交流电机绕组课件
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A、B、C三个相带中心线依次相距1200，X相带中心线与A相带中 心线相距1800，同样，Y相带中心线与B相带中心线相距1800，Z相 带中心线与C相带中心线相距1800，在A相带中将导体电动势相量
1、2、3、19、20、21依次正向串联，然后再 将A
相带与X相带的电动势反向串联 得到A相
.
电动势 E A ；同理，将B、Y相带（C、Z）
一般，对于单层绕组， 每相最大并联支路数等 于极对数， 即：amax ? P。 注：电机绕组支路数是由设计决定的，不能任意改支路数。 7. 将A相绕组整体右移1200电角度，即得到B相绕组；将 A相绕组整体右移2400电角度，就得到C相绕组。
15
二、单层同心式绕组 与单层迭绕组比较，感 应电动势的导体数相等 ，导体分
式中，Bm、L、v均为常数，只要设计电 机时保证 励磁磁动势在气隙中产 生的磁场在空间按正弦 规 律分布，则它在交流绕 组中感应的电动势就随 时 间按正弦规律变化。
7
2. 用槽电势星形图分相以保证三相感应电动势对称 当正弦分布的磁场以转速n1旋转时，在定子圆周
上每槽导体中感应的电动势都是正弦波，幅值相等， 但在时间相位上不同.
P ?3600 Z
?
2 ? 3600 24
?
300
（4）每极每相槽数q — 整个电机定子中每相在每个极下所占有的槽
数，亦称为极相组。
q ? Z ? 24 ? 2 2Pm 2 ? 2 ? 3
即每个极相组占q? 1 ? 2 ? 300 ? 600电角度，故称为600 相带。
2. 画展开图，为了方便，从1号槽与24号槽之间切开展成一平面；
可得到第二个极相组的 两个线圈13.19，14.20，将两个极相组串联构 成A相
绕组。
14
6. 确定并联支路数 一相绕组可能有多条支 路，这些支路能够并联 的条件是每条
支路电动势必须相等， 否则产生环流。 本例中，A相两个极相组电动势相 量相等，这两个极相组 可
作为两条支路并联（ a ? 2），当然也可以串联成 为一条支路 （a ? 1）。本例中要求 a ? 1。
为了用电势相量来表示 它们，引入如下参数： 槽距角和槽距电角
8
槽距角? — 相邻两槽之间的机械角度，对于图
4.1所示电机有：
? ? 3600 ? 3600 ? 100
Z 36
槽距电角? 1 — 相邻两槽间相距的电角度
（在一对磁极范围内，电角度等于3600，
对于P对磁极，电角度 ? P ? 3600 )
（1）绕组的结构形式 （2）电势和磁势的计算方法
3
§4.1 交流绕组的基本要求 一、对交流绕组的基本要求是： 1.绕组产生的电动势（磁动势）接近 正弦波； 2.具有一定极对数的，能产生对称电 势和磁势的三相对称绕组； 3.用铜量小，省材料，工艺简单（在 一定导体数下产生尽可能大的电势）。
4
? 为满足上述三项设计要求，应遵循的设计原则 1.正弦分布的磁场在导体中感应正弦波电动势
第四章 交流电机绕组的 基本理论
1
几点说明
? 什么是交流电机？
与交流有关的旋转的能量转换装置称为交流电 机。
同步发电机 分 同步电机 同步电动机 类
异步发电机 异步电机
异步电动机
2
? 交流电机的共同性问题 虽然两种电机的激磁方式和运行性能有 很大差别，但电机内部发生的电磁现象 和机电能量转换原理基本相同，故存在 共同性问题如下：
（1）极距? — 一个磁极在定子圆周上 所跨的距离，一般以槽数计 ? ? Z ? 24wenku.baidu.com? 6槽
2P 4 （2）节距y1 — 一个线圈的两边在定子 圆周上所跨的距离，一 般
以槽数计。
y1 ? ?时，称整距；y1??时称为短距；y1??时称为长距。一般单层
绕组都是整距绕组。
13
（3）槽距电角： ? 1 ?
图4.1表示一台交流同 步发电机定子槽内导 体沿圆周分布情况， 定子槽数Z ? 36，磁 极对数2P ? 4，已励 磁的磁极由原动机拖 动以转速n1逆时针旋转。
5
以磁极N1的中心线为轴 线，在N1磁极下，气隙 中磁感应强度分布曲线
b（?）如图4.2所示，只
要合理设计磁极形状， 就可以使气隙中磁感应
10
(1) 1200 相带 利用槽电势星形图分
相可以保证三相绕组电 动势的对称性，最简单 的方法就是将图4.3所示 的星形图分成 3等份，每 等份120（0 称1200 相带）， 将相带内所有导体电动 势 相量相加，得到相电动 势，显然，三相绕组的 相电动 势是对称的。
11
（2）600 相带 用600 相带分相，将槽电势星形图分成6等份，故称为600 相带，
强度b（?）呈正弦分布。 b（?）? Bm cos?
旋转磁场在定子导体中 感应电势为
ec ? b(?）Lv ? Bm Lv cos?
6
设t ? 0时，某根导体对准磁极轴线，即? ? 00，
当转子磁极转速为 n1时，磁极切割导体的电 角速 度为：
? ? 2?P n1 则 ? ? ? t
60
? ec ? Bm Lv cos? t
即： ? 1
?
P ? 3600 Z
?
P?
9
对于图4.1所示的电机：? 1 ? 2? 10 ? 200
因各槽导体感应电动势大小相等，在时间相位上彼此相差200 电角度，槽1导体电动势相量用相量1表示，槽2导体电动势相 量2比相量1滞后200电角度，依次类推，可以绘出36个槽导体 的电动势相量，组成一个星形，称为槽电势星形图。如图
相带反相串联得到 B（C）相电动势相量
.
.
.
.
.
E B（E C ），显然，E A 、E B 、EC 是对称的，
且每相的导体相量分布 集中，可得到较
大的感应电势。
12
§4.2 三相单层绕组
单层绕组每槽只嵌放一 个线圈边，因此线圈数等于槽数的 1 。 2
一、单层迭绕组 例：试安排Z ? 24槽，2P ? 4，一条支路的三相单层 迭绕组展开图。 步骤： 1.计算有关数据
3. 按?分极，并且假设某瞬间电势方向；
4. 按q分组，然后按照A、Z、B、X、C、Y的次序将各组分配给各相 ?
构成三相对称绕组。
5. 把属于同一相的线挑出来，按照节距y1，将A相带中的导体1与X相带中
.
.
的导体7构成一个线圈，就实现了E1 与 E 7 的反向串联。同理，将导体2.8
构成线圈，将这两个线 圈串联得到A相带第一个极相组，用 同样的方法
1、2、3、19、20、21依次正向串联，然后再 将A
相带与X相带的电动势反向串联 得到A相
.
电动势 E A ；同理，将B、Y相带（C、Z）
一般，对于单层绕组， 每相最大并联支路数等 于极对数， 即：amax ? P。 注：电机绕组支路数是由设计决定的，不能任意改支路数。 7. 将A相绕组整体右移1200电角度，即得到B相绕组；将 A相绕组整体右移2400电角度，就得到C相绕组。
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二、单层同心式绕组 与单层迭绕组比较，感 应电动势的导体数相等 ，导体分
式中，Bm、L、v均为常数，只要设计电 机时保证 励磁磁动势在气隙中产 生的磁场在空间按正弦 规 律分布，则它在交流绕 组中感应的电动势就随 时 间按正弦规律变化。
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2. 用槽电势星形图分相以保证三相感应电动势对称 当正弦分布的磁场以转速n1旋转时，在定子圆周
上每槽导体中感应的电动势都是正弦波，幅值相等， 但在时间相位上不同.
P ?3600 Z
?
2 ? 3600 24
?
300
（4）每极每相槽数q — 整个电机定子中每相在每个极下所占有的槽
数，亦称为极相组。
q ? Z ? 24 ? 2 2Pm 2 ? 2 ? 3
即每个极相组占q? 1 ? 2 ? 300 ? 600电角度，故称为600 相带。
2. 画展开图，为了方便，从1号槽与24号槽之间切开展成一平面；
可得到第二个极相组的 两个线圈13.19，14.20，将两个极相组串联构 成A相
绕组。
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6. 确定并联支路数 一相绕组可能有多条支 路，这些支路能够并联 的条件是每条
支路电动势必须相等， 否则产生环流。 本例中，A相两个极相组电动势相 量相等，这两个极相组 可
作为两条支路并联（ a ? 2），当然也可以串联成 为一条支路 （a ? 1）。本例中要求 a ? 1。
为了用电势相量来表示 它们，引入如下参数： 槽距角和槽距电角
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槽距角? — 相邻两槽之间的机械角度，对于图
4.1所示电机有：
? ? 3600 ? 3600 ? 100
Z 36
槽距电角? 1 — 相邻两槽间相距的电角度
（在一对磁极范围内，电角度等于3600，
对于P对磁极，电角度 ? P ? 3600 )
（1）绕组的结构形式 （2）电势和磁势的计算方法
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§4.1 交流绕组的基本要求 一、对交流绕组的基本要求是： 1.绕组产生的电动势（磁动势）接近 正弦波； 2.具有一定极对数的，能产生对称电 势和磁势的三相对称绕组； 3.用铜量小，省材料，工艺简单（在 一定导体数下产生尽可能大的电势）。
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? 为满足上述三项设计要求，应遵循的设计原则 1.正弦分布的磁场在导体中感应正弦波电动势
第四章 交流电机绕组的 基本理论
1
几点说明
? 什么是交流电机？
与交流有关的旋转的能量转换装置称为交流电 机。
同步发电机 分 同步电机 同步电动机 类
异步发电机 异步电机
异步电动机
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? 交流电机的共同性问题 虽然两种电机的激磁方式和运行性能有 很大差别，但电机内部发生的电磁现象 和机电能量转换原理基本相同，故存在 共同性问题如下：
（1）极距? — 一个磁极在定子圆周上 所跨的距离，一般以槽数计 ? ? Z ? 24wenku.baidu.com? 6槽
2P 4 （2）节距y1 — 一个线圈的两边在定子 圆周上所跨的距离，一 般
以槽数计。
y1 ? ?时，称整距；y1??时称为短距；y1??时称为长距。一般单层
绕组都是整距绕组。
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（3）槽距电角： ? 1 ?
图4.1表示一台交流同 步发电机定子槽内导 体沿圆周分布情况， 定子槽数Z ? 36，磁 极对数2P ? 4，已励 磁的磁极由原动机拖 动以转速n1逆时针旋转。
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以磁极N1的中心线为轴 线，在N1磁极下，气隙 中磁感应强度分布曲线
b（?）如图4.2所示，只
要合理设计磁极形状， 就可以使气隙中磁感应
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(1) 1200 相带 利用槽电势星形图分
相可以保证三相绕组电 动势的对称性，最简单 的方法就是将图4.3所示 的星形图分成 3等份，每 等份120（0 称1200 相带）， 将相带内所有导体电动 势 相量相加，得到相电动 势，显然，三相绕组的 相电动 势是对称的。
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（2）600 相带 用600 相带分相，将槽电势星形图分成6等份，故称为600 相带，
强度b（?）呈正弦分布。 b（?）? Bm cos?
旋转磁场在定子导体中 感应电势为
ec ? b(?）Lv ? Bm Lv cos?
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设t ? 0时，某根导体对准磁极轴线，即? ? 00，
当转子磁极转速为 n1时，磁极切割导体的电 角速 度为：
? ? 2?P n1 则 ? ? ? t
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? ec ? Bm Lv cos? t
即： ? 1
?
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?
P?
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对于图4.1所示的电机：? 1 ? 2? 10 ? 200
因各槽导体感应电动势大小相等，在时间相位上彼此相差200 电角度，槽1导体电动势相量用相量1表示，槽2导体电动势相 量2比相量1滞后200电角度，依次类推，可以绘出36个槽导体 的电动势相量，组成一个星形，称为槽电势星形图。如图
相带反相串联得到 B（C）相电动势相量
.
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E B（E C ），显然，E A 、E B 、EC 是对称的，
且每相的导体相量分布 集中，可得到较
大的感应电势。
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§4.2 三相单层绕组
单层绕组每槽只嵌放一 个线圈边，因此线圈数等于槽数的 1 。 2
一、单层迭绕组 例：试安排Z ? 24槽，2P ? 4，一条支路的三相单层 迭绕组展开图。 步骤： 1.计算有关数据
3. 按?分极，并且假设某瞬间电势方向；
4. 按q分组，然后按照A、Z、B、X、C、Y的次序将各组分配给各相 ?
构成三相对称绕组。
5. 把属于同一相的线挑出来，按照节距y1，将A相带中的导体1与X相带中
.
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的导体7构成一个线圈，就实现了E1 与 E 7 的反向串联。同理，将导体2.8
构成线圈，将这两个线 圈串联得到A相带第一个极相组，用 同样的方法