电机学-交流绕组ppt课件
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第四章 交流绕组理论
第四章 交流绕组
重点内容： （1）交流绕组基本概念和构成原理 （2）交流绕组的感应电动势的波形、频率、大小 （3）交流绕组磁动势的时空概 念
难点内容： （1）电角度概念 （2）交流绕组磁势的时空概念
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第四章 交流绕组理论
第四章 交流绕组
4.1 交流绕组的构成原则和分类 4.2 三相双层绕组 4.3 三相单层绕组 4.4 交流绕组的感应电动势 4.6 单相绕组的磁动势 4.7 三相绕组的磁动势
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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。
图 4-14 凸 极 同 步 电 机的主极磁场
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第四章 交流绕组理论
二、齿谐波电动势
在高次谐波中，有一种次数为 Q P12mq的1谐波，称为
齿谐波，由该次谐波感应的电动势称为齿谐波电动势。 齿谐波的特点： 1、谐波次数与一对极下的齿数（槽数）之间具有特定关系。 2、 谐波的绕组因数与基波相等。
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
4.2 交流三相绕组
一、基本术语
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
波绕组
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第四章 交流绕组理论
4.4 交流绕组的感应电动势 一、空间坐标的建立及气隙磁密的分布
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
二、导体中的电动势
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
二、三相单层绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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
叠绕
波绕 本章主要介绍三相整数槽绕组。
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第四章 交流绕组理论
定子铁心
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第四章 交流绕组理论
定子绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
三、线圈的电动势及节距因数
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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A
X
图 4-9 单 层 交 叉 式 绕 组 A相 展 开 图
（ 2p=4,Q=36)
36-(8)-1-(9)-35-(28)-19-(27)-18-(26)-17-(10)
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第四章 交流绕组理论
三、三相双层绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
一、高次谐波电动势
交流电机中气隙磁场分布一般呈平顶波 如右图所示，应用富氏级数可将其分解 为基波和一系列谐波的合成。因主极磁 场分布与磁极中心线相对称，故偶次谐 波为零，所以磁场中仅存在奇次谐波（ 1，3，5…7），为清楚起见，图中只画 出1，3，5，次谐波，且次数越高，幅 值越小。
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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。
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第四章 交流绕组理论
四、线圈组的电动势及分布因数
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
五、相电动势及线电动势
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
定子铁心和绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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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
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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。
第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
（6）单层绕组的不同端接方式 例：三相四极36槽定子，绘制交叉式绕组展开图
q Q 36 3
2Pm223
S
N
S
N
23 25 27 29 31 33 35 1
3
5
7
9Baidu Nhomakorabea
11 13 15 17 19 21
第四章 交流绕组
重点内容： （1）交流绕组基本概念和构成原理 （2）交流绕组的感应电动势的波形、频率、大小 （3）交流绕组磁动势的时空概 念
难点内容： （1）电角度概念 （2）交流绕组磁势的时空概念
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第四章 交流绕组理论
第四章 交流绕组
4.1 交流绕组的构成原则和分类 4.2 三相双层绕组 4.3 三相单层绕组 4.4 交流绕组的感应电动势 4.6 单相绕组的磁动势 4.7 三相绕组的磁动势
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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。
图 4-14 凸 极 同 步 电 机的主极磁场
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第四章 交流绕组理论
二、齿谐波电动势
在高次谐波中，有一种次数为 Q P12mq的1谐波，称为
齿谐波，由该次谐波感应的电动势称为齿谐波电动势。 齿谐波的特点： 1、谐波次数与一对极下的齿数（槽数）之间具有特定关系。 2、 谐波的绕组因数与基波相等。
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第四章 交流绕组理论
4.2 交流三相绕组
一、基本术语
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
波绕组
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第四章 交流绕组理论
4.4 交流绕组的感应电动势 一、空间坐标的建立及气隙磁密的分布
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第四章 交流绕组理论
二、导体中的电动势
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
二、三相单层绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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
叠绕
波绕 本章主要介绍三相整数槽绕组。
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第四章 交流绕组理论
定子铁心
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第四章 交流绕组理论
定子绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
三、线圈的电动势及节距因数
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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A
X
图 4-9 单 层 交 叉 式 绕 组 A相 展 开 图
（ 2p=4,Q=36)
36-(8)-1-(9)-35-(28)-19-(27)-18-(26)-17-(10)
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第四章 交流绕组理论
三、三相双层绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
一、高次谐波电动势
交流电机中气隙磁场分布一般呈平顶波 如右图所示，应用富氏级数可将其分解 为基波和一系列谐波的合成。因主极磁 场分布与磁极中心线相对称，故偶次谐 波为零，所以磁场中仅存在奇次谐波（ 1，3，5…7），为清楚起见，图中只画 出1，3，5，次谐波，且次数越高，幅 值越小。
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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。
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第四章 交流绕组理论
四、线圈组的电动势及分布因数
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
五、相电动势及线电动势
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
定子铁心和绕组
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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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
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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。
第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
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第四章 交流绕组理论
（6）单层绕组的不同端接方式 例：三相四极36槽定子，绘制交叉式绕组展开图
q Q 36 3
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