交流绕组及其电动势和磁动势课件.ppt

第2章 交流绕组及其电动势和磁动势,2.1 交流电机绕组2.2 交流绕组电动势2.3 交流绕组磁动势,2.1 交流电机绕组,交流绕组：同步或异步电机的定子绕组。特点：空间互差120电角度分布。作用：在气隙旋转磁场的切割下，产生感应电动势。重要性：交流绕组的构成方法直接影响电动势的波形。,2.1 交流电机绕组,2.1.1 交流绕组的常用术语2.1.2 交流绕组的分类2.1.3 交流绕组的基本要求2.1.4 三相单层绕组2.1.5 三相双层绕组,1）电角度和机械角度机械角度：电机定子内圆一周的机械角度是360电角度：p机械角度（p磁极对数）解释：切割一对磁极导体中电动势变化一个周期，即经过360，如果有p对磁极，则导体中电动势变化p个周期。,2.1.1 交流绕组的常用术语,2）极距定义：沿电机定子铁心内圆每个磁极所占的距离，通常指所占定子槽数。,D定子铁心内径Z定子铁心槽数,3）线圈及节距线圈：组成交流绕组的单元，包括有效边和端部。节距y1：一个线圈两有效边在定子圆周上之间的距离，通常用槽数表示。y1=为整距绕组y1为长距绕组y1为短距绕组,4）槽距角定义：相邻两槽间的电角度,5）每极每相槽数q定义：每相绕组在每一磁极下所占的槽数,m相数整数槽绕组：q整数分数槽绕组：q分数,6）相带与极相组（线圈组）相带：每一磁极下，每一相绕组所占有的电角度极相组：每一磁极下同一相的q个线圈串联组成的线圈组,7）槽电动势星形图定义：将定子内圆周各槽内导体感应电动势分别用向量表示，这些向量构成一个辐射星形图。,2.1.2 交流绕组的分类,相数分：定子槽内层数分：绕组镶嵌形式：端部的形状：每极每相所占槽数分：,单相、两相、三相、多相；单层、双层集中式、分布式等元件式、同心式、链式、交叉式、叠绕组、波绕组整数槽、分数槽,双层：单层：,三相单层绕组 集中绕组 分布绕组,等元件式：同心式：,2.1.3 交流绕组的基本要求,1、良好的导电性能；2、一定导体数下，获得较大的基波电动势；3、在三相绕组中，三相电动势必须对称，即三相的幅值相等而相位互差120电角度，并且三相的阻抗也要求相等；4、电动势波形力求接近正弦波，为此要求电动势中的谐波分量尽量小；5、用铜量少，绝缘性能和机械强度可靠，散热条件好；6、制造工艺简单，检修方便。,2.1.4 三相单层绕组,单层绕组：每个槽内只放置一个线圈优点：嵌线方便、无层间绝缘缺点：不能灵活采用短距线圈,例题：一台三相单层绕组电机，极对数p=2，槽数Z=24，每相之路数2a=1，画出绕组槽电动势星形图和等元件式展开图。（2a=1线圈组之间为串联，2a=1线圈组之间为并联）解：1）计算极距、每极每相槽数q、槽距角为,2）绘制槽电动势星形图,3）画出绕组分相展开图,2a=12a=2,等元件式展开图,2.1.5 三相双层绕组,双层绕组：每个槽内放置上、下两层线圈边。特点：每个线圈的一有效边放置在某一槽的上层，另一有效边则放置在相隔节距为y1的槽的下层。优点：可灵活选择线圈节距，改善感应电动势波形。使用：10kV以上交流电机,分类：叠绕组、波绕组,例题：一台三相双层叠绕组电机，极对数p=2，槽数Z=24，之路数2a=1，节距y1=5，画出绕组槽电动势星形图和等元件式展开图。解：1）计算极距、每极每相槽数q、槽距角为,2）绘制槽电动势星形图注意：显示的是槽的某一层的绕组电动势向量关系。,3）三相双层绕组展开图（2a=1）,补充：三相双层A相绕组展开图（2a=1）,2.2 交流绕组的电动势,1、线圈电动势及短距系数1）整距线圈电动势一砸整距线圈电动势有效值为：Nc匝整距线圈电动势有效值为：,整距线圈和短距线圈的差别：,2）Nc匝短距线圈电动势有效值为：ky1短距系数ky11：表示短距线圈电动势对应整距线圈所打的折扣,2、线圈组电动势及分布系数1）q个串联整距线圈集中放在同一个槽内所感应的电动势为：,2）q个串联短距线圈分布放在槽距角为的相邻q个槽内所感应的电动势为：kq1分布系数kq11：表示分布线圈电动势对应集中线圈所打的折扣kw1=kq1 ky1：电机绕组系数,结论：,同步发电机在额定频率f下运行时，其相电动势Eph大小与转子的每极磁通m成正比。若要调节同步发电机的电压U，必须调节转子励磁电流If，改变转子每极磁通m。,2.3 交流绕组的磁动势,1.单相绕组磁动势,2.三相绕组的磁动势1)产生：三相对称交流电在三相对称电枢绕组中产生三个脉振磁动势，将三个脉振磁动势进行合成得三相旋转磁动势。,2)磁动势旋转方向同交流电相序U-V-W-U3)磁动势旋转速度n1=n(同步)4)旋转磁动势的幅值F1=1.5Fph1三相交流电与旋转磁场磁力线动画三相交流电与旋转磁场箭头动画,