交流電機(jī)共同問題

交流電機(jī)共同問題第一頁，共五十九頁，2022年，8月28日第六章交流電機(jī)的繞組和電動(dòng)勢

交流電機(jī)的基本工作原理交流繞組的構(gòu)成繞組繞組感應(yīng)電勢的分析對(duì)交流繞組及其感應(yīng)電勢的要求分析推導(dǎo)過程：第二頁，共五十九頁，2022年，8月28日交流電機(jī)同步電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步發(fā)電機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電機(jī)同步電機(jī)異步電機(jī)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本原理第三頁，共五十九頁，2022年，8月28日

一同步電機(jī)：多用作發(fā)電機(jī)使用，在不調(diào)速情況，也用作電動(dòng)機(jī)，可改變電網(wǎng)功率因數(shù)（通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流）?；窘Y(jié)構(gòu)定子：定子鐵心、定子繞組（電樞繞組）。

轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心（主磁極）、轉(zhuǎn)子繞組（勵(lì)磁繞組）。第四頁，共五十九頁，2022年，8月28日同步電機(jī)的基本工作原理

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使外磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極就會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，重物就會(huì)上升。如果重物重量不大，轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度總是等于外部磁鐵的角速度。第五頁，共五十九頁，2022年，8月28日思考：實(shí)際的同步電機(jī)如何產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)性質(zhì)磁場的？第六頁，共五十九頁，2022年，8月28日以發(fā)電機(jī)為例(機(jī)械能電能)感應(yīng)電動(dòng)勢的產(chǎn)生（1）給勵(lì)磁繞組通入直流電流，電機(jī)里就產(chǎn)生了磁場，由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主磁極以恒速，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，磁場與定子上的導(dǎo)體之間就有了相對(duì)運(yùn)動(dòng)（定子導(dǎo)體相對(duì)主磁極順時(shí)針旋轉(zhuǎn)切割），于是，在定子繞組里便感應(yīng)出交流電勢。第七頁，共五十九頁，2022年，8月28日第八頁，共五十九頁，2022年，8月28日一根導(dǎo)體感應(yīng)電勢公式其中——導(dǎo)體所在處的磁通密度；

——導(dǎo)體的軸向長度；

——磁場切割導(dǎo)體的線速度；

感應(yīng)電動(dòng)勢的產(chǎn)生（2）第九頁，共五十九頁，2022年，8月28日電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)）、感應(yīng)電勢的頻率及電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系一對(duì)磁極電機(jī)()兩對(duì)磁極電機(jī)()對(duì)磁極電機(jī)（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速單位為：）第十頁，共五十九頁，2022年，8月28日鏈接一對(duì)極電機(jī)感應(yīng)電勢頻率動(dòng)畫第十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日鏈接兩對(duì)極電機(jī)感應(yīng)電勢頻率動(dòng)畫第十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日二異步電機(jī)：主要用作電動(dòng)機(jī)，只有特殊場合才用作發(fā)電機(jī)。第十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日兩種類型的交流電機(jī)在涉及的基本電磁理論、基本結(jié)構(gòu)原理方面具有下面三個(gè)共同部分：◆交流繞組的基本結(jié)構(gòu)◆交流繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢◆交流繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢第十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日外部磁場旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)，重物上升。但是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速。異步電機(jī)的基本工作原理第十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日定子：定子鐵心、定子繞組，與同步電機(jī)相同。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心、鼠籠繞組第十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日三直流電機(jī)的基本工作原理交流電動(dòng)勢的產(chǎn)生（交流發(fā)電機(jī)模型）電磁感應(yīng)定律：滿足右手定則為隨時(shí)間正負(fù)交變的電動(dòng)勢結(jié)論：交流電機(jī)模型動(dòng)畫第十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日1）感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率為；2）三相繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢應(yīng)是對(duì)稱的，相位上依次相差時(shí)間角；3）三相繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢波形應(yīng)盡量接近正弦波形；四、對(duì)交流繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢的要求1.對(duì)交流繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的要求第十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日2.對(duì)三相交流繞組的要求1）繞組導(dǎo)體數(shù)一定情況的下，能產(chǎn)生較大的基波電動(dòng)勢，允許流過較大的電流，以便產(chǎn)生較大的磁場；2）電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速應(yīng)為同步速，這樣轉(zhuǎn)子磁切割交流繞組，交流繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的頻為；3）三相繞組在電機(jī)定子內(nèi)圓應(yīng)該對(duì)稱分布的；4）交流繞組在聯(lián)結(jié)時(shí)應(yīng)采用一定的方式保證感應(yīng)電動(dòng)勢波形應(yīng)盡量接近正弦波形；第十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)交流繞組

一名詞解釋空間電角度：把一對(duì)主磁極表面占的空間距離用空間電角度表示，定義為360°空間電角度。兩極電機(jī)電角度第二十頁，共五十九頁，2022年，8月28日四極電機(jī)電角度第二十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日極距：定子內(nèi)表面用長度表示的每極所占空間距離，可以用所跨槽數(shù)表示，也可以用所占空間電角度表示。線圈節(jié)距：一個(gè)線圈的兩個(gè)線圈邊沿定子內(nèi)表面跨過的距離。槽間角：一個(gè)定子槽在定子內(nèi)圓表面所占的空間電角度。第二十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、導(dǎo)體、單匝和多匝線圈（整矩和短距）及其感應(yīng)電動(dòng)勢單根導(dǎo)體多匝線圈單匝線圈（兩根導(dǎo)體）第二十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日1.單根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢分析基波磁場感應(yīng)的電勢基波磁場感應(yīng)的電勢有效值第二十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日1.單根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢分析3次諧波磁場感應(yīng)的電勢有效值3次諧波磁場感應(yīng)的電勢次諧波磁場感應(yīng)的電勢有效值思考：紅色導(dǎo)體感應(yīng)的電動(dòng)勢和黃色導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢有何區(qū)別？第二十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日2.單匝線圈和多匝感應(yīng)電動(dòng)勢分析如果黃色和紅色導(dǎo)體串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)單匝線圈其基波電勢：如果是一個(gè)匝數(shù)為線圈其基波電勢：其次諧波電勢：第二十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日3.整矩、短距線圈感應(yīng)電動(dòng)勢分析整矩線圈第二十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日短矩線圈第二十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日短距線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢計(jì)算基波電動(dòng)勢τ頭尾第二十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日短距線圈諧波電動(dòng)勢有效值基波短距系數(shù)短距線圈基波電動(dòng)勢有效值次諧波短距系數(shù)短距系數(shù)的物理意義：采用短距線圈要比相同匝數(shù)的整矩線圈感應(yīng)電勢要小，其減小的倍數(shù)即為短距系數(shù)。第三十頁，共五十九頁，2022年，8月28日線圈組：由依次相鄰一個(gè)槽的個(gè)結(jié)構(gòu)相同的線圈串聯(lián)構(gòu)成的一組線圈組，稱為線圈組。每極每相槽數(shù)：每個(gè)主磁極下一相所占的槽數(shù)。當(dāng)集中繞組分布繞組分?jǐn)?shù)槽繞組第三十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日12345678AX分布繞組實(shí)例第三十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、分布繞組基波與諧波電勢分析第三十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日線圈組感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算圖示，三個(gè)整距線圈組成的線圈組基波電動(dòng)勢相量為。第三十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日分布系數(shù)的物理意義：采用分布放置的繞組要比相同匝數(shù)下集中放置的繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電勢要小，其減小的倍數(shù)即為分布系數(shù)。次諧波分布系數(shù)基波分布系數(shù)線圈組的諧波電動(dòng)勢第三十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日單層集中整距繞組實(shí)例（兩極）四、三相交流繞組聯(lián)結(jié)實(shí)例1.第三十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日單層集中整距繞組實(shí)例(四極)2.第三十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日第三十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日第三十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日雙層分布短距繞組實(shí)例（兩極）3.第四十頁，共五十九頁，2022年，8月28日雙層分布短距繞組聯(lián)結(jié)實(shí)例（兩極）第四十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日4.三相雙層分布短距繞組的安排（四極）第四十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日第五十頁，共五十九頁，2022年，8月28日第五十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日第五十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日第五十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日第五十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日五、一相繞組的電動(dòng)勢

一相繞組的電動(dòng)勢“等于”一條支路中線圈組的數(shù)目乘以每個(gè)線圈組的電動(dòng)勢。

對(duì)于單層繞組：一相有p個(gè)線圈組，它們可以串、并、混三種連接方法。1)全并聯(lián)：有p條并聯(lián)支路，a=p，每條支路只有一個(gè)線圈；2)全串聯(lián)：a=1，每條支路有p個(gè)線圈串聯(lián)；3)混聯(lián)：每條支路有個(gè)線圈串聯(lián)。第五十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日對(duì)于雙層繞組：一相有2p個(gè)線圈組，它們也可以串、并、混三種連接方法。1)全并聯(lián)：有2p條并聯(lián)支路，a=2p，每條支路只有一個(gè)線圈；2)全串聯(lián)：a=1，每條支路有2p個(gè)線圈串聯(lián)；3)混聯(lián)：每條支路有個(gè)線圈串聯(lián)。第五十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日――每相串聯(lián)匝數(shù)；――電機(jī)極對(duì)數(shù)；――每極每相槽數(shù)；――每相繞組并聯(lián)支路數(shù)。一相繞組基波、諧波電勢有效值――基波繞組系數(shù)；――諧波繞組系數(shù)；第五十