《電機學》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勢學習的目的：掌握正弦分布磁場下繞組的相電動勢導(dǎo)體線圈線圈組相（1）導(dǎo)體電動勢（2）線圈電動勢（3）線圈組電動勢（4）相電動勢1、導(dǎo)體電動勢2、線圈電動勢線圈電動勢矢量：短距系數(shù)：表示當線圈節(jié)距為短距時，線圈合成感應(yīng)電動勢比為整距時所打的折扣當線圈節(jié)距為長距時？當線圈只有1匝時：當線圈有Nc匝時：3、線圈組電動勢每個線圈組由q個線圈串聯(lián)而成，所以線圈組的電動勢是q個線圈電動勢的相量和。q個線圈串聯(lián)的電動勢矢量和為：分布系數(shù)：表示分布線圈組合成感應(yīng)電動勢比集中線圈組合成電動勢所打的折扣線圈組電動勢有效值：繞組系數(shù)：4、相電動勢當線圈組串聯(lián)（正、反）成相繞組的一條支路時，各個線圈組感應(yīng)電動勢的相位不是同相，就是反相，因此無需打折扣。假設(shè)一條支路有c個線圈組串聯(lián)，則該支路的感應(yīng)電動勢為：令：一相中一條支路的串聯(lián)匝數(shù)整個電機的匝數(shù)雙層繞組：單層繞組：例：一臺汽輪發(fā)電機，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)體電動勢（2）匝電動勢（3）線圈電動勢（4）線圈組電動勢（5）相電動勢4.5感應(yīng)電動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)電動勢的危害（1）使發(fā)電機的電動勢波形變壞（2）發(fā)電機本身損耗增加，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，即磁動勢全部降在氣隙上4.6單相繞組的磁動勢1、p=1、q=1短距繞組磁動勢正規(guī)的雙層繞組，60度相帶，整個電機繞組只有6個線圈。短距線圈節(jié)距為y1，每相只有兩個線圈。A相電流產(chǎn)生的磁動勢OA段：AA’段：A’X段：XX’段：X’O段：（1）繞組電流的磁動勢波形是關(guān)于點π對稱的兩個矩形（2）當電流隨時間作正弦變化時，兩矩形的高度也隨時間做正弦變化，變化的速度決定于電流的頻率（3）當i=0時，兩矩形高度為零，當i達到最大值時，兩矩形高度達到各自的最大值（4）這種空間位置固定不動，但波幅的大小和方向隨時間變化的磁動勢叫做脈振磁動勢基波磁動勢2、p=1分布短距繞組磁動勢基波磁動勢3、一般情況下的相繞組磁動勢當p〉1時，磁動勢波形時p=1時的p次重復(fù)，其磁動勢基波、諧波的大小、相位都與p=1時完全相同。N為相繞組每條支路的總串聯(lián)匝數(shù)I為相電流第v次諧波磁動勢相繞組磁動勢的時空表達式（1）單相繞組磁動勢是脈振磁動勢，既是時間t的函數(shù)又是空間θ角的函數(shù)（2）單相繞組磁動勢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勢三角變換三相合成磁動勢基波的性質(zhì)（1）三相合成磁動勢的基波是一個波幅恒定不變的旋轉(zhuǎn)波（2）當電流變化一個周期的時間用360°表示時，則電流在時間上經(jīng)過多少電角度，旋轉(zhuǎn)磁動勢在空間上轉(zhuǎn)過相同的電角度（3）旋轉(zhuǎn)磁動勢基波旋轉(zhuǎn)電角速度等于交流電流角頻率，旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速（4）旋轉(zhuǎn)磁動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)磁動勢改變方向圖任何一個單相脈振磁動勢可以分解成兩個大小相等、方向相反、轉(zhuǎn)速相等的兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢。三相合成三相合成磁動勢基波的結(jié)論對稱的三相繞組內(nèi)通對稱的三相電流時，三相合成磁動勢基波是一個正弦分布、波幅恒定的旋轉(zhuǎn)波。合成磁動勢基波的轉(zhuǎn)速為同步速當某相電流達到最大時，合成基波磁動勢的幅值就和該相繞組軸線重合；合成磁動勢旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流相序。例：一臺三相異步電動機，Z=48，2p=4，Nc=22，y1=10，a=4I=37A，f=50Hz。求：（1）一個線圈所產(chǎn)生的磁動勢的基波幅值（2）一個極相組所產(chǎn)成的磁動勢基波幅值（3）一相繞組產(chǎn)生的磁動勢基波幅值（4）三相合成磁動勢波返回返回返回習題解答返回4.6答：同步發(fā)電機電樞繞組接△接線后，△接的三相線圈中，會產(chǎn)生3次及3的奇次倍諧波環(huán)流，引起附加損耗，使電機效率降低，溫升升高，所以同步發(fā)電機一般不采用△接線來改善電動勢波形。

提問：變壓器通常希望有一側(cè)接△接線和感應(yīng)電機的定子繞組也有△接線，為什么？返回4.9（1）此時，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，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～合成基波磁動勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。

返回4.