交流电机绕组的电动势和磁动势

第四章 交流电机绕组电动势及磁动势

4.1交流电机的绕组

、交流绕组的基本知识

（一）构成原则 合成电动势和合成磁动势的波形要接近正弦形（基波、谐波）

三相绕组对称（节距、匝数、线径相同、空间互差 120电角度） （即保证各相电动势磁动势对称，电阻电抗相同）

4. 绝缘可靠、机械强度高、散热条件好、制造方便

（二）交流绕组的分类

1. 按相数分为：单相、三相、多相

2. 按槽内层数分为：单层（同心式、链式、交叉式）、双层

组）、单双 层

3.按每极每相槽数q 分为：整数槽、分数槽

（三）基本概念

4.每极每相槽数q:

5. 电角度=p ^360° =pX 机械角度

计量电磁关系的角度称为电角度（电气角度）。电机圆周在几何上占有角 度为360^，称为机械角度。而从电磁方面看，一对磁极占有空间电角度为 360。一般而言，对于P 对极电机，电角度=pX 机械角度。

1. 2.

3. 铜耗P u 减小，用铜量减少。

1.极距T : "匹或"2

2p

2p

2.线圈节距 y : 整距y= T ; 短距yv T 。

3.槽距角a

（电角度）：口=于

6. 并联支路数a

120 度相带 ------- 将一对磁极分成 m 份，每份所占电角度

8.极相组一一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

例：下图是一台三相同步发电机的定子槽内导体沿电枢内圆周的分布情况，

已知

2p=4,电枢槽数Z=24,转子磁极逆时针方向旋转，试绘出槽电动势星形图。解:

先计算槽距角:

P X360

2X360°

a = ------- = --------- = 30

Z 24

设同步电机的转子磁极磁场的磁通密度沿电机气隙按正弦规律分布，

则当电机 转子

逆时针旋转时，均匀分布在定子圆周上的导体切割磁力线，感应出电动势。 由于各槽导体在空间电角度上彼此相差一个槽距角

a ，因此导体切割磁场有先有

后，各槽导体感应电动势彼此之间存在着相位差，其大小等于槽距角 a 。从槽

电动势星形图上我们可以看出：

槽电动势星形图的一个圆周的距离使用电角度 360 0

，即一对磁极的距离。所 以，1 —12号相量和13 — 24重合。

一般来说,当用相量表示各槽的导体的感应电动势时，由于一对磁极下有Z/P 个槽，因此一对磁极下的Z/P 个槽电动势相量均匀分布在3600的范围内,构成一 个电动势星形图.

7.相带：60度相带一一将一个磁极分成

m 份，每份所占电角度

、三相双层绕组

1、特点:

⑴每个槽内放置上下两个线圈边 ⑵线圈个数等于槽数Q i （定子） ⑶线圈组个数=Q 1 /q ⑷每相线圈组数Q i /mp

⑸每个线圈匝数为N c =每槽导体数/2 ⑹每个线圈组的匝数为N c *q

（即每极每条支路的匝数）

2、优点:

⑴可采用短距，改善电动势、磁动势的波形 ⑵线圈尺寸相同，便于绕制

⑶端部排列整齐，利于散热机械强度高

3、分类

⑴叠绕组一一相邻两个串联绕组中，后一个绕组叠加在前一个线圈上 主要缺点在于:

嵌线较困难，特别是一台电机的最后几个线圈； 线圈组间连线较多，极 数多时耗铜量较大。一般10KW 以上的中、小型同步电机和异步电机及大型 同步电机的定子绕组采用双层叠绕组。 ⑵波绕组一一两个相连接的线圈成波浪式前进

例:三相交流电机Z=24, 2p=4,试绘制a=2的三相双层叠绕组展开图。

⑺每相串联匝数N=每相总的串联匝数

2p qN c

解：(1)先计算:

沢

360

=" 360

=30 24

q 丄上=2

2pm 4x3

"令=牛6

,取

“5

(2)画出电动势星形图 (3)分相

(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1-2，7-8，13-14 ,19-20。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.

三、三相单层绕组

1、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

叠绕组展开图

u

No-

-3

H

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）

2、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

3、分类

⑴同心式绕组一一由不同节距的同心线圈组成

T

1

I 2

4 5 6 7 S 9 L0 111213141516171S192021232324

U1

⑵链式绕组一一由相同节距的同心线圈组成

⑶交叉式绕组一一采用不等距的线圈组成，节省铜线