电机学电机绕组 PPT
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直流电机绕组PPT课件
▪ 联结规律：
▪ （1）同一元件的两个出线端分别接至相邻的 换向片上；
▪ （2）相邻的两个元件接至相邻的换向片上。
.
20
3.4 8槽的双叠绕组
.
21
8槽的双叠绕组
.
22
▪ 了解了8槽绕组的情况，能不类推出16槽的 单叠绕组的情况？它们之间有没有什么差 别？
.
23
.
24
单叠绕组 瞬时绕组电路图
▪ 3 “16槽单叠绕组 瞬时绕组电路图” 和 “16槽 单叠绕组展开图” 说明为什么绕组是闭合的？整 个闭合回路中会不会产生环流？如果产生环流， 会有什么样的后果。
.
30
▪ 4. 参考“16槽单叠绕组 瞬时绕组电路图” 和 “16槽 单叠绕组展开图” ，如果“16 槽 单叠绕组展开图” 中，最左边的那个N 极的极性突然消失， “16槽单叠绕组 瞬时 绕组电路图”中，哪些元件中的电流会发 生变化（要指明元件边槽号，如“1号元件 5号槽的下元件边”）？根据上面的分析说 明其对整个电路带来的影响。
12长距绕组Βιβλιοθήκη .13区别？
.
14
直流电机的 绕组名称
▪ 电枢表面上均匀分布的槽内嵌放着许多线 圈，这些线圈按照一定的规律连接起来， 构成直流电机的电枢绕组。
▪ (1)一个线圈是绕组的一个单元，称为元件。
▪ (2)极距：相邻两主极之间的距离，用 表
示。
.
15
▪ 短距线圈 ▪ 等距线圈 ▪ 长距线圈 ▪ 哪种线圈能获得的电势最大？
.
25
分析
▪ 1 那些部分是电枢的（能移动的）？那些 是静止的？
▪ 2 槽中元件的电流方向和磁极之间的关系？ ▪ 3 为什么绕组要闭合呢？ ▪ 4一个N极突然失去励磁，会发生什么事故？
▪ （1）同一元件的两个出线端分别接至相邻的 换向片上；
▪ （2）相邻的两个元件接至相邻的换向片上。
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3.4 8槽的双叠绕组
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8槽的双叠绕组
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22
▪ 了解了8槽绕组的情况，能不类推出16槽的 单叠绕组的情况？它们之间有没有什么差 别？
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单叠绕组 瞬时绕组电路图
▪ 3 “16槽单叠绕组 瞬时绕组电路图” 和 “16槽 单叠绕组展开图” 说明为什么绕组是闭合的？整 个闭合回路中会不会产生环流？如果产生环流， 会有什么样的后果。
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30
▪ 4. 参考“16槽单叠绕组 瞬时绕组电路图” 和 “16槽 单叠绕组展开图” ，如果“16 槽 单叠绕组展开图” 中，最左边的那个N 极的极性突然消失， “16槽单叠绕组 瞬时 绕组电路图”中，哪些元件中的电流会发 生变化（要指明元件边槽号，如“1号元件 5号槽的下元件边”）？根据上面的分析说 明其对整个电路带来的影响。
12长距绕组Βιβλιοθήκη .13区别？
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14
直流电机的 绕组名称
▪ 电枢表面上均匀分布的槽内嵌放着许多线 圈，这些线圈按照一定的规律连接起来， 构成直流电机的电枢绕组。
▪ (1)一个线圈是绕组的一个单元，称为元件。
▪ (2)极距：相邻两主极之间的距离，用 表
示。
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15
▪ 短距线圈 ▪ 等距线圈 ▪ 长距线圈 ▪ 哪种线圈能获得的电势最大？
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25
分析
▪ 1 那些部分是电枢的（能移动的）？那些 是静止的？
▪ 2 槽中元件的电流方向和磁极之间的关系？ ▪ 3 为什么绕组要闭合呢？ ▪ 4一个N极突然失去励磁，会发生什么事故？
电机绕组展开图图文并茂
电机绕组展开图
直流电机的励磁绕组有好几种，有串励绕组，并励绕组，他励绕组。
转子上的绕组叫电枢绕组。
换向极上有换向绕组（用于改善电机换向）。
大容量的直流电机上，极靴上可能还会有补偿绕组（减小电枢反应带来的副作用）。
单相电机分主绕组和副绕组，也有的叫法是运行绕组和启动绕组。
三相异步电机一般就是定子绕组和转子绕组，一般的三相异步电机转子绕组是铸铝导条或都铜条，绕线式异步电机转子绕组也是嵌进去的漆包线。
同步电机分定子绕组和励磁绕组，有的同步电机有阻尼绕组，有的同步电动机有启动绕组。
电机学交流绕组-PPT文档资料
则：
I a I a I a I a 0 b I b I b I b 0 I I c I c I c I c 0
对称分量法
5
令
Ia, Ib, Ic
Ia, Ib, Ic
2
Ia0 Ia0
Ia Ia Ia0
1 (Ia aIb a 2Ic ) 3 1 2 (Ia a Ib aIc ) 3 1 (Ia Ib Ic ) 3
8
图5－1 不对称分量法的分解与合成
一.对称分量法
结论：已知三相不对称分量，可求出其各对称分 量。反过来，如果已知对称分量也求出三相不对 称分量。
Ia Ia Ia Ia0 I b a 2 I a aI a I c aI a a 2 I a
Ia0 Ia0
7
一.对称分量法
Ia Ia Ia Ia0 I b a 2 I a aI a I c aI a a I a
第五章 三相变压器的异常运行
第一节 三相变压器的不对称运行 第二节 变压器的空载合闸 第三节 变压器的突然短路
1
第一节 三相变压器的不对称运行
主要内容：
• 了解不对称运行的分析方法之一： 对称分量法； • 熟悉变压器的各序阻抗：零序阻 抗受那些因素影响
2
• 三相变压器运行时，总是尽可能使负载对称，可提 高变压器的运行效率。 • 但实际运行过程中，负载不一定对称，如变压器供 电给单相电炉或电焊机等单相负载，照明负载也很 难对称，如果系统发生故障（如单相接地短路等） 更会造成严重不对称。 • 一般来说，三相电源对称，如果负载不对称，变压 器三相电流不对称，内部阻抗压降也不对称，导致 二次侧电压不对称。 • 电力变压器中，内部阻抗压降小，负载电流不对称 对二次电压不对称程度影响不是很大，但Yyn联结方 式的变压器，负载不对称时，将引起相电压的显著 不对称，导致变压器无法正常工作。
第五章 三相异步电动机绕组.ppt
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5.1 三相异步电动机绕组概述
5.1.1 三相交流绕组的要求
三相交流绕组的作用是产生旋转磁场和感应电势，即当三 相对称电流通过空间作对称分布的三相交流绕组，将产生三 相合成旋转磁场(详见第6章)。该旋转磁场与静止的三相交流 绕组发生相对切割运动，根据电磁感应定律可知，在三相交 流绕组内感应产生对称的三相电势。或者，当气隙中存在外 加的旋转磁场时，三相交流绕组切割该磁场感应产生对称的 三相电势(详见第8章)。负载运行后，三相交流绕组内出现三 相电流。如图5-1所示。
Eclm=Bmllv
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5.1 三相异步电动机绕组概述
5.1.3.1整距线圈的电动势
设线圈的匝数为NC，每匝线圈都有两个有效边。对于 整距线圈，如果一个有效边在N极中心底下，则另一个有效 边就刚好处在S极的中心底下，如图5-7a所示。可见两有效边 内的电动势瞬时值大小相等而方向相反。但就一个线匝来说， 两个电动势正好相加。若把每个有效边的电动势的正方向都 规定为从上向下(见 ,图5-7b)，则用相量表示时，两有效边的电
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5.1 三相异步电动机绕组概述
结构方面 （1）要求三相交流绕组必须是对称分布的，各相绕组的导体
数、并联支路数、导体的规格必须相同。 （2）每相绕组在空间位置上应均匀分布，三相绕组在空间位
置上分别相差120º电角度。 （3）每相绕组在空间上的分布规律相同。
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5.1 三相异步电动机绕组概述
6、每极每相槽数(q) 它是指每相绕组在磁极下所占有的槽数， 以三相异步电动机为例，每极每相槽数q可表示为：
q= Z 3 2 p
每极每相交流绕组在圆周上连续占据的电角度称为相带。三 相交流绕组通常为60º相带。分布如下图5-5 7、极相组 极相组是指一个磁极下属于同一相的q个绕组元 件按一定方式联接而成的组合体，或称为线圈组。同一个极 相组中所有的绕组元件电流方向相同。
5.1 三相异步电动机绕组概述
5.1.1 三相交流绕组的要求
三相交流绕组的作用是产生旋转磁场和感应电势，即当三 相对称电流通过空间作对称分布的三相交流绕组，将产生三 相合成旋转磁场(详见第6章)。该旋转磁场与静止的三相交流 绕组发生相对切割运动，根据电磁感应定律可知，在三相交 流绕组内感应产生对称的三相电势。或者，当气隙中存在外 加的旋转磁场时，三相交流绕组切割该磁场感应产生对称的 三相电势(详见第8章)。负载运行后，三相交流绕组内出现三 相电流。如图5-1所示。
Eclm=Bmllv
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5.1 三相异步电动机绕组概述
5.1.3.1整距线圈的电动势
设线圈的匝数为NC，每匝线圈都有两个有效边。对于 整距线圈，如果一个有效边在N极中心底下，则另一个有效 边就刚好处在S极的中心底下，如图5-7a所示。可见两有效边 内的电动势瞬时值大小相等而方向相反。但就一个线匝来说， 两个电动势正好相加。若把每个有效边的电动势的正方向都 规定为从上向下(见 ,图5-7b)，则用相量表示时，两有效边的电
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5.1 三相异步电动机绕组概述
结构方面 （1）要求三相交流绕组必须是对称分布的，各相绕组的导体
数、并联支路数、导体的规格必须相同。 （2）每相绕组在空间位置上应均匀分布，三相绕组在空间位
置上分别相差120º电角度。 （3）每相绕组在空间上的分布规律相同。
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5.1 三相异步电动机绕组概述
6、每极每相槽数(q) 它是指每相绕组在磁极下所占有的槽数， 以三相异步电动机为例，每极每相槽数q可表示为：
q= Z 3 2 p
每极每相交流绕组在圆周上连续占据的电角度称为相带。三 相交流绕组通常为60º相带。分布如下图5-5 7、极相组 极相组是指一个磁极下属于同一相的q个绕组元 件按一定方式联接而成的组合体，或称为线圈组。同一个极 相组中所有的绕组元件电流方向相同。
交流电机的绕组、电势和磁势(PPT 57页)
一.求出每极每相槽数，要求三相电势对称，q应 相等
26
单层绕组
单层——每槽中只放置一层元件边，元 件数等于槽数的一半，无需层间绝缘， 结构和嵌线较简单
单层绕组只适用于10kW以下的小型异步 电动机，其极对数通常是p＝l,2,3,4
单层绕组通常有链式、交叉式和同心式 等三种不同排列方式
27
单层绕组
单层绕组：构造方法和步骤 •1、分极分相 •2、连线圈和线圈组 •3、连相绕组 •4、连三相绕组
交流电机的绕组、电势和磁势 （PPT 57页）
2
汽轮发电机结构
300MW水氢冷发电机结构
3
天马行空官方博客：/tmxk_docin ;QQ:1318241189
导体 交流绕组
同步发电机原理结构示意图（截面图） Nhomakorabea三相异步电机结构图
第七章 交流电机的绕组
交流绕组的基本概念
28
单层绕组：构造方法和步骤
• 1、分极分相: 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）
并标记假设的感应电势方向。 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。 • 2、连线圈和线圈组：
将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈 （共有q个线圈，为什么？）
将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组 （共有多少个线圈组？）
19
60°相带绕组
把每对极所对应的定子槽等分为六个等分。依 次称为a、c'、b、a'、c、b'相带，各相绕组放 在各自的相带范围内
天马行空官方博客：/tmxk_docin ;QQ:1318241189
20
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、 B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的 绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的 电角度称为相带，一般用600相带
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单层绕组
单层——每槽中只放置一层元件边，元 件数等于槽数的一半，无需层间绝缘， 结构和嵌线较简单
单层绕组只适用于10kW以下的小型异步 电动机，其极对数通常是p＝l,2,3,4
单层绕组通常有链式、交叉式和同心式 等三种不同排列方式
27
单层绕组
单层绕组：构造方法和步骤 •1、分极分相 •2、连线圈和线圈组 •3、连相绕组 •4、连三相绕组
交流电机的绕组、电势和磁势 （PPT 57页）
2
汽轮发电机结构
300MW水氢冷发电机结构
3
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导体 交流绕组
同步发电机原理结构示意图（截面图） Nhomakorabea三相异步电机结构图
第七章 交流电机的绕组
交流绕组的基本概念
28
单层绕组：构造方法和步骤
• 1、分极分相: 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）
并标记假设的感应电势方向。 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。 • 2、连线圈和线圈组：
将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈 （共有q个线圈，为什么？）
将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组 （共有多少个线圈组？）
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60°相带绕组
把每对极所对应的定子槽等分为六个等分。依 次称为a、c'、b、a'、c、b'相带，各相绕组放 在各自的相带范围内
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20
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、 B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的 绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的 电角度称为相带，一般用600相带
电机学交流绕组 ppt课件
第四章 交流绕组理论
第四章 交流绕组及其电动势和磁动势
主要内容：交流绕组的构成，绕组连接规律及电动势和磁动势。
交流电机
同步电机：主要作为发电机，也可作为电动机和补偿机。
感应电机：主要作为电动机，有时也作发电机。
同步电机和异步电机虽然激磁方式和运行特性有很大差别，但电机定子 中发生的电磁现象和机电能转换的原理却基本上是相同的，因此存在许 多共性问题，可统一进行研究。本章就是研究交流电机的绕组、电动势 、磁动势问题。这些问题对于分别研究异步电机和同步电机的运行性能 有着重要意义。
3
第四章 交流绕组理论
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； (3)绕组的铜耗要小，用铜量要小； (4)绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好， 制造要方便。
第四章 交流绕组理论
第四章 交流绕组理论
第四章 交流绕组理论
第四章 交流绕组理论
六、基波电动势与磁通链间的相位关系
第四章 交流绕组理论
4.5 感应电动势中的高次谐波
本节讨论主极磁场非正弦分布时所引起的谐波电动势。
以上我们假定主极磁场在气隙内为正弦分布，实际上 ，主极磁场并非完全按正弦规律分布，此时将磁场波 进行谐波分析，可得基波和一系列高次谐波，相应的 交流绕组中感应电动势除基波外还有一系列高次谐波 电动势。本节讨论非正弦磁场分布所引起的谐波电动 势及其削弱的方法。
二、交流绕组的分类
按相数分
单相 三相
按每极每相槽数分
整数槽 分数槽
按槽内层数分
单层 双层
同心式 交叉式 链式
电机学PPT课件-直流电机原理与绕组
电磁转矩
Tem 2 paN IaCTIa
一台制造好的电机， 它的电磁转矩正比于每极磁通 φ （韦伯)和电枢电流(A)， 与磁密分布无关。
和Ia大小和方向可以改变
电势常数Ce和转矩常数CT决定于结构常数。 它们的关系为：
C T 60 C e 2
Ea Cen TemCTIa
为制动转矩，吸收机械功率。
电枢电动势Ea与电流Ia方向相反 ， 吸收电功率。
电磁转矩Tem与转速n方向一致，为驱 动转矩，输出机械功率。
直流电机的空载磁场
当励磁绕组的串联匝数
为 N f ，流过电流为 I f ，
每极的励磁磁动势为：
Ff If Nf
直流电机的空载磁场
为了感应电动势或产生电
磁转矩，直流电机气隙中需要
+
-
cd
ab
a→b→c→d
+
-
（2）直流发电机运行时的几点结论
1. 电枢线圈内电势、电流是交流电；
2. 电刷间为直流电势。
3. 发电机运行时:线圈中感应电势与电流方向一致；
4. 电动机运行时:线圈中感应电势与电流方向相反；
5. 3,由于换向片和电刷配合作用，才把线圈中的交流 电势“换向”成引出端的直流电势；
三、电磁功率
电枢电功率
PemEa Ia Ce nIa 260CT nIa Tem 机械功率
直流电动机：从电源吸收的电功率， 通过电磁感应 作用， 转换成轴上的机械功率； 直流发电机：原动机克服电磁转矩的制动作用所做的 机械功率等于通过电磁感应作用在电枢回路所得到的 电功率。
有关电枢绕组名词、术语
极轴线：磁极中心线--d 轴
几何中心线：磁极之间的平分线--q轴
电机学电机绕组 PPT
(5)用铜少;下线方便;强度好。
相带与电势星形图
交流绕组得形式
交流绕组
单层绕组
等元件式整距叠绕组 同心式绕组 链式绕组 交叉链式绕组
双层绕组
双层叠绕组 双层波绕组
绕组展开图
• 表示定子绕组得联结关系 • 主要两种:单层、双层 • 画法:
– 计算极距 – 每极每相槽数 – 计算相带数、分相带
• 相带数=总槽数/q 或 =极数*3 即:6p
• 如槽距角为α,则相邻两相错开得槽数为120/α。 • 电势相加原则:线圈两个圈边得感应电势应该相加;线 圈与线圈之间得连接也应符合这一原则。
• 如线圈得一个边在N极下,另一个应在S极下。
对交流绕组得要求
(1)交流绕组通电后, 必须形成规定得磁场极数;
(2)多相绕组必须对称, 不仅要求m相绕组得匝数N、跨距y1、线径及 在圆周上得分布情况相同, 而且m相绕组得轴线在空间上互差3600/m 电角度。
跨距得选择(1)
对于
y1
2k
例:为消除5次谐波,
y1
2,
5
或
y1
4 ，
5
从不过分消除基波与用铜考虑, 应选尽可能接近于整距得短 节距。即2k＝－1,
此时，
y1
1
换言之，
为了消除第次谐波，
只要选比整距短
的短距线圈
消除5次谐波得跨距选择
采用分布绕组
对于5次谐波， 选用 4 对于7次谐波， 选用 6
2、线圈中得感应电势
整距线圈中得感应电势
• 线圈得两个有效边处 于磁场中相反得位置, 其感应电势相差180电 角度。
• 整距线圈的感应电
势E y： En1 En2 2En1
相带与电势星形图
交流绕组得形式
交流绕组
单层绕组
等元件式整距叠绕组 同心式绕组 链式绕组 交叉链式绕组
双层绕组
双层叠绕组 双层波绕组
绕组展开图
• 表示定子绕组得联结关系 • 主要两种:单层、双层 • 画法:
– 计算极距 – 每极每相槽数 – 计算相带数、分相带
• 相带数=总槽数/q 或 =极数*3 即:6p
• 如槽距角为α,则相邻两相错开得槽数为120/α。 • 电势相加原则:线圈两个圈边得感应电势应该相加;线 圈与线圈之间得连接也应符合这一原则。
• 如线圈得一个边在N极下,另一个应在S极下。
对交流绕组得要求
(1)交流绕组通电后, 必须形成规定得磁场极数;
(2)多相绕组必须对称, 不仅要求m相绕组得匝数N、跨距y1、线径及 在圆周上得分布情况相同, 而且m相绕组得轴线在空间上互差3600/m 电角度。
跨距得选择(1)
对于
y1
2k
例:为消除5次谐波,
y1
2,
5
或
y1
4 ，
5
从不过分消除基波与用铜考虑, 应选尽可能接近于整距得短 节距。即2k＝－1,
此时，
y1
1
换言之，
为了消除第次谐波，
只要选比整距短
的短距线圈
消除5次谐波得跨距选择
采用分布绕组
对于5次谐波， 选用 4 对于7次谐波， 选用 6
2、线圈中得感应电势
整距线圈中得感应电势
• 线圈得两个有效边处 于磁场中相反得位置, 其感应电势相差180电 角度。
• 整距线圈的感应电
势E y： En1 En2 2En1
电机第十章交流电机的绕组和电动势PPT课件
一、交流绕组构成原则
1、在一定的导体数下，绕组的合成电动势和
磁动势波形应接近正弦形（采用双层分布短距 绕组，消除谐波），而且绕组的用铜量较省， 绕组损耗较小；
2、对三相绕组，各相的电动势和磁动势要求
对称而各相的电阻和电抗都相同；
一、交流绕组构成原则 3、绕组的绝缘和机械强度要可靠，散热条件
要好；
而极距总是 τ = 180°电角度，与极对数 p 无关。
谨记：
空间机械角度： 空间电角度： p
2、槽距角
．．．．．
．
．
．
N
．
．S ．
S
． ．
．
．
．N ．． ．
．．．
2、槽距角
槽距角 a 为每相邻线圈边之间的电角度 或两槽之间的槽距角（单位为电角度）。
定子一周总的电角度为：360°×ｐ
则每槽占电角度：
4、制造、安装、检修要方便。
首先回顾一下直流电机电枢单叠绕组的连接。
1号元件
2号元件
3号元件……. …串联,
最终所有元件串联成为一个回路，支路由电刷隔成。
但是，交流电机（同步电机和异步电机）绕 组和直流电机绕组是不同的，一般嵌在定子槽中 （静止）。
交流电机绕组分为A、B、C 三相，三相绕组 对称分布，空间位置上彼此相隔120°电角度。
4、p 对磁极，每相有 p 个线圈组。
5、各线圈组可以并联、串联、串并联。最大
并联支路数 amax = p
182 页
10-4 三相双层绕组 一、三相双层叠绕组 二、每相每支路线圈匝数N 的计算
双层绕组的特点：
每一个槽分成上层和下层，线圈的一 条有效边嵌在某槽的上层，而另 一条有效 边嵌在相隔一定槽数（节距 y1 )的另一槽的 下层。
三相异步电动机的定子绕组PPT课件
因而一对磁极占有的空间是360°电角度。若电机有p对磁极， 电 机 圆 周 期 按 电 角 度 计 算 就 为 p×360° ， 而 机 械 角 度 总 是 360°，因此电角度=p×机械角度。
3．绕组及绕组展开图
绕组是由多个线圈按一定方式连接起来构成的。表示 绕组的连接规律一般用绕组展开图，即设想把定子（或转子）
根据y=-1=5，把2号槽的线圈边和7号槽的线圈边组成一个线圈，8
号和13号，14号和19号，20号和1号，共组成4个线圈，把这些同一
极 之
相 间
的 的
2p=
连线
按4 个同线一圈相串的联相成邻一的个线U圈1U边2电线流圈应组反，相构的成原U 相则
绕组 ，连
。 成
各 一
线 路
圈 串
联，其规律是线圈的“尾连尾，头连头”。我们称一相绕组为链式绕
第2页/共18页
建
立3旋. 2转.从2磁三场三相，相异进步异行电步能动电量机动转的机换工的定作核子原心理绕部可组件知的。，几为定个了子基便三于相本掌绕 握组
是 绕
组 的概排念列和 连 接 规律 ， 先 介绍 有 关 交流 绕 组 的一 些 基 本知识
与概念。
1．线圈
组成交流绕组的单元是线圈。它有两个引出线，一个 叫首端，另一个叫末端，如图3.9，在简化实际线圈的描述时， 可用一匝线圈来等效多匝线圈，其中，铁心槽内的直线部分 称为有效边，槽外部分称为端部。
z1 24 6
2p1 4
q z1 24 2 2m1 p 2 3 2
p 360 2 360 30
z1
24
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2．划分相带
槽
和
槽
在图3.10的平面上画2 中的线圈边，并且按1,
3．绕组及绕组展开图
绕组是由多个线圈按一定方式连接起来构成的。表示 绕组的连接规律一般用绕组展开图，即设想把定子（或转子）
根据y=-1=5，把2号槽的线圈边和7号槽的线圈边组成一个线圈，8
号和13号，14号和19号，20号和1号，共组成4个线圈，把这些同一
极 之
相 间
的 的
2p=
连线
按4 个同线一圈相串的联相成邻一的个线U圈1U边2电线流圈应组反，相构的成原U 相则
绕组 ，连
。 成
各 一
线 路
圈 串
联，其规律是线圈的“尾连尾，头连头”。我们称一相绕组为链式绕
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建
立3旋. 2转.从2磁三场三相，相异进步异行电步能动电量机动转的机换工的定作核子原心理绕部可组件知的。，几为定个了子基便三于相本掌绕 握组
是 绕
组 的概排念列和 连 接 规律 ， 先 介绍 有 关 交流 绕 组 的一 些 基 本知识
与概念。
1．线圈
组成交流绕组的单元是线圈。它有两个引出线，一个 叫首端，另一个叫末端，如图3.9，在简化实际线圈的描述时， 可用一匝线圈来等效多匝线圈，其中，铁心槽内的直线部分 称为有效边，槽外部分称为端部。
z1 24 6
2p1 4
q z1 24 2 2m1 p 2 3 2
p 360 2 360 30
z1
24
第7页/共18页
2．划分相带
槽
和
槽
在图3.10的平面上画2 中的线圈边，并且按1,
电机chap6交流电机绕组及其感应电动势精品PPT课件
元件(线圈)
五、交流绕组的连接规律
1、与绕组连接有关的名词术语
（1）电角度
➢ 磁场每转过一对磁极，电势变化一个周期，称为 360°电角度。在电机中一对磁极所对应的角度 定义为360°电角度。（几何上，把一圆周所对 应的角度定义为360°机械角度。）
➢ 磁极对数为p 圆周机械角度为360° 电角度为 =p×机械角度
Z 2p
表示一个磁极的范围，用槽数来表示。
即基波磁场每极所对应的槽数。
（6）节距 y (跨距；槽中线圈两个圈边的宽度)
➢ 表示元件（线圈）的宽度。元件放在槽内，其宽 度可用元件两边所跨越的槽数表示。
2、交流绕组连接的七个步骤：
（1）求极距；（2）取节距；（3）算相带q；（4） 算槽距角；（5）画相带表或电势星形图；（6）连 线圈和线圈组；（7）连单相绕组和三相绕组 分析工具：槽导体电势星形图 或相带表。把电枢上 各槽内导体按正弦规律变化的电势分别用矢量表示， 构成一辐射星形图
一般为整数槽分布
➢ 分数槽绕组——q为分数
（4）槽距角
➢ 相邻两槽之间的电角度（每条槽对应的电角度）
➢ 已知总槽数Z、极对数p p × 360°
=
圆周的电角度
Z
（5）极距τ
➢ 相邻两磁极对应位置两点之间的圆周距离。 几何尺寸——每极所对应的定子内圆弧长
D
2p
设D为定子内圆直径。 ➢ 一般用槽数表示极距：
四、交流绕组的构成原则
•均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相 绕组在每个极域内所占的槽数应相等 。
•每极槽数用极距τ表示 •每极每相槽数q •对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周 空间互相错开1200电角度。 •如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为1200 /α。 •电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线 圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。 •如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。
电机学课件第11章旋转电机交流绕组的电势和磁势
至槽的另一壁的漏磁通
端部漏磁通：匝联绕组端部的漏磁通
谐波漏磁通：谐波磁势会产生谐波磁通。电机正常运转时，谐波磁通 不会产生有用的转矩。尽管谐波磁通也能同时匝链定子和转子绕组， 也将其归入漏磁通。
漏电抗:漏磁通在定子绕组中感应漏磁电势,用漏抗压降表示: E1 jX1I1
转子绕组通过电流时，也会有漏磁通。对应的漏抗电势: E2jX2I2
三、影响漏电抗大小的因素
漏电抗对电机的性能有很大的影响。
电抗公式:
X2 fL2 fN 2 fNN i2 fN 2
i
i m m
即 电流频率、绕阻匝数、漏磁路的磁阻是决定漏磁通大小的主要因素。
比如，槽口宽则槽口漏磁通小；匝数多时，则端部漏磁通增大较多。
第11章 旋转电机交流绕组的电势和磁势
内容提要
❖旋转磁场是交流电机工作的基础。 ❖在交流电机理论中有两种旋转磁场：
(1)机械旋转磁场（二极机械旋转磁场，四极机械旋转磁场） (2)电气旋转磁场（二极电气旋转磁场，四极电气旋转磁场）
❖通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场。 ❖三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机的气隙空间 产生电气旋转磁场。 ❖两种旋转磁场尽管产生的机理不相同，但在交流绕组中形成电磁感 应的效果是一样的。 ❖交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。
总串联匝数
N1
2 pqN y a
双层绕组要考虑到短距系数: E p 4 .4 4 f1 N 1 k q k y 1 4 .4 4 f1 N 1 k w 1
绕组系数：kw1= ky kq
5.本节小结：
❖正弦分布的以转速n1旋转的旋转磁场，在三相对称交流绕组中会感应 出三相对称交流电势。 ❖感应电势的波形与磁场分布波形相同，为正弦波。 ❖感应电势的频率为 f = pn/60（Hz） ❖每相电势的大小为 Ep1 =4.44 f N1Φ1Kw1 ❖绕组系数:kw1= ky kq, kq= sin(qα/2) / (q sinα/2) ,ky= cosβ/2
端部漏磁通：匝联绕组端部的漏磁通
谐波漏磁通：谐波磁势会产生谐波磁通。电机正常运转时，谐波磁通 不会产生有用的转矩。尽管谐波磁通也能同时匝链定子和转子绕组， 也将其归入漏磁通。
漏电抗:漏磁通在定子绕组中感应漏磁电势,用漏抗压降表示: E1 jX1I1
转子绕组通过电流时，也会有漏磁通。对应的漏抗电势: E2jX2I2
三、影响漏电抗大小的因素
漏电抗对电机的性能有很大的影响。
电抗公式:
X2 fL2 fN 2 fNN i2 fN 2
i
i m m
即 电流频率、绕阻匝数、漏磁路的磁阻是决定漏磁通大小的主要因素。
比如，槽口宽则槽口漏磁通小；匝数多时，则端部漏磁通增大较多。
第11章 旋转电机交流绕组的电势和磁势
内容提要
❖旋转磁场是交流电机工作的基础。 ❖在交流电机理论中有两种旋转磁场：
(1)机械旋转磁场（二极机械旋转磁场，四极机械旋转磁场） (2)电气旋转磁场（二极电气旋转磁场，四极电气旋转磁场）
❖通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场。 ❖三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机的气隙空间 产生电气旋转磁场。 ❖两种旋转磁场尽管产生的机理不相同，但在交流绕组中形成电磁感 应的效果是一样的。 ❖交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。
总串联匝数
N1
2 pqN y a
双层绕组要考虑到短距系数: E p 4 .4 4 f1 N 1 k q k y 1 4 .4 4 f1 N 1 k w 1
绕组系数：kw1= ky kq
5.本节小结：
❖正弦分布的以转速n1旋转的旋转磁场，在三相对称交流绕组中会感应 出三相对称交流电势。 ❖感应电势的波形与磁场分布波形相同，为正弦波。 ❖感应电势的频率为 f = pn/60（Hz） ❖每相电势的大小为 Ep1 =4.44 f N1Φ1Kw1 ❖绕组系数:kw1= ky kq, kq= sin(qα/2) / (q sinα/2) ,ky= cosβ/2
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通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场； (2) 电气旋转磁场
三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机 的气隙空间产生电气旋转磁场； 交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。
旋转磁场
机械旋转磁场
电气旋转磁场
一、相绕组中的基本电动势
• 交流绕组的构成：导体--线圈--线圈组--一相绕组-三相绕组 。
• 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错
开120电角度。
每极每相槽数
q Z 2 pm
q Z 2 pm
连线圈和线圈组
2. 连线圈和线圈组： • 将一对极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线 圈，共有q个线圈。 • 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组； （共有多少个线圈组？） • 以上连接应符合电势相加原则。
交流电机的电枢绕组
基本概念：
★ 线圈（绕组元件）：是 构成绕组的基本单元。绕 组就是线圈按一定规律的 排列和联结。线圈可以区 分为多匝线圈和单匝线圈。
与线圈相关的概念包 括：有效边；端部； 线圈节距等
★ 极距：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围； • 用长度表示/用槽数表示； ★ 电角度：电势变化一个周期(360电角度)
（3）交流绕组通过电流所建立的磁场在空间的分布为正弦分布，且 旋转磁场在交流绕组中感应电动势必须随时间按正弦规律变化。 采 用分布绕组和短距绕组。
（4）在一定的导体数之下， 建立的磁场最强而且感应电动势最大。 因此线圈的跨距y1尽可能接近极距， 而且对于三相绕组尽可能采用 600相带。（每个极距内属于同一相的槽在圆周上连续所占有的电角 度区域称为相带）。
• 相带数=总槽数/q 或 =极数*3 即：6p
– 构成线圈 – 构成线圈组（极相组） – 构成相绕组：反相串联
等元件式整距单层叠绕组
同心式绕组
链式绕组
交叉链式绕组
双层叠绕组
单层叠绕组的构成
实例：Z＝24（槽）、m＝3（相）、2p＝4（极）的 单层叠绕组
基本步骤：
1. 分极分相：
• 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分 布）并标记假设的感应电势方向。
• 一个槽所占的电角度数称为槽距角，用α表示； • 每个极域内每相所占的槽数称为每极每相槽数，用q表示。
q Z 2 pm
二、交流绕组的构成原则
• 均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各 相绕组在每个极域内所占的槽数应相等； • 对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆 周空间互相错开120电角度。
（5）用铜少；下线方便；强度好。
相带与电势星形图
交流绕组的形式
交流绕组
单层绕组
等元件式整距叠绕组 同心式绕组 链式绕组 交叉链式绕组
双层绕组
双层叠绕组 双层波绕组
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
绕组展开图
• 表示定子绕组的联结关系 • 主要两种：单层、双层 • 画法：
– 计算极距 – 每极每相槽数 – 计算相带数、分相带
线圈组连接
连相绕组
将属于同一相的p个线 圈组连成一相绕组，并 标记首尾端。
• 串联与并联：电势相 加原则。
•最大并联支路数a＝p 。
连三相绕组
• 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组； • 接法或Y接法；
双层叠绕组的构成
实例：Z1=24，2p=4，整距，m=3 双层叠绕组
分极分相： • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布） 并标记假设的感应电势方向； • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开 120电角度。
线圈节距
y1
Z 246 2p 4
连相绕组
• 将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。 • 串联与并联，他两相。 • 连三相绕组。 • 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组。
连三相绕组
A相连接
三相连接
三相Y连接
每极每相槽数
q Z 2 pm
连线圈和线圈组
• 根据给定的线圈节距连线圈（上层边与下层边合一个线圈）； • 以上层边所在槽号标记线圈编号； • 将同一极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线圈 （共有q个线圈，为什么？）；
• 将同一极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多 少个线圈组？）； • 以上连接应符合电势相加原则 。
• 如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。 • 电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加； 线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。
• 如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。
对交流绕组的要求
（1）交流绕组通电后， 必须形成规定的磁场极数；
（2）多相绕组必须对称， 不仅要求m相绕组的匝数N、跨距y1、线 径及在圆周上的分布情况相同， 而且m相绕组的轴线在空间上互差 3600/m电角度。
• 转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为 360度。 • 从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期， 即1对极为360电角度；
• 电机磁极对数 为p时，气隙圆 周的角度数为 p ×360电角度。
单层绕组和双层绕组
• 单层绕组一个槽中只放一个元件边； • 双层绕组一个槽中放两个元件边。
★槽距角，相数，每极每相槽 数
• 一根关导于体（绕一组匝线一圈些的概一个念有复效习边）
• 一匝线圈 • 一个线圈 • 一个极相组（一个线圈组） • 相绕组（一相绕组） • 电机绕组（三相绕组）
• 并联支路数 • 每相串联匝数 • 极数 • 极相组数（每相）
§4－3 交流绕组的感应电动势
旋转磁场是交流电机工作的基础。在交流电机理论中有两种旋 转磁场： (1) 机械旋转磁场
1、导体中的感应电势
• 感应电势的波形
• 感应电势随时间变化 的波形和磁感应强度在 空间的分布波形相一致。
ex(t)Bxlv
• 只考虑磁场基波时， 感应电势为正弦波。
感应电势的频率
• 磁场转过一对极，导体中的感应电势变化一个周期； • 磁场旋转一周，转过p（电机的极对数）对磁极； • 转速为n（r/min)的电机，每秒钟转过(pn/60)对极； • 导体中感应电势的频率f=(pn/60)Hz. • 问题：四极电机，要使得导体中的感应电势为50Hz, 转速应为多少？
三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机 的气隙空间产生电气旋转磁场； 交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。
旋转磁场
机械旋转磁场
电气旋转磁场
一、相绕组中的基本电动势
• 交流绕组的构成：导体--线圈--线圈组--一相绕组-三相绕组 。
• 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错
开120电角度。
每极每相槽数
q Z 2 pm
q Z 2 pm
连线圈和线圈组
2. 连线圈和线圈组： • 将一对极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线 圈，共有q个线圈。 • 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组； （共有多少个线圈组？） • 以上连接应符合电势相加原则。
交流电机的电枢绕组
基本概念：
★ 线圈（绕组元件）：是 构成绕组的基本单元。绕 组就是线圈按一定规律的 排列和联结。线圈可以区 分为多匝线圈和单匝线圈。
与线圈相关的概念包 括：有效边；端部； 线圈节距等
★ 极距：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围； • 用长度表示/用槽数表示； ★ 电角度：电势变化一个周期(360电角度)
（3）交流绕组通过电流所建立的磁场在空间的分布为正弦分布，且 旋转磁场在交流绕组中感应电动势必须随时间按正弦规律变化。 采 用分布绕组和短距绕组。
（4）在一定的导体数之下， 建立的磁场最强而且感应电动势最大。 因此线圈的跨距y1尽可能接近极距， 而且对于三相绕组尽可能采用 600相带。（每个极距内属于同一相的槽在圆周上连续所占有的电角 度区域称为相带）。
• 相带数=总槽数/q 或 =极数*3 即：6p
– 构成线圈 – 构成线圈组（极相组） – 构成相绕组：反相串联
等元件式整距单层叠绕组
同心式绕组
链式绕组
交叉链式绕组
双层叠绕组
单层叠绕组的构成
实例：Z＝24（槽）、m＝3（相）、2p＝4（极）的 单层叠绕组
基本步骤：
1. 分极分相：
• 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分 布）并标记假设的感应电势方向。
• 一个槽所占的电角度数称为槽距角，用α表示； • 每个极域内每相所占的槽数称为每极每相槽数，用q表示。
q Z 2 pm
二、交流绕组的构成原则
• 均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各 相绕组在每个极域内所占的槽数应相等； • 对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆 周空间互相错开120电角度。
（5）用铜少；下线方便；强度好。
相带与电势星形图
交流绕组的形式
交流绕组
单层绕组
等元件式整距叠绕组 同心式绕组 链式绕组 交叉链式绕组
双层绕组
双层叠绕组 双层波绕组
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
绕组展开图
• 表示定子绕组的联结关系 • 主要两种：单层、双层 • 画法：
– 计算极距 – 每极每相槽数 – 计算相带数、分相带
线圈组连接
连相绕组
将属于同一相的p个线 圈组连成一相绕组，并 标记首尾端。
• 串联与并联：电势相 加原则。
•最大并联支路数a＝p 。
连三相绕组
• 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组； • 接法或Y接法；
双层叠绕组的构成
实例：Z1=24，2p=4，整距，m=3 双层叠绕组
分极分相： • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布） 并标记假设的感应电势方向； • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开 120电角度。
线圈节距
y1
Z 246 2p 4
连相绕组
• 将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。 • 串联与并联，他两相。 • 连三相绕组。 • 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组。
连三相绕组
A相连接
三相连接
三相Y连接
每极每相槽数
q Z 2 pm
连线圈和线圈组
• 根据给定的线圈节距连线圈（上层边与下层边合一个线圈）； • 以上层边所在槽号标记线圈编号； • 将同一极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线圈 （共有q个线圈，为什么？）；
• 将同一极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多 少个线圈组？）； • 以上连接应符合电势相加原则 。
• 如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。 • 电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加； 线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。
• 如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。
对交流绕组的要求
（1）交流绕组通电后， 必须形成规定的磁场极数；
（2）多相绕组必须对称， 不仅要求m相绕组的匝数N、跨距y1、线 径及在圆周上的分布情况相同， 而且m相绕组的轴线在空间上互差 3600/m电角度。
• 转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为 360度。 • 从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期， 即1对极为360电角度；
• 电机磁极对数 为p时，气隙圆 周的角度数为 p ×360电角度。
单层绕组和双层绕组
• 单层绕组一个槽中只放一个元件边； • 双层绕组一个槽中放两个元件边。
★槽距角，相数，每极每相槽 数
• 一根关导于体（绕一组匝线一圈些的概一个念有复效习边）
• 一匝线圈 • 一个线圈 • 一个极相组（一个线圈组） • 相绕组（一相绕组） • 电机绕组（三相绕组）
• 并联支路数 • 每相串联匝数 • 极数 • 极相组数（每相）
§4－3 交流绕组的感应电动势
旋转磁场是交流电机工作的基础。在交流电机理论中有两种旋 转磁场： (1) 机械旋转磁场
1、导体中的感应电势
• 感应电势的波形
• 感应电势随时间变化 的波形和磁感应强度在 空间的分布波形相一致。
ex(t)Bxlv
• 只考虑磁场基波时， 感应电势为正弦波。
感应电势的频率
• 磁场转过一对极，导体中的感应电势变化一个周期； • 磁场旋转一周，转过p（电机的极对数）对磁极； • 转速为n（r/min)的电机，每秒钟转过(pn/60)对极； • 导体中感应电势的频率f=(pn/60)Hz. • 问题：四极电机，要使得导体中的感应电势为50Hz, 转速应为多少？