交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)

1、交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)第1頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 本章主要內(nèi)容1.交流繞組的連接規(guī)律 2.正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 3.通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì) 4.通有對(duì)稱三相電流時(shí)的磁動(dòng)勢(shì) 第2頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 4.1 交流繞組的構(gòu)成原則和分類一、構(gòu)成原則 (1)、合成電動(dòng)勢(shì)和合成磁動(dòng)勢(shì)的波形要接近于正 (2)、對(duì)三相繞組，各相的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)要對(duì)稱，弦形、幅值要大；電阻、電抗要平衡； (4)、絕緣要可靠，機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件要好，制造要方便。(3)、繞組的銅耗要小，用銅量要??；第3頁，共40頁，2022年，5月20日，9

2、點(diǎn)4分，星期日 二、分類按相數(shù) ：?jiǎn)蜗嗪投嘞嗬@組；按槽內(nèi)層數(shù)：?jiǎn)螌雍碗p層； 按每極下每相槽數(shù)：整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽； 按繞法：疊繞組和波繞組。第4頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 的三相交流電機(jī)，其定子繞組大多采用（1）可以選擇最有利的節(jié)距，并同時(shí)采用分布繞組， （3）端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械（2）所有線圈具有相同的尺寸，便于制造；主要優(yōu)點(diǎn)：特點(diǎn)：繞組的線圈數(shù)等于槽數(shù)。 4.2 三相雙層繞組雙層繞組。（雙層繞組和單層繞組的比較、交流繞組的模型）以改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形；強(qiáng)度。第5頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日一、槽電動(dòng)勢(shì)星形圖和相帶劃分

3、體（槽號(hào)）是如何分配的。 現(xiàn)以一臺(tái)相數(shù) ，極數(shù) ，槽數(shù) 的定子來說明槽內(nèi)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和屬于各相的導(dǎo)第6頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日1、概念定子每極每相槽數(shù)： 式中， Q 定子槽數(shù)； p 極對(duì)數(shù)； m 相數(shù)。相鄰兩槽間電角度： 此角亦是相鄰槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位差。第7頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日2、槽電動(dòng)勢(shì)的星形圖 如圖41表示36槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相量圖，亦稱為槽電動(dòng)勢(shì)星形圖。 以A相位例，由于 ，故A相共有12個(gè)槽 相帶：每極下每相所占的區(qū)域。A相帶： 1、2、3線圈組（ ） 與19、20、21（ ）X相帶： 10、11、12 （

4、 ） 與28、29、30（ ） 將四個(gè)線圈組按照一定的規(guī)律連接，即可得到A相繞組。第8頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 同理，B相距離A相 電角度處，C相距離A相 電角度處，可按 (圖41)所劃分的相帶連成B、C相帶繞組：每個(gè)相帶各占 電角度。各個(gè)相帶的槽號(hào)分布。（表4-1）兩相繞組。由此可得到一個(gè)三相對(duì)稱繞組。第9頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日二、疊繞組 疊繞組：繞組嵌線時(shí)，相鄰的兩個(gè)串聯(lián)線圈中，串聯(lián)時(shí)應(yīng)將極相組A和極相組X反向串聯(lián)，即首首 為避免電動(dòng)勢(shì)或電流所形成的磁場(chǎng)互相抵消， 極相組A的電動(dòng)勢(shì)、電流方向與極相組X的電動(dòng)勢(shì)（圖4-3）后一個(gè)線

5、圈緊“疊”在前一個(gè)線圈上。（圖4-2）電流方向相反。相連把尾端引出，或尾尾相連把首端引出。第10頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日優(yōu)點(diǎn)：短距時(shí)端部可以節(jié)約部分用銅量缺點(diǎn)：最后幾個(gè)線圈嵌線困難；極間導(dǎo)線較長(zhǎng)，極數(shù)多時(shí)費(fèi)銅第11頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 4.3 正弦磁場(chǎng)下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1、電動(dòng)勢(shì)的波形第12頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日2、正弦電動(dòng)勢(shì)的頻率感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率： 同步轉(zhuǎn)速： GB？ 第13頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日3、導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的有效值 第14頁，共40頁，2

6、022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 二、整距線圈的電動(dòng)勢(shì)整距線圈有用相量表示時(shí)， 和方向恰好相反第15頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日匝電勢(shì)單匝線圈電動(dòng)勢(shì)的有效值 線圈有 匝，則線圈電動(dòng)勢(shì)為第16頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日三、短距線圈的電動(dòng)勢(shì)，節(jié)距因數(shù)短距線圈的節(jié)距 ，用電角度表示時(shí)，節(jié)距為 單匝線圈的電動(dòng)勢(shì)為 據(jù)相量圖中的幾何關(guān)系，得單匝線圈電動(dòng)勢(shì)的兩電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間相位上相差 第17頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 為線圈的基波節(jié)距因數(shù)，表示線圈短距時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比整距時(shí)應(yīng)打的折扣， 有效值 為短距對(duì)基波電動(dòng)勢(shì)的大小有一

7、定影響，但可以有效抑制主極磁場(chǎng)的諧波電動(dòng)勢(shì)第18頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日四、分布繞組的電動(dòng)勢(shì)，分布因數(shù)和繞組因數(shù)第19頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 個(gè)線圈的合成電動(dòng)勢(shì) 為式中， 外接圓的半徑。把 代入上式，得 （圖45）第20頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 式中， 個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和； 繞組的基波分布因數(shù)， 的意義：由于繞組分布在不同的槽內(nèi)，使得個(gè)分布線圈的合成電動(dòng)勢(shì) 小于 個(gè)集中線圈的合成電動(dòng)勢(shì) ，由此所引起的折扣 。第21頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日一個(gè)極相組的電動(dòng)勢(shì)為式中， 個(gè)線圈

8、的總匝數(shù)； 繞組的基波繞組因數(shù)。 的意義：既考慮繞組短距、又考慮繞組分布時(shí)，整個(gè)繞組的合成電動(dòng)勢(shì)所須的總折扣。第22頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日五、相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì) 設(shè)一相繞組的總串聯(lián)匝數(shù)為 ，則一相的電動(dòng)勢(shì)應(yīng) 為 第23頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日例題三相同步發(fā)電機(jī)，2p=4，n=1500rpm，定子槽數(shù)Q=36,繞組為雙層、星形聯(lián)接，節(jié)距y1=0.8T，每相總串聯(lián)匝數(shù)N=20，磁通=1Wb。求（1）f；（2）基波電動(dòng)勢(shì)的節(jié)距因數(shù)和分布因數(shù)；（3）基波相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)。第24頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日4.4

9、通有正弦電流時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)1 整距線圈的磁動(dòng)勢(shì)第25頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日一個(gè)極下的磁動(dòng)勢(shì)為第26頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日整距線圈磁動(dòng)勢(shì)奇次空間諧波基波第27頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日2 分布繞組的磁動(dòng)勢(shì)單層整距分布繞組基波合成磁動(dòng)勢(shì)為雙層整距分布繞組基波合成磁動(dòng)勢(shì)為第28頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日則單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)為式中， 單相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值，3 單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)一極相組的磁動(dòng)勢(shì)為第29頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)

10、在空間隨角按余弦規(guī)律 這種從空間上看軸線為固定不動(dòng)，從時(shí)間上看其瞬時(shí)值不斷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)）。單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)為脈振磁動(dòng)勢(shì)，其脈振頻率取決于電流的頻率 。分布，在時(shí)間上隨按余弦規(guī)律脈振。（圖46）第30頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 4.5 通有三相電流時(shí)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)三相繞組基波合成磁動(dòng)勢(shì)為式中， 三相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值。第31頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 性質(zhì)：是一個(gè)沿著氣隙圓周連續(xù)推移的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波。a) 轉(zhuǎn)速： 即 。 b) 幅值位置：當(dāng)某相電流達(dá)到交流的最大值時(shí)，基波c)

11、方向： 取決于交流電流的相序。的軸線重合。合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波的幅值就將與該相繞組第32頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日第33頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日第34頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日?qǐng)D41 三相雙層繞組的槽電動(dòng)勢(shì)星形圖第35頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日相帶槽號(hào)極 對(duì)ABCXYZ1,2,34,5,67,8,910,11,1213,14,1516,17,1819,20,2122,23,2425,26,2728,29,3031,32,3334,35,36第一對(duì)極下（1槽18槽）第二對(duì)極下（19槽36槽）表4-1 各個(gè)相帶的槽號(hào)分布 第36頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日1357911131517192123252729313335123101112192021282930圖4-2 三相雙層疊繞組的A繞組的展開圖第37頁，共40頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)4分，星期日 -1-2-3-10-11-12-19-20-21-28-29-30-圖：A相繞組線