新交流电机绕组的基本理论 ppt
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交流电机的绕组、电动势和磁动势
同步电机
异步电机
同步电机：多用作发电机，也用作电动机，可改 变电网功率因数。
异步电机：主要用作电动机，只有特殊场合才用 作发电机。
两种类型的交流电机涉及三个共同部分：
◆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
5.1 交流电机的基本工作原理
一、同步发电机的基本工作原理
二、异步电动机的基本工作原理
为什么？
YA Z B
C
X
例 3：Q＝36，2P＝4，绘制 a=1的三相单层交叉式 绕组展开图。
1、计算绕组参数； 2、画槽电动势星形图，划分相带； 3、连接A相绕组，画A相绕组展开图； 4、画B、C相绕组展开图。
例 4 ：Q=24；2P=2；要求绘制三相单层同心式绕组。
18槽2极单层同心式绕组（a=1）
q 600
并联支路数：从出线端看进去的定子绕组连接的分 支路数。
三相交流绕组联结实例（单层整距绕组 4 极12槽)
绕组结构参数？ y=？τ=？ q=？ α=？
12345678910 11 12
12345678910 11 12
12345678910 11 12
12345678910 11 12 1
鼠笼型异步电动机
5.2 交流绕组构成的基本知识
一、构成交流绕组的基本要求
1）三相绕组感应的电动势、磁动势应是对称的； 2）获得尽可能大的基波电动势和磁动势； 3）感应电动势与磁动势波形应尽量接近正弦； 4）绝缘可靠，机械强度、散热符合要求，节约材料，
交流电机结构及原理ppt
未来，高效节能技术将会更加广泛的应用于交流电机领域，例如采用磁性材料和线圈优化技术等，以提高电机的效率和能源利用率。
高效节能技术的应用
电机控制技术是交流电机的重要组成部分，对于电机的性能和使用有着重要影响。未来，电机控制技术的发展趋势将会向数字化、智能化、网络化方向发展。
数字化可以提高电机控制器的精度和响应速度，智能化可以实现对电机的最优控制和自动调节，网络化可以实现远程监控和管理，提高电机使用效率和管理水平。
铁路运输
在铁路运输中，交流电机驱动的电力机车和动车组被广泛使用，实现高效、节能的运输。
电力牵引应用
04
交流电机的优势与局限性
交流电机的优势
交流电机可以通过改变电源频率或者磁场强度来方便地调节转速，从而满足各种不同的应用需求。
便捷的调速性能
随着技术的发展，现代交流电机的设计具有较高的效率和可靠性，同时维护成本也相对较低。
05
交流电机的未来发展趋势
绝缘材料对于电机的性能和质量有着重要影响，高性能绝缘材料的应用可以提高电机的效率和可靠性，延长电机的使用寿命。
未来，随着技术的不断发展，高性能绝缘材料的应用将会更加广泛，例如采用高强度、高耐热性、高绝缘性的新型材料，以提高交流电机的性能和可靠性。
高性能绝缘材料的应用
高效节能技术是未来交流电机的重要发展方向，采用高效节能技术可以大大提高电机的效率和能源利用率，降低能源消耗和成本。
高效节能技术的应用
电机控制技术是交流电机的重要组成部分，对于电机的性能和使用有着重要影响。未来，电机控制技术的发展趋势将会向数字化、智能化、网络化方向发展。
数字化可以提高电机控制器的精度和响应速度，智能化可以实现对电机的最优控制和自动调节，网络化可以实现远程监控和管理，提高电机使用效率和管理水平。
铁路运输
在铁路运输中，交流电机驱动的电力机车和动车组被广泛使用，实现高效、节能的运输。
电力牵引应用
04
交流电机的优势与局限性
交流电机的优势
交流电机可以通过改变电源频率或者磁场强度来方便地调节转速，从而满足各种不同的应用需求。
便捷的调速性能
随着技术的发展，现代交流电机的设计具有较高的效率和可靠性，同时维护成本也相对较低。
05
交流电机的未来发展趋势
绝缘材料对于电机的性能和质量有着重要影响，高性能绝缘材料的应用可以提高电机的效率和可靠性，延长电机的使用寿命。
未来，随着技术的不断发展，高性能绝缘材料的应用将会更加广泛，例如采用高强度、高耐热性、高绝缘性的新型材料，以提高交流电机的性能和可靠性。
高性能绝缘材料的应用
高效节能技术是未来交流电机的重要发展方向，采用高效节能技术可以大大提高电机的效率和能源利用率，降低能源消耗和成本。
第四章_交流电机绕组基本理论
Fcm 14 22NcI 0.9NcI
⑤ν次谐波磁势的幅值：
1
Fcm
0.9NcI
⑥基波磁动势的性质：按正弦规律变化的脉动磁动势。
二. 分布绕组的磁势 1. 整距分布绕组的磁势（q个）
F q1 m qcF 1 m k q 1 0 .9 (qcI N )k q 1 2. 双层短矩分布绕组的基波磁动势
6. 并联支路数a
7. 相带：60度相带——将一个磁极分成m份，每份所占电角度 120度相带——将一对磁极分成m份，每份所占电角度
8. 极相组——将一个磁极下属于同一相（即一个相带）的q个 线圈，按照一定方式串联成一组，称为极相组（又称为线圈 组）。
9. 线圈组数 = 线圈个数/ q
4.2 三相单层绕组
第四章 交流电机绕组的基本理论
交流电机主要分为同步电机和异步电机两类。这两类电机虽 然在励磁方式运行特性上有很大差别，但它们的定子绕组的结构 型式是相同的，定子绕组的感应电动势、磁动势的性质、分析方 法也相同。本章统一起来进行研究。
4.1 交流绕组的基本要求和分类 4.2 三相单层绕组 4.3 三相双层绕组 4.4 正弦磁场下交流绕组的感应电动势 4.5 感应电动势中的高次谐波 4.6 单相绕组的磁动势 4.7 三相绕组的磁动势
N 2 pqn
式中:a为并联支路数
a
交流电机绕组的基本理论
25
复习
➢ 交流绕组的基本术语
术语1. 线圈
y1
(a)单匝线圈 (b) 多匝线圈 (c) 多匝线圈简易画法
26
术语2. 电角度 电角度＝ p×机械角度
360°电角度 2 × 360° 电角度
A1
X1
A2
X2
21
线圈组：每相绕组中， 相邻的线圈串联在一起，称为一个线 圈组。一个线圈组中的线圈个数为每极每相槽数q。
线圈组
Hale Waihona Puke Baidu
线圈组
A1
X1
A2
X2 线圈
22
④ 构成一相绕组：
➢ 将属于同一相的p个线圈组串、并联成一相绕组，并标记首尾端
◎ 并联支路数a：一相绕组中并联支路的个数，即因各个线圈组 的感应电动势相等，可以采用串、并联方式将q个线圈组连接，形 成a条并联支路。
通常是 p＝l ~ 4；
17
1、实例：单层叠绕组展开图
例：一台交流电机定子槽数 Z=36，极数 2p=4，并联支路数 a=1，试绘制三相单层绕组展开图。
步骤： ①画槽电动势星形图； ②分极分相； ③构成线圈和线圈组； ④构成一相绕组； ⑤画出三相绕组。
18
①画槽电动势星形图 ➢ 各槽导体感应电动势有效值相等，且相邻槽导体感应电动
➢若槽距电角为α1，则相邻两相错开的槽数为 120 °/α1
复习
➢ 交流绕组的基本术语
术语1. 线圈
y1
(a)单匝线圈 (b) 多匝线圈 (c) 多匝线圈简易画法
26
术语2. 电角度 电角度＝ p×机械角度
360°电角度 2 × 360° 电角度
A1
X1
A2
X2
21
线圈组：每相绕组中， 相邻的线圈串联在一起，称为一个线 圈组。一个线圈组中的线圈个数为每极每相槽数q。
线圈组
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线圈组
A1
X1
A2
X2 线圈
22
④ 构成一相绕组：
➢ 将属于同一相的p个线圈组串、并联成一相绕组，并标记首尾端
◎ 并联支路数a：一相绕组中并联支路的个数，即因各个线圈组 的感应电动势相等，可以采用串、并联方式将q个线圈组连接，形 成a条并联支路。
通常是 p＝l ~ 4；
17
1、实例：单层叠绕组展开图
例：一台交流电机定子槽数 Z=36，极数 2p=4，并联支路数 a=1，试绘制三相单层绕组展开图。
步骤： ①画槽电动势星形图； ②分极分相； ③构成线圈和线圈组； ④构成一相绕组； ⑤画出三相绕组。
18
①画槽电动势星形图 ➢ 各槽导体感应电动势有效值相等，且相邻槽导体感应电动
➢若槽距电角为α1，则相邻两相错开的槽数为 120 °/α1
第四章 交流电机绕组的基本理论
b)120相带
4.1 交流绕组的基本要求 3、采用60 °相带可获得较大的基波电势。
采用120 °相带，虽然能保证三相绕组对称，但在一个绕组内的 所有相量分布较分散，合成的感应电动势较小，因而采用60 °相带。
4.2 三相交流绕组 一、交流绕阻的分类： 按相数分： （1）单相 （2）多相（两相，三相） 按每极每相槽数分： （1）整数槽（2）分数槽 按槽内层数分（1）单层 2）双层 3）单、双层 按绕阻形状分： （1）叠绕 （双层） （2）波绕 （双层） （3）同心式（单层） （4）交叉式（单层） （5）链式 （单层）
基波绕组系数 :
4.相电动势：
EΦ1
N1
1
N=(整个电机绕组总匝数)/3a
4.3.2 非正弦分布磁场下电动势中的谐波
一、感应电动势中的高次谐波 谐波次数v=1,3,5,7,…… V次谐波极对数pv=vp, v=/v pn1 60
高次谐波电动势的频率：fv=vf1
f 1=
谐波相电动势有效值： EΦV
f B1 ( x, t )
1 1 F1 cos( t x) F1 cos( t x 240 ) 2 2
f C 1 ( x, t )
1 1 F 1 cos( t x) F1 cos( t x 120 ) 2 2
4.1 交流绕组的基本要求 二、设计原则
第四章 交流电机绕组的基本理论
(单层绕组)
相绕组串联匝数
(双层绕组)
绕组系数 相电动势统一计算式
Eφ1 = 4.44 fNk N 1Φ1
长沙理工大学电气工程学院
例
一台汽轮发电机，定子槽数Z=36，极数2p=2，采用双层 叠绕，节距y1=14，每槽2根导体，并联支路数a=1，频率为 50Hz。每极磁通量Φ1=2.63Wb。试求：(1) 导体电动势 Ec1；(2) 线圈电动势Ey1；(3) 线圈组电动势Ｅq1；(4) 相 电势Eφ1。 Z 36 τ= = 槽 = 18 槽 • 极距 解 2 p 2 ×1 p × 360° 1× 360° α1 = = = 10° • 槽距电角 Z 36 Z 36 = =6 • 每极每相槽数 q = 2mp 2 × 3 × 1
pqN c ⎧p Eq1 = 4.44 f k y1kq1Φ1 ⎪ ⎪a a Eφ1 = ⎨ ⎪ 2 p E = 4.44 f 2 pqN c k k Φ q1 y1 q1 1 ⎪ a ⎩ a
(单层绕组) (双层绕组)
长沙理工大学电气工程学院
相电动势统一计算式
⎧ pqN c ⎪ ⎪ a N =⎨ ⎪ 2 pqN c ⎪ ⎩ a k N 1 = k y1kq1
③ 采用短距绕组 τ 采用节距 y1 = τ − 可以消除ν 次谐波
(星形联接) ⎫ ⎪ ⎬ ⎪ (三角形联接) ⎭
ν
④ 采用分布绕组 例如：当q＝6时，kq1=0.9561， kq3=0.6440，kq5=0.1927。
交流电机绕组的基本理论1
第四章 交流绕组的基本理论
交流电机（感应电机和同步电机）的共同问题
1. 交流电机定子绕组的结构形式 2. 定子绕组产生的感应电势分析 3. 定子绕组产生的磁势分析 是交流电机的共同问题
1
4.1 交流绕组的基本要求
一、对交流绕组的基本要求：
• 绕组产生的电动势（磁动势）接近正弦波---谐波分 量少。
q= Z 2 pm
例：Z=36，2p=4
按每极每相槽数q分相必然得到
60º相带的槽电势星行图 ？
15
4. 极相组——将一个磁极下属于同一相（即一个相带） 的q个线圈，按照一定方式串联成一组，称为极相组 （又称为线圈组）。 线圈组数 = 线圈个数/ q
16
等元件式整距单层叠绕组
17
同心式绕组
18
头尾相连
7. 将三个构造好的单相绕组联成完整的三相绕组，得 到三相绕组展开图。(a=1)
23
24
单层绕组特点：
一般的单层绕组都为整距绕组。 单层绕组的线圈数少，仅为槽数的一半，每相线圈组数等于磁 极对数。 单层绕组一般用于10kW 以下的小容量交流电机。
25
双层叠绕组的构成
实例：Z=36，2p=4，整距，m=3 双层叠绕组 方法与步骤和单层叠绕组类似 绘制槽电动势星形图 分极分相 • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布） • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开 120电角度
交流电机（感应电机和同步电机）的共同问题
1. 交流电机定子绕组的结构形式 2. 定子绕组产生的感应电势分析 3. 定子绕组产生的磁势分析 是交流电机的共同问题
1
4.1 交流绕组的基本要求
一、对交流绕组的基本要求：
• 绕组产生的电动势（磁动势）接近正弦波---谐波分 量少。
q= Z 2 pm
例：Z=36，2p=4
按每极每相槽数q分相必然得到
60º相带的槽电势星行图 ？
15
4. 极相组——将一个磁极下属于同一相（即一个相带） 的q个线圈，按照一定方式串联成一组，称为极相组 （又称为线圈组）。 线圈组数 = 线圈个数/ q
16
等元件式整距单层叠绕组
17
同心式绕组
18
头尾相连
7. 将三个构造好的单相绕组联成完整的三相绕组，得 到三相绕组展开图。(a=1)
23
24
单层绕组特点：
一般的单层绕组都为整距绕组。 单层绕组的线圈数少，仅为槽数的一半，每相线圈组数等于磁 极对数。 单层绕组一般用于10kW 以下的小容量交流电机。
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双层叠绕组的构成
实例：Z=36，2p=4，整距，m=3 双层叠绕组 方法与步骤和单层叠绕组类似 绘制槽电动势星形图 分极分相 • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布） • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开 120电角度
电机学第四章交流电机绕组的基本理论
• 只考虑磁场基波时， 感应电势为正弦波。
感应电势的频率
• 磁场转过一对极，导体中的感应电势变化一个周期； • 磁场旋转一周，转过p（电机的极对数）对磁极； • 转速为n（r/min)的电机，每秒钟转过(pn/60)对极； • 导体中感应电势的频率 f=(pn/60)Hz. • 问题：四极电机，要使得导体中的感应电势为50Hz, 转速应为多少？
连三相绕组
A相连接
三相连接
三相Y连接
4.3 交流绕组的电动势
4.3.1 正弦分布磁场下的绕组电动势 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：
◆机械旋转磁场(如:旋转磁极式同步电机的磁场) ◆电气旋转磁场
三相对称交流绕组通入三相对称交流电流会产生电气 旋转磁场；
交流绕组处于旋转磁场中, 切割旋转磁场，产生感应 电势。
• 感应电势的频率为 f=(pn/60)Hz ；
• 相电势的大小为
• 绕组系数
kN1 k y1kq1
E 4.44 fN11 k y1kq1 4.44 fN11 k N1
q sin 2 k q1 q sin 2
y1 k y1 cos sin( 900 ) 2
线圈组的感应电势
• 矢量式
E E E E yz y1 y2 y3
• 分布系数：
分布绕组的感应电势 集中绕组的感应电势 q si n Eq 2 ＝ qE y q si n 2 k q1
电机学课件--交流电机的绕组
绕组a-x、b-y、 c-z
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°
设磁场在气隙中按正弦分布
设转子以恒定速度旋转 定子绕组中所匝链的磁通按正弦 规律变化，其感应电势按正弦规 律变化。 由于各相匝数相等，从而各相电 势的大小相等，由于各相绕组空 间分布彼此相距120°，从而三 相电势时间相位差120°——满 足了三相电势对称要求。
术语2：相带
为了三相绕组对称，在每个极面下每相绕组应 占有相等的范围——相带。 度 每个极对应于180°电角180°，如电机有m相， 则每个相带占有 电角度。三相电机m＝3， m 其相带为60°，按60°相带排列的绕组称为 60°相带绕组。
60°相带绕组
把每对极所对应的定子槽等分为六个等分。依次 称为a、c'、b、a'、c、b'相带，各相绕组放在各 自的相带范围内
元件电势 元件组电势 绕组相电势 1．单层绕组 2．双层绕组
一、元件的电势
电势决定于磁场的大小与分布以及磁场与元件间 的相对运动 设气隙磁场按正弦规律分布，则每极磁通
m = Bml 2
气隙磁场每转过一对磁极，线圈中的电势便经历一 个周期。电势的频率用每秒转过的磁极对数表 示。 pn 极对数p，转速n (r/min)，则频率 f =
来自百度文库
=
设D为定子内圆直径。 槽数表示极距：
第4章 交流电机绕组-1
B X X B CY AZ
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
定子槽数Z=24,极 , 定子槽数 数2p=4的交流绕组 的交流绕组 每极每相槽数q 每极每相槽数
page #
Z
A Y
C
q=1:集中绕组 : q=2~6:分布绕组 : 一对极下,顺序为 一对极下,顺序为A
B X X B CY AZ
Z
B
二,交流绕组的基本知识
1,线圈 2, 线圈组 4. 极距 , 极距τ , 5. 电角度与槽距角α 6.节距
P169 第4章交流电机的绕组
3. 绕组展开图
电机及电力拖动基础
page #
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
page #
Hale Waihona Puke Baidu第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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三,交流电机绕组——三相绕组 交流电机绕组 三相绕组 1,三相绕组的要求
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
page #
3相对称绕组中,通上 相对称电流 相对称绕组中, 相对称绕组中 通上3相对称电流 根据电生磁的定律,产生3相合成磁势 根据电生磁的定律,产生 相合成磁势
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础 page # 一对极下,顺序为 一对极下,顺序为A Z B X C Y
第六章交流电机基础-PPT课件
第二节 三相异步电动机的电磁关系
以绕线式异步电机为例 分析步骤： （1）转子不转，且转子绕组开路； （2）转子堵转，且转子绕组短路； （3）转子旋转，正常运行。 分析内容： （1）惯例； （2）电磁平衡关系式； （3）折算与等值电路； （4）向量图。
一、转子不转，且转子绕组开路时的电磁关系
2、交流电机电枢：定子绕组为电枢绕组，定子为电枢
B
A n
N
X
0
N
2
S
S
3、机械角度 ：电机定子内圆两点间对应的圆心角。
4、空间电角度 ：一对主磁极对应的磁场为一个周期
两点间对应这个周期的角度。
5、基波磁密与谐波磁密：
B
0
2
第一节 交流电机电枢绕组电动势
导体电动势 整距线匝电动势 整距线圈电动势 短距线圈电动势 整距分布线圈组电动势 短距分布绕组电动势 谐波电动势
n1 e x 的频率： f1 60 pn 1 极对数 p 时： f 1 60 60 f 1 n1 p
2 每极平均磁密： B av B m 即： B m B av 2 每极磁通： B avl n1 线速度： v 2 p 2f1 60
E B lv B l 2 f l 2 f f m m av 1 1 1 2 2 l 1
第四章 交流电机绕组的基本理论
=
p
q
NC
/
a
=
定子总导
8. 一般用于10KW以下的小型交流电机
二. 优点：
1. 嵌线方便
2. 槽的利用率高
3. 不能做成短距（电气性能）波形差
三. 分类 1. 同心式绕组——由不同节距的同心线圈组成 2. 链式绕组——由相同节距的同心线圈组成 3. 采用不等距的线圈组成，节省铜线 四. 三相单层等元件绕组展开图
相电流为Iφ 、每相串联匝数N、绕组并联支路数a、则单相磁
动势为：
Fm1
0.9
Nk w1 p
I
f1 ( x, t )
Fm1
s
in
t
cos
x
0.9
Nkw1 p
I
sin t cos
x
单相脉动磁动势的分解
f1 (x,t)
Fm1 s
1 2 Fm1
int cos x sin(t x)
1 2
Fm1
s
7. 相带：60度相带——将一个磁极分成m份，每份所占电角度
120度相带——将一对磁极分成m份，每份所占电角度 8. 极相组——将一个磁极下属于同一相（即一个相带）的q个线 圈，按照一定方式串联成一组，称为极相组（又称为线圈组）。 9. 线圈组数 = 线圈个数/ q
4.2 三相单层绕组
一. 特点：
第三篇交流电机绕组的基本理论
第三篇交流电机绕组的基本理论
3．1 交流绕组与直流绕组的根本区别是什么？
3．2 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组而不用120°相带绕组？
3．3 双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？
3．4 试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？
3．5 为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？
3．6 为什么对称三相绕组线电动势中不存在3及3的倍数次谐波？为什么同步发电机三相绕组多采用Y型接法而不采用Δ接法？
3．7 为什么说交流绕组产生的磁动势既是时间的函数，又是空间的函数，试以三相绕组合成磁动势的基波来说明。
3．8 脉振磁动势和旋转磁动势各有哪些基本特性？产生脉振磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有什么不同？
3．9 把一台三相交流电机定子绕组的三个首端和三个末端分别连在一起，再通以交流电流，则合成磁动势基波是多少？如将三相绕组依次串联起来后通以交流电流，则合成磁动势基波又是多少？可能存在哪些谐波合成磁动势？
3．10 一台三角形联接的定子绕组，当绕组内有一相断线时，产生的磁动势是什么磁动势？
3．11 把三相感应电动机接到电源的三个接线头对调两根后，电动机的转向是否会改变？为什么？
3．12 试述三相绕组产生的高次谐波磁动势的极对数、转向、转速和幅值。它们所建立的磁场在定子绕组内的感应电动势的频率是多少？
3．13 短距系数和分布系数的物理意义是什么？试说明绕组系数在电动势和磁动势方面的统一性。
第4章-交流电机绕组的基本理论
导体 电动势
匝电 动势
线圈 电动势
线圈组 电动势
相电 动势
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
1. 导体电动势
当气隙磁场的磁通密度 Bδ 在空间按正弦波分布时， 设其最大磁密为 Bm1，则：
Bδ= Bm1sinα
当导体切割气隙磁场时： v 2 p n 2f
60 所以导体电动势的有效值为：
武汉大学电气工程学院应黎明
例4-2 三相交流电机Z=36，2p=4，试绘制a=2的三相双层 叠绕组展开图。
解：先计算： p 360 2 360 20
Z
36
q Z 36 3 2 pm 4 3
Z 2p
36 4
9，取y1
7
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
Y
16，17， 18
34，35， 36
（4）绘制绕组展开图:
将同一磁极下属于同一相带的线圈依次连成一个线 圈组则A相可得四个线圈组，分别为1-2-3，10-11-12， 19-20-21，28-29-30。同理B、C两相也各有4个线圈 组。四个线圈组的电动势的大小相等，但同一相的两个 相带中的线圈组电动势相位相反。
Z
36
设同步电机的转子磁极磁场的磁通密度沿电机气隙
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三相交流绕组模型 A
交流绕组的基本理论
C Y
A
X
Z B
7
B
A相轴 B相轴
C
C相轴
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
8
-
Electric Machinery
首先假设：电机相数为m，电机极对数为p，定 子内圆总槽数为Z，定子内圆直径为D
交流绕组的基本理论
9
-
Electric Machinery
绕组所占的范围相等，这个范围称为相带。
即：每极下每相所占有的区域称为相带。
有600相带 和1200相带两种。一般采用600
Y
相带。
这种分法可以保证三相感应电动势对称， AA 6 0°
且合成电动势较大，是常用的方法。
Z 120分法获得的电动势较小，不常用。
21
-
C
xX
B
Electric Machinery
于或近于极距。
整距绕组：y＝ τ
短距绕组： y< τ 长距绕组： y> τ，端接较长，较少采用。
线圈的节距
15
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
三相交流绕组的线圈
节距y1=τ：整距线圈 节距y1<τ：短距线圈 节距y1>τ：长距线圈
y1
y1
叠绕组线圈
16
波绕组线圈
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
120°相带
22
60°相带
-
Electric Machinery
Y
C
交流绕组的基本理论
9） 相带
AA
6 0°
xX
每一极的电枢表面分为三等分，每相占一
等份，每一等份为一个相带。因为每个磁
Z
极占有的电角度是180°，所以对三相绕
组而言，每相占有60°的电角度，称为
60°相带。
q12Z pm pZ 36 03 263 06 0
2
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
分析思路
三
感
脉
旋
相
应
振
转
组交
电
磁
磁
流
动
动
动
绕
势
势
势
3
-
Electric Machinery
交流绕组的基础知识
交流绕组的基本理论
1. 交流绕组的构成原则
2. 交流绕组的分类
3. 三相交流绕组模型
基
4. 三相交流绕组的线圈 本
5. 三相交流绕组构成
电机学
交流电机理论 的共同问题
电气工程及其自动化
2013
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
主要内容
交流绕组的构成原则和分类 三相双层绕组（难点） 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势（重点） 感应电动势中的高次谐波 通有正弦电流时单相绕组的磁动势（难点） 通有对称三相电流时三相绕组的磁动势（重点）
Electric Machinery
8. 槽电动势星形图
各槽导体感应电动势大小相等，相邻槽导体电动势相 位差相同。将各槽导体电动势相量画在一起，组成一 个星形，称为槽电动势星形图。
交流绕组的基本理论
20
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
9、相带
指每极下每相所占的区域。
为了使绕组对称，通常令每个极面下每相
4. 绝缘可靠，机械强度高，散热条件好，制造方便。
5
-
Electric Machinery
交流绕组的分类
交流绕组的基本理论
按绕法分类
– 叠绕组、波绕组
按槽内层数分类
– 单层绕组、双层绕组
按相数分类
– 单相绕组、三相绕组、多相绕组
按每极每相槽数分类
– 整数槽绕组、分数槽绕组
6
-
Electric Machinery
概
6. 三相交流绕组的术语 念
7. 三相双层叠绕组
4
-
Electric Machinery
交流绕组的构成原则
交流绕组的基本理论
1. 电动势和磁动势的波形要尽量接近正弦波，谐波含 量要尽量小。
2. 三相绕组的电动势、磁动势要对称，电阻、电抗要 平衡。
3. 绕组利用率要高。在绕组用铜量一定时，要获得较 大的基波电动势和磁动势；在电动势、磁动势要求 一定时，用铜量要节省，铜耗要小。
24
-
Electric Machinery
12
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
f np
60
13
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
5）极距τ
沿电枢表面相邻两个磁极轴线之间的距离称为极距，极距有 三种表示法：
1）用电枢圆周长表示，单位为米或厘米； 2）用电枢槽数表示，单位为槽/极； 3）用空间电角度表示；
叠绕组线圈 多匝线圈
单匝线圈
交流绕组的基本理论
散
成
嵌
型
线
线
圈
圈
17
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
三相交流绕组构成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ极相组
1根导体→单匝线圈 →1个线圈 →1个线圈组 → 1相绕组 (2根导体) (Nc匝) (q个线圈) (2p个线圈组)
2p=2 1相绕组总匝数＝2p×q×Nc
C Y
A 6 0°
称为60度相带绕组。
Z
B X
B
X B Z A Y
C
23
-
Electric Machinery
三相交流绕组的术语
交流绕组的基本理论
相数：m=3 槽数：Z=36 极数：2p=4 极距：τ=Z/2p=9（槽） 每极每相槽数：q=Z/2mp=τ/m=3（槽） 机械角度：实际几何角度 电角度：电角度=p×机械角度 槽距机械角度：α0=360°/Z=10° 槽距电角度：α=p×360°/Z=20°
交流绕组的基本理论
10
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
11
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
电机圆周的几何角度恒为360°，这称为机械角度。从电磁观点 来看，若电动机的极对数为p，则每经过一对磁极， 磁场就变化 一周，相当于360°电角度。
注意：空间电角度（弧度）和时间电角度（弧度）相等，没有区别。
D/2p
Z/2p
18电 0 角度 电 或弧度
14
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
6）节距y
一个线圈两有效边之间的距离称为节距，一
般用槽数表示。
如图8-3所示线圈，若它的一个边放在第1槽，
另一个边放在第10个槽，则节距y＝9，为了使1 y=y9 = 9
10
线圈电动势最大或接近最大，线圈的节距应等
A
18
X
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
7）槽间角α
相邻两槽相隔的空间电角度称为槽间角，用α表示。当总槽数
为Z，极对数为p时，槽间角为
1
p360 Z
槽距角α：相邻两槽之间的
机械角度。
α 360 Z
Z为电机槽数
导体在空间上有相位差，造成了它在时间 上有相同的相位差。
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交流绕组的基本理论
C Y
A
X
Z B
7
B
A相轴 B相轴
C
C相轴
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交流绕组的基本理论
8
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Electric Machinery
首先假设：电机相数为m，电机极对数为p，定 子内圆总槽数为Z，定子内圆直径为D
交流绕组的基本理论
9
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Electric Machinery
绕组所占的范围相等，这个范围称为相带。
即：每极下每相所占有的区域称为相带。
有600相带 和1200相带两种。一般采用600
Y
相带。
这种分法可以保证三相感应电动势对称， AA 6 0°
且合成电动势较大，是常用的方法。
Z 120分法获得的电动势较小，不常用。
21
-
C
xX
B
Electric Machinery
于或近于极距。
整距绕组：y＝ τ
短距绕组： y< τ 长距绕组： y> τ，端接较长，较少采用。
线圈的节距
15
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
三相交流绕组的线圈
节距y1=τ：整距线圈 节距y1<τ：短距线圈 节距y1>τ：长距线圈
y1
y1
叠绕组线圈
16
波绕组线圈
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
120°相带
22
60°相带
-
Electric Machinery
Y
C
交流绕组的基本理论
9） 相带
AA
6 0°
xX
每一极的电枢表面分为三等分，每相占一
等份，每一等份为一个相带。因为每个磁
Z
极占有的电角度是180°，所以对三相绕
组而言，每相占有60°的电角度，称为
60°相带。
q12Z pm pZ 36 03 263 06 0
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-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
分析思路
三
感
脉
旋
相
应
振
转
组交
电
磁
磁
流
动
动
动
绕
势
势
势
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交流绕组的基础知识
交流绕组的基本理论
1. 交流绕组的构成原则
2. 交流绕组的分类
3. 三相交流绕组模型
基
4. 三相交流绕组的线圈 本
5. 三相交流绕组构成
电机学
交流电机理论 的共同问题
电气工程及其自动化
2013
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
主要内容
交流绕组的构成原则和分类 三相双层绕组（难点） 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势（重点） 感应电动势中的高次谐波 通有正弦电流时单相绕组的磁动势（难点） 通有对称三相电流时三相绕组的磁动势（重点）
Electric Machinery
8. 槽电动势星形图
各槽导体感应电动势大小相等，相邻槽导体电动势相 位差相同。将各槽导体电动势相量画在一起，组成一 个星形，称为槽电动势星形图。
交流绕组的基本理论
20
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
9、相带
指每极下每相所占的区域。
为了使绕组对称，通常令每个极面下每相
4. 绝缘可靠，机械强度高，散热条件好，制造方便。
5
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Electric Machinery
交流绕组的分类
交流绕组的基本理论
按绕法分类
– 叠绕组、波绕组
按槽内层数分类
– 单层绕组、双层绕组
按相数分类
– 单相绕组、三相绕组、多相绕组
按每极每相槽数分类
– 整数槽绕组、分数槽绕组
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概
6. 三相交流绕组的术语 念
7. 三相双层叠绕组
4
-
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交流绕组的构成原则
交流绕组的基本理论
1. 电动势和磁动势的波形要尽量接近正弦波，谐波含 量要尽量小。
2. 三相绕组的电动势、磁动势要对称，电阻、电抗要 平衡。
3. 绕组利用率要高。在绕组用铜量一定时，要获得较 大的基波电动势和磁动势；在电动势、磁动势要求 一定时，用铜量要节省，铜耗要小。
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交流绕组的基本理论
f np
60
13
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交流绕组的基本理论
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5）极距τ
沿电枢表面相邻两个磁极轴线之间的距离称为极距，极距有 三种表示法：
1）用电枢圆周长表示，单位为米或厘米； 2）用电枢槽数表示，单位为槽/极； 3）用空间电角度表示；
叠绕组线圈 多匝线圈
单匝线圈
交流绕组的基本理论
散
成
嵌
型
线
线
圈
圈
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交流绕组的基本理论
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三相交流绕组构成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ极相组
1根导体→单匝线圈 →1个线圈 →1个线圈组 → 1相绕组 (2根导体) (Nc匝) (q个线圈) (2p个线圈组)
2p=2 1相绕组总匝数＝2p×q×Nc
C Y
A 6 0°
称为60度相带绕组。
Z
B X
B
X B Z A Y
C
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三相交流绕组的术语
交流绕组的基本理论
相数：m=3 槽数：Z=36 极数：2p=4 极距：τ=Z/2p=9（槽） 每极每相槽数：q=Z/2mp=τ/m=3（槽） 机械角度：实际几何角度 电角度：电角度=p×机械角度 槽距机械角度：α0=360°/Z=10° 槽距电角度：α=p×360°/Z=20°
交流绕组的基本理论
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交流绕组的基本理论
11
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交流绕组的基本理论
电机圆周的几何角度恒为360°，这称为机械角度。从电磁观点 来看，若电动机的极对数为p，则每经过一对磁极， 磁场就变化 一周，相当于360°电角度。
注意：空间电角度（弧度）和时间电角度（弧度）相等，没有区别。
D/2p
Z/2p
18电 0 角度 电 或弧度
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交流绕组的基本理论
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6）节距y
一个线圈两有效边之间的距离称为节距，一
般用槽数表示。
如图8-3所示线圈，若它的一个边放在第1槽，
另一个边放在第10个槽，则节距y＝9，为了使1 y=y9 = 9
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线圈电动势最大或接近最大，线圈的节距应等
A
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交流绕组的基本理论
7）槽间角α
相邻两槽相隔的空间电角度称为槽间角，用α表示。当总槽数
为Z，极对数为p时，槽间角为
1
p360 Z
槽距角α：相邻两槽之间的
机械角度。
α 360 Z
Z为电机槽数
导体在空间上有相位差，造成了它在时间 上有相同的相位差。
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