交流电动机绕组
电机学-交流绕组和电动势
§8-1 交流绕组的基本概念
➢交流绕组的定义
感应交流电的绕组叫交流绕组
同步电机电枢绕组和异步电机定子、转子绕组结构相同， 因此统称为“交流电机绕组”，简称为交流绕组。
交流电机的绕组和电动势
§8-1 交流绕组的基本概念
➢对交流绕组的要求 1）良好的导电性能； 2）一定导体数下，获得较大的基波电动势和基波磁动势； 3）在三相绕组中，对基波而言，三相电动势必须对称，即三相 的幅值相等而相位互差120度电角度，并且三相的阻抗也要求相 等； 4）电动势和磁动势波形力求接近正弦波，为此要求电动势和磁 动势中的谐波分量尽量小； 5）用铜量少，绝缘性能和机械强度可靠，散热条件好； 6）制造工艺简单，检修方便。
8
9
10
S2
11 12 13
A
18
17 16 15 14
动势最大，应将第一个N极下的7、8槽也划
Y
24 12
13 1
14 2
归A相，作为X相带。因为7、8槽与l、2槽
23 11
Z 3 15
相隔一个极距，它们可分别构成整距线圈，
22 10
4 16
第二对极下13、14槽为A相带，19、20槽则 C
为X相带。
§8-2 三相单层绕组
➢三相单层集中整距绕组
槽电势星形图：连成的绕组能否得到三
1
相对称电动势呢？可以作三相绕组电动
势相量的方法来说明。因槽间角 1 60 6 电角度，若规定导体电动势穿进纸面为
60°
2
正，则图8- 4(a)所示瞬间1槽导体电动势
为正的最大，当转子转过 1角后，2槽导
体电动势才最大，因此2槽导体电动势落 5
电机学交流绕组知识点
交流绕组部分（感应电动势和磁动势）习题1.谐波电动势对电机运行有何影响？为什么同步发电机定子绕组采用星型接法？谐波电动势使电机的电动势波形非正弦，产生谐波转矩和附加损耗。
为了消除3次谐波，同步电机定子绕组采用星形接法。
（三相交流电流中，各相基波电动势相位差为120度，而各相的三次谐波电动势相位差为360度，即为同相。
同理，3的倍数的各奇次谐波也为同相位。
这样接成星形时，在线电动势中不可能出现3次和3的倍数奇次谐波电动势。
当三相绕组接成三角形，3次及3的倍数奇次谐波电动势在闭合的三角形电路中被短路而形成环流，引起附加铜损耗，虽然这时只残留微少的电压降，线电动势中仍不出现这类谐波。
因此多采用星形连接。
）2.为什么交流绕组的磁动势，既是时间函数又是空间函数？用单相绕组基波磁动势来说明。
交流绕组的电流是随时间而变化的正弦函数。
磁动势为空间函数，磁场在空间分布。
（见练习题书P.121）3.脉动磁动势和旋转磁动势有什么关系？脉动磁动势可以分解为两个旋转磁动势分量，每个旋转磁动势分量的振幅为脉动磁动势振幅的一半，旋转速度相同，但旋转方向相反。
（分解的表达式见笔记p.3）。
等式左边为脉动磁动势，等式右边第一项为正向旋转磁动势，在空间按正弦规律分布，幅值不变，幅值位置在wt-x=0处，随时间变化，磁动势波在空间移动，移动的速度为w，所以是旋转磁动势。
等式右边第二项为负向旋转磁动势。
4.产生圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有何不同？m相对称电流流入m相对称绕组时，产生圆形旋转磁动势。
m相不对称电流流入m相对称绕组，或者m相对称电流流入m相不对称绕组时，产生椭圆形旋转磁动势。
5.如果不考虑谐波分量，在任一瞬间，脉动磁动势的空间分布是怎样的？圆形旋转磁动势的空间分布是怎样的？椭圆形旋转磁动势在空间分布是怎样的？如果观察一瞬间，能否区别该磁动势是脉动磁动势、圆形旋转磁动势或椭圆形旋转磁动势？如果不考虑谐波分量，在任一瞬间，脉动磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势在空间分布均为正弦波，故不能区别三种磁动势。
(完整版)电动机绕组基础知识简介
第一章电动机绕组基础知识绕组是电动机进行电磁能量转换与传递，从而实现将电能转化为机械能的关键部件。
绕组是电动机最重要的组成部分，又是电动机最容易出现故障的部分，所以在电动机的修理作业中大多属绕组修理。
在本章中，主要介绍与电动机绕组有关的若干基础知识。
第一节电动机绕组的类别电动机绕组按其结构可有多种类别，今将数种较常用的分类简介于下：一、集中式绕组与分布式绕组1、集中式绕组安装在凸形磁极铁心上的绕组，例如直流电动机定子上的主磁极绕组和换向极绕组，是集中式绕组。
对于三相电动机而言，如果每相绕组在每个磁极下只占有一个槽，在这种情况下，则也是集中式绕组。
2、分布式绕组分散布置于铁心槽内的绕组，例如直流电动机的转子绕组以及三相电动机的定子绕组和转子绕组，都是分布式绕组。
二、短距绕组、整距绕组与长距绕组1、短距绕组绕组的节距小于极距的绕组，叫做短距绕组。
短距绕组广泛应用于直流电动机的转子绕组以及三相交流单速电动机的定子绕组。
2、整距绕组绕组的节距等于极距的绕组，叫做整距绕组，又称全距绕组或满距绕组。
3、长距绕组绕组的节距大于极距的绕组，叫做长距绕组。
除了在三相交流单绕组多速电动机中会有长距绕组以外，一般情况下，不用长距绕组。
三、单层绕组、双层绕组与单双层绕组1、单层绕组在铁心槽内仅嵌一层线圈边的绕组，叫单层绕组。
单层绕组在10千瓦以下的小功率三相电动机中应用较多。
2、双层绕组在铁心槽内嵌有上、下两层线圈边的绕组，叫双层绕组。
双层绕组广泛应用于直流电动机以及功率在10千瓦以上的三相电动机。
3、单双层绕组有少数三相异步电动机，定子铁心的一部分槽中仅嵌入单层线圈边，而在另一部分槽中则嵌有双层线圈边，这种既有单层又有双层的绕组，即单双层绕组。
这种绕组是由双层短距绕组演变而来的。
四、整数槽绕组与分数槽绕组1、整数槽绕组三相电动机绕组中，每极每相槽数为整数的叫整数槽绕组。
2、分数槽绕组三相电动机绕组中，每极每相槽数为分数的叫分数槽绕组。
交流感应电动机的主要结构
交流感应电动机的主要结构
交流感应电动机是一种常见的电动机类型，被广泛应用于家庭电器、工业设备以及交通工具等领域。
它的主要结构包括转子、定子、绕组和外壳。
1. 转子：交流感应电动机的转子是由铁芯和绕组组成的。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减少磁损耗。
绕组则由导电材料制成，通常采用铜线。
转子的主要作用是产生旋转力矩，驱动机械装置运转。
2. 定子：定子是交流感应电动机的固定部分，由铁芯和绕组构成。
定子铁芯同样由硅钢片叠压而成，以降低铁损耗。
绕组则由定子线圈组成，线圈一般为三相绕组，通过外部供电的交流电产生旋转磁场，进而驱动转子旋转。
3. 绕组：交流感应电动机的绕组主要由转子绕组和定子绕组组成。
转子绕组位于转子上，定子绕组位于定子上。
绕组通过导电材料制成，通常采用铜线。
绕组在电机运行时通过电流产生磁场，进而与定子和转子之间的磁场相互作用，从而产生旋转力矩。
4. 外壳：交流感应电动机的外壳通常由金属材料制成，用于保护内部结构并提供机械支撑。
外壳也有助于散热，以确保电机在运行过程中保持正常温度。
同时，外壳还起到减震和噪音降低的作用。
综上所述，交流感应电动机的主要结构包括转子、定子、绕组和外壳。
这些部件相互作用，通过电流和磁场产生旋转力矩，从而实现电动机的正常运转。
交流感应电动机的优点包括结构简单、可靠性高、效率较高，因此在各个领域得到广泛应用。
25电机学-交流绕组的磁动势4
交流绕组的磁动势§9-2 一相绕组的磁动势(1)一相绕组的磁动势为一空间位置固定、幅值随时间变化的脉振磁动势，脉振的频率等于电流的频率，脉振磁动势的幅值位于相绕组的轴线上。
(2)一相绕组的基波(或谐波)脉振磁动势可以分解成两个幅值相等。
转速相同，转向相反的旋转磁动势。
旋转电角速度w 恰恰等于角频率每分钟转数同步速n1(3)一相绕组的 v 次谐波磁动势表达式为：f ϕν =Fϕν=Fϕmνcosναcosωt cosνα=0.9νIwkp wνcosωt cosνα交流绕组的磁动势§9-3 三相绕组的磁动势研究对象为研究方便，把三相绕组的每一相用一个等效的单层整距集中绕组来代替，该等效绕组的匝数等于实际一相串联匝数w 乘以绕组因数kw1, kw1w 称为一相的有效匝数，三相绕组在空间互差120度电角度。
这是一对极电机的三相等效绕组示意图。
电流正方向+B +AYC A XZ α=0 B+C三相绕组的基波磁动势结论：三相基波合成磁动势具有以下性质1）三相对称绕组通入三相对称电流产生的基波合成磁动势为一幅值不变的旋转磁动势。
由于基波磁动势矢量的端点轨迹是一个圆形，故又称为圆形旋转磁动势。
2）三相基波合成磁动势的幅值为一相基波脉振磁动势最大幅值的3/2 倍，即F 1 =32Fϕm1= 1.35Iwkp w1(安/ 极)3）三相基波合成磁动势的转向取决于电流的相序和三相绕组在空间上的排列次序。
基波合成磁动势总是从电流超前的相绕组向电流滞后的相绕组方向转动，例如电流相序为A－B－C，则基波合成磁动势按A轴－B轴－C轴方向旋转，改变三相绕组中电流相序可以改变旋转磁动势的转向。
4）三相基波合成磁动势的转速与电流频率保持严格不变的关系，即该转速即为同步速。
5）当某相电流达到最大值时，基波合成磁动势的波幅刚好转到该相绕组的轴线上，磁动势的方向与绕组中电流的方向符合右手螺旋定则。
分析方法如果三相等效绕组里通过三相对称电流，则每相均产生一脉振磁动势；把三个相绕组的磁动势进行合成，即得三相绕组的合成磁动势。
交流电机的绕组、电动势和磁动势
N极面
S极面
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
N
NS
S
N
S
A
X
单层绕组的特点： (1)最大并联支路数等于极对数； (2)不能利用短距绕组消除高次谐电势和磁势； (3)线圈数少，绕线和嵌线的工时少； (4)无层间绝缘，下线方便，槽利用率高；
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）
A
B
C
X
Y
Z
24 槽 4 极单层整距绕组
绕组结构参数？ y=？τ=？ q=？ α=？
24槽4极单层整距绕组
三相4极24槽单层整距绕组
两个图的区别？ 三相4极24槽单层链式绕组
判断：绕组的结构型式及绕组结构参数
τ
τ
τ
τ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
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
单相交流电机的工作原理
单相交流电机的工作原理一、单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。
当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。
这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。
当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。
这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。
要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。
这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，起动后，待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开，正常工作时只有主绕组工作。
因此，起动绕组可以做成短时工作方式。
但有很多时候，起动绕组并不断开，我们称这种电动机为电容式单相电动机，要改变这种电动机的转向，可由改变电容器串接的位置来实现。
在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。
此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。
每个磁极在1/3-1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。
单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。
当定子绕组通电后，在磁极中产生主磁通，根据楞次定律，其中穿过短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞后90度的感应电流，此电流产生的磁通在相位上也滞后于主磁通，它的作用与电容式电动机的起动绕组相当，从而产生旋转磁场使电动机转动起来。
电机绕组的类型及技术要求
电机绕组的类型及技术要 求
电机绕组的类型及技术要 求
电机绕组的类型及技术要 求
单匝
多匝
定子槽型：
电机绕组的类型及技术要 求
(a)是开口槽，用于大、中型容量的高压异步电动机中； (b)是半开口槽，用于中型500V以下的异步电动机中； (c)是半闭口槽，用于低压小型异步电动机中。
电机绕组的类型及技术要
电机绕组的类型及技术要 求
二、绕组的技术要求
1、尺寸和形状的准确性
电机绕组的类型及技术要 求
2、绝缘的可靠性
电机绕组的类型及技术要 求
（1）绝缘电阻 （2）耐压试验。在电机出厂试验时应能保证经受 2U+1000V的耐压试验（U为额定工作电压，单位为V）。 在对绕组绝缘质量进行破坏性击穿试验时，其击穿电压 值更高。通常对于6000V级的绕组击穿电压应不低于额定 值的7倍，对于10000V级的绕组应不低于额定值的5倍。 （3）对地耐冲击电压试验
电机绕组的类型及技术要 求
平行齿
小功率电机采用平行齿 槽面积大，转子电阻小，
运行性能好
平行槽
大功率电机采用平行槽 槽面积相对减小，转子 电阻增大，起动性能好
电机绕组的类型及技术要 求
平行槽
电机绕组的类型及技术要 求
多匝成型线圈
a)用于开口槽
b)用于半开口槽
多匝成型线圈用于开口槽时，一般已包好对地绝缘，并经绝缘处理 当用于半开口槽时，线圈由双股绝缘扁线并绕成型，称为分爿嵌绕
组。嵌线时分开入槽，并在槽内拼合
电机绕组的类型及技术要 求
单匝成型线圈 单匝成型线圈分全圈式和半圈式两种。 全圈式多用于中型直流电枢(a、b) 半圈式多用于大型汽轮发电机、水轮发电机(c、d)。
交流电动机检测试验标准
一、绕组的绝缘电阻和吸收比
（一）要求
1、绝缘电阻值：
ａ、额定电压3000V以下者，室温下不应低于0.5ＭΩ。
ｂ、额定电压3000V及以上者，交流耐压前，定子绕组在接近运行温度时的绝缘电阻值不应低于ＵｎＭΩ（取Ｕｎ的千伏，下同）；投运前室温下（包括电缆）不应低于ＵｎＭΩ
1、绝缘电阻值：
ａ）额定电压3000V以下者，室温下不应低于0.5ＭΩ。
ｂ）额定电压3000V及以上者，交流耐压前，定子绕组在接近运行温度时的绝缘电阻值不应低于ＵｎＭΩ（取Ｕｎ的千伏，下同）；投运前室温下（包括电缆）不应低于ＵｎＭΩ
ｃ）转子绕组不应低于0.5ＭΩ。
2、吸收比自行规定
（二）说明
1、500KW及以上的电动机，应测量吸收比（或极化指数）。
（一）要求
试验电压为1000V。
（二）说明
可用2500V兆欧表测量代替。
七、同步电动机及其励磁机轴承的绝缘电阻
（一）要求
绝缘电阻不应低于0.5MΩ。
（二）说明
在油管安装完毕后,用1000V兆欧表测量。
八、转子金属绑线的交流耐压
（一）要求
试验电压为1000V。
（二）说明
可用2500V兆欧表测量代替。
第三节、大修后试验试验项目
二、 定子绕组的交流耐压试验
（一）要求
1、大修时不更换或局部更换定子绕组后试验电压为1.5Ｕｎ，但不低于1000V。
2、全部更换定子绕组后试验电压为（2Ｕｎ＋1000）V，但不低于1500V。
（二）说明
1、低压和100KW以下不重要的电动机，交流耐压试验可用2500V兆欧表测量代替。
2、更换定子绕组时工艺过程中的交流耐压试验按制造厂规定。
交流电动机
谢谢观看
三相交流电动机的定子绕组基本上是三个相互隔开120度的线圈，作三角形或星形联结。通入三相电流时， 在每个线圈中产生磁场，这三个磁场合成得到一个旋转磁场。
简介
交流电动机交流电动机由定子和转子组成，交流电动机分为同步交流电动机和感应电动机两种。两种电机均 为定子侧绕组通入交流电产生旋转磁场，但同步交流电动机的转子绕组通常需要激磁机需要供给直流电（激磁电 流）；而感应电动机则转子绕组则无需通入电流。
(3)轴承噪声电机在运行中，必须注意轴承声音的变化，把螺丝刀的一端触及在轴承盖上，另一端贴在耳朵 上，可以听到电机内部的声音变化，不同的部位，不同的故障，有不同的声音。如“嘎吱嘎吱”声，是轴承内滚 枪的不规则运动所产生，它与轴承的间隙、润滑脂状态有关。“咝咝”声是金属摩擦声，一般由轴承缺油于磨所 致，应拆开轴承添润滑脂剂等。
三相交流电动机的定子绕组基本上是三个相互隔开120度的线圈，作三角形或星形联结。通入三相电流时， 在每个线圈中产生磁场，这三个磁场合成得到一个旋转磁场。电流完成一次全振动，旋转磁场正好旋转一周，因 此，旋转磁场的每分钟转数N=60f。式中f是电源频率。
第三篇 交流电机的绕组电动势和磁动势
答：幅值
单相绕组基波磁动势幅值大小：与一条支路匝数N、绕组系数kw1、磁极对数p及相电流 有关，其中N、kw1及p由构造决定， 由运行条件决定。
幅值位置：恒于绕组轴线上，由绕组构造决定。
第三篇交流电机的绕组电动势和磁动势
一、填空
1.一台50Hz的三相电机通以60 Hz的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小，转速，极数。
答：不变，变大，不变。
2.★单相绕组的基波磁势是，它可以分解成大小，转向，转速的两个旋转磁势。
答：脉振磁势，相等，相反，相等。
3.有一个三相双层叠绕组，2p=4, Q=36,支路数a=1，那么极距 =槽，每极每相槽数q=，槽距角α=，分布因数 =， ，节距因数 =,绕组因数 =。
11.一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度是多少?如果电机有p对极，那么它们在空间上相距的机械角度是多少?
答：整距线圈两个边在空间上相距的电角度为 ；电机为p对极时，在空间上相距的机械角度为 。
12.★定子表面在空间相距 电角度的两根导体，它们的感应电动势大小与相位有何关系?
答；定子表面在空间相距 电角度的两根导体，它们的感应电动势的波形相同，其基波和各次谐波电动势的大小分别相等。基波电动势的相位差为 电角度，且空间上超前(沿转子转向空间位置在前)的导体，其基波电动势的相位是滞后的。
绕组短距时，—个线圈的两个线圈边中的基波和谐波(奇数次)电动势都不再相差 ，因此，基波电动势和谐波电动势也都比整距时减小。合理短距时，对基波，因短距而减小的空间电角度是较小的，因此基波电动势减小得很少；但对 次谐波，短距减小的则是一个较大的角度(是基波的 倍)，因此，总体而言，两个线圈边中谐波电动势相量和的大小就比整距时的要小得多，因为谐波电动势减小的幅度大于基波电动势减小的幅度，所以可使电动势波形得到改善。
单相交流电机的工作原理
单相交流电机的工作原理一、单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。
当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。
这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。
当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。
这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。
要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。
这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，起动后，待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开，正常工作时只有主绕组工作。
因此，起动绕组可以做成短时工作方式。
但有很多时候，起动绕组并不断开，我们称这种电动机为电容式单相电动机，要改变这种电动机的转向，可由改变电容器串接的位置来实现。
在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。
此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。
每个磁极在1/3--1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。
单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。
交流绕组的磁动势
要点二
技巧
利用有限元分析、电磁仿真等工具进行设计优化，提高设 计效率。
设计实例分析与应用前景展望
实例
以某型电机为例，通过优化绕组磁动势设计 ，实现了电机性能的提升和能耗的降低。
前景
随着技术的不断进步，交流绕组磁动势的优 化设计将具有更广泛的应用前景，为电机行
业的发展注入新的活力。
06
交流绕组磁动势在电机中的应用案例分析
04
交流绕组磁动势的测量与计算方法
测量方法及原理
80%
电流测量法
通过测量绕组中的电流，结合绕 组的匝数和磁动势的计算公式， 得到磁动势值。
100%
磁通测量法
通过测量绕组周围的磁通量，结 合绕组的匝数和磁动势的计算公 式，得到磁动势值。
80%
霍尔效应法
利用霍尔效应原理，通过测量绕 组周围的磁场强度，结合绕组的 匝数和磁动势的计算公式，得到 磁动势值。
02
大小，实现电能的传输和分配。
• 分析评价：交流绕组磁动势在变压器中的应用能够提高变压
03
器的效率，降低能耗，同时保证变压器的稳定运行。
应用前景展望与挑战应对策略
应用前景展望
随着科技的不断进步和新能源的发展，交流绕组磁动势在电机中的应用将更加广泛，如 高效电机、永磁电机等领域。
挑战应对策略
针对交流绕组磁动势在电机应用中的挑战，需要加强技术研发和创新，提高电机的性能 和效率，同时加强电机的维护和保养，保证电机的稳定运行。
02
交流绕组磁动势的数学模型
磁动势的向量表示
磁动势的向量定义
磁动势是一个向量，其大小等于磁通 势的幅度，方向与磁通势的旋转方向 相同。
磁动势的向量运算
磁动势的向量可以通过加减、数乘等 运算进行变换，以满足不同应用场景 的需求。
华中科技大学_电机学__第四章_交流电机绕组(完美解析)
◎ 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。 ◎ 单层绕组每相最大并联支路数 amax = p
a=1
A1 A
X1
A2
X2 X
a=2
26
④ 画出三相绕组：
每极磁通 1
2
Bm1l
1 f 2
导体感应电动势
Ec1 2.22 f1
44
2. 线圈电动势与短距系数
线圈电动势有效值
y1 π E y1 N c Ec1 2 sin( ) 2
将一对极下属于同一 相的某两个导体连接 ，构成一个线圈 将一对极下属于同一 相的q个线圈连接，构 成一个线圈组
A1
X1
A2
X2
24
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 线圈组
A1
X1
A2
X2
线圈
25
④ 构成一相绕组：
A相绕组整体右移120°得B相绕组，整体右移240 °得C相绕组
27
总结：单层叠绕组构造方法和步骤
画槽电动势星形图
分极分相:
将总槽数按极数均匀分开，N、S极相邻分布 将每个极的槽数按三相均匀分开，三相在空间错开120°电角度
构成线圈和线圈组：
将一对极下属于同一相的某两个圈边连接，构成一个线圈 将一对极下属于同一相的q个线圈连接，构成一个线圈组
构成一相绕组：
将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端 根据并联支路数将线圈组串联、并联或串并联，均符合电势相加原则
第4章 交流电机绕组-1
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础 P136/3-10a=Y,y2
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
P136/3-10a=D,y1
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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1. 2. 3.
Y,y2 Y,d3 D,y3
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
X
C
Y
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
Z =24=6 极距τ = 2p 4
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C B X X B CY AZ Z
AY
单层绕组(整距 单层绕组 整距) 整距
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
A相绕组展开图 相绕组展开图
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1
3
5
7
9
11 13
15 17
19 21
23
A Z B X C Y A Z B X C Y X A A X
第4章交流电机的绕组
k N1 = k y1 k q1
电机学3交流绕组的电动势和磁动势
第五章 交流绕组和电动势 第六章 交流绕组的磁动势
李艳
第五章 交流绕组和电动势
5.1交流电机的基本工作原理及对绕组的要求 5.2三相单层集中整距绕组及其电动势 5.3三相单层分布绕组及其电动势 5.4三相双层分布短矩绕组及其电动势
第六章 交流绕组的磁动势
6.1单层集中整距绕组的磁动势
基波磁动势最大值为:
4 2 F NI 0 . 9 NI y 1 y y 2
整距绕组基波磁动势在空间按余弦分布，幅值位于绕组轴线， 空间每一点的磁动势大小按正弦规律变化——仍然为脉动磁动势。
单相脉动磁动势的分解
1 1 f(, t ) F c o s t c o s F c o s ( t ) F c o s ( t ) 1 1 1 1 2 2 + = f(, t ) + f(, t ) 1 1
5.4三相双层分布短距绕组及其电动势
短距线圈的电动势
E 4 . 4 4 f N Φ k y 1 ( y ) y 1 1 y 1
1
2 B m1 l
E y y 1 ( y τ ) 0 1 k s in ( 9 0 ) y 1 E τ y 1 ( y τ )
ห้องสมุดไป่ตู้
称为短距系数： 线圈短距时电动势 比整距时打的一个 折扣．
Z q 2 pm
• 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
交流电动机绕组拆除方法
交流电动机绕组拆除方法
沟通电动机绕组因经过浸漆，烘烤等处理坚硬不易拆除，拆除时可参照下列方法进行。
1.冷拆法
a) 拆除槽楔：可用金属工具，如利用废钢锯条磨制成的刀片，将槽楔从中间破开取出或用压线板推出。
b) 取出旧导线：可用钳子，錾子等工具，把定子绕组端部剪断，从另一端打出或用钳子把导线逐根的从槽内拉出。
拉出导线时，勿用力过猛，应按绕组挨次逐一进行，拆除线圈时应防止碰伤铁芯或拉坏槽口。
2.热拆法
a) 利用烘房，烘箱或通以电流加热使绝缘软化，在热状态下，采纳与冷拆法相类似的方法将线圈拆除。
加热电机时应掌握温度，以线圈绝缘软化即可，温度太高会使定子矽钢片间绝缘损坏。
b) 大、中型电机可用大容量的降压变压器或用交直流弧焊机加热，假如变压器或电焊机容量不够时，可一相、一组或一个线圈分别加热。
3.化学法
a) 对微型电机，如不好拆除时，可试用溶剂浸泡或刷浸的化学方法拆除。
溶剂成份为：丙酮50%、甲苯45%、石蜡为5%，其调配方法为：先将石蜡加热熔化后，移开热源。
加入甲苯，最终加入丙酮拌合匀称而
成。
b) 把电机立放泡入有盖的铁盒内，或用毛刷刷绕组的两端和槽口，然后加盖防止溶剂挥发过快，约等1-2小时即可取出拆线。
c) 使用此法要留意防止明火和选用通风良好的地方，以防溶剂气体吸入人体中毒，由于溶剂价格昂贵，稍大电机不宜采纳。
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一、端部接线图的分类：
• 1、圆图式模拟彩色接线图：以长方形框代 • 表极相组，一般书中均采用此画法。
• 2、直线展开式接线图：以长方形框代 • 表极相组，工厂常采用。
U1
V2
W1
U2
V1
W2
3、用槽号表示极相组：
练习题： 2极电动机：1路并联、2路并联
4极电动机：1路并联、2路并联、 4路并联
• 6、 电角度：一个周期所对应的几何角度为 360°该几何角度就称为机械角度，而从电磁 方面来看，导体每经过一对磁极N、S 其电动 势就完成一个交变周期，即电动势的相位变化 了360°，这种交变电势或电流在交变过程中 所经历的角度就称为电角度。 • 显然，对于两极电机，P=1 这时机械角度 等于电角度；对于四极电机，p=2，这时导体 每旋转一周要经过两对磁极，对应的电角度为 2×360°= 720°依此类推，若电机有P对极， 则:电角度=P×机械角度。
• 三、交叉式绕组
• 这种绕组每相绕组由线圈数不等，节距不同的两种 线圈交叉排列构成。
• 主要应用于每极每相槽数q=3（奇数）的18槽2极和 36槽4极电机。 Z 36 • y= 1（1~8）单跨8， y 9 2 p 2 2 • 2（1~9）双跨9， Z 36 • 每极每相槽数q=3 q 3槽 2 pm 2 2 3 • 例： y-90L-2 三相2极18槽 • 节距y= 1（1~8） • 2（1~9） 2 ．2 kw • 例： y-160L-4 三相 4极 36槽 • 节距y= 1（1~8） • 2（1~9） 15kw
端部 铁芯
有效边
直线部分 导线
1）有效边：有效边又称槽内部分，放在槽内，为有效部分。 • 2）直线部分；槽内有效部分与端部的过渡部分。（中型以下电机约为 10mm） • 3）端部：线圈两端由槽内绅出起联结作用的部分称为端部。
• 线圈按绕制的形式分为： • 1）成型线圈：用扁铜线绕制，用于中 • 型及大型电机 。 • 2）散绕线圈：用圆铜线绕制，用于小 • 型电机。 • 5、 极对数P：电机的主磁场沿气隙按N S N S……交替分布，一对极形成一个周 期，如果沿气隙有n个周期，则极对数为P。 通过极对数可以确定电动机的转速，及极 相组数。
• 7、极距τ ：沿定子铁心内圆，每个磁极所占 的范围。可用槽数表示为；
Z τ 2p
• 式中 τ ---极距 • Z---定、转子槽数 • P---磁极对数 • 例：Y100L-4型三相异步电动机，定子槽数 Z=24，2p=4，极距为6槽
Z 24 τ 6槽 2 p 2 2
套
• 8、线圈节距y（跨距）；一个线圈的两个 有效边之间所跨过的槽数称为线圈的节距。 用y表示。 Z 24 y τ 6 2 p 2 2
引
•
言
定子绕组是三相异步电动机的主要组 成部分，是电机结构的核心。在电动机检 修工作中主要是对电机电气部分进行检修， 而绕组就是组成电气部分的最重要部分。 所以只有掌握三相异步电动机绕组的主要 结构才能很好的完成电机检修工作，提高 检修水平。
第一节 交流电动机绕组联接图
• 一、分类 • （一）、按绕组相数分类： • 单相： 220V～110V • 两相： 220V～380V • 三相： 220V～380V • （二）、按槽内绕组层数分类: • 单层，双层绕组，单、双层绕组。单层绕组电 动机容量一般在15KW以下，双层绕组的容量一 般在15KW以上。
• 1 、单层绕组：单层绕组在每槽中嵌 放一个有效边，每个线圈的两个有效 边分别嵌放在不同的两个槽内。 单层绕组线圈数目等于槽数和一半， 小功率三相电动机多采用单层绕组。 单层绕组主要有单层链式、单层交叉 式、同心式。
• 2 、双层绕组：双层绕组在每槽分上下层，分别嵌 放不同线圈的两个有效边，上下层之间有绝缘，双 层绕组线圈数等于槽数。双层绕组有叠绕组和波绕 组两种,功率在10KW以上的电机均采用双层绕组。
• 9、每极每相槽数q：每相绕组在每个磁极下所占有 的槽数，叫每极每相槽数。 Z 24 • 式中：
q 2 pm 2 23 2槽
• Z=总槽数 • p=极对数 m=绕组相数
10、极相组：极相组也就是线圈组，极相组 是由许多线圈组成的，同一极相组内的线 圈应该正向串联， 11、绕组的并联支路数a ：每相绕组中并联 的路数称为并联支路数。 可以将一台电 机中每相所有的线圈元件串联组成一条支 路，也可以并联组成多条支路。
• 二、有关术语 • 1、线圈：线圈也称绕组元件，是构成绕 组的最基本单元。它是用绝缘导线按一定的形 状绕制而成的。可由一匝或多匝，一根或多根 并绕而成。 • 2、线圈组：（极相组）：由多个线圈连 接成一组就称为线圈组或极相组。 • 3、绕组：由多个线圈组按一定规律连接 在一起就形成了绕组。
• 4、线圈的各部名称：
排列方式为：3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3 3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3 3槽×24个极相组=72槽 该绕组为整数槽。
例二 18.5KW，54槽，每相8个极相组， 3相共24个极相组，
54 q 2.25 2 43
每极每相槽数为2.25 ，无法分配， 所以改 为2\2\2\3\2\2\2\3， 222\322\232\223\222\322\232\223\ 每相有6组2把一组有极相组，2个3把一组的 极相组，该绕组为分数槽。Βιβλιοθήκη 第四节 绕组展开图和简化接线图
• 一、绕组展开图 • 绕组展开图是表示绕组结构的较常用的方法，今以一台三相四极 电动机为例，见图1-5。 • 图l—5(a)表示该电动机的定子铁心[为清楚起见，图(a)中未绘出 绕组]，今假设将铁心切断，并朝左、右方向展开在一个平面上， 如图l—5(b)所示。在图1-5(b)中，既绘有铁心又绘有绕组，今进 一步假设将铁芯移出去，只剩下绕组，如图l-5(c)所示，即是一 台三相四极电动机定子单层绕组的展开图。图l-5(c)中用蓝兰线、 绿色线和红色线三种线条表示U、V、W三相绕组。在绕组展开图 上· 可以看出三相中任一相线圈分布在哪几个槽中，并可看出线圈 的节距以及各相的线圈是怎样连接的。
U1
V1
W1
• 12、极相组的联结： • 1）正串联结：即极相组的尾端接首端， • 首端接尾端。[庶极接线]（隐极）
什么是庶极接线?
每相绕组的极相组数等于极对 数,因而每极相组的线圈数为正 常(显极)接法的两倍;
• 2）反串联结：即极相组的尾端接尾端， • 首端接首端。[显极接线]
• 13、相带；是指每极下一相所占的宽度。每极 每相槽数所占的区域称为一个相带。通常情况 下，三相异步电动机每个磁极下可按相数分为 三个相带，因一个磁极对应的电角度为180° ，
故每个相带占有的电角度为60 ° ，称为60 °相带。
60 ° 120° 180 ° 60 ° 120 °180°
第二节
• 一、单层链式绕组：链式绕组是由相同节距的线圈 组成的，其结构特点是绕组线圈一环套一环，形如 长链。
三相单层绕组
• 链式绕组种类： • 1）单链：极相组由单只线圈组成。 • 2）双链：极相组由双只线圈组成。 • 主要应用于4、 6、8 极电机，节距 • 均为1~6（槽）。
• 3 、单双层绕组：单双层绕组是指有的槽 内嵌放一个有效边，有的槽内分上下层， 嵌放两个有效边。
（三）、按每极每相不同槽数分类： 可分为整数槽和分数槽绕组。 例一：45KW 8极72槽，每相8个极相组， 双迭绕组3相共24个极相组，每极每相 为3，也就是3只线圈一个极相组。
Z 72 q 3 2 pm 2 4 3
•
Z 24 q 4 2 pm 2 3
• 例3：交叉式 Y132S-4 三相异步电动机 36槽、极数2p=4，相数m=3 • 1）节距： Z 36
4极一路，
y
• 单1（1-8） • 双2（1-9） • 2）每极每相槽极：
2p
2 2
9
•
Z 36 q 3 2 pm 2 2 3
• 例：y-160M-6，7．5kw，36(槽)，单层链式， 节距为1~6，
• 二、单层同心式绕组
• 单层同心式绕组：由节距不等的大小线圈组成，使 各线圈和中心线重合成回字形，故称为同心式。
• 同心式绕组主要应用于2极的电动机， 节距一般为1~12 2~11
• 1）例：Y100L—2 三相 24槽 • 3．0kw • 节距Y=（1~12 2~11 ） • 每极每相槽数q=4 • 2）例：J03-160S—2 三相24槽 • 11kw节距Y=（1~12 2~11 ） • 每极每相槽数q=4
• 3、把4个极相组采用显极接线（反串）的 方法连接起来。 • 4、依次用同样的方法绘出B C 两相绕 组。 • 5、A B相和C相绕组的首端相间应相差 120°电角度，这样才能形成三相对称绕 组。 • 首尾端标号为 U1 U2 • V1 V2 • W1 W2
• 例2：同心式 y100s---2 三相异步电动机 2极一路， 24槽、极数2p=2，相数m=3 • 1）节距：1-12 Z 24 y 12 • 2-11 2p 2 • 2）每极每相槽极：
6极电动机：1路并联、2路并联、3路并联、6路 并联
8极电动机：1路并联、2路并联、4路并联、8路 并联
第六节 电动机原始数据的获得
• 一、记录铭牌：
•
• • • • • • • • • • •
1）型号：Y—112M—2
铁芯长度 2）额定电压 380V 中心高 3）额定电流 15 A 交流异步电动机 4）额定功率 2.2kw 3kw 4kw 5.5kw 11kw 15kw 5）额定转速 2825 2900 2940 6）接法：Y △ 7）温升：80℃ 8）工作方式：连续运行，额定时间； 9）防护等级：E B F 10）频率： 50（赫） 11）生产厂家有及生产日期 极数