电机与电力拖动第6章

• 机械角：电机圆周空间角度为360°或 为2π弧度，称这种角度为机械角。对 于一对磁极由N→S→N变化一周相当 于360°电角度或为2π电弧度。当电机 有p对磁极时，电角度=p×机械角。
• 分析：每一磁极占180°电角度，三相 绕组的每相绕组在一个极下只占三分 之一，即60°相带。
P=2时，绕组的排列
第六章 交流电机基础
交流电机的共同理论 绕组、电势和磁势
交流电机绕组构成原则 三相单层绕组 *三 相 双 层 绕 组
交流电机绕组电势 交流电机绕组磁势
交流电机的共同理论 绕组、电势和磁势 本章要求：
掌握交流电机三相绕组构成原则。 能够绘制三相单层同心式分布绕组展开图。 掌握基波磁场下集中、分布绕组线圈组电势计算。 熟悉基波磁场下双层、短距分布绕组相电势计算。
旋转，定子绕组切割气隙磁场，产生电势。
Y
C
N
An
X
S
Z
B
上下
电势频率 f n p 或 n 60 f
60
p
n转子每分钟的转速，p极对数
fN=50Hz p=1,n=3000rpm; p=2,n=1500rpm;
p=3,n=1000rpm;
N1
n
A
S1
S2
N2
上下
同步发电机定子结构
上下
二、异步电动机的工作原理
.
EAX
.
ECZ
.
EBY
电角度=机械角度p
上下
第三节 交 流 定子绕 组 的 电 动 势 气隙磁场分布
B
A
增加
气隙磁场可分解为正弦波
B ( ) B 1sin B 3 sin 3 ... B sin
1,3,5
上下
一、导体电势
导体A中电势为：
eA Blv
B sin lv
异步电机特点：结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉， 但它是感性负载，使电网功率因数变坏，调速性能差。
同步电机
异步电机
两种型式的交流电机在涉及的理论、 基本结构原理方面具有下面三个共同部分：
◆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
第一节 交 流 电 机
一、 同步发电机工作原理 定子绕组如图排列；转子磁极在外力作用下
4、元件制造方便，嵌线工艺方便，便 于保证质量和节约制造工时。
上下
二、绕组基本知识
• 极距是指每一磁极所占定子内圆周的 距离，即有 Z1
2p
• 节距y是指线圈两有效边之间的距离。 单层绕组是整距绕组，即有y=τ
• 每极每相槽数q是指一个磁极下一相绕
组所占有的槽数，即有： q
Z1
2 pm1
• 相带：是指一相绕组在一个磁极下连 续所占的范围。
掌握单相绕组产生脉振磁势及其主要结论。
熟练掌握单相绕组产生脉振磁势基波可以分解为两 个转向相反的旋转磁势。
掌握三相绕组产生旋转磁势的条件、性质及其主要 结论。
熟练掌握三相对称绕组产生圆形旋转磁势基波的大 小、转向、速度 。
交流电机
同步电机 异步电机
同步发电机
同步电动机 异步电动机 异步发电机(性能较差）
A1
X1 总槽数Z
每极每相槽数q= 2pm
P：极对数；m：相数。
上下
线圈节距Y1:一个线圈的两个有效边之间的距离。
y1 Z 2p
槽距角
p
360 Z
总电角度 总槽数
上下
绕组编绕方法有：同心式和叠绕
A
X
同心式
AX 叠绕
单匝
上下
二、 三 相 单 层 交 流 绕 组
一交流机：Z=24，P=2，m=3，画出单层同
心式绕组展开图。
1、画出结构图，标出槽号 C2
21
2、标出AZBXCY的位置
q Z 24 2
22
Y2 23 24
X2 2019 181B72
16 Z2 15
2pm 2 2 3
A1
1 2
14 13
A2
3
12
Z1 4
11 Y1
5 B1
6
78 X1
10 9 C1
上下
3、画出绕组展开图
每相绕组由两个 线圈组组成。如: A1X1，A2X2；组成
每对磁极下，都应 有一个ABC三相绕组， 其排列顺序在一对磁极 下应对称。
结论：
C2
X2
Y2
来自百度文库A1
Z1
B1
X1
B2 Z2
A2
Y1 C1
三相绕组排列顺序为：每对磁极下，六个绕组边 在空间沿转子转向排列顺序为：A、Z、B、X、C、Y； 且互差60º电角度。 电角度=机械角度p
上下
每相绕组不可能 放在一个槽中，应均 匀放在相邻的几个槽 中，串联在一起。
N
n1
T
n
S
e2 有功i2
fem
原理视频
第二节 三相交流电机的定子绕组
异步电动机的工作磁场（主磁场）是一种旋转 磁场，是依靠定子绕组中通以交流电流来建立的。 因此，定子上的三相绕组必须保证当它通以三相交 流电流后，其所建立的旋转磁场具有一定的极数、 一定的大小，并且在空间的分布波形接近正弦波形， 而且由该旋转磁场在绕组本身中所感应的电动势也 是对称的。这种旋转磁场由旋转磁动势来建立，那 么对磁场的要求，也就是对磁动势的要求。
1,3,5
L：导体A的有效长度； v：导体A相对于磁场的运动速度。
B 是旋转的，旋转的角频率 为，则导体A相对磁密的空间电
b
角度= t。
eA B sin t lv
A
1, 3,5
上下
绕组展开图
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
A1
X1 2221
23
A2 2019 181716Z2
X2
24
15
A
1 A1
2
14A2
X
13
Z1
3 4
12 11Y1
5B1 6 7
8
9
10
C1
X1
上下
当定子每相绕组AX、BY、CZ匝数相同， 六个绕组端在空间沿转子转向排列顺序为：A、 Z、B、X、C、Y；且互差60º电角度时，三相 电势为对称电势。
交流电机包含异步机和同步机。其定子结构相 同，都由定子铁芯和定子绕组组成；它们的绕组、 电势、磁势都相同。
一、交流绕组构成原则
1、每相绕组产生的相电势应为正弦，且数值尽可 能大。
2、各相绕组的电势、电阻和电抗在数值上尽可能相 等，感应电势在相位上也要对称，即在时间上互差 120º电角度。
3、端接线尽可能短，节约铜线，减小损耗。
C2 21
22
Y2 23 24
X2 2019 181B72
16 Z2 15
A相。其中A1X1， A2X2感应的电势相
A1
1 2
14 13 A2
同。
y1 Z 6
2p
每个线圈组由两个线
3
12
Z1 4
11 Y1
5 B1
6
78 X1
10 9 C1
圈组成，1，2；7，8；组
成A1X1线圈组。
13，14；19，20；组成A2X2线圈组。