华中科技大学 电气与电子工程学院 熊永前,2006.5,电机学 Electric Machinery,（第4章 交流绕组—电动势）,4.2 交流绕组电动势,基波电动势,谐波电动势及其削弱方法,导体电动势,线圈电动势与短距系数,线圈组电动势与分布系数,相电动势与绕组系数,气隙磁场谐波分量,谐波电动势,削弱谐波电动势方法,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,3,,,支路电动势,相电动势,线圈组电动势,,,线圈电动势,,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,4,一、基波电动势,1. 导体电动势,p对极电机，气隙磁场空间分布为p个正弦波的磁场称为基波磁场，基波磁场在绕组中感应的电动势为基波电动势为感应电动势频率,当p对极的正弦分布磁场以转速n1切割导体时，在导体中感应电动势为正弦波，其有效值为,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,5,2. 线圈电动势与短距系数,短距系数,ky1≤1 对于整距线圈 ky1=1,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,6,3. 线圈组电动势与分布系数,分布系数,kq1≤1 对于集中绕组（q=1） kq1=1,,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,7,4. 相电动势与绕组系数,相电动势等于并联支路的支路电动势。
每条支路所串联的各线圈组的电动势都是同大小、同相位，可以直接相加 对于单层绕组，每相有p个线圈组，每条支路有p/a个线圈组；对于双层绕组，每相有2p个线圈组，每条支路有2p/a个线圈组 基波相电动势有效值Eφ1为,,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,8,,相电动势统一计算式,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,9,例 一台汽轮发电机，定子槽数Z=36，极数2p=2，采用双层叠绕，节距y1=14，每槽2根导体，并联支路数a=1，频率为50Hz每极磁通量Φ1=2.63Wb试求：(1) 导体电动势Ec1；(2) 线圈电动势Ey1；(3) 线圈组电动势Ｅq1；(4) 相电势Eφ1解 极距 槽距电角 每极每相槽数 线圈匝数 每相串联匝数,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,10,(1) Ec1=2.22fΦ1=2.22×50×2.63 V＝291.9 V (2) Ey1=4.44Ncky1fΦ1=4.44×1×0.9397×50×2.63V=548.7V (3) Eq1=4.44qNckN1fΦ1=4.44×6×1×0.8984×50×2.63=3147 V (4) Eφ1=4.44NkN1fΦ1=4.44×12×0.8984×50×2.63 V=6294 V,短距系数,分布系数,绕组系数,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,11,二、谐波电动势及其削弱方法,1. 气隙磁场谐波分量,气隙磁场空间分布非正旋，分解为基波和一系列谐波。
主磁极产生的气隙磁场波形及其分解,主磁极产生的谐波磁场性质：,,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,12,2. 谐波电动势,ν次谐波磁场在定子绕组中感应的ν次谐波电动势频率 ν次谐波电动势有效值,当算出基波和各次谐波电动势的有效值后，可得出相电动势的有效值为,Y.Q.Xiong 2006-5,《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——电动势,13,3. 削弱谐波电动势方法,,使气隙中磁场分布尽可能接近正弦波 采用对称的三相绕组，消除线电动势中3及3的倍数次谐波 采用短距绕组 采用分布绕组,,例如：当q＝6时，kq1=0.9561， kq3=0.6440，kq5=0.1927。