第六七章交流电机基础

第六章 交流电机基础
基本概念和结构 交流电机电枢绕组电动势 交流电机电枢绕组 交流电机电枢绕组磁通势
第六七章交流电机基础
交流电机基本概念
1、同步电机和异步电机 n 60 f1 同步电机 p n 60 f1 异步电机 p
n — —电机转速 f1 — —绕组感应电势基波频率 p — —电机极对数
4
2 2
Wy
I
cos
t
cos
基波与各谐波磁势的特点：
第六七章交流电机基础
第六七章交流电机基础
短距分布绕组的基波磁势
4
f1
2 W1kW1 I cost cos
2p
F1 cost cos
脉振磁势
其中：W1
2 pqWy a
—
—每相串联总匝数
kW1 — —基波绕组系数
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f1 F1 cost cos
kW kykq — —基波绕组系数
七、谐波系数
谐波短距系数：k y
sin y
2
sin q
谐波分布系数：kq
q sin
2
2
谐波绕第六组七章系交数 流电：机基k础W k y kq
第二节 交流电机的电枢绕组
一、三相单层绕组
Y
C
Y
C
A
X
A
X
Z
B
二、三相单层分布绕组
Z
B
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第六七章交流电机基础
导体电动势 整距线匝电动势 整距线圈电动势 短距线圈电动势 整距分布线圈组电动势 短距分布绕组电动势 谐波电动势
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一、导体电动势（以发电机模型为例）
B
N
A n1
A'
1
S
Bx
1
0 t
AA
2
N 2p n1 60
t
Bx Bm sin t
ex Bxlv Bmlv sin t Em sin t
1 2
Em
2 f1 2.22 f1
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二、整距线匝电动势
N
An
X
S
B
l
A
X
0
eT
2
NS
eT eA eX ET E A E X
有效值：ET 2EA 4.44 f1
ET E X E A
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三、整距线圈电动势
线圈是Wy匝串联，两边之间的距离y1叫节距
用空间电角度表示，整距时 y1
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2、交流电机电枢：定子绕组为电枢绕组，定子为电枢
B
N
An
X
S
2
0
NS
3、机械角度 ：电机定子内圆两点间对应的圆心角。
4、空间电角度 ：一对主磁极对应的磁场为一个周期
两点间对第应六七这章交个流电周机基期础的角度。
5、基波磁密与谐波磁密：
B
0
2
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第一节 交流电机电枢绕组电动势
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二、三相交流电机的旋转磁场
ia Im cost
ib Im cost 120
ic Im cost 240
fa
F1
cost
cos
1 2
F1
பைடு நூலகம்cos
t
1 2
F1
cos
t
fb F1 cos(t 120 ) cos( 120 )
1 2
F1 cos
t
1 2
F1 cos
E q
E y1
R
——槽距角
q ——分布线圈个数 Eq E y1 E y2 E yq
Ey 2R sin 2
Eq
2R sin
q
2
sin q
q
2
Ey
2
sin
2
sin q
kq
2 — —基波分布系数
q sin
2
六、短距分布绕组电动势
Eq qkqEy 4.44 f1qWykq
E 4.44 f1qWykykq 4.44 f1qWykW
1 2
F1
cos
t
1 2
F1
cos
t
f1 f1
f1 f1 f1
2
A
f1 f1
F
1 2
iW
y
2
0
X
f1 f1 f1
0 f1 f1
3
2
A
f1
动画联接1
t 0
t 3 t 2 第六七章交流电机基础
动画联接2
f1 F1 cost cos
1 2
F1
cos
t
1 2
F1
cos
t
f1 f1
cos
t 120
3 2
F1
cos
t
F1
cos
t
F1
3 2
F1
3 2
4
2 W1kw1 I 2p
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ia Im cost
ib Im cost 120 ic Im cost 240
S
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一、整距线圈的磁势
S
A
X
F
1
2 iWy
2
2
A
X
3
2
A
O
N
i 2I cost
f
2 2
Wy
I
cos
t
2
2
2 2
W第y I六c七o章s交流电t机基础
2
3
2
前式用傅氏级数展开，基波磁势为
f
4
2 2
Wy
I
cos
t
cos
4
2 2
Wy I
1 3
cos t
cos 3
f1
S
2E sin t
导体有效长度
基波最大值
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基波有效值
ex的频率：f1
n1 60
极对数p时：f1
pn1 60
n1
60 f1 p
每极平均磁密：Bav
2
Bm
即：Bm
2
Bav
每极磁通： Bavl
线速度：v
2 p
n1 60
2f1
Em
Bmlv
2
Bavl 2f1
2
l
l 2f1
f1
E
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三、三相双层绕组
1、每个槽分上下两层； 2、线圈的一个边在上层，另一个边在下层； 3、最大a=2p；
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第三节 交流电机电枢绕组的磁势
本节讲述旋转磁场产生的基本原理； 通俗地讲：对称的三相绕组通以三相对称电流，
t
240
fc F1 cos(t 240 ) cos( 240 )
1 2
F1
cos
t
第六12七F章交1流co电s机基础 t 120 )
fa
fb
fc
1 2
F1
cos
t
1 2
F1 cos
t
1 2
F1
cos
t
1 2
F1
cos
t 240
1 2
F1
cos
t
1 2
F1
产生圆形旋转磁势，从而在气隙中形成旋转磁 场； 推而广之：对称的m相绕组通以m相对称电流， 产生圆形旋转磁势，在气隙中形成旋转磁场； 旋转磁场的产生可以从物理上分析，也可进行 数学分析，二者结论一致，我们从物理概念上 对其进行分析。
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分析的步骤
整距线圈的磁势 三相绕组的磁势 旋转磁场的形成 同步电机的工作原理
Ey 4.44 f1Wy
四、短距线圈电动势
B y1 y
y1 y 0 y 1
l
E X
E y
E A
AX
0 ey
2
Ey
2EA sin
y
2
4.44 f1Wyky
ky
sin
y
2
基波短 距系数
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五、整距分布线圈组电动势
N
A n1
X
S
E y3
E y1 E y 2E y3
E y2