交流电机的绕组、磁通势和电动势

第4章 交流电机的绕组、磁通势 和电动势
交流电机分为异步电机和同步电机两大类， 一般均为三相电机。三相异步电机主要作电动机 用，亦可以作发电机用；三相同步电机主要作发 电机用，亦可以作电动机用。三相交流电机是旋 转电机，都由定子和转子两部分组成，且定子上 均有三相绕组。
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4.1
交流电机的绕组
交流电机的绕组是由若干个嵌放在定子铁 芯槽内的线圈按一定规律连接而成的。线圈类 似于直流电机电枢绕组的元件，其示意图如图 4.1所示，由绝缘导线绕成一匝或多匝，每个线 圈有两个出线端，一端称为首端，另一端称为 末端。
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图4.9 A相绕组(交叉式)的展开图(Z=36,2p=4)
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4.1.3 三相双层绕组 (1)三相双层叠绕组 (2)三相双层波绕组 (3)三相双层绕组的优缺点及适用范围
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图4.10 三相双层叠绕组A相展开图(Z=36,2p=4)
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图4.11 圆形连接简图
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图4.12 波绕组线圈与节距
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图4.1 线圈示意图
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4.1.1 三相对称绕组的构成原理 (1)相带、每极每相槽数 (2)节距、极距、整距线圈、短距线圈 (3)绕组的端面图与展Leabharlann Baidu图、极相组、并联支
路 (4)极对数的核对
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图4.2 四极电机定子示意图
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图4.3 相带相量图
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图4.4 A相绕组的端面图
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图4.5 A相绕组的展开图(Z=24,2p=4)
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图4.24 简单发电机模型
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图4.25 导体的电动势
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图4.26 整距线匝的电动势
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图4.27 短距线匝的电动势
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图4.28 线圈组的电动势
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图4.20 ωt=90°时的磁通势分量f
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图4.21 脉振磁通势分解
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图4.22 三相绕组产生的基波合成旋转磁通势
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图4.23 椭圆形旋转磁通势
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4.3
交流绕组的电动势
交流电机运行时，气隙中总存在定子磁通势、 转子磁通势或者定、转子磁通势共同建立的旋转磁 场，旋转磁场与定子三相绕组有相对运动，必然会 在定子绕组中感应电动势，电动势也是交流电机进 行能量转换的重要物理量，为此，需对交流绕组感 应电动势的大小和波形有比较清楚的了解。
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4.3.1 绕组的基波电动势 (1)导体的电动势 (2)整距线圈的电动势 (3)短距线圈的电动势 (4)线圈组的电动势 (5)一相绕组的电动势
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4.3.2 绕组的谐波电动势 4.3.3 三相绕组的连接与电动势 （1）相电动势 (2)线电动势 1)星形接法 2)三角形接法
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图4.6 三相单层叠绕组的展开图
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4.1.2 三相单层绕组 (1)三相单层同心式绕组 (2)三相单层链式绕组 (3)三相单层交叉式绕组 (4)三相单层绕组的优缺点及适用范围
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图4.7 A相绕组(同心式)的展开图(Z=24,2p=4)
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图4.8 A相绕组(链式)的展开图(Z=24,2p=4)
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4.2.1 单相绕组的磁通势——脉振磁通势 (1)整距线圈的磁通势 (2)线圈组的磁通势 1)整距线圈组的磁通势 2)短距线圈组的磁通势 (3)一相绕组的磁通势
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图4.14 整距线圈产生的磁通势
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图4.15 矩形波磁通势的基波和谐波分量
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图4.16 整距线圈组的磁通势
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图4.17 q=3，y１=7的双层短距绕组一对极下属于 同一相的两个线圈组
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图4.18 双层短距线圈组的基波合成磁通势
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图4.19 脉振磁通势的波形
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4.2.2 三相绕组的磁通势——旋转磁通势 (1)脉振磁通势的分解 (2)三相绕组基波合成磁通势 (3)三相谐波合成磁通势 1)三次谐波合成磁通势 2)五次谐波合成磁通势 3)七次谐波合成磁通势 4.2.3 椭圆形旋转磁通势
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图4.13 三相双层波绕组A相展开图(Z=36，2p=4)
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4.2
交流绕组的磁通势
三相交流电机负载运行时，定子三相对称绕组 中必然流过三相电流，根据“电生磁”的客观规律 ，将产生三相合成磁通势，在电机气隙中建立相应 的磁场，作为交流电机进行能量转换的媒介。本节 分析三相合成磁通势的性质、大小、转速和转向等 ，作为分析交流电机运行原理的基础。遵循由浅入 深的认识规律，先分析单相绕组的磁通势，再分析 三相绕组的合成磁通势。