電機(jī)學(xué)課件-電動(dòng)勢(shì)及磁勢(shì)解讀

電機(jī)學(xué)課件--電動(dòng)勢(shì)及磁勢(shì)解讀第一頁，共28頁。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)的波形要接近正弦形（基波、諧波）2.三相繞組對(duì)稱（節(jié)距、匝數(shù)、線徑相同、空間互差電角度）（即保證各相電動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)稱，電阻電抗相同）3.銅耗減小，用銅量減少。4.絕緣可靠、機(jī)械強(qiáng)度高、散熱條件好、制造方便第二頁，共28頁。二、交流繞組的分類按相數(shù)分為：單相、三相、多相按槽內(nèi)層數(shù)分為：單層（同心式、鏈?zhǔn)健⒔徊媸剑?、雙層（疊繞組、波繞組）、單雙層每極每相槽數(shù)q：整數(shù)槽、分?jǐn)?shù)槽三、基本概念1.極距τ：2.線圈節(jié)距y：整距y=τ；短距y<τ。3.槽距角α（電角度）：第三頁，共28頁。4.每極每相槽數(shù)q:

5.電角度=p360°=p機(jī)械角度計(jì)量電磁關(guān)系的角度稱為電角度（電氣角度）。電機(jī)圓周在幾何上占有角度為360°，稱為機(jī)械角度。而從電磁方面看，一對(duì)磁極占有空間電角度為360°。一般而言，對(duì)于p對(duì)極電機(jī)，電角度=p機(jī)械角度。6.并聯(lián)支路數(shù)a第四頁，共28頁。7.相帶：60度相帶——將一個(gè)磁極分成m份，每份所占電角度120度相帶——將一對(duì)磁極分成m份，每份所占電角度8.極相組——將一個(gè)磁極下屬于同一相（即一個(gè)相帶）的q個(gè)線圈，按照一定方式串聯(lián)成一組，稱為極相組（又稱為線圈組）。9.線圈組數(shù)=線圈個(gè)數(shù)/q第五頁，共28頁。4.2三相雙層繞組一、特點(diǎn)：⑴每個(gè)槽內(nèi)放置上下兩個(gè)線圈邊⑵線圈個(gè)數(shù)等于槽數(shù)Q1（定子）⑶線圈組個(gè)數(shù)=Q1/q⑷每相線圈組數(shù)第六頁，共28頁。⑸每個(gè)線圈匝數(shù)為=每槽導(dǎo)體數(shù)/2⑹每個(gè)線圈組的匝數(shù)為*q⑺每相串聯(lián)匝數(shù)N（即每極每條支路的匝數(shù)）第七頁，共28頁。二、優(yōu)點(diǎn)：⑴可采用短距，改善電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)的波形⑵線圈尺寸相同，便于繞制⑶端部排列整齊，利于散熱機(jī)械強(qiáng)度高三、分類⑴疊繞組——相鄰兩個(gè)串聯(lián)繞組中，后一個(gè)繞組疊加在前一個(gè)線圈上⑵波繞組——兩個(gè)相連接的線圈成波浪式前進(jìn)第八頁，共28頁。4.3三相單層繞組一、特點(diǎn)：⑴每個(gè)槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊⑵線圈個(gè)數(shù)等于Q1/2⑶線圈組個(gè)數(shù)=Q1/2q⑷每相線圈組的個(gè)數(shù)=p（60°相帶時(shí)）⑸每個(gè)線圈匝數(shù)Nc=每槽導(dǎo)體數(shù)⑹每個(gè)線圈組的匝數(shù)qNc⑺每相串聯(lián)匝數(shù)N=每相總的串聯(lián)匝數(shù)/a=pqNc/a=定子總導(dǎo)體數(shù)/2ma（即每條支路的匝數(shù)）第九頁，共28頁。二、優(yōu)點(diǎn)：⑴嵌線方便⑵槽的利用率高⑶不能做成短距（電氣性能）波形差三、分類⑴同心式繞組——由不同節(jié)距的同心線圈組成⑵鏈?zhǔn)嚼@組——由相同節(jié)距的同心線圈組成⑶采用不等距的線圈組成，節(jié)省銅線第十頁，共28頁。4.4正弦磁場下交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、一根導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)1.電動(dòng)勢(shì)頻率：2.電動(dòng)勢(shì)波形：由e=BLV可知，由氣隙磁密沿氣隙分布的波形決定；3.基波電動(dòng)勢(shì)大?。菏街校簽槊總€(gè)磁極基波電動(dòng)勢(shì)的大小。第十一頁，共28頁。二、線匝電動(dòng)勢(shì)及短矩系數(shù)，短矩系數(shù)：三、線圈電動(dòng)勢(shì)設(shè)線圈為Nc匝數(shù)，則有：第十二頁，共28頁。四、線圈組電動(dòng)勢(shì)及分布系數(shù)

q個(gè)線圈組成，集中繞組：分布繞組：分布系數(shù)：繞組系數(shù)：第十三頁，共28頁。五、相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)設(shè)一相繞組的串聯(lián)匝數(shù)為N（即一條支路的串聯(lián)匝數(shù)）則一相的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)于單層繞組，因?yàn)槊肯嘤衟個(gè)線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù)對(duì)于雙層繞組，因?yàn)槊肯嘤?p個(gè)線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù)

式中:a為并聯(lián)支路數(shù)第十四頁，共28頁。若已知定子槽數(shù)為，每槽導(dǎo)體數(shù)為Z，則電機(jī)總導(dǎo)體數(shù)為，電機(jī)總匝數(shù)為每相全部線圈串聯(lián)匝數(shù)為，每相支路串聯(lián)匝數(shù)N=線電動(dòng)勢(shì)星接時(shí)

角接時(shí)若已知定子槽數(shù)為，每槽導(dǎo)體數(shù)為Z，則電機(jī)總導(dǎo)體數(shù)為，電機(jī)總匝數(shù)為每相全部線圈串聯(lián)匝數(shù)為，每相支路串聯(lián)匝數(shù)N=線電動(dòng)勢(shì)星接時(shí)

角接時(shí)第十五頁，共28頁。4.5感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中的高次諧波因?yàn)榇艌霾ㄐ蜗鄬?duì)于磁極中心線左右對(duì)稱，所以諧波磁場中無偶次諧波（見P114圖4-14），故γ=3，5，7，9，11……一、高次諧波電動(dòng)勢(shì)諧波電動(dòng)勢(shì)⑴諧波磁場的極對(duì)數(shù)：pγ=γpp——激波磁場的極對(duì)數(shù)⑵諧波磁場的極距：τγ=τ/γτ——激波磁場的極距⑶諧波磁場的槽距角：dγ=γd

第十六頁，共28頁。⑷諧波磁場的轉(zhuǎn)速：nr=ns主磁極的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）⑸諧波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率：fv=pv*nv/60=vpns/60=vf1⑹諧波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的節(jié)距因數(shù)kpv⑺諧波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的分布因數(shù)kdv⑻諧波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的繞組因數(shù)kwv=kpvkdv⑼諧波電動(dòng)勢(shì)（相值）EΦv=4.44fυNRwrΦr第十七頁，共28頁。2、齒諧波電動(dòng)勢(shì)⑴齒諧波——諧波次數(shù)v與一對(duì)極下的齒數(shù)Q1/p具有特定關(guān)系的諧波即v=Q1/p±1=2mq±1的諧波⑵齒諧波的特點(diǎn)kWV（V=2mq±1）=kW13、諧波的相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)EΦ=ELEL中三次及3的倍數(shù)次諧波。因?yàn)?k次諧波電動(dòng)勢(shì)同相位、幅值相同，所以星接時(shí)線電動(dòng)勢(shì)為零角接時(shí)產(chǎn)生環(huán)流，環(huán)流產(chǎn)生的壓降恰好被抵消。第十八頁，共28頁。4.諧波的弊害⑴使電動(dòng)勢(shì)波形變壞，發(fā)電機(jī)本身能耗增加，η↑，從而影響用電設(shè)備的運(yùn)行性能⑵干擾臨近的通訊線路第十九頁，共28頁。二、消除諧波電動(dòng)勢(shì)的方法因?yàn)镋Φv=4.44fυNRwvΦv所以通過減小KWr或Φr可降低EΦr1.采用短距繞組2.采用分布繞組，降低。3.改善主磁場分布4.斜曹或斜極第二十頁，共28頁。4.6通有正弦交流電時(shí)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、.整距集中繞組的磁動(dòng)勢(shì)設(shè)氣隙均勻，通以正弦交流電流，

Nc匝，則每個(gè)氣隙上的磁動(dòng)勢(shì)為：第二十一頁，共28頁。結(jié)論：①波形：矩形波；②脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)：空間位置固定、幅值大小和方向隨時(shí)間而變化的磁動(dòng)勢(shì)。③分解：其中：用電角度表示的空間距離。④基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值：第二十二頁，共28頁。⑤ν次諧波磁勢(shì)的幅值：⑥基波磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)：按正弦規(guī)律變化的脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)。二、分布繞組的磁勢(shì)1.整距分布繞組的磁勢(shì)（q個(gè)）2.雙層短矩分布繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)第二十三頁，共28頁。三、單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)相電流為Iφ、每相串聯(lián)匝數(shù)N、繞組并聯(lián)支路數(shù)a、則單相磁動(dòng)勢(shì)為：第二十四頁，共28頁。單相脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)的分解結(jié)論：兩個(gè)磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)：①圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；②幅值為單相磁動(dòng)勢(shì)幅值的一半；③轉(zhuǎn)速：第二十五頁，共28頁。4.7通有對(duì)稱的三相電流時(shí)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)1.圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)①數(shù)學(xué)法分解后相加的三相合成磁動(dòng)勢(shì)為：第二十六頁，共2