第四章哈尔滨理工大学电机学课程

4.5 通有三相电流时三相绕组的磁动势
三相绕组基波合成磁动势为
式中，
— 三相绕组基波磁动势的幅值。
性质：是一个沿着气隙圆周连续推移的旋转磁动势波。 a) 转速：
即
。
b) 幅值位置：当某相电流达到交流的最大值时，基波 合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组
的轴线重合。
c) 方向： 取决于交流电流的相序。
的意义：由于绕组分布在不同的槽内，使得 个分布线圈的合成电动势 小于 个集中线圈的
合成电动势
，由此所引起的折扣
。
一个极相组的电动势为
式中，
—
个线圈的总匝数；
— 绕组的基波绕组因数。
k w1 的意义：既考虑绕组短距、又考虑绕组分布时，
整个绕组的合成电动势所须的总折扣。
五、相电动势和线电动势
设一相绕组的总串联匝数为 势应 为 ，则一相的电动
-19-20-21- -28-29-30-
X
图：A相绕组线圈的连接图（一条并联支路）
A1
1—2—3
X1
10—11—12
A
A2
19—20—21
X2
28—29—30
X
图4-3 A相绕组线圈的连接图（两条并联支路）
图4-5 极相组的合成电动势
f1 s , t
t1
t2
t3
t3
t2
s
t1
图4-6 不同瞬间时单相绕组的基波脉振磁动势
240 电角度处，可按 (图4－1)所划分的相带连成B、C
两相绕组。由此可得到一个三相对称绕组。
相带绕组：每个相带各占 各个相带的槽号分布。表4-1） （
电角度。
二、叠绕组
叠绕组：绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中，
后一个线圈紧“叠”在前一个线圈上。（图4-2）
极相组的电动势、电流方向与极相组的电动势 电流方向相反。 为避免电动势或电流所形成的磁场互相抵消， 串联时应将极相组和极相组反向串联，即首－首相 连把尾端引出，或尾－尾相连把首端引出。 （图4-3）
一、槽电动势星形图和相带划分
现以一台相数 ，极数 ，槽数
的定子来说明槽内导体的感应电动势和属于各相的导 体（槽号）是如何分配的。
1、概念
定子每极每相槽数：
式中， Q — 定子槽数； p — 极对数； m — 相数。
相邻两槽间电角度：
此角亦是相邻槽中导体感应电动势的相位差。
2、槽电动势的星形图
如图4－1表示36槽内导体感应电动势的相量图，
槽号
A
Z
B
X
C
Y
表4-1 各个相带的槽号分布
N
1 2 3
S
10 11 12
N
19 20 21
S
28 29 30
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
图4-2 三相双层叠绕组的A绕组的展开图
A1
X1
Biblioteka BaiduA2
X2
A -1-2-3- -10-11-12-
E1 4.44 fNkw11
4.4 通有正弦电流时单相绕组的磁动势
一相绕组的磁动势为 则单相绕组的基波磁动势为
式中， F1 — 单相绕组基波磁动势的幅值，
单相绕组的基波磁动势在空间随角按余弦规律 分布，在时间上随按余弦规律脉振。
单相绕组的基波磁动势为脉振磁动势，其脉振频率 （图4－6） 取决于电流的频率。
C
Y X
A B Z
图4－1
三相双层绕组的槽电动势星形图
(Q 36,2 p 4)
相带
极 对
第一对极下 4,5,6 7,8,9 10,11,12 13,14,15 16,17,18 （1槽~18槽） 1,2,3 第二对极下 22,23,24 25,26,27 28,29,30 31,32,33 34,35,36 （19槽~36槽）19,20,21
4.1 交流绕组 的构成原则和 分类
第四章 交流绕组
4.2 三相
双层绕组
4.3 正弦磁
场下交流 绕组的感 应电动势
4.4 通有正弦 电流时单相绕 组的磁动势
4.5 通有三相电流时三相绕组的磁动势
本章主要内容
1.交流绕组的连接规律 2.正弦磁场下交流绕组的感应电动势 3.通有正弦电流时单相绕组的磁动势 4.通有对称三相电流时的磁动势
亦称为槽电动势星形图。 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。
同理，B相距离A相

电角度处，C相距离A相
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，用铜量要省； (4)、绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好， 制造要方便。
二、分类
按相数 ：单相和多相绕组； 按槽内层数：单层和双层； 按每极下每相槽数：整数槽和分数槽； 按绕法：叠绕组和波绕组。
单匝线圈的电动势为
据相量图中的几何关系，得单匝线圈电动势的
有效值
为
为线圈的基波节距因数，表示线圈短距时感应 电动势比整距时应打的折扣，
四、分布绕组的电动势，分布因数和绕组因数
个线圈的合成电动势 为
式中，
— 外接圆的半径。
把 R 代入上式，得 （图4－5）
式中，
—
个线圈电动势的代数和；
— 绕组的基波分布因数，
4.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
一、导体的感应电动势
1、电动势的波形
2、正弦电动势的频率
感应电动势的频率：
同步转速：
3、导体电动势的有效值
将
代入上式得导体电动势
为
二、整距线圈的电动势
匝电势
单匝线圈电动势的有效值
线圈有
匝，则线圈电动势为
三、短距线圈的电动势，节距因数
短距线圈的节距 节距为 ，用电角度表示时， （图4－4）
4.2 三相双层绕组
的三相交流电机，其定子绕组大多采用
双层绕组。（双层绕组和单层绕组的比较、交流
绕组的模型） 特点：绕组的线圈数等于槽数。 主要优点： （1）可以选择最有利的节距，并同时采用分布绕组，
以改善电动势和磁动势的波形； （2）所有线圈具有相同的尺寸，便于制造；
（3）端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械 强度。