交流电机基本理论概述
第4章 交流绕组—构成
节距：一个线圈的两个有效边在铁心圆周表面上所跨 的距离称为节距，用符号y1表示，一般以槽数计。
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
14
极距：一个磁极在铁心圆周
表面上所占的范围称为极距 ，用符号τ表示，通常以用槽 数或长度计。
Z
2 p
πD
(槽) (米)
2 p
＝ y1
(整距) ( 短距) ( 长距)
步骤： ①画槽电动势星形图； ②分相； ③构成线圈； ④构成线圈组； ⑤画绕组展开图。
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
21
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
22
双层叠绕组展开图(y1=7, a=2)。
A
X 《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
23
双层叠绕组A相展开图(y1=7, a=2)。
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
12
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
13
线圈：在电机制造过程中，构成交流绕组的基本单 元一般不是导体而是线圈。线圈是串联好的两根导 体或多根导体，相应地称为单匝线圈或多匝线圈 。
y1
(a)单匝线圈 (b) 多匝线圈 (c) 多匝线圈简易画法
1. 交流电机的简单工作原理
导体感应电动势
① 大小 ② 波形 ③ 频率 ④ 三相对称性
导体 交流绕组
同步发电机原理结构示意图
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
3
2. 导体感应电动势
① 大小 ② 波形 ③ 频率 ④ 三相对称性
ec
ec B(θ)lv Bmlv sin θ Bmlv sin ωt Bmlv sin 2πft
交流电机绕组的基本理论
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
τ τ τ
y1 =τ 整距线圈
y1
y1 <τ 短距线圈
y1
y1 >τ 长距线圈
y1
01
0203Leabharlann 2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
分类：按照线圈的形状和端部连接方法的不同，三相单层绕组主要可分为链式、同心式和交叉式等型式。
单层绕组： 三相交流绕组由于每槽中只包含一个线圈边，所以其线圈数为槽数的一半。三相单层绕组比较适合于10KW以下的小型交流异步电机中，很少在大、中型电机中采用。
极对
各相槽号
A
Z
B
X
C
Y
第一对极
1， 2， 3
4， 5， 6
7， 8， 9
10，11，12
13，14，15
16，17，18
第二对极
19，20，21
22，23，24
25，26，27
28，29，30
31，32，33
34，35，36
2006年3月20日星期一
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线圈组的串并连接
2006年3月20日星期一
2006年3月20日星期一
交流电机
武汉大学电气工程学院应黎明
发电机定子
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汽轮发电机转子
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2006年3月20日星期一
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武汉大学电气工程学院应黎明
同步电机
第06章-交流电机的旋转磁场理论
-11-
第六章 交流电机的旋转磁场理论
二、旋转磁场的基本特点
1）三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成 磁动势是一个旋转行波， 合成磁动势的幅值是单相电枢绕组脉
振磁动势幅值的3/2倍。同理可以证明，对于m相对称绕组通入 m相对称电流，所产生的基波合成磁动势也是一个旋转行波， 其幅值为每相脉振幅值的m/2倍。
-13-
第六章 交流电机的旋转磁场理论
第三节 交流电机的主磁通和漏磁通
一、主磁通
当交流电机的定子绕组通入三相对称电流时， 便在气隙中
建立基波旋转磁动势，同时产生相应的基波旋转磁场。 与基波
旋转磁场相对应的磁通称为主磁通，用m表示。由于旋转磁场
是沿气隙圆周的行波，而气隙的长度是非常小的， 所以相应的
-8-
第六章 交流电机的旋转磁场理论
图6-3说明 Fs (x,t) 是一个幅 值恒定、正弦分布的行波。
由于 Fs (x,t) 又 表示三相电
枢绕组基波合成磁动势沿气隙圆
F sm
F ( x, t) s
v1
et
周的空间分布，所以它是一个沿
气隙圆周旋转的行波，其相对于
定子的速度是
v1
e
π
（6-8）
0
FA1( x, t ) FB1 ( x, t ) FC1 ( x, t )
Fm
1
c
oset
c
os
πx
Fm
1
c
os
(et
2π 3
)
Fm 1
cos(et
2π 3
)
cos(πx
cos(πx
2π ) 3 2π ) 3
（6-5）
式中，Fm1是每相磁动势基波分量的幅值，其精确的计算需要考 虑绕组分布及短距等因素。
第3章 交流电机的基本理论
第3章 交流电机的基本理论
河海大学 华侨大学 上海交通大学 南京理工大学
高等教育出版社、高等教育电子音像出版社
1
本章主要内容
3.1 交流电机的工作原理 3.2 交流电机的绕组和电动势 3.3 交流电机绕组的磁动势 本章小结
2
本章学习要求 基本要求：
1. 掌握旋转电机的基本作用原理。 2. 了解三相交流绕组的构成原则和连接方法，
7
3.1.2 异步电机的工作原理 定子绕组 （三相） 1. 三相异步机的结构 A
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
Y
定子
Z
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。
线绕式 鼠笼式 转子
Cபைடு நூலகம்
B
X
鼠笼转子
机 座
8
3.1.2 异步电机的工作原理
2. 电动机运行时的基本原理
定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流，气隙中 建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转速为同步速 (后文将详细介绍):
32
3.2.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
3. 一个线圈（Nc 匝）电动势
设线圈匝数为 N C ，其电动势 Ec 为一匝线圈电动 Et 势的 N C 倍，故:
Ec NC Et 4.44 fNC KPΦ
33
3.2.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
（以三相双层绕组为重点）。
3. 掌握交流绕组电动势的分析和计算方法。
了解绕组系数的物理意义及其对改善波形的作用。 4. 理解绕组的谐波电动势，了解其削弱方法。
5. 掌握交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法。
分清脉振磁动势、圆形磁动势和椭圆性磁动势的区别及关系。
电机学(辜承林)第4章 交流电机绕组的基本理论
第四章交流电机绕组的基本理论 (169)4.1 交流绕组的基本要求 (169)4.2 三相单层绕组 (171)4.3 三相双层绕组 (173)4.4 在正弦分布磁场下的绕组电动势 (175)4.5 在非正弦分布磁场下电动势中高次谐波及其削弱方法 (179)4.5.1 感应电动势中的高次谐波 (179)4.5.2 削弱谐波电动势的方法 (180)4.6 单相绕组的磁动势 (181)4.6.1 p=1、q=1短距绕组磁动势 (182)4.6.2 p=1分布短距绕组的磁动势 (183)4.6.3 一般情况下的相绕组磁动势 (184)4.7 三相绕组的基波合成磁动势 (185)4.8 圆形和椭圆形旋转磁动势 (191)4.9 谐波磁动势 (192)4.10 交流电机的主磁通、漏磁通 (193)习题 (194)第四章 交流电机绕组的基本理论交流电机主要分为同步电机和异步电机两类。
这两类电机虽然在励磁方式和运行特性上有很大差别，但它们的定子绕组的结构型式是相同的，定子绕组的感应电动势、磁动势的性质、分析方法也相同。
本章统一起来进行研究。
4.1 交流绕组的基本要求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) 三相绕组的基波电动势(磁动势)必须对称。
(3) 在导体数一定时能获得较大的基波电动势(磁动势)。
下面以交流绕组的电动势为例进行说明。
图4.1表示一台交流电机定子槽内导体沿圆周分布情况，定子槽数Z=36，磁极个数2p =4，已励磁的磁极由原动机拖动以转速了n 1逆时针旋转。
这就是一台同步发电机。
试分析为了满足上述三项基本要求，应遵守哪些设计原则?1. 正弦分布的磁场在导体中感应正弦波电动势以图4.1中N 1的中心线为轴线，在N 1磁极下的气隙中磁感应强度分布曲线如图4.2所示。
只要合理设计磁极形状，就可以使得气隙中磁感应强度呈正弦分布，即， 旋转磁极在定子导体(例如13、14、15、16号导体)中的感应电动势为)(θb )(θb θB θb cos )(m =θcos )θ(m c lv B lv b e ==(4.1)式中，l 为导体有效长度，v 为磁极产生的磁场切割导体的线速度。
电机答案
第四章 交流电机绕组的基本理论4．1 交流绕组与直流绕组的根本区别是什么？ 交流绕组：一个线圈组彼此串联直流绕组：一个元件的两端分别与两个换向片相联4．2 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组而不用120°相带绕组？相带：每个极下属于一相的槽所分的区域叫相带，在三相电机中常用60相带而不用120相带是因为：60相带所分成的电动势大于120相带所分成的相电势。
4．3 双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？ 双层绕组：max 2a P = 单层绕组：max a P =4．4 试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？单层绕组：简单，下线方便，同心式端部交叉少，但不能做成短匝，串联匝数N 小（同样槽数），适用于10kW <异步机。
双层绕组：可以通过短距节省端部用铜（叠绕组）或减少线圈但之间的连线（波绕），更重要的是可同时采用分布和短距来改善电动势和磁动势的波形，因此现代交流电机大多采用双层绕组。
4．5 为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？绕组短距后，一个线圈的两个线圈边中的基波和谐波（奇次）电动势都不在相差180，因此，基波和谐波电动势都比整距时减小；对基波，同短距而减小的空间电角度较小，∴基波电动势减小得很少；但对V 次谐波，短距减小的则是一个较大的角度（是基波的V 倍），因此，总体而言，两个线圈中谐波电动势相量和的大小就比整距时的要小得多，因此谐波电动势减小的幅度大于基波电动势减小的幅度∴可改善电动势波形。
绕组分布后，一个线圈组中相邻两个线圈的基波和ν次谐波电动势的相位差分别是1α和1v α（1α槽距角），这时，线圈组的电动势为各串联线圈电动势的相量和，因此一相绕组的基波和谐波电动势都比集中绕组时的小，但由于谐波电动势的相位差较大，因此，总的来说，一相绕组的谐波电动势所减小的幅度要大于基波电动势减小的幅度，使电动势波形得到改善。
电机基本理论、直流发电机
鼠笼式：如铸铝形成转子绕组
2.转子
绕线式
定子三相绕组通入三相交流电
i A I m si nt
i B I m si nt 120
A
iA
i C I m si nt 240
A
Z X Y B
B X
Y
Z
iC C
iB
C
4.2
电机基本理论
4.2.1直流电机基本理论 4.2.2交流电机基本理论 4.2.3电机在飞机上的应用和发展
一、交流发电机的工作原理
在交流电机中，一般 电枢是定子，磁极装 在转子上。 励磁绕组上通直流电， 产生旋转磁场。定子 上的三相绕组A1A2、 B1B2、C1C2产生稳定 的三相感应电动势。
二、交流电动机的工作原理（以三相异步电动机为例）
1.定子
三相绕组
A ----X B ----Y C---- Z
4.2
电机基本理论
4.2.1直流电机基本理论 4.2.2交流电机基本理论 4.2.3电机在飞机上的应用和发展
电机是一种与电能密切相关的能量转换装置，可以实现电能 和机械能、电能和电能之间的转换； 机械能电能 电能机械能 发电机 电动机
电能分直流、交流。电机也分直流与交流。
发电机
电动机
分类
（一）按照能量转换和信号传递所起的作用分类 1. 发电机 将机械能转换为电能。 2. 电动机 将电能转换为机械能。 3. 变压器、变流器、变频机、移相器 变换电压、电流、频率、相位。 4. 控制电机 作为自动控制系统的控制元件，起检测、放大、 执行和校正作用。
4.3
直流发电机
4.3.1直流发电机的结构 4.3.2直流发电机的工作原理 4.3.3直流发电机的工作特性
电机概述
电机概述电机的定义电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置，是电动机和发电机的统称。
将电能转换为机械能的电机称为电动机；将机械能转换为电能的电机称为发电机。
工作原理 电磁感应定律、电磁力定律及电流的磁效应。
构造的一般原则用适当的导磁和导电材料构成能互相进行电磁感应的电路和磁路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到能量转换的目的。
第一章 直流电机基本理论及结构 直流电机优缺点：优点：起动性能和调速性能好，过载能力大。
缺点：存在电流换向问题，结构工艺复杂，使用有色金属多，价格昂贵，运行可靠性差。
直流电机发展形势：随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整流装置所取代。
但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍将在许多场合继续发挥作用。
直流电机的基本工作原理 补充：分析电机常用的基本电磁定律 (1)电磁力定律：垂直于磁力线的导体通过电流时，会受到力的作用。
若与磁力线垂直的导体通过电流，导体受的力为：F=B ·L ·I F ：力，N B ：磁感应强度, Wb/m2或T(特斯拉) L: 导体的有效长度，m I ：导体中的电流，A 力的方向用左手定则确定：变压器直流电机伺服电动机、步进电动机、测速发电机电力变压器：升压变压器、降压变压器 动力电机微特电机感应电机同步电机感应电动机 感应发电机 交流电机同步电动机同步发电机直流电动机 直流发电机旋转电机静止电机特种变压器：自耦、三绕组、互感器直流电机的基本工作原理(2)电磁感应定律：若导体切割磁力线，导体中会产生感应电动势。
若导体与磁力线发生相对运动，导体中感应的电势为：E=B·L·V E：感应电势，V B：磁感应强度, Wb/m2或T(特斯拉)L: 导体的有效长度，m V：导体的运动速度，m/s感应电动势的方向用右手定则确定：(3)电流磁效应：通电的导体周围会产生磁场。
6kv交流电机电量计算方法_解释说明以及概述
6kv交流电机电量计算方法解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在现代工业生产中，电量计算是一个非常重要的环节。
在6kv交流电机系统中，准确计算电量可以帮助企业进行能源管理和成本控制，进而提高生产效率和降低能耗成本。
因此，研究6kv交流电机电量计算方法具有重要的理论意义和实际应用价值。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对6kv交流电机电量计算方法进行探讨：基本原理、电量计算公式和影响因素。
接着解释说明方面，通过实例解析、计算过程步骤详解以及算法优化和改进思路来直观地展示和讲解相关内容。
最后，在结论与总结部分分别探讨提出计算方法的应用价值和局限性、未来发展方向以及总结给出建议。
1.3 目的本文旨在全面理解和介绍6kv交流电机电量计算方法，并深入剖析其背后的基本原理。
通过详细的解释说明部分，使读者能够清晰了解该计算方法的实例应用，同时提供了一些优化和改进思路以指导实际应用。
最终，结论与总结部分将帮助读者全面评估该计算方法的价值和局限性，并展望其未来的发展方向，给出相应的结论总结和建议。
2. 6kv交流电机电量计算方法2.1 基本原理在介绍6kv交流电机电量计算方法之前，我们先来了解一下基本原理。
6kv交流电机是一种常见的大型电动机，它通过将交流电转换为机械能来驱动各种设备和机械设施。
为了准确计算其消耗的电量，我们需要考虑以下几个因素：1. 输入功率（P_in）：这是指电机所连接的供应系统提供给电机的功率。
2. 输出功率（P_out）：这是指电机输出给被驱动设备的功率，也称为负载功率。
3. 功率损耗（P_loss）：这是指整个系统中由于传输和转换过程引起的能量损失。
4. 运行时间（t）：这是指6kv交流电机工作的时间长度。
通过综合考虑以上因素，我们可以使用特定的计算公式来对6kv交流电机的耗电量进行精确计算。
2.2 电量计算公式根据上述基本原理和相关参数，我们可以使用以下公式来计算6kv交流电机的消耗电量：总耗电量（E_total）= 输入功率（P_in）×运行时间（t）请注意，输入功率应包括电机本身的功率需求以及传输和转换过程中的功率损耗。
三相异步电机运行原理
三相异步电机运行原理三相异步电机是一种常见的交流电动机，其运行原理是基于磁场的转动作用。
本文将从基本原理、构造、运行特点、控制方式和应用等方面详细介绍三相异步电机。
1. 基本原理三相异步电机的运行原理是基于磁场的转动作用。
当三相交流电源通入三相异步电机的定子绕组时，产生的电磁场沿着定子铁芯出现旋转磁场。
该磁场的转速与电源频率和定子线圈的极数成正比，转速的大小表示为：n=s*f/Pn为电机转速，s为滑差，f为电源频率，P为定子线圈的极数。
当电机转子沿着旋转磁场旋转时，旋转磁场会在转子铁芯中引起感应电流，产生逆磁场，使得转子跟随旋转磁场转动。
转子跟随旋转磁场转动的结构，使得转子铁芯与旋转磁场之间的相对运动产生力矩，使得转子继续沿着旋转磁场转动。
这种情况下，电机的空载转速接近同步转速，但转速会随负载变化而下降。
2. 构造三相异步电机包括定子和转子两部分。
定子结构复杂，由定子铁核、定子线圈和端部盖板等部分组成。
定子线圈绕在定子铁核的上面，并由扯出的端子连接到电源上。
转子结构相对简单，由转子铁心、转子线圈和轴承等部分构成。
转子的铁心轴向排列，在其表面上有许多槽孔，用以装载转子线圈。
转子线圈是一组导电线，绕在铁心上，并与固定于轴上的端环互相连接。
转子在轴承内旋转。
3. 运行特点三相异步电机运行时，其特点如下：(1) 转速随负载变化而下降：电机空载转速接近于同步转速，即与电源频率和极数等条件有关的理论转速n1。
但是电机在负载下，由于动能的消耗，因此电机的转速会随着转矩的变化而回落，这种现象称为“滑差现象”。
实际上，电机的转速是与转矩成反比例关系，即在负载下电机的转速会下降。
(2) 起动电流大：在电机起动时，由于转子的静止不动，所以此时的转速为零，旋转磁场的转速为n1。
转子中的感应电流很大，由于磁通量变化而产生的转子电动势使得转子中的感应电流也很大，这就导致电机启动时的电流较大。
(3) 运行效率低：由于电机在运行时会产生都流，因此电机的功率因数较小，在功率传输时，会有一定的功率损失。
交流电机绕组的基本理论1
Z为定子槽数 p 为磁极对数
2．线圈节距 y1：线圈两个有效边之间所跨过的槽数。
y1 = τ 整距绕组（单层绕组采用） y1 < τ 短距绕组（双层绕组采用） y1 > τ 长距绕组（端部连线长，一般不采用）
14Leabharlann 3. 每极每相槽数q 每个极下每相占有的槽数。 已知总槽数Z、极对数p和相数m，则
26
在第一个N极下取1、 2、3三个槽作为A相 带，在第一个S极下 取10、11、12三个 槽作为X相带，第二 对极下19、20、21 作为A相带，28、29、 30作为X相带。
27
相带 第一对极
各个相带槽号分布
A
Z
B
X
C
Y
1,2,3
4,5,6
7,8,9 10,11,12 13,14,15 16,17,18
29
联相绕组
• 将属于同一相的2p个线圈组联成一相绕组，并标记首尾端 • 依照电势相加原则进行连接，最大并联支路数amax＝2p
a=1
30
由于N极下的极相组A与S极下的极相组X的电动势 方向相反，电流方向也相反，因此应将极相组A和极相 组X 反向串联。
由于每相的极相组数等于极数，所以双层叠绕组的 最大并联支路数等于2p。
链式绕组
19
双层叠绕组
20
单层叠绕组的构成
例：已知一交流电机槽数Z＝36，极数2p＝4，并联支路 数a＝1，绘制三相单层绕组展开图。
1. 绘制槽电动势星形图
q = Z = 36 = 3 2 pm 2× 2× 3
α1
=
p × 3600 Z
=
2 × 3600 36
= 20°
600相带
电机学第四章交流电机绕组的基本理论
1. 三相交流绕组的结构；
2. 三相交流绕组产生的磁势分析；
3. 三相交流绕组产生的感应电势分析； 是交流电机（感应电机和同步电机）的共同问题
4.1 交流绕组的基本要求
一、基本要求：
电气要求： 1、绕组产生的电动势（磁动势）接近正弦波 ---谐波分量少。 2、三相绕组的基波电动势对称 3、一定导体数下，产生尽可能大的基波电动势
从不过分消除基波和用铜考虑， 应选尽可能接近于整距
• 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。
•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。
（2）、槽电动势的星形图
槽内导体感应电动势的相量图，亦称为槽电动势星形图。
600相带： 如图
以A相位例，由于 q 3，故A相共有12个槽 相带：每极下每相所占的区域。 A相带： 1、2、3线圈组（ ）与19、20、21（ ） ）
X相带：10、11、12 （
） 与28、29、30（
将四个线圈组按照一定的规律连接，即可得到A相绕组。
二、相电动势和线电动势大小
交流绕组合成 相电势:
E E E E
2 1 2 3 2 5
E 1 1 (
交流绕组线电势
星形
E 3 E 1
2 l1
) (
2
E 5 E 1
)
2
El E E
2 l5
3 E E
2 1 2 5
三角形
华中科技大学_电机学__第四章_交流电机绕组(完美解析)
◎ 并联支路数a：一相绕组中并联支路的个数，即因各个线圈组 的感应电动势相等，可以采用串、并联方式将q个线圈组连接，形 成a条并联支路。 ◎ 单层绕组每相最大并联支路数 amax = p
a=1
A1 A
X1
A2
X2 X
a=2
26
④ 画出三相绕组：
每极磁通 1
2
Bm1l
1 f 2
导体感应电动势
Ec1 2.22 f1
44
2. 线圈电动势与短距系数
线圈电动势有效值
y1 π E y1 N c Ec1 2 sin( ) 2
将一对极下属于同一 相的某两个导体连接 ，构成一个线圈 将一对极下属于同一 相的q个线圈连接，构 成一个线圈组
A1
X1
A2
X2
24
线圈组：每相绕组中， 相邻的线圈串联在一起，称为一个线 圈组。一个线圈组中的线圈个数为每极每相槽数q。 线圈组 线圈组
A1
X1
A2
X2
线圈
25
④ 构成一相绕组：
A相绕组整体右移120°得B相绕组，整体右移240 °得C相绕组
27
总结：单层叠绕组构造方法和步骤
画槽电动势星形图
分极分相:
将总槽数按极数均匀分开，N、S极相邻分布 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
构成线圈和线圈组：
将一对极下属于同一相的某两个圈边连接，构成一个线圈 将一对极下属于同一相的q个线圈连接，构成一个线圈组
构成一相绕组：
将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端 根据并联支路数将线圈组串联、并联或串并联，均符合电势相加原则
第四章 交流电机绕组的基本理论
式中:a为并联支路数
若已知定子槽数为 ，Q 每1 槽导体数为Z，则电机总导体数
为 ZQ，1 电机总匝数为
1 2 ZQ1
每相全部线圈串联匝数为
1 m
1 2
Q1Z
每相支路串联匝数
N
1 2ma
Q1Z
线电动势星接时 EL1 3E1
角接时
EL1 E1
4.5 感应电动势中的高次谐波 在同步电机气隙中磁极磁场沿电枢表面的分布一般呈平顶波 形。利用傅立叶级数可将其分解为基波和一系列谐波，因为磁场 波形相对于磁极中心线左右对称，所以谐波磁场中无偶次谐波， 故γ=3，5，7，9，11…… 一. 高次谐波电动势 1. 谐波电动势 (1) 谐波磁场的极对数：pγ =γp p——基波磁场的极对数 (2) 谐波磁场的极距：τγ =τ/γ τ——基波磁场的极距 (3) 谐波磁场的槽距角：dγ =γd (4) 谐波磁场的转速：nr = ns主磁极的转速（同步转速） (5) 谐波感应电动势的频率：fv= pv* nv /60 = vp ns /60=vf1 (6) 谐波感应电动势的节距数系数 kpv (7)谐波感应电动势的分布系数 kdv (8) 谐波感应电动势的绕组系数kwv= kpv kdv
(9) 谐波电动势（相值）
EΦv= 4.44 fvNkwvΦv 2. 齿谐波电动势
⑴ 齿谐波——谐波次数v与一对极下的齿数Q1 /q具有特定关系的 谐波,即v = Q1 / q ±1=2mq±1的谐波 ⑵ 齿谐波的特点
kwv（V = 2mq±1）= kW1 3. 谐波的相电动势和线电动势
EΦ = EL EL中三次及3的倍数次谐波。因为3k次谐波电动势同相位、幅值相 同，所以星接时线电动势为零角接时产生环流，环流产生的压降
交流电机的工作原理
交流电机的工作原理
交流电机的工作原理基于法拉第电磁感应原理和楞次定律。
交流电机由定子和转子两部分组成。
定子是固定不动的部分，由线圈组成，通过电源输入交流电流。
转子是可以旋转的部分，通常由磁铁组成。
当定子通电时，电流在定子线圈中形成一个磁场。
根据法拉第电磁感应原理，磁场变化会产生感应电动势。
在交流电机中，由于电流方向不断改变，所以磁场也不断变化。
而转子中的磁铁由于靠近定子，在定子磁场的作用下，产生一个相对于定子磁场的转子磁场。
根据楞次定律，当转子磁场和定子磁场之间存在相对运动时，会产生感应电流。
这个感应电流会在转子上形成一个磁场，与定子磁场相互作用，从而产生电动力矩。
电动力矩会使转子开始旋转。
随着转子的旋转，转子磁场会不断与定子磁场相对运动，从而不断产生新的感应电流和新的电动力矩。
这样，电机就能够持续地将电能转化为机械能，并输出功率。
需要注意的是，交流电机通常需要外部提供的起动力矩，以克服转子的转动惯量和摩擦力。
一旦电机开始旋转，它就可以自行维持运转，直到外部力停止电机运转或者电源关闭。
综上所述，交流电机的工作原理是通过定子和转子之间的磁场
相互作用产生的电动力矩来实现电能转化为机械能的过程。
这种原理在许多家用电器和工业设备中都得到了广泛应用。
第四章交流电机绕组的基本理论
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
例：Z=24，2p=4
=Z/2p
q Z 2 pm
1
p 360 0 Z
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
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。
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
（称60º相带）。A、B、C
三相带中心线依此互差
120º ，X相带中心线与A相
带中心线互差180º ，将X
相带与A相带电动势反向
串联起来得A相电动势。
同理得到B、C相电动势。
A和X相带内的全部导体属于A相，B和Y 相带的全部导体为B相……
各相电动势大于120º相带 时的值。
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
2、用槽电动势星形图分相以保证三相感应电动势对称
电角度：
2p＝2
一周360º(2π)----机械角度——空间角度 一对极一周360º----电角度 ——空间角度
转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为360º。 从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期，即1对极为360º 电角度。
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
2p＝4
机械角度＝360º 电角度=p×360º=720º
电角度=p×机械角度
两对N,S极构成2个感应电势周期
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电动势分别用相量表 示，这些相量构成一个辐射星形图，称槽电势星形图。
13(31)14(32)
15(33)C相 16(34)
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电机学
什么是交流电机
交流电机的定义
输入（或输出）为交流电能的旋转电机。
交流电机分类
根据旋转磁场的转与和转子的转速是否相同分 为同步电机和感应电机
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异步电机的工作原理
电流，转子绕组的感应电流与气隙旋转磁场相互作用产生电 磁转矩，驱动转子转动。 此时，如果在电动机轴上加上机械负载，电动机会带机 械负载转动，实现输出机械功率，这样电动机就能完成电能 转换为机械能。 这种电机必须要求转子的导条和旋转磁场之间有相对运 动，即转子的转速和旋转磁场的转速不能相同，所以称其为 异步电机。这种电机的关键在于转子一侧有感应电动势和感 应电流，使能量由静止部分传递到运动部分或有运动部分传 递到静止部分。所以又成为感应电机。
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电机学
交流绕组的排列
交流绕组一组概念
1、极对数：指电机主磁极的对数，通常用p表示。 2、电角度：在电机理论中，我们把一对主磁极所占 的空间距离，称为360°的空间电角度。 或者导 体每转过一对磁极，电动势变化一个周期。 3、机械角度：一个圆周真正的空间角度为机械角度 360°。很明显，电角度=极对数×机械角度。eΒιβλιοθήκη eaebec
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同步电机的工作原理
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同步电机的工作原理
如果在三相的出线端上接上三相对称负载，就会在三相 绕组中流过三相对称电流，输出电能。三相对称电流在磁 场中要产生电磁转矩，发电机状态下，电磁转矩的方向与 转子方向相反，原动机必须不断为转子提供机械转矩，才 能维持电机的转速。
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电机学
交流绕组的排列
交流绕组是按一定规律排列和连接 的线圈的总称：
交流绕组的作用和要求
交流绕组的一组基本概念 交流绕组的排列方法 举例
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电机学
交流绕组的排列
交流绕组的作用和要求
作用：交流绕组是交流电机的电路;作为能量的输入 （或输出）与能量交换的必备部件。 要求：在铁心中均匀排列；每侧的绕组应该根据相 数均匀分配，而且要对称；绕阻铜耗小，用 铜量少；绝缘可靠，机械强度高，散热条件
要好，制造方便。
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什么是交流电机
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同步电机的工作原理
一、同步电机的工作原理概述 为了简明起见，定子上嵌放一组三相对称绕组：三相绕 组匝数相等，空间位置差120度的电角度。 转子上装有励磁绕组，通入直流，产生一对磁极。 原动机带动转子以恒定转速旋转，形成旋转磁场，其速 度称为同步转速。
电机学
Electrical Machinery
自动化系温志明 2012
电机学
交流电机基本理论
17.1 旋转电机的基本结构 17.2 什么是交流电机 17.3 交流绕组的排列 17.4 感应电动势 17.5 谐波电动势的削弱方法
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异步电机的工作原理
二、异步电机的工作原理概述 异步电机的定子结构与同步电机相似，由铁心和交流绕 组构成。转子结构与同步电机不同，其绕组是一个闭合的 交流绕组。有鼠笼式和绕线式两种。 当异步电机的定子三相对称绕组通入三相对称交流电时， 会在气隙内产生一个旋转磁场。其旋转磁场的性质与同步 电机旋转磁场的性质相同。同时交链定子和转子的绕组， 且与转子的绕组之间有相对运动。会在闭合的导条内产生 感应电动势，形成感应
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旋转电机的基本结构
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旋转电机的基本结构
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旋转电机的基本结构
旋转电机的定子和转子中，有一侧是励磁 侧，另一侧必是电枢侧。
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同步电机的工作原理
Y n N
C
A
S Z B
If X
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电机学
同步电机的工作原理
假设该磁场在 气隙中按正弦规 律分布，根据电 磁感应定律，定 子绕组中的感应 电动势也是正弦 规律交变，时间 上相互差120度。
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什么是交流电机
认识两种交流电机的结构； 认识两种交流电机的电枢侧和励磁侧 认识两种电机的励磁方式； 认识两种电机的共同点和不同点；
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什么是交流电机
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旋转电机一般是由定子和转子两部 分组成的：
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