第四章_交流绕组共45页文档

以改善电动势和磁动势的波形； （2）所有线圈具有相同的尺寸，便于制造； （3）端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械
强度。
一、槽电动势星形图和相带划分
现以一台相数 m3，极数 2p 4 ，槽数 Q 36
的定子来说明槽内导体的感应电动势和属于各相的导 体（槽号）是如何分配的。
1、概念
定子每极每相槽数：
二、优点： ⑴ 嵌线方便 ⑵槽的利用率高 ⑶不能做成短距（电气性能）波形差 三、分类 ⑴同心式绕组——由不同节距的同心线圈组成 ⑵链式绕组——由相同节距的同心线圈组成 ⑶采用不等距的线圈组成，节省铜线
4.4 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
一、导体的感应电动势
1、电动势的波形
e b lB v 1 ls vitn 2 E 1sitn
4.3三相单层绕组
一、特点：
⑴每个槽内只有一个线圈边
⑵线圈个数等于Q1/2 ⑶线圈组个数= Q1/2q ⑷每相线圈组的个数= p （60°相带时） ⑸每个线圈匝数Nc=每槽导体数 ⑹每个线圈组的匝数qNc ⑺每相串联匝数N=每相总的串联匝数/a =
pqNc / a = 定子总导体数/2ma（即每条支 路的匝数）
整个绕组的合成电动势所须的总折扣。
五、相电动势和线电动势
设一相绕组的总串联匝数为 N，则一相的电动 势应 E 1 为
E 14.4f4Nw 1 k1
例4-1、有一台三相同步发电机，2P＝2，转速n＝ 3000r/min，定子槽数Q＝60，绕组为双层、星形联 结，节距y1＝0.8τ，每相总串联匝数N＝20，主磁场 在气隙中正弦分布，基波磁通量Φ1＝1.504Wb. 试求主磁场在定子绕组内感应的： (1)电动势频率； (2)基波电动势的节距因数和分布因数， (3)相电动势和线电动势。
q Q 36 3 2pm 223
式中， Q — 定子槽数；
p — 极对数；
m — 相数。
相邻两槽间电角度：p360 2360 2 0
Q
36
此角亦是相邻槽中导体感应电动势的相位差。
2、槽电动势的星形图 如图4－1表示36槽内导体感应电动势的相量图， 亦称为槽电动势星形图。
以A相位例，由于q 3，故A相共有12个槽
两相绕组。由此可得到一个三相对称绕组。
60 相带绕组：每个相带各占 60 电角度。
各个相带的槽号分布。（表4-1）
二、叠绕组
叠绕组：绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中， 后一个线圈紧“叠”在前一个线圈上。（图4-2）
极相组的电动势、电流方向与极相组的电动势 电流方向相反。
为避免电动势或电流所形成的磁场互相抵消， 串联时应将极相组和极相组反向串联，即首－首相 连把尾端引出，或尾－尾相连把首端引出。（图4-3）
本章主要内容
1.交流绕组的连接规律 2.正弦磁场下交流绕组的感应电动势 3.通有正弦电流时单相绕组的磁动势 4.通有对称三相电流时的磁动势
4.1 交流绕组的构成原则和分类
一、构成原则
(1)、合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正 弦形、幅值要大；
(2)、对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称， 电阻、电抗要平衡；
2、正弦电动势的频率
感应电动势的频率：
f pn 60
同步转速：
n 60 f p
3、导体电动势的有效值
将
EB1l2f
2
2fB1l 代入上式得导体电动势
为 E 22f2B1l2.22f1
Bavl 2B1l
二、整距线圈的电动势
匝电势 E c1E 1E 12E 1
单匝线圈电动势的有效值
E c1(N c 1)2E 14.4f4 1 线圈有 N c 匝，则线圈电动势为
k p 1 为线圈的基波节距因数，表示线圈短距时感应
电动势比整距时应打的折扣，
Ec1(y1)
k p1 Ec1(y1)
siny190
四、分布绕组的电动势，分布因数和绕组因数
q个线圈的合成电动势E q1 为
Eq1
2Rsinq
2
式中，R E c1 — 外接圆的半径。
2 sin 把 R代入上式，2 得 （图4－5）
相带：每极下每相所占的区域。
A相带： 1、2、3线圈组（ A 1 ） 与19、20、21（A 2 ）
X相带：10、11、12 （ X 1） 与28、29、30（X 2）
将四个线圈组按照一定的规律连接，即可得到A相绕组。
同理，B相距离A相 120 电角度处，C相距离A相 240 电角度处，可按 (图4－1)所划分的相带连成B、C
Ec14.44fN c1
三、短距线圈的电动势，节距因数
短距线圈的节距 y1 ，用电角度表示时， 节距为 y1 180
单匝线圈的电动势为
E c 1E 1 E 1 E 1 0 E 1
据相量图中的几何关系，得单匝线圈电动势的
有效值 Ec1(Nc 1) 为
2 E 1c1 o2 8 s 0 2 E 1siy 1 n 9 04 .4f4 p k 1 1
合成电动势 E q1 ，由此所引起的折扣 kd1 1 。
一个极相组的电动势为
E q 1 q 4 . 4 fc 4 N k p 1 1 k d 1 4 . 4 f( q 4 c ) k N w 1 1 式中，qN c — q个线圈的总匝数；
kw1 kp1kd1 — 绕组的基波绕组因数。
k w 1 的意义：既考虑绕组短距、又考虑绕组分布时，
解：
(3)、绕组的铜耗要小，用铜量要省； (4)、绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好， 制造要方便。
二、分类
按相数 ：单相和多相绕组； 按槽内层数：单层和双层； 按每极下每相槽数：整数槽和分数槽； 按绕法：叠绕组和波绕组。
4.2 三相双层绕组
PN 10kw的三相交流电机，其定子绕组大多采用
双层绕组。（双层绕组和单层绕组的比较、交流 绕组的模型） 特点：绕组的线圈数等于槽数。 主要优点： （1）可以选择最有利的节距，并同时采用分布绕组，
sinq
sinq
Eq1 Ec1
2
qEc1
2
qEc1kd1
sin
sin
2
2
式中，qE c1— q个线圈电动势的代数和；
k d 1 — 绕组的基波分布因数，
kd1
Байду номын сангаас
Eq1 qEc1
sin q
2
q sin
2
k d 1 的意义：由于绕组分布在不同的槽内，使得 q
个分布线圈的合成电动势qE c1 小于 q个集中线圈的