第6章交流绕组的共同问题李发海

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电机与拖动基础第四版李发海教案10共22个教案.docx

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电机与拖动基础教案105.4 标幺值将某一物理量的实际数值与选定的同一单位的固定数值进行比较,其比值就称该物理量的标幺值。

即标幺值用加下划线的字母表示。

一般基值都选额定值,变压器的电压基值选一、二次绕组的额定电压和;电流基值选一、二次绕组的额定电流和;阻抗的一次侧基值为,二次侧基值为。

电压.电流采用标幺值的优点(1)可直接看到是满载、半载或%载的负荷情况。

(2)无论变压器是△或Y接法,其标幺值都相等,因此只要给出标幺值而不别过问是线值还是相值。

(3)无论折合到一次边还是折合到二次边,其电流或电压的标幺值都相同。

(4)负载.时,一次电流与二次电流差1/k倍,而其基值也差1/k倍,贝“反应了负载的大小,称为负载系数。

阻抗采用标幺值的优点不论向哪一侧折合,对于每一个参数,只有一个标幺值。

如R -》= k2R\ k2R\ j _ R1J TU 1Nh U 2N■2 S N S NZ1NA N k 尺11 2N<2N电力变压器的容量从几十千伏安到几十万千伏安,其各阻抗参数相差悬殊。

若用标幺值来表示,其值都限定在一个较小的范国内o见表5.1和表5.2 o5,1S5.2的・£/&5.5 变压器参数测定5.51变压器的空载试验空载测试线路如图5.22所示。

图(Q是单相变压器,图(b)是三相变压器。

二次侧开路,一次侧按额定I电压测量 , 输入功率及(a) (b)图5.22空载试验线路图(a)单相变压器(b)三相变压器5.5.2变压器的短路试验变压器的短路试验可求出铜损耗和短路阻抗,试验线路如图5.24所示。

Nr■图5.24短路试验接线图作业:后记:。

电机学课件第六章交流绕组的共同问题(李发海)

电机学课件第六章交流绕组的共同问题(李发海)
在交流电机中,一般要求电机绕组中的 感应电动势随时间作正弦变化,这就要求 电机气隙中磁场沿空间为正弦分布。要得 到完全严格的正弦波磁场很难实现,但是 可以采取各种结构参数尺寸使磁场尽可能 接近正弦波,例如从磁极形状、气隙大小 等方面进行考虑。在国家标准中,常用波 形正弦性畸变率来控制电动势波形的近似 程度。
导体A为1800电角度,如图所示。转 子磁极以同步
电势有效值为 5V,以图示瞬间作为时间 起点,求: ( 1 )导体A及A中基波感应电势的顺势 值表达式; (2)用A及A组成线匝,写出线匝的 基波电势表达式;
(3)在向量图上表示两个 导体及线匝的基波电势 向量
A’ N
00
n1 S
60
0
三相电势波形图
Ø
当转子为一对磁极时,转子旋转一周,定 子绕组的感应电动势正好变化一周;当转 子为 p 对磁极时,转子旋转一周,定子 绕组的感应电动势变化 p 周;设转子每 分钟转速为n,则感应电势的频率为
pn f 60
可见, p 与
Ø
f
之间存在严格不变的对应关系
异步电动机的基本工作原理

2
式中k y sin y

2
称为基波短距系数
+j
小结:短距系数小于1,故短距线圈 E 感应电势有所损失;但短距可以削弱 E A y1 。 高次谐波(后面要讲)
y
E X
6.1.5 线圈组电动势和分布系数:
线圈在下线时,是以线圈组为单位的,每 个极(双层绕组时)或每对极(单层绕组时) 下有q个线圈串联,组成一个线圈组,所以线 圈组的电动势等于q个串联线圈电动势的相量 和。
当气隙磁场的磁通密度在空间按正弦波分布 时,设其最大磁密为Bm,

电机与电力拖动第6章(交流电机的共同理论)

电机与电力拖动第6章(交流电机的共同理论)

C2 21
22
Y2 23 24
X2 2019 181B72
16 Z2 15
A相。其中A1X1, A2X2感应的电势相
A1
1 2
14 13 A2
同。
y1 Z 6
2p
每个线圈组由两个线
3
12
Z1 4
11 Y1
5 B1
6
78 X1
10 9 C1
圈组成,1,2;7,8;组
成A1X1线圈组。
13,14;19,20;组成A2X2线圈组。
A1
R X1 上 下
R
Ey1

Eq1

2sin /
2R sin q 2
2

Ey1
sin q 2
sin
R
sin q
2
Eq1

qEy1
q
2 sin
qEy1 kq1
2
同在一个槽中总电势
sin q
kq1

2 q sin
叫基波分布系数
2
上下
Eq1 qEy1 kq1 4.44fqNy1ky1kq1 4.44fqNy1kw1
异步电机特点:结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉, 但它是感性负载,使电网功率因数变坏,调速性能差。
同步电机
异步电机
两种型式的交流电机在涉及的理论、 基本结构原理方面具有下面三个共同部分:
◆交流绕组的基本结构 ◆交流绕组中感应的电动势 ◆交流绕组产生的磁动势
第一节 交 流 电 机
一、 同步发电机工作原理 定子绕组如图排列;转子磁极在外力作用下
交流电机包含异步机和同步机。其定子结构相 同,都由定子铁芯和定子绕组组成;它们的绕组、 电势、磁势都相同。

电机与拖动 第6章.交流绕组共同理论

电机与拖动 第6章.交流绕组共同理论
N Z Nc 2 p q Nc ma a

6.1 交流电枢绕组的感应电势
本节讨论旋转磁场在空间正弦分布时:
1、计算感应电势分析方法: 2、交流绕组中感应电势的计算公式。
3、比较交流绕组、变压器绕组感应电势的公 式的形式和内涵的区别
感应电势是是如何产生的?
旋转磁场是交流电机工作的基础。在交流电 机理论中有两种旋转磁场
1)机械旋转磁场(动画 ) 2)电气旋转磁场(动画)
感应电势是如何计算?
首先求出一根导体中的感应电势 导出一个 线圈的感应电势 一个线圈组(极相组)的 感应电势 一相绕组感应电势的计算公式
一、导体的感应电势
B Bm sin
t
t
瞬时值:
e1 blV lVBm sin 2E1 sin t
2、线圈尺寸相同便于制造;
3、端部形状排列整齐,有 利于散热和增加机械强度。
(4)极距 节距
(5)空间电角度:
从几何角度看:转子 铁心的横截面是一个 圆,其几何角度恒等 于360度。 ------机械 角度
从电磁角度看,一对 N,S极构成一个磁场 周期,即1对极占空 间角度为360度-----电 角度
•小结:绕组中均匀分布着许多导体,这些 导体中的感应电势有效值,频率,波形均 相同;但是他们的相位不相同。
感应电动势的频率:
Pn f 60
f
ns (H Z ) 60Leabharlann 设转子每分钟转n转(即每秒转
n 60
转),
思考?若电机为P=1、2…..对极,则转子每旋 转一周,导体中感应电势将交变几次? 导体中电势交变的频率应为?
2对磁极
电机的磁极对 数为p时,气隙 圆周的角度数 为p*360电角度。

交流绕组的一些基本知识和基本量

交流绕组的一些基本知识和基本量

交流绕组的一些基本知识和基本量
1.电角度和机械角度:
电角度=P×机械角度。

2.线圈:
组成沟通绕组的单元是线圈,它由一匝或多匝串联而成,有两个引出线,一个称为首端,一个称为末端。

3.节距:
一个线圈的两个边所跨定子圆周上的距离称为节距Y1。

一般用槽数表示。

极距。

4.槽距角:(电角度)
相邻槽之间的电角度:
5.每极每相槽数q:
每极下每相所占的槽数:
6.槽电动势星形图:
假设气隙磁密在圆周上按正弦规律分布,转子反时针方向旋转――定子各槽内导体的感应电动势也将随时间按正弦规律变化.当把电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电势分别用矢量表示时,这些矢量构成一个辐射星形图.各槽内导体感应电动势在时间相位上互差α电角度。

例如:2P=4,Z=24的槽电动势星形图为:
一般说,当P和Z有最大公约数t时,则有t个重合的槽电动势星形图。

7.相带划分:
每个极距内属于每相的槽数所占有的区域称为相带,用电角度表示,qα=相带。

第六章交流电机的共同问题

第六章交流电机的共同问题

Z • 每极每相槽数q= =2 2 pm

p * 360 槽距角= =30° Z
• 极距=Z/2p=24/4=6
说明:


属于a相8个槽,即l、2、7、8、13、14、19、20 根据槽导体电势星形图,按电势相加原则构成元件,每个 元件都是整距,y=τ=6槽,即每元件的跨距为6个槽,同为 单层,每相每对极可以连接成一个元件组。 2对极,每相2个元件组,1—7—2—8,13一19一14—20。 元件组之间可串联或并联形成不同并联支路数 单层绕组每相有p个元件组,如串联方式连接,则并联支 路a=1,相电势E=pEq,相电流I=Ic。每相功率P=EI= pEqIc。
交流电机的共同问题之
第六章 交流电机的绕组 及其感应电动势
交流电机的绕组

交流电机:产生或使用交流电能的旋转电机。 两大类: 同步电机——速度等于同步速 异步电机——速度不等于同步速
同步速——旋转磁场的转速
例:三相同步电机(磁极对数p=1)

定子、转子、空气隙
定子上嵌放有对称的三相 转子绕组通以直流电流 绕组 a-x、b-y、c-z 形成分布磁场, 匝链定子上的各相绕组 对称是指各相绕组的匝数相 等,空间位置彼此相距120°
规律为l-7‘-2-8’,7-13‘-8-14’,13-19‘-14-20’, 19-1‘-20-2’,分别用I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。

当磁场切割绕组时,该四个元件组的电势大小相等,I、Ⅲ组电势时间 上同相,Ⅱ、IV组电势与I、Ⅲ组电势反相。 各元件组可以串联、并联、或一半串联后再并联。相绕组可以有不同 连接方式,当通以电流形成4极磁场。

正弦磁场下绕组的感应电势

元件电势 元件组电势 绕组相电势 1.单层绕组 2.双层绕组

电机学(第五版)-李发海复习要点

电机学(第五版)-李发海复习要点
第20章
1:异步电动机的功率平衡方程式,PM:pcu2:Pm=1:s:(1-s)。T=Pm/Ω=PM/Ω1。
2:P299~T-s曲线上的4个特殊点(图20-2)。P300~Tm和sm的特点和区别。
3:电磁转矩的表达式(4种),重点掌握P303~公式(20-8)、(20-9)。
第21章
1:笼型异步电动机的起动方法:直接起动、降压起动(自耦变压器起动、Y-Δ起动、定子串电抗起动)、软起动。
2:P190~对称负载时的电枢反应的定义。d轴和q轴的定义。内功率因数角ψ、外功率因数角φ和功角θ的定义。ψ=0°,90°,180°,-90°的电枢反应:直轴?交轴?过励?欠励?增磁?去磁?输出的是容性还是感性的无功功率,还是机械功率、电功率?
3:隐极同步发电机:不计磁路饱和,用叠加定理分析。掌握等效电路和电压平衡方程式。若磁路饱和,根据磁化曲线或运行点的饱和程度来研究。
2:P316~电流的趋表效应(集肤效应)。
3:绕线型异步电动机的起动方法:转子串起动电阻、转子串频敏电阻器。
第22章
1:三相异步电动机的调速公式: 。负载的机械特性(恒转矩、恒功率和泵、风机类负载)。电动机稳定运行条件(与直流电动机稳定运行条件一样)。
2:笼型异步电动机的调速方法:变频调速、变极调速和改变转差率调速(改变外施电压等)。
3:标幺值的定义和优缺点。
4:P35~电压变化率公式(2-40),ΔU=0时根据公式判断负载类型为容性。
5:效率η,不变损耗与可变损耗相等时效率最高。
第3章
1:三相变压器的联接组别,会画电动势相量图。
2:P54~变压器的结构:定子(机座、磁轭、主磁极和换向极)和转子(电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承)。直流电机的额定值。励磁方式:他励、并励、串励、复励等。直流电机的重点是直流电动机。

02-交流电机共同问题ppt课件(二)

02-交流电机共同问题ppt课件(二)
➢两个单层分布绕组产生的磁动势如前面分析,均为阶梯波。叠加之 后,仍为阶梯波,多阶阶梯波
2. 单相双层分布短距绕组磁场分析
4. 单相双层分布短距绕组磁场性质
➢将两个单层整距分布绕组的基波磁动势矢 量相加得到相绕组磁动势基波矢量。
➢ 相绕组磁动势为脉振磁动势

F1
2Fq1
cos
2
2Fq1
sin(
y1
yv
2
2
1.短距绕组磁场分析及短距系数
3. 短距系数特点
➢ 极距τ:一个磁极覆盖的范围
➢ 第一节距y1:一个线圈两个元件边的跨距
➢ ➢
短距角 短距系数
(1 y1)
ky1
Fqy1 2F
q1
cos
2
cos
(1
2
y1 )
sin( 2
y1 )
➢ 基波和谐波均被消弱,基波损失小于谐波

问题
• 若消除5磁谐波,y1应为多少? • 普通三相电机y1应取多少合适?
反转的f2矢量合成法21两相绕组圆形旋转磁动势空间相距90电角度的两个匝数相等的线圈分别通入时间相差90度电角度的正弦交流电时产生的合成磁动势是圆形旋转磁动势若by在空间上领先ax90顺着方向电流i90电角度则产生的圆形旋转磁动势旋转方向是从a相向b相3小结两相绕组磁动势21两相绕组圆形旋转磁动势两相绕组磁动势22两相绕组椭圆形旋转磁动势电机定子槽中放置两个空间相距90电角度的线圈axby两相对称线圈但串联有效匝数不相等分别为ncos90不同mamb两相绕组磁动势22两相绕组椭圆形旋转磁动势1矢量合成法此时f动势位置相同但大小不一两相绕组磁动势22两相绕组椭圆形旋转磁动势1矢量合成法此时f动势位置相同但大小不一两相绕组磁动势22两相绕组椭圆形旋转磁动势1矢量合成法f最大f最小f介于最大与最小值之间转方向为正转旋转角速两相绕组磁动势22两相绕组椭圆形旋转磁动势1矢量合成法两相绕组磁动势22两相绕组椭圆形旋转磁动势一相绕组产生脉振磁动势可分解为正向和反向旋转磁动势各相绕组产生的正向磁动势和反向磁动势分别叠加得到总的正向重合的位置作x轴重合时刻为时间起点

本科电机学-交流旋转电机的共同问题

本科电机学-交流旋转电机的共同问题
一、同步发电机的工作原理是什么?
二、感应电势的频率如何计算?
A
X
B
Y
C
Z
N
S
A
X
B
Y
C
Z
N
S
*
直流电枢绕组是闭合绕组,绕组本身无引出线。通过换向片和电刷将绕组与外端钮连接。 交流绕组有自身的端线,属于开启绕组。 交流绕组与变压器绕组也不同。变压器绕组属于集中绕组,各匝的电磁位置一样,电势可以直接相加。交流绕组属于分布绕组,各匝在磁场中的电磁位置不同,感应电势的相位不同,必须按矢量相加。
N
S
N
S
A
X
将属于同一相的p 个线圈组 连成1相绕组,并标记首尾端
*
*
S
N
N
A
X
B
Y
C
Z
A
B
C
X
Y
Z
120
120
*
S
二、三相单层绕组有哪几种?
A
X
等元件式叠绕组
*
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
X
链式绕组
*
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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19
20
21
22

第六篇电机的共同问题3

第六篇电机的共同问题3

275第三章 机电能量转换原理*各种机电能量转换装置——从尺寸最大的旋转电机(例如水轮发电机),到最小的机电信号变换器,其用途和结构虽然各有差别,但其基本原理却是相同的。

机电能量转换过程是电磁场和运动的载电物体(通常为载流导体)相互作用的结果。

当机电装置的可动部分发生位移,使装置内部耦合电磁场的储能发生变化,并在输入(或输出)电能的电路系统内产生一定的反应时,电能就会转换成机械能或反之。

所以,任何机电能量转换装置中都有载流的电系统(绕组)、机械系统和用作耦合和储存能量的电磁场,都有一个固定部分和一个可动部分。

机电能量转换过程又是一个可逆过程,所以大多数发电机都可以作为电动机来运行;反之,大多数电动机也可以作为发电机来运行。

前几篇分析了四种经典电机的原理和稳态运行性能,本章将进一步研究旋转电机中机电能量转换的原理;能量转换过程,耦合场的作用,并导出能量转换的条件,以及此条件在各种电机中的具体体现;使读者对各种电机中的能量转换机制有一个总体概念,并为今后分析各种特殊和新型电机提供理论基础。

第一节 机电能量转换过程中的能量关系在质量守恒的物理系统中,能量既不能产生、也不能消灭,仅能改变其存在形态,这就是能量守恒原理......。

能量守恒原理对所有的物理系统是普遍适用的,它也是研究机电装置的基本出发点之一。

一、机电能量转换过程中的能量关系绝大多数机电装置都由电系统、机械系统和联系两者的耦合磁场组成。

根据能量守恒原理,有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛机械能输出的+的能量损耗装置内部+储能的增加耦合磁场内=入的电能由电源输 (6-3-1) 对电动机,式中的电能和机械能均为正值;对发电机,两者均为负值。

式(6-3-1)中的能量损耗,通常分为三类;一类是电系统(绕组)内部的电阻损耗;一类是机械部分的摩擦损耗、通风损耗,统称机械损耗;一类是耦合电磁场在介质内产生的损耗,包括磁滞和涡流损耗等。

交流绕组的共同问题

交流绕组的共同问题

第四章交流绕组的共同问题1.★★有一台交流电机,Z=36,2P=4,y=7,2a=2,试会出:(1)槽电势星形图,并标出600相带分相情况;(2)三相双层迭绕组展开图。

答:(1)槽距角︒=︒⨯=2036360pα每极每相槽数334362=⨯==pmZq由α=200画出槽电动势星形图,然后由q=3标出按600相带的分相情况(见图a),顺序为:A-Z-B-X-C-Y..(a)由y=7画出三相双层叠绕组展开图,并根据2a=2进行端部连线(见图b)(b)2. ★凸极同步发电机和隐极同步发电机空载时,气隙磁场沿圆周分布波形与哪些因素有关?答:由磁路的欧姆定律m R F=φ知,电机气隙磁通沿圆周的分布情况取决于励磁磁势F 在气隙空间的分布和磁路的磁阻R m 。

由于凸极发电机的励磁绕组是集中绕组,极弧的形状(即磁路的磁阻阻R m )影响气隙磁场沿圆周分布波形。

隐极发电机,由于气隙均匀,沿气隙圆周各点磁阻相同,每极范围内安放励磁绕组部分,即励磁磁势F 影响气隙磁场沿圆周分布波形。

3. 试述短距系数和分布系数的物理意义,为什么这两系数总是小于或等于1?答:短距系数物理意义是:短距线匝电动势E t(y<t)(为构成线匝的两导体有效边电动势相量和)与整距线匝电动势)(τ=y t E (为构成线匝的两导体有效边电动势代数和)的比值,即:)()(ττ=<=y t y t y E E k分布系数物理意义是:线圈组各线圈分布在若干个槽时电动势相量和E q(q>1)和对各线圈都集中在同一槽 时电动势代数和E q(q=1)的比值,即 )1()1(=>=q q q q q E E k ;由数学知:相量和总是小于(或等于)其代数和,即)()(ττ=<<y t y t E E 及)1()1(=><q q q q E E , 故其比值 即yK及qK 总是小于1.4. ★在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关?这些因素中哪些是由构造决定的,哪些是由运行条件决定的?答: (1) 频率60pnf =频率f 与磁极对数p 和发电机的转速n 有关,p 是由构造决定,n 是由运行条件决定。

《电机与电力拖动基础》教学大纲.doc

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《电机与电力拖动基础》教学大纲课程名称:电机与电力拖动基础适用专业:电气工程及其自动化、自动化专业学时数:64 (48) 讲课:54 (42) 实验:10 (6) 学分:4 (3)编写人:段振刚审核刘翠玲一、课程的,性质和目的本课程是电气工程及其自动化、自动化专业的一门专业技术基础课。

包括“电机学”,和“电力拖动”等基础课的主要内容、既研究电机与电力拖动系统的主要内容,又研究其联系生产实践的实际问题。

本课程的目的是使学生掌握常用的直流电动机、交流电机、变压器的基本结构、工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析方法与实验技能,为学习” 电气控制与PLC”等专业课准备必要的基础。

二、课程教学内容和要求第1章绪论主要内容:电机技术的发展概述、本课程的性质及内容安排、本课程常用物理概念和定律要求:了解电机技术的发展概述,本课程的性质及内容安排,掌握本课程常用物理概念和定律。

第2章直流电机原理主要内容:直流电机的用途及工作原理、直流电机的结构与型号、直流电机的磁路、空载磁势的气隙磁密与空载磁化特性、直流电机的电枢绕组、电枢电动势与电磁转矩、直流发电机和直流电动机运行原理、他励直流电动机的机械特性、串励和复励电动机、直流电机的换向问题。

要求:了解直流电机的主要结构。

理解直流电机的基本工作原理,额定值及重要系列产品。

了解直流程电机的磁路:空载时气隙磁通密度的分析波形与空载磁化特性,直流电机的电枢绕组:单叠绕组,单波绕组。

掌握直流发电机的运行原理;直流发电机的运行特性。

直流电机的可逆性;直流电动机的基本方程式;直流电动机的工作特性;他励直流电动机的机械特性;串励和复励直流电动机。

了解直流电动机的换向理论;改善换向的措施。

第3章直流电机的电力拖动主要内容:电力拖动系统动力学、他励直流电动机的起动、他励直流电动机调速、他励直流电动机的电动与制动运行、电力拖动系统的过渡过程。

要求:理解电力拖动系统的运动方程式,工作机构转矩和飞轮矩的折算。

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Ø 其有效值为:
ET

2
B
E
A
2
2f 4.44 f
0 ⊙A
Bm X
⊙ π
2π α
nN
S
E t1
+ j
6.1.3整距线圈基波电动势
如果线圈不只一匝,而是 N y 匝,则:
Ey 4.44 fN y
6.1.4短距线圈基波电动势
而对于y1<τ 的短距线圈,其线圈 节距 y1 y ,其中 0 y 1
2. 线圈 线圈(元件):是构成绕组的基本元件,它由Nc根线匝
串联而成,线圈中嵌放在槽内的部分称为有效线圈边, 线圈边之间的连接部分称为端部。如图:
y1:线圈的第一节距,常用槽数来进行表示。 y1 =τ,则称线圈为整距线圈,y1<τ为短距,y1>τ为长距。
3.极距与节距
极距:极距指电机一个主磁极在电枢表面所占的长
⊙ ⊙ ⊙
12 3 1’ 2’ 3’ eq
Eq E y1 E y2 E y3
槽距角 p 360 0 / z
每极每相槽数 q z / 2mp
一个线圈的电势为: E y
2R sin
2
E由q图可知,A线B圈组电2动R势s的i有n 效q值2为:
R
式中:
§ 交流电机的绕组
交流电机的绕组由嵌放在定子铁心槽内的线 圈按一定规律联接而成的。
交流电机的绕组分为:单相绕组(m=1) 和三相绕组(m=3)
交流电机的基本工作原理
Ø 同步发电机的基本工作原理
设B Bm sin 则e Bl Bml sin t Em sin t
由于三相绕组在空间彼 此相差120 0 , 磁力线依次切割 U相、V相、W相
(3)对三相绕组,各相的电动势和磁动势要 求对称(大小相等且相位上互差120°), 并且三相阻抗也要求相等。
(4)绕组用铜量少, 端接线尽可能短, 节约铜线,减小损耗。绝缘性能和机械强度 可靠,散热条件好
(5)绕组的制造工艺简单,安装和检修要方 便。
(二)交流绕组的基本概念
1. 电角度和机械角度 电角度:在电机理论中,我们把一对主磁极所占的空 间距离,称为360°的空间电角度。 机械角度:一个圆周真正的空间角度为机械角度360°。 很明显,电角度=极对数×机械角度。
Ø 本节首先研究在正弦分布磁场下定子绕组 中感应出的电动势,我们先看一根导体内 的电动势的大小,再看一个线圈内的,最后 得出一相绕组的感应电势
6.1.1 导体电动势
B
A 展开
N O
α n
S
Bm

0 ⊙ω
π ⊙
α=ωt
N
2π α S
空间电角度α:一对主磁极表面所占的 空间距离,用空间角度表示时,定为3600 。
机械角度β:电机整个转子表面所占空 间几何角度3600 。 β = α× 3600 。
当气隙磁场的磁通密度B 在空间按正 弦波分布时,设其最大磁密为Bm, 则:B = Bmsinα
e B lv
Bx是导体在处的气隙磁密;
l是切割磁感应线的导体长度; v是导体垂直切割磁感应线的 相对线速度。
6. 相带
每个极距内属于每相的槽所占的区域称相带
由于绕组为三相绕组,因此还需把各槽导体分为三相, 在槽电动势星形图上划分各相所属槽号。分相的原则 是使每相电动势最大,并且三相的电动势相互对称。 通常三相绕组使用60°分相法,即把槽电动势星形图 6等分,每一等分称为一个相带,依次分别为A、Z、 B、X、C、Y相带
掌握三相绕组产生旋转磁势的条件、性质及其 主要结论。
熟练掌握三相对称绕组产生圆形旋转磁势基波 的大小、转向、速度 。
§6-1交流绕组的感应电动势
在交流电机中,一般要求电机绕组中的 感应电动势随时间作正弦变化,这就要求 电机气隙中磁场沿空间为正弦分布。要得 到完全严格的正弦波磁场很难实现,但是 可以采取各种结构参数尺寸使磁场尽可能 接近正弦波,例如从磁极形状、气隙大小 等方面进行考虑。在国家标准中,常用波 形正弦性畸变率来控制电动势波形的近似 程度。
则eU Em sin t eV Em sin(t 1200 ) eW Em sin(t 2400 )
三相电势波形图
Ø 当转子为一对磁极时,转子旋转一周,定 子绕组的感应电动势正好变化一周;当转
子为 p 对磁极时,转子旋转一周,定子
绕组的感应电动势变化 p 周;设转子每
(三) 绕组的分类:
由于交流电机应用范围非常广,不同类型的交流 电机对绕组的要求也各不相同,因此交流绕组的 种类也非常多。其主要分类方法有: (1)按槽内层数分,可分为单层和双层绕组。 其中,单层绕组又可分为链式、交叉式和同心式 绕组;双层绕组又可分为叠绕组和波绕组。 (2)按相数分,可分为单相、两相、三相及多 相绕组。 (3)按每极每相槽数,可分为整数槽和分数槽 绕组。
已知转子逆时针方向的转速为n r min , 用电角速度表示为:
2p n rad / s
60
求导体电势时,可以看成转子不动而导体
以角速度朝相反方向旋转。我们规定,导体
最初处于坐标原点的瞬间,作为时间的起点,即
t=0。当时间经过了t秒后,导体移到处,这时 =t,该处的气隙磁密为Bx Bm sin Bm sin t
分钟转速为n,则感应电势的频率为
f pn 60
Ø 可见, p 与 f 之间存在严格不变的对应关系
异步电动机的基本工作原理
交流绕组的基本知识
(一) 对交流绕组有以下一些基本要求:
(1)在一定的导体数下,有合理的最大绕组 合成电动势和磁动势。
(2)各相的相电动势和相磁动势波形力求接 近正弦波,且数值尽可能大。即要求尽量减 少它们的高次谐波分量。
y1
小结:短距系数小于1,故短距线圈 感应电势有所损失;但短距可以削弱
高次谐波(后面要讲)。
6.1.5 线圈组电动势和分布系数:
线圈在下线时,是以线圈组为单位的,每
个极(双层绕组时)或每对极(单层绕组时) 下有q个线圈串联,组成一个线圈组,所以线 圈组的电动势等于q个串联线圈电动势的相量 和。
⊙ ⊙ ⊙α
度。其表示方法很多,可用槽数:
Z
2p
D
空间长度
2p
(4)槽距角:相邻两槽间的距离用电角度表示,
叫做槽距角,用α 表示。
p 360
Z
5. 每极每相槽数:在交流电机中,每极每相
占有的平均槽数q是一个重要的参数,如电机槽 数为Z,极对数为p,相数为m。则得:
q Z 2 pm
q=1的绕组称为集中绕组,q>1的绕组称为分布 绕组。
分类:按照线圈的形状和端部连接方法的
不同,三相单层绕组主要可分为链式、同 心式和交叉式等型式。
例:三相交流电机Z=24,2p=4,试绘制a=1 的三相单层绕组展开图。
其中kw=kN kq称为基波绕组系数
由于短距和分布引起线圈组电动势减 小的程度。
Ø 相电动势和线电动势:
Ø 我们知道在多极电机中每相绕组均由处于 不同极下一系列线圈组构成,这些线圈组既 可串联,也可并联。此时绕组的相电动势等 于此相每一并联支路所串联的线圈组电动势 之和。如果设每相绕组的串联匝数(即每一 并联支路的总匝数)为w,每相并联支路数 为a时,相电动势为:
e +j
Em
0
π
2π ωt
0
ω
E
导体每经过一对主磁极,感应电势经历了一个周期。 用f表示导体A中感应基波电动势的频率,转子上有p对 磁极,已知转子逆时针方向的转速为n r min,则
f pn HZ 60
用f表示转子的电角速度时 2p n rad / s=2f
60
4极电机,要使得导体中的 感应电势为50Hz,转速应为多少?
X N
A
1500
n
S
+j
E X
E A
6.1.2整距线匝基波电动势
线圈一般由N匝构成,当N=1时,为单匝
线圈。y1=τ 称为整距线圈。如图所 示:由于整距线匝两有效边感应电动势 的瞬时值大小相等而方向相反,故整距 线匝的感应电动势为:
+j
E X
E y
E A
E x
ET ( y1 ) E A E X
水轮电机组装
水轮电机组装
本章要求:
掌握交流电机三相绕组构成原则。 能够绘制三相单层和三相双层短距分布绕组 展开图。
掌握基波磁场下双层、短距分布绕组相 电势计算。 掌握三相电机线、相电势关系。
掌握基波磁场下集中、分布绕组线圈组电势计算。
掌握单相绕组产生脉振磁势及其主要结论。
熟练掌握单相绕组产生脉振磁势基波可以分解 为两个转向相反的旋转磁势。
电势有效值为5V,以图示瞬间作为时间起点,求:
(1)导体A及A中基波感应电势的顺势值表达式;
(2)用A及A组成线匝,写出线匝的基波电势表达式;
(3)在向量图上表示两个导体及线匝的基波电势向量
A’ N
00
n1 S
600 A
6.2 交流电机的电枢绕组
交流电机: 异步电机、同步电机(电动机、发电机)
电机的分类
就能量转换的功能来看
按学科的不同 根据应用场合的要求和电源的不同
发电机 电动机 变压器 控制电机 静止电机 旋转电机 直流电机 交流电机 (变压器)
第六章 交流电机电枢绕组 的电动势与磁动势
交流电机主要包括异步电机和同步电机 两大类;两类电机在结构上既具有共 同之处,又各有其自身特点。
E

4.44NkN
f式中N

p a
qN y (单层)
或N

2p a
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