(gè)相里，連成三相對(duì)稱繞組。個(gè)相

14、里，連成三相對(duì)稱繞組。 方法：把基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖分成六等份，每一等份為方法：把基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖分成六等份，每一等份為60 時(shí)間電角度。這時(shí)間電角度。這60時(shí)間電角度時(shí)間電角度內(nèi)的相量對(duì)應(yīng)著內(nèi)的相量對(duì)應(yīng)著定子空間定子空間60電角度電角度范圍內(nèi)的槽，這些槽在定子內(nèi)表面上所占的地帶叫范圍內(nèi)的槽，這些槽在定子內(nèi)表面上所占的地帶叫相帶相帶。這種分法叫。這種分法叫60相帶法相帶法。123456789101112 13 14151617181920212223 24 1A1X2A2X分布線圈個(gè)數(shù)分布線圈個(gè)數(shù) = 每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) 每相每對(duì)極每相每對(duì)極下有一個(gè)線圈下有一個(gè)線

15、圈組（每相有組（每相有p個(gè)個(gè)線圈組）；線圈組）；(2) 每個(gè)線圈組每個(gè)線圈組分布線圈個(gè)數(shù)分布線圈個(gè)數(shù)為為q第四步：畫繞組的連接圖第四步：畫繞組的連接圖 qqyqyXAqyqyXAXAfWkkapqWfapkfqWEapEmpZqkfqWkqEEE44. 444. 444. 4244. 4112211 每相在每極下的槽數(shù)（或線圈數(shù)）每相在每極下的槽數(shù)（或線圈數(shù)）一相繞組串聯(lián)的總匝數(shù)一相繞組串聯(lián)的總匝數(shù)第五步：確定繞組并聯(lián)的路數(shù)第五步：確定繞組并聯(lián)的路數(shù) 單層繞組單層繞組最多最多可可并聯(lián)的支路數(shù)為并聯(lián)的支路數(shù)為a=p（p為極對(duì)數(shù)）為極對(duì)數(shù)）第六步：計(jì)算相電動(dòng)勢(shì)第六步：計(jì)算相電動(dòng)勢(shì)6.2.2 三相雙

16、層繞組三相雙層繞組v雙層繞組是定子上每個(gè)槽里放兩條線圈邊，雙層繞組是定子上每個(gè)槽里放兩條線圈邊，電機(jī)線圈的總電機(jī)線圈的總數(shù)等于定子總槽數(shù)數(shù)等于定子總槽數(shù)。v雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)是線圈能夠任意短距（可以雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)是線圈能夠任意短距（可以改善電動(dòng)勢(shì)波改善電動(dòng)勢(shì)波形形）。）。 已知三相電機(jī)定子總槽數(shù)已知三相電機(jī)定子總槽數(shù) Z=36，極對(duì)數(shù)，極對(duì)數(shù) p=2，節(jié)距，節(jié)距 y1=7(槽槽)，并聯(lián)支路數(shù)，并聯(lián)支路數(shù) a=1，連接成三相雙層短距分布繞組。，連接成三相雙層短距分布繞組。 20363602360Zp 3232362 mpZq第一步：計(jì)算槽距角第一步：計(jì)算槽距角和每極每相槽數(shù)和每極每相槽數(shù)q12345

17、6789101112131415161718261920212223242527282930313233343536AXBYCZ第二步：畫槽基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖（注意：每個(gè)相量代表第二步：畫槽基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖（注意：每個(gè)相量代表一個(gè)一個(gè)短距線圈的電動(dòng)勢(shì)短距線圈的電動(dòng)勢(shì)，而不是，而不是導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)）第三步：按第三步：按60相帶法分相相帶法分相第四步：畫繞組連接圖第四步：畫繞組連接圖 123456789101112 13 14151617181920212223 2426 27 28 29 30 31 32 33 34 35 361A1X253A3X2A2X4A4X特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1)

18、每相每極下有一個(gè)線圈組每相每極下有一個(gè)線圈組(每相有每相有2p個(gè)線圈組個(gè)線圈組極極相組相組)；(2) 每個(gè)線圈組分布線圈個(gè)數(shù)為每個(gè)線圈組分布線圈個(gè)數(shù)為q yyykfWE44.4 qyyqyqkkfqWkqEE44.4 WqyyqfWkkkWapqfEapE44.4244.42 每相串每相串聯(lián)匝數(shù)聯(lián)匝數(shù)第五步：確定繞組并聯(lián)支路數(shù)第五步：確定繞組并聯(lián)支路數(shù) 雙層繞組的雙層繞組的并聯(lián)支路數(shù)最多是并聯(lián)支路數(shù)最多是 a=2p。第六步：計(jì)算相電動(dòng)勢(shì)第六步：計(jì)算相電動(dòng)勢(shì) 短距線圈基波電動(dòng)勢(shì)短距線圈基波電動(dòng)勢(shì) 極相組極相組基波電動(dòng)勢(shì)基波電動(dòng)勢(shì) 相繞組基波電動(dòng)勢(shì)相繞組基波電動(dòng)勢(shì)四極交流電機(jī)，電樞繞組采用雙層短距

19、分布繞組，電樞有四極交流電機(jī)，電樞繞組采用雙層短距分布繞組，電樞有36槽，槽距角大小應(yīng)為槽，槽距角大小應(yīng)為 ，相鄰兩個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)相位，相鄰兩個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)相位差差 。若線圈兩個(gè)邊分別在第。若線圈兩個(gè)邊分別在第1、第、第9槽中，繞組短槽中，繞組短距系數(shù)等于距系數(shù)等于 ，繞組分布系數(shù)等于，繞組分布系數(shù)等于 ，繞組，繞組系數(shù)等于系數(shù)等于 。 20363602360Zp 3232362 mpZq9848. 0298sin2sin,98919, 9436 ykyy9598. 010sin3103sin2sin2sin qqkq9452. 09598. 09848. 0 qywkkk例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，

20、定子采用雙層短距分布繞組。例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子采用雙層短距分布繞組。已知定子總槽數(shù)已知定子總槽數(shù) Z=36，極對(duì)數(shù)，極對(duì)數(shù) p=3，線圈的節(jié)距，線圈的節(jié)距 y1=5 槽，槽，每個(gè)線圈串聯(lián)的匝數(shù)每個(gè)線圈串聯(lián)的匝數(shù) Wy=20，并聯(lián)支路數(shù)，并聯(lián)支路數(shù) a=1，頻率，頻率f=50Hz，基波每極磁通量，基波每極磁通量 =0.00398Wb，求：，求： 導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)；導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)； 線匝基波電動(dòng)勢(shì)；線匝基波電動(dòng)勢(shì)； 線圈基波電動(dòng)勢(shì)；線圈基波電動(dòng)勢(shì)； 極相組基波電動(dòng)勢(shì)；極相組基波電動(dòng)勢(shì)； 相繞組基波電動(dòng)勢(shì)。相繞組基波電動(dòng)勢(shì)。解：解：(1)導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)VfE442. 000398

21、. 05022. 222. 2 (2)極距為極距為VfkEkEyyT854. 000398. 0966. 05044. 444. 42 線匝基波電動(dòng)勢(shì)線匝基波電動(dòng)勢(shì)槽槽6636 由于線圈節(jié)距為由于線圈節(jié)距為 y1=5槽，則短距系數(shù)為槽，則短距系數(shù)為9848. 0265sin2sin yky (3)線圈基波電動(dòng)勢(shì)線圈基波電動(dòng)勢(shì)VWfkEWEyyTyy1700398. 020966. 05044. 444. 4 (4)每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)(分布線圈數(shù)分布線圈數(shù))基波分布系數(shù)基波分布系數(shù)2332362 mpZq槽距角為槽距角為 30363603360Zp 965. 015sin2152sin2s

22、in2sin qqkq極相組基波電動(dòng)勢(shì)為極相組基波電動(dòng)勢(shì)為VWkfqkkqEEyqyqyq94.3200398. 020965. 0966. 025044. 444. 4 (5)每相串聯(lián)的總匝數(shù)每相串聯(lián)的總匝數(shù)VfWkkkWapqfEapEWqyyq6 .19700398. 0932. 02405044. 444. 4244. 42 2402012322 yWapqW繞組系數(shù)為繞組系數(shù)為932. 0965. 0966. 0 qyWkkk相繞組基波電動(dòng)勢(shì)相繞組基波電動(dòng)勢(shì)6.2.3 繞組的諧波電動(dòng)勢(shì)繞組的諧波電動(dòng)勢(shì)v電機(jī)氣隙中的磁密分布除了基波之外，還有諸如三次、五電機(jī)氣隙中的磁密分布除了基波之外

23、，還有諸如三次、五次、七次等奇數(shù)次諧波。次、七次等奇數(shù)次諧波。v當(dāng)繞組采用了當(dāng)繞組采用了短距短距、分布分布以及以及三相三相連接時(shí)，則可以使各次連接時(shí)，則可以使各次諧波電動(dòng)勢(shì)大大削弱，甚至為零。諧波電動(dòng)勢(shì)大大削弱，甚至為零。一一. 諧波短距系數(shù)和分布系數(shù)及短距、分布對(duì)諧波的削弱諧波短距系數(shù)和分布系數(shù)及短距、分布對(duì)諧波的削弱2sin2sin2sin qqkykqy 諧波分布系數(shù)：諧波分布系數(shù)：諧波短距系數(shù)：諧波短距系數(shù)：基波磁密基波磁密p=1三次諧波磁密三次諧波磁密p=3五次諧波磁密五次諧波磁密p=5電角度關(guān)系電角度關(guān)系 次諧波電角度次諧波電角度等于等于乘以基波電乘以基波電角度。角度。 =例：上例

24、中，一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子采用雙層短距分布繞例：上例中，一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子采用雙層短距分布繞組，組，p=3。5次諧波每極磁通量次諧波每極磁通量 5=0.00004Wb，7次諧波每極次諧波每極磁通量磁通量7=0.00001Wb，求：五、七次諧波繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。，求：五、七次諧波繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解：由上例的求解，解：由上例的求解， =30，q=2，y=5/6，W=240067. 0259. 02305sin223052sin25sin25sin259. 02655sin25sin55555 qywqykkkqqkyk VfWkEw715. 000004. 0067. 024050544.

25、4544. 4555 067. 0259. 02307sin223072sin25sin25sin259. 02657sin27sin77777 qywqykkkqqkyk 通常選擇通常選擇 y1=(5/6)以同時(shí)削弱以同時(shí)削弱5、7次諧波電動(dòng)勢(shì)；次諧波電動(dòng)勢(shì)；通常一般交流電機(jī)選擇通常一般交流電機(jī)選擇 1q7，削弱，削弱5、7次諧波電動(dòng)勢(shì)。次諧波電動(dòng)勢(shì)。VfWkEw25. 000001. 0067. 024050744. 4744. 4777 例：某交流電機(jī)極距按定子槽數(shù)計(jì)算為例：某交流電機(jī)極距按定子槽數(shù)計(jì)算為10，若希望線圈中，若希望線圈中沒(méi)有五次諧波電動(dòng)勢(shì)，計(jì)算線圈應(yīng)取多大節(jié)距。沒(méi)有五次諧

26、波電動(dòng)勢(shì)，計(jì)算線圈應(yīng)取多大節(jié)距。解：利用繞組短距消除五次諧波，令五次諧波短距系數(shù)解：利用繞組短距消除五次諧波，令五次諧波短距系數(shù)025sin5 yky.)2, 1, 0(5225 nnyny 由于是短距，則：由于是短距，則：n=1或或n=2，此時(shí)，此時(shí)，y=0.4或或y=0.8y=0.4時(shí)的基波短距系數(shù)為時(shí)的基波短距系數(shù)為:y=0.8時(shí)的基波短距系數(shù)為時(shí)的基波短距系數(shù)為:5878. 036sin1 yk9511. 072sin1 yk因此，取因此，取y=0.8，線圈節(jié)距為，線圈節(jié)距為0.8空間電角度?？臻g電角度。二二.繞組三相連接對(duì)諧波的抑制作用繞組三相連接對(duì)諧波的抑制作用3.三相繞組星形接法

27、時(shí)，三次諧波線電動(dòng)勢(shì)為：三相繞組星形接法時(shí)，三次諧波線電動(dòng)勢(shì)為：1.三相繞組基波相電動(dòng)勢(shì)三相繞組基波相電動(dòng)勢(shì) 大小相等，相位互差大小相等，相位互差120電角度；電角度；111CBAEEE、2.三相繞組三次諧波相電動(dòng)勢(shì)三相繞組三次諧波相電動(dòng)勢(shì) 互差互差1203=360 。因此，三次諧波相電動(dòng)勢(shì)。因此，三次諧波相電動(dòng)勢(shì) 。333CBAEEE、333CBAEEE 0 CABCABEEE4.三相繞組三角形接法時(shí)，內(nèi)部會(huì)有三次諧波的循環(huán)電流：三相繞組三角形接法時(shí)，內(nèi)部會(huì)有三次諧波的循環(huán)電流：333333333ZEZZZEEEICBACBA 0333333 ZIEUUUCBA結(jié)論：三相繞組無(wú)論是星形接法還

28、是三角形接法，線電壓里結(jié)論：三相繞組無(wú)論是星形接法還是三角形接法，線電壓里都不會(huì)出現(xiàn)三次諧波或三的倍數(shù)次諧波電壓。都不會(huì)出現(xiàn)三次諧波或三的倍數(shù)次諧波電壓。但三次諧波線電壓為：但三次諧波線電壓為：6.3 交流電機(jī)電樞單相繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)交流電機(jī)電樞單相繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)v當(dāng)電流流過(guò)繞組時(shí)就會(huì)產(chǎn)生當(dāng)電流流過(guò)繞組時(shí)就會(huì)產(chǎn)生磁通勢(shì)磁通勢(shì)。所謂磁通勢(shì)，指的是。所謂磁通勢(shì)，指的是繞組里的繞組里的全電流全電流，或，或安培數(shù)安培數(shù)，其方向用，其方向用右手螺旋定則右手螺旋定則來(lái)確來(lái)確定，無(wú)損耗時(shí)，定，無(wú)損耗時(shí)，的方向與其相同。的方向與其相同。v假定：假定：槽內(nèi)導(dǎo)體集中于槽中心處槽內(nèi)導(dǎo)體集中于槽中心處線圈中電流為正

29、弦波線圈中電流為正弦波鐵心不飽和，即磁通勢(shì)全部降在氣隙上。鐵心不飽和，即磁通勢(shì)全部降在氣隙上。6.3.1 整距線圈的磁通勢(shì)分布整距線圈的磁通勢(shì)分布1、整距線圈的磁通勢(shì)、整距線圈的磁通勢(shì) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子AXyf定子定子展開方向展開方向0yWi,正方向規(guī)定正方向規(guī)定：電流從線圈：電流從線圈X端流進(jìn)，端流進(jìn)，A端流出；磁通勢(shì)從定端流出；磁通勢(shì)從定子到轉(zhuǎn)子的方向?yàn)檎较颉Ｗ拥睫D(zhuǎn)子的方向?yàn)檎较?。整距線圈磁通勢(shì)整距線圈磁通勢(shì)總磁通勢(shì)大小為：總磁通勢(shì)大小為：fy=iWy作用在上下兩段氣隙的磁通勢(shì)為：作用在上下兩段氣隙的磁通勢(shì)為：(1/2)iWy；形成的每個(gè)磁極的磁通勢(shì)為：形成的每個(gè)磁極的磁通勢(shì)為：(1/2)iW

30、y。yf 02 2 23 yiW21轉(zhuǎn)子邊轉(zhuǎn)子邊AXA假定已知線圈里流的電流隨時(shí)間按余弦變化，即假定已知線圈里流的電流隨時(shí)間按余弦變化，即tIi cos2 tIWiWftIWiWfyyyyyy cos22121cos22121 23222 矩形分布的磁通勢(shì)表達(dá)式為：矩形分布的磁通勢(shì)表達(dá)式為： 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子AXyf展開方向展開方向02、磁通勢(shì)傅立葉展開、磁通勢(shì)傅立葉展開 110cossincos2 CbCCfy 010 dfCy 0sin1 dfbyyf 02 2 23 yiW21AXA 2sin12142sin12sin1sin1cos212cos212cos2cos12202200 yyyyyy

31、yyiWiWiWiWdiWdiWdfdfC0.,642 CCCyf 02 2 23 yiW21AXA .5cos3coscos531 CCCfytIitIWiWCyy cos2.11, 7 , 3, 1.9 , 5 , 1, 12sin2sin1cos2242sin1214 磁通勢(shì)傅立葉展開式為：磁通勢(shì)傅立葉展開式為：其中：其中：1yF3yF5yF特點(diǎn)：諧波次數(shù)越高，該諧波磁通勢(shì)的最大幅值越小。特點(diǎn)：諧波次數(shù)越高，該諧波磁通勢(shì)的最大幅值越小。11yyFF .5coscos51224.3coscos31224.coscos224,531 yyyyyyyftIWftIWftIWtf 其中，磁通勢(shì)的

32、最大幅值為其中，磁通勢(shì)的最大幅值為Fy：特點(diǎn)：基波及各諧波磁通勢(shì)的極對(duì)數(shù)關(guān)系為特點(diǎn)：基波及各諧波磁通勢(shì)的極對(duì)數(shù)關(guān)系為 p= p1yf 02 2 23yIW224 yIW22特點(diǎn)：基波及各諧波磁通勢(shì)幅值隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化特點(diǎn)：基波及各諧波磁通勢(shì)幅值隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化yf 0j IIIIIII coscos224,1tIWtfyy 例如：基波磁通勢(shì)為例如：基波磁通勢(shì)為單個(gè)線圈磁通勢(shì)性質(zhì)：?jiǎn)蝹€(gè)線圈磁通勢(shì)性質(zhì)：脈振磁通勢(shì)脈振磁通勢(shì)，脈振頻率脈振頻率=電流頻率電流頻率3、基波脈振磁通勢(shì)的分解、基波脈振磁通勢(shì)的分解 把整距線圈的基波磁通勢(shì)進(jìn)行如下變換：把整距線圈的基波磁通勢(shì)進(jìn)行如下變換：關(guān)于關(guān)于的行波

33、的行波（旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)）（旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)） 111111cos21cos21coscoscoscos224yyyyyyyfftFtFtFtIWf 121yF1yf 0 x 例如：基波磁通勢(shì)向量圖例如：基波磁通勢(shì)向量圖4、磁通勢(shì)的空間向量表示、磁通勢(shì)的空間向量表示 一個(gè)在空間按余弦分布的磁通勢(shì)波，可以用一個(gè)一個(gè)在空間按余弦分布的磁通勢(shì)波，可以用一個(gè)空間空間向量向量來(lái)表示：來(lái)表示：向量的長(zhǎng)度等于該磁通勢(shì)的幅值，向量的位置就在該向量的長(zhǎng)度等于該磁通勢(shì)的幅值，向量的位置就在該磁通勢(shì)波正幅值所在的位置。磁通勢(shì)波正幅值所在的位置。 coscos,11tFtfyy 1yf 00 1yF 0cos11tFFyy 1y

34、f 01 0 1yF 1yF 例如，基波磁通勢(shì)行波分量的空間向量圖例如，基波磁通勢(shì)行波分量的空間向量圖 111111cos21cos21coscosyyyyyyfftFtFtFf tFfyy cos2111tFFyy 1121 0t 則，兩個(gè)磁通勢(shì)分量的空間向量在則，兩個(gè)磁通勢(shì)分量的空間向量在空間空間以以電角速度電角速度以以相反方相反方向旋轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)。 0t 結(jié)論：一個(gè)結(jié)論：一個(gè)脈振磁通勢(shì)向量脈振磁通勢(shì)向量可以分為兩個(gè)波長(zhǎng)與脈振磁通可以分為兩個(gè)波長(zhǎng)與脈振磁通勢(shì)完全一樣，朝相反方向旋轉(zhuǎn)勢(shì)完全一樣，朝相反方向旋轉(zhuǎn)的的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)向量旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)向量，其幅值是，其幅值是原脈振向量最大幅值的一半。原脈振向量

35、最大幅值的一半。當(dāng)脈振磁通勢(shì)向量振幅為最當(dāng)脈振磁通勢(shì)向量振幅為最大值時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)向量大值時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)向量正好重疊在一起。正好重疊在一起。FF F FF F F F FF F FF F FF F FF F FF F FF F F F FF F FF F FF F FF F FF F F F FF F FF F FF F 6.3.2 雙層短距線圈的磁通勢(shì)雙層短距線圈的磁通勢(shì) 由前例，當(dāng)由前例，當(dāng)p=2時(shí)時(shí)雙層短距繞組單相雙層短距繞組單相展開圖如圖所示，則展開圖如圖所示，則在一對(duì)極下有在一對(duì)極下有兩個(gè)短距分布繞組兩個(gè)短距分布繞組(極相組極相組)。下面先討論每對(duì)極。下面先討論每對(duì)極下的兩個(gè)

36、線圈產(chǎn)生的磁通勢(shì)，再討論下的兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通勢(shì)，再討論q對(duì)分布線圈的合成磁通對(duì)分布線圈的合成磁通勢(shì)，即單相繞組的磁通勢(shì)。勢(shì)，即單相繞組的磁通勢(shì)。NSNS1234567891011 12131415161718 19202122232426 27 28 29 30 31 32 33 34 35 361A1X253A3X2A2X4A4X 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子AXyf0A X 將上例簡(jiǎn)化為將上例簡(jiǎn)化為p=1時(shí)兩個(gè)短距線圈的情況。時(shí)兩個(gè)短距線圈的情況。yf 0yiW yy 1AXA X 2 y 22 y 2 y 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子AXyf0A X 也可將合成磁通勢(shì)波形進(jìn)行傅立葉也可將合成磁通勢(shì)波形進(jìn)行傅立葉展開，無(wú)直流量

37、及各次正弦量和偶次諧展開，無(wú)直流量及各次正弦量和偶次諧波分量，只含有奇次的余弦量。波分量，只含有奇次的余弦量。 cos.5cos3coscos,531CCCCtf雙雙傅立葉展開式為：傅立葉展開式為：tIikIWyiWCyyy cos21242sin14 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 雙層短距線圈與整距線圈磁通勢(shì)幅值關(guān)系為雙層短距線圈與整距線圈磁通勢(shì)幅值關(guān)系為F雙雙=2Fy ky 在每個(gè)線圈匝數(shù)相同時(shí)，雙層繞組每極磁通勢(shì)要大。在每個(gè)線圈匝數(shù)相同時(shí)，雙層繞組每極磁通勢(shì)要大。1雙雙F3雙雙F5雙雙F .5coscos25sin5124.3coscos23sin3124.coscos2sin24,531 yyyyyy

38、yftyIWftyIWftyIWtf 6.3.3 分布線圈組產(chǎn)生的磁通勢(shì)分布線圈組產(chǎn)生的磁通勢(shì) 無(wú)論是整距分布無(wú)論是整距分布線圈還是短距分布線線圈還是短距分布線圈，在空間相距圈，在空間相距電電角度角度，通以相同的電，通以相同的電流時(shí)，各線圈產(chǎn)生的流時(shí)，各線圈產(chǎn)生的磁通勢(shì)向量在空間相磁通勢(shì)向量在空間相差電角度差電角度。分布線圈組分布線圈組3yF2yF1yF qyqqyyqkqFFkqFqqqFF 11112sin2sin 磁通勢(shì)幅值最大磁通勢(shì)幅值最大值值為：為：6.3.4雙層短距分布繞組單相磁通勢(shì)雙層短距分布繞組單相磁通勢(shì) qqkqFF雙雙 雙層短距分布繞組單相磁通勢(shì)雙層短距分布繞組單相磁通勢(shì)幅

39、值最大值幅值最大值為為又因?yàn)殡p層短距線圈磁通勢(shì)表達(dá)式為又因?yàn)殡p層短距線圈磁通勢(shì)表達(dá)式為 .5coscos51243coscos3124coscos24,531 tkIWtkIWtkIWtfyyyyyyy .3coscos312422coscos2422.3coscos3124coscos24,3131 tkWaIqpptkWaIqpptkIWqtkIWqtfwywywywy則，單相繞組磁通勢(shì)表達(dá)式為則，單相繞組磁通勢(shì)表達(dá)式為 tkkkpWItfwww cos5cos513cos31cos224,531 其中其中apqWWy2 結(jié)論：?jiǎn)蜗嗬@組的基波磁通勢(shì)特點(diǎn)結(jié)論：?jiǎn)蜗嗬@組的基波磁通勢(shì)特點(diǎn)p 單相

40、繞組產(chǎn)生的基波磁通勢(shì)為單相繞組產(chǎn)生的基波磁通勢(shì)為脈振磁通勢(shì)脈振磁通勢(shì)。在氣隙空間按。在氣隙空間按cos分布，其振幅隨時(shí)間按分布，其振幅隨時(shí)間按cost變化，其中變化，其中F1為最大振幅。為最大振幅。p 當(dāng)時(shí)間電角度當(dāng)時(shí)間電角度t=0的時(shí)候，在空間電角度的時(shí)候，在空間電角度0的地方，是的地方，是基波磁通勢(shì)最大正幅值基波磁通勢(shì)最大正幅值所在地。我們稱此地叫所在地。我們稱此地叫單相繞組的軸線單相繞組的軸線處。處。單相繞組基波磁通勢(shì)表達(dá)式為單相繞組基波磁通勢(shì)表達(dá)式為 coscoscoscos224,111tFtkpWItfw 6.3.5 分布短距對(duì)氣隙磁通勢(shì)波形的影響分布短距對(duì)氣隙磁通勢(shì)波形的影響v與

41、電動(dòng)勢(shì)時(shí)情況相同，與電動(dòng)勢(shì)時(shí)情況相同，短距分布短距分布對(duì)基波磁通勢(shì)削弱得少，對(duì)對(duì)基波磁通勢(shì)削弱得少，對(duì)各次諧波削弱得多。各次諧波削弱得多。v一般情況下都是取一般情況下都是取 y=0.8 左右，主要把五、七次諧波磁通勢(shì)左右，主要把五、七次諧波磁通勢(shì)大大削弱。大大削弱。6.4 三相電樞繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)三相電樞繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)v現(xiàn)代的交流電機(jī)幾乎都有三相繞組，繞組又都流過(guò)三相電現(xiàn)代的交流電機(jī)幾乎都有三相繞組，繞組又都流過(guò)三相電流。若三相繞組結(jié)構(gòu)相同，空間位置互差流。若三相繞組結(jié)構(gòu)相同，空間位置互差120電角度，則電角度，則稱為稱為三相對(duì)稱繞組三相對(duì)稱繞組；三相電流幅值相等，時(shí)間相位互差；三相電流幅值

42、相等，時(shí)間相位互差120電角度，則稱為電角度，則稱為三相對(duì)稱電流三相對(duì)稱電流。v任何復(fù)雜的三相對(duì)稱繞組，每一相都可用一個(gè)任何復(fù)雜的三相對(duì)稱繞組，每一相都可用一個(gè)等效的整距等效的整距線圈線圈來(lái)代替。來(lái)代替。6.4.1 三相對(duì)稱繞組基波磁動(dòng)勢(shì)三相對(duì)稱繞組基波磁動(dòng)勢(shì) 假設(shè)三相集中整距繞組的空間分布和所流過(guò)的電流的時(shí)間假設(shè)三相集中整距繞組的空間分布和所流過(guò)的電流的時(shí)間分布如下：分布如下：AXBYCZ 240cos2120cos2cos2tIitIitIiCBA 0A B C 每相的軸線即為其正幅值所在每相的軸線即為其正幅值所在位置，如圖所示，與空間向量圖坐位置，如圖所示，與空間向量圖坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，定義標(biāo)

43、相對(duì)應(yīng)，定義A相繞組軸線為空相繞組軸線為空間間=0點(diǎn)。點(diǎn)。 0 120 240 120 240三相繞組合成基波磁通勢(shì)為：三相繞組合成基波磁通勢(shì)為： tFffftftFtFtFftFtFtFftFtFtFfCBACBA cos23,120cos21cos21240cos240cos240cos21cos21120cos120coscos21cos21coscos11111111111111111t=0時(shí)三相時(shí)三相6個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的空間向量合成個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的空間向量合成A 0 120 B 240 C 120cos21cos21240cos21cos21cos21cos21111111111tFtFf

44、tFtFftFtFfCBA (1) 每相的兩個(gè)每相的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)分量旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)分量以該相繞組軸線以該相繞組軸線對(duì)稱。對(duì)稱。A 0 120 B 240 C (2) 合成基波磁通勢(shì)為合成基波磁通勢(shì)為圓形旋轉(zhuǎn)圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)磁通勢(shì)，向量長(zhǎng)度為，向量長(zhǎng)度為(3/2)F1。 tFtf cos23,11(3) 合成基波磁通勢(shì)轉(zhuǎn)合成基波磁通勢(shì)轉(zhuǎn)向?yàn)橄驗(yàn)?A+B+C(從從領(lǐng)先相繞組軸線向落領(lǐng)先相繞組軸線向落后相繞組軸線旋轉(zhuǎn)后相繞組軸線旋轉(zhuǎn))。 IpWkFW 11224A 0 120 B 240 C (4) 合成基波磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)速為合成基波磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)速為n，稱為稱為同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速。 tFtf cos23,11p

45、fnnpfp606022 A 0 120 B 240 C (5) 當(dāng)當(dāng)A相電流達(dá)到最大值時(shí)，相電流達(dá)到最大值時(shí)，基波圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)在基波圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)在A相繞相繞組軸線處。組軸線處。 tFtf cos23,11 240cos2120cos2cos2tIitIitIiCBA 結(jié)論：三相合成基波磁通勢(shì)的性質(zhì)結(jié)論：三相合成基波磁通勢(shì)的性質(zhì)圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)1.幅值幅值2.轉(zhuǎn)向：決定于電流相序，由領(lǐng)先相繞組軸線向落后相繞組軸轉(zhuǎn)向：決定于電流相序，由領(lǐng)先相繞組軸線向落后相繞組軸線旋轉(zhuǎn)。線旋轉(zhuǎn)。3.轉(zhuǎn)速：相對(duì)于定子轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速：相對(duì)于定子轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速4.瞬間位置瞬間位置 IpWkFFW

46、1112242323pfn60 某相電流達(dá)到最大值時(shí)，三相合成基波磁通勢(shì)的正幅值某相電流達(dá)到最大值時(shí)，三相合成基波磁通勢(shì)的正幅值正好位于該繞組的軸線處。正好位于該繞組的軸線處。 AXBYCZ0A B C 120cos2240cos2cos2tIitIitIiCBA 作出空間相量圖，分析合成作出空間相量圖，分析合成基波磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)向。基波磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)向。 tFtFtFftFtFtFftFtFtFfCBA cos21120cos21240cos120coscos21120cos21120cos240coscos21cos21coscos111111111111三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流示意圖三相對(duì)稱

47、繞組通入三相對(duì)稱電流示意圖三相對(duì)稱繞組：三相對(duì)稱繞組：U1、V1、W1為首端，為首端，U2、V2、W2為尾端為尾端三相對(duì)稱電流：三相對(duì)稱電流：i 為正，由首端流入，尾端流出；為正，由首端流入，尾端流出；i 為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，由尾端流入，首端流出由尾端流入，首端流出U1U2V1V2W2W1iu iv iw Im tOi1iu = Imsin tiv = Imsin( t120) iw = Imsin( t120)iu iv iw Im tOi10, 0, 00 wvuiiit U1U2V1V2W2W1NS0, 0, 090 wvuiiit U1U2V1V2W2W1NSiu iv iw Im tOi

48、10, 0, 0120 wvuiiit U1U2V1V2W2W1NS0, 0, 0210 wvuiiit U1U2V1V2W2W1NSiu iv iw Im tOi10, 0, 0240 wvuiiit U1U2V1V2W2W1NS0, 0, 0330 wvuiiit U1U2V1V2W2W1NSiu iv iw Im tOi10, 0, 0360 wvuiiit U1U2V1V2W2W1NS旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向：領(lǐng)先相繞組：領(lǐng)先相繞組(首端首端)向落后相繞組向落后相繞組(首端首端)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)瞬時(shí)位置旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)瞬時(shí)位置：某相電流為零時(shí)：某相電流為零時(shí)，磁場(chǎng)與該相繞組平行；某相電

49、流為，磁場(chǎng)與該相繞組平行；某相電流為最大時(shí)，磁場(chǎng)與該相繞組垂直。最大時(shí)，磁場(chǎng)與該相繞組垂直。 已知三個(gè)匝數(shù)彼此相等的整距線圈已知三個(gè)匝數(shù)彼此相等的整距線圈AX，BY，CZ在定子的在定子的槽內(nèi)集中地放在一起。若三個(gè)整距線圈里流過(guò)的電流分別為：槽內(nèi)集中地放在一起。若三個(gè)整距線圈里流過(guò)的電流分別為： 240cos2120cos2cos2tIitIitIiCBA 求產(chǎn)生的合成基波磁通勢(shì)。求產(chǎn)生的合成基波磁通勢(shì)。BYAXCZ 0cos240coscos120coscoscos1111111 ftFftFftFfCBA 思考：若通入單相電流，產(chǎn)生何種磁通勢(shì)？思考：若通入單相電流，產(chǎn)生何種磁通勢(shì)？ 已知三個(gè)

50、整距線圈匝數(shù)彼此相等，按彼此相距已知三個(gè)整距線圈匝數(shù)彼此相等，按彼此相距120空間空間電角度放置在電機(jī)的定子槽里，若三個(gè)線圈里的電流為：電角度放置在電機(jī)的定子槽里，若三個(gè)線圈里的電流為：求產(chǎn)生的合成基波磁通勢(shì)。求產(chǎn)生的合成基波磁通勢(shì)。 AXBYCZ0A B C tIiiiCBA cos2 0240coscos120coscoscoscos1111111 ftFftFftFfCBA 思考：若通入三相相位相同，幅值不同的電流產(chǎn)生何種磁通思考：若通入三相相位相同，幅值不同的電流產(chǎn)生何種磁通勢(shì)？三相交流電機(jī)若其中一相斷線，產(chǎn)生何種磁通勢(shì)？勢(shì)？三相交流電機(jī)若其中一相斷線，產(chǎn)生何種磁通勢(shì)？ 0240cos

51、120coscos3cos,2403cos240cos1203cos120cos3coscos33333333333 tttFffftftFftFftFfCBACBA 6.4.2 三相的第三次諧波磁通勢(shì)三相的第三次諧波磁通勢(shì)結(jié)論：結(jié)論：1.三相三次諧波磁通勢(shì)以及三的倍數(shù)次諧波磁通勢(shì)為零；三相三次諧波磁通勢(shì)以及三的倍數(shù)次諧波磁通勢(shì)為零；2.其余奇次諧波，由于短距、分布作用，其值亦趨于零；其余奇次諧波，由于短距、分布作用，其值亦趨于零；3.氣隙合成磁場(chǎng)，基本上等于基波磁通勢(shì)。氣隙合成磁場(chǎng)，基本上等于基波磁通勢(shì)。6.5 兩相繞組產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)兩相繞組產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)v交流電機(jī)電樞繞組有時(shí)是

52、兩相繞組組成的，通入兩相電流交流電機(jī)電樞繞組有時(shí)是兩相繞組組成的，通入兩相電流后，也產(chǎn)生磁通勢(shì)。這里，我們只討論基波磁通勢(shì)。后，也產(chǎn)生磁通勢(shì)。這里，我們只討論基波磁通勢(shì)。6.5.1 兩相繞組產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)兩相繞組產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì) 已知電機(jī)定子槽內(nèi)兩個(gè)空間相距已知電機(jī)定子槽內(nèi)兩個(gè)空間相距90電角度匝數(shù)彼此相等電角度匝數(shù)彼此相等的整距線圈的整距線圈AX、BY（兩相對(duì)稱線圈），分別在（兩相對(duì)稱線圈），分別在AX、BY線圈線圈里通入電流為：里通入電流為： 90cos2cos2tIitIiBA AX0A BY求兩相對(duì)稱整距線圈產(chǎn)生的合成基波磁通勢(shì)。求兩相對(duì)稱整距線圈產(chǎn)生的合成基波磁通勢(shì)。 tF

53、tFtFtFtFffftFftFfyyyyyBAyByA cos180cos21cos21cos21cos2190cos90coscoscos11111)0( A)90( B 空間相距空間相距90電角度電角度的兩相繞組，通以的兩相繞組，通以時(shí)間上相差時(shí)間上相差90電電角度角度的兩相電流，且每相的的兩相電流，且每相的磁通勢(shì)彼此磁通勢(shì)彼此相等，產(chǎn)生的合成基波相等，產(chǎn)生的合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)有如下特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)有如下特點(diǎn)：BWBAWAIpkWIpkWF224224 pfn60 1.為圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，其幅值為：為圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，其幅值為：2.轉(zhuǎn)向是由電流領(lǐng)先相向電流滯后相方向旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)向是由電流領(lǐng)先相向

54、電流滯后相方向旋轉(zhuǎn)；3.轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)速為：4.哪相電流達(dá)正的最大值時(shí)，合成基波磁通勢(shì)的正幅值正好位哪相電流達(dá)正的最大值時(shí)，合成基波磁通勢(shì)的正幅值正好位于該相繞組的軸線處。于該相繞組的軸線處。6.5.2 橢圓磁通勢(shì)橢圓磁通勢(shì)A B 例如：當(dāng)兩相繞組通過(guò)的電例如：當(dāng)兩相繞組通過(guò)的電流幅值不等時(shí)：流幅值不等時(shí)： WBBWAABBAAkWIkWItIitIi 90cos2cos2 F F 繞組產(chǎn)生的合成磁通勢(shì)共有三種情況繞組產(chǎn)生的合成磁通勢(shì)共有三種情況：(1)正、反轉(zhuǎn)合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)正、反轉(zhuǎn)合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì) 、 中有一個(gè)為零，即中有一個(gè)為零，即為圓磁通勢(shì)；為圓磁通勢(shì)；(2)正、反轉(zhuǎn)合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)

55、正、反轉(zhuǎn)合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì) ，是橢圓磁通勢(shì)；，是橢圓磁通勢(shì)；(3)正、反轉(zhuǎn)合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)正、反轉(zhuǎn)合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì) ，是脈振磁通勢(shì)。，是脈振磁通勢(shì)。F F FF FF 圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)：(1) 三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流；三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流；(2) 兩相對(duì)稱繞組通入兩相對(duì)稱電流。兩相對(duì)稱繞組通入兩相對(duì)稱電流。脈振磁通勢(shì)脈振磁通勢(shì)：(1) 單相繞組通入單相電流；單相繞組通入單相電流；(2) 三相對(duì)稱繞組通入大小不等相位相同的三相電流；三相對(duì)稱繞組通入大小不等相位相同的三相電流；(3) 兩相對(duì)稱繞組通入單相電流。兩相對(duì)稱繞組通入單相電流。橢圓旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)橢圓旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)：兩

56、相兩相(三相三相)對(duì)稱繞組通入兩相對(duì)稱繞組通入兩相(三相三相)電流時(shí)，電流大小不等電流時(shí)，電流大小不等或電流相位不對(duì)稱的情況?；螂娏飨辔徊粚?duì)稱的情況。不同繞組磁通勢(shì)情況小結(jié)不同繞組磁通勢(shì)情況小結(jié)某交流電機(jī)電樞只有兩相對(duì)稱繞組，通入兩相電流。某交流電機(jī)電樞只有兩相對(duì)稱繞組，通入兩相電流。 若兩相電流大小相等，相位相差若兩相電流大小相等，相位相差90，電機(jī)中產(chǎn)生的磁，電機(jī)中產(chǎn)生的磁通勢(shì)性質(zhì)是什么？通勢(shì)性質(zhì)是什么？ 若兩相電流大小相等，相位差若兩相電流大小相等，相位差60，磁通勢(shì)性質(zhì)是？，磁通勢(shì)性質(zhì)是？ 若兩相電流大小不等，相位差若兩相電流大小不等，相位差90，磁通勢(shì)性質(zhì)為？，磁通勢(shì)性質(zhì)為？ 在兩相

57、電流相位相同的情況下，不論各自電流大小如何，在兩相電流相位相同的情況下，不論各自電流大小如何，磁通勢(shì)性質(zhì)為？（三相電流不同大小，同相位）磁通勢(shì)性質(zhì)為？（三相電流不同大小，同相位）電樞繞組若為兩相繞組，匝數(shù)相同，但空間相距電樞繞組若為兩相繞組，匝數(shù)相同，但空間相距120度，度，A相流入相流入 。若要求產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，且其轉(zhuǎn)向?yàn)閺娜粢螽a(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，且其轉(zhuǎn)向?yàn)閺?A軸經(jīng)軸經(jīng)120到到+B軸方向，寫出電流軸方向，寫出電流 iB 的瞬時(shí)表達(dá)式。的瞬時(shí)表達(dá)式。tIiA cos2 2sin2sin;2sin qqkykqy 基基波波分分布布系系數(shù)數(shù)：基基波波短短距距系系數(shù)數(shù)：qyqyyqyyyy

58、ykqEkkfqWEEkkfWE 44. 444. 4動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)：分分布布線線圈圈組組基基波波感感應(yīng)應(yīng)電電勢(shì)勢(shì)：短短距距線線圈圈基基波波感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)1 qywkkk基基波波繞繞組組系系數(shù)數(shù)：磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的空間電角度空間電角度導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間電角度時(shí)間電角度磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的空間電角速度空間電角速度導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的角頻率角頻率感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率f f與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n n的關(guān)系：的關(guān)系：fpn/60空間相距空間相距電角度的導(dǎo)體（線圈、繞組），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也相電角度的導(dǎo)體（線圈、繞組），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也相差時(shí)間上的差時(shí)間上的電角度電角度 yyf

59、WEfE44. 422. 2勢(shì)勢(shì)：整整距距線線圈圈基基波波感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)：一一根根導(dǎo)導(dǎo)體體基基波波感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)2sin2sin;2sin qqkykqy 基基波波分分布布系系數(shù)數(shù)：基基波波短短距距系系數(shù)數(shù)：wyqyyqyyyyykEqkkfqWEEkkfWE 44. 444. 4應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)：短短距距分分布布線線圈圈組組基基波波感感勢(shì)勢(shì)：短短距距線線圈圈基基波波感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)1 qywkkk基基波波繞繞組組系系數(shù)數(shù)：1. 空間電角度空間電角度與空間機(jī)械角度與空間機(jī)械角度：= p，= p2. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率：f = pn/603. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位：空間相距感應(yīng)電

60、動(dòng)勢(shì)的相位：空間相距電角度的導(dǎo)體（線圈、繞電角度的導(dǎo)體（線圈、繞組），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也相差時(shí)間上的組），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也相差時(shí)間上的角度角度 yyfWE44. 4勢(shì)勢(shì)：整整距距線線圈圈基基波波感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)相帶分相法相帶分相法（槽電動(dòng)勢(shì)相量圖）（槽電動(dòng)勢(shì)相量圖）基波星形電動(dòng)勢(shì)相量圖基波星形電動(dòng)勢(shì)相量圖每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)槽距角槽距角 602:360:mpZqZp 交流電機(jī)電樞繞組結(jié)構(gòu)的幾個(gè)基本概念交流電機(jī)電樞繞組結(jié)構(gòu)的幾個(gè)基本概念三相三相單層單層 分布繞組分布繞組 線圈線圈整距整距 ； 線圈組個(gè)數(shù)（最大并聯(lián)支路數(shù)）為線圈組個(gè)數(shù)（最大并聯(lián)支路數(shù)）為 p 或每對(duì)極下有或每對(duì)極下有一一個(gè)個(gè)極相組，每個(gè)