《電機(jī)學(xué)》課件 第四章交流繞組的理論2

4.4在正弦分布磁場下的繞組電動(dòng)勢學(xué)習(xí)的目的：掌握正弦分布磁場下繞組的相電動(dòng)勢導(dǎo)體線圈線圈組相（1）導(dǎo)體電動(dòng)勢（2）線圈電動(dòng)勢（3）線圈組電動(dòng)勢（4）相電動(dòng)勢1、導(dǎo)體電動(dòng)勢2、線圈電動(dòng)勢線圈電動(dòng)勢矢量：短距系數(shù)：表示當(dāng)線圈節(jié)距為短距時(shí)，線圈合成感應(yīng)電動(dòng)勢比為整距時(shí)所打的折扣當(dāng)線圈節(jié)距為長距時(shí)？當(dāng)線圈只有1匝時(shí)：當(dāng)線圈有Nc匝時(shí)：3、線圈組電動(dòng)勢每個(gè)線圈組由q個(gè)線圈串聯(lián)而成，所以線圈組的電動(dòng)勢是q個(gè)線圈電動(dòng)勢的相量和。q個(gè)線圈串聯(lián)的電動(dòng)勢矢量和為：分布系數(shù)：表示分布線圈組合成感應(yīng)電動(dòng)勢比集中線圈組合成電動(dòng)勢所打的折扣線圈組電動(dòng)勢有效值：繞組系數(shù)：4、相電動(dòng)勢當(dāng)線圈組串聯(lián)（正、反）成相繞組的一條支路時(shí)，各個(gè)線圈組感應(yīng)電動(dòng)勢的相位不是同相，就是反相，因此無需打折扣。假設(shè)一條支路有c個(gè)線圈組串聯(lián)，則該支路的感應(yīng)電動(dòng)勢為：令：一相中一條支路的串聯(lián)匝數(shù)整個(gè)電機(jī)的匝數(shù)雙層繞組：單層繞組：例：一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，定子槽數(shù)Z=36，極數(shù)2p=2，采用雙層疊繞繞組，節(jié)距y1=14，每個(gè)線圈匝數(shù)Nc=1，并聯(lián)支路數(shù)a=1，頻率為50Hz，每極磁通Φ1=2.63wb。試求：（1）導(dǎo)體電動(dòng)勢（2）匝電動(dòng)勢（3）線圈電動(dòng)勢（4）線圈組電動(dòng)勢（5）相電動(dòng)勢4.5感應(yīng)電動(dòng)勢中的高次諧波及削弱方法主極磁密空間分布基波與高次諧波的關(guān)系極距：極對數(shù)：高次諧波的感應(yīng)電動(dòng)勢頻率：有效值：高次諧波的繞組系數(shù)高次諧波感應(yīng)電動(dòng)勢的危害（1）使發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢波形變壞（2）發(fā)電機(jī)本身損耗增加，溫升增高（3）諧波電流串入電網(wǎng)，干擾通信削弱諧波電動(dòng)勢的方法（1）使氣隙中的磁場分布近可能接近正弦（2）采用對稱的三相繞組（3）采用短距繞組（4）采用分布繞組4.6單相繞組的磁動(dòng)勢假定：（1）槽內(nèi)導(dǎo)體集中于槽中心處（2）線圈中的電流為正弦波（3）鐵心不飽和，即磁動(dòng)勢全部降在氣隙上4.6單相繞組的磁動(dòng)勢1、p=1、q=1短距繞組磁動(dòng)勢正規(guī)的雙層繞組，60度相帶，整個(gè)電機(jī)繞組只有6個(gè)線圈。短距線圈節(jié)距為y1，每相只有兩個(gè)線圈。A相電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢OA段：AA’段：A’X段：XX’段：X’O段：（1）繞組電流的磁動(dòng)勢波形是關(guān)于點(diǎn)π對稱的兩個(gè)矩形（2）當(dāng)電流隨時(shí)間作正弦變化時(shí)，兩矩形的高度也隨時(shí)間做正弦變化，變化的速度決定于電流的頻率（3）當(dāng)i=0時(shí)，兩矩形高度為零，當(dāng)i達(dá)到最大值時(shí)，兩矩形高度達(dá)到各自的最大值（4）這種空間位置固定不動(dòng)，但波幅的大小和方向隨時(shí)間變化的磁動(dòng)勢叫做脈振磁動(dòng)勢基波磁動(dòng)勢2、p=1分布短距繞組磁動(dòng)勢基波磁動(dòng)勢3、一般情況下的相繞組磁動(dòng)勢當(dāng)p〉1時(shí)，磁動(dòng)勢波形時(shí)p=1時(shí)的p次重復(fù)，其磁動(dòng)勢基波、諧波的大小、相位都與p=1時(shí)完全相同。N為相繞組每條支路的總串聯(lián)匝數(shù)I為相電流第v次諧波磁動(dòng)勢相繞組磁動(dòng)勢的時(shí)空表達(dá)式（1）單相繞組磁動(dòng)勢是脈振磁動(dòng)勢，既是時(shí)間t的函數(shù)又是空間θ角的函數(shù)（2）單相繞組磁動(dòng)勢v次諧波的副值與v成反比，與對應(yīng)的繞組系數(shù)成正比（3）基波、諧波的波幅必在相繞組的軸線上（4）為了改善磁動(dòng)勢波形，可以采用短距和分布繞組來削弱高次諧波4.7三相繞組合成基波磁動(dòng)勢三角變換三相合成磁動(dòng)勢基波的性質(zhì)（1）三相合成磁動(dòng)勢的基波是一個(gè)波幅恒定不變的旋轉(zhuǎn)波（2）當(dāng)電流變化一個(gè)周期的時(shí)間用360°表示時(shí)，則電流在時(shí)間上經(jīng)過多少電角度，旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢在空間上轉(zhuǎn)過相同的電角度（3）旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢基波旋轉(zhuǎn)電角速度等于交流電流角頻率，旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速（4）旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢由超前相電流所在的相繞組軸線轉(zhuǎn)向滯后相電流所在的相繞組軸線（5）如果改變電流的相序，則旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢改變方向圖任何一個(gè)單相脈振磁動(dòng)勢可以分解成兩個(gè)大小相等、方向相反、轉(zhuǎn)速相等的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢。三相合成三相合成磁動(dòng)勢基波的結(jié)論對稱的三相繞組內(nèi)通對稱的三相電流時(shí)，三相合成磁動(dòng)勢基波是一個(gè)正弦分布、波幅恒定的旋轉(zhuǎn)波。合成磁動(dòng)勢基波的轉(zhuǎn)速為同步速當(dāng)某相電流達(dá)到最大時(shí)，合成基波磁動(dòng)勢的幅值就和該相繞組軸線重合；合成磁動(dòng)勢旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流相序。例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，Z=48，2p=4，Nc=22，y1=10，a=4I=37A，f=50Hz。求：（1）一個(gè)線圈所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢的基波幅值（2）一個(gè)極相組所產(chǎn)成的磁動(dòng)勢基波幅值（3）一相繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢基波幅值（4）三相合成磁動(dòng)勢波返回返回返回習(xí)題解答返回4.6答：同步發(fā)電機(jī)電樞繞組接△接線后，△接的三相線圈中，會(huì)產(chǎn)生3次及3的奇次倍諧波環(huán)流，引起附加損耗，使電機(jī)效率降低，溫升升高，所以同步發(fā)電機(jī)一般不采用△接線來改善電動(dòng)勢波形。

提問：變壓器通常希望有一側(cè)接△接線和感應(yīng)電機(jī)的定子繞組也有△接線，為什么？返回4.9（1）此時(shí)，A相繞組，B相繞組，C相繞組并聯(lián)。每相繞組的電流相同。注意到各相繞組在空間彼此相差120度電角度。（2）此時(shí)，A相繞組，B相繞組，C相繞組串聯(lián)。每相繞組的電流相同。注意到各相繞組在空間彼此相差120度電角度。兩種情況下都存在3和3的倍數(shù)次諧波合成磁動(dòng)勢返回4.10兩相不對稱繞組流過兩相不對稱電流ABC～合成基波磁動(dòng)勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢。

返回4.