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1、第四章 交流电机绕组电动势及磁动势4.1交流电机的绕组、交流绕组的基本知识（一）构成原则1 .合成电动势和合成磁动势的波形要接近正弦形（基波、谐波）2 .三相绕组对称（节距、匝数、线径相同、空间互差 120电角度）（即保证各相电动势磁动势对称，电阻电抗相同）3 .铜耗pu减小，用铜量减少。4 .绝缘可靠、机械强度高、散热条件好、制造方便（二）交流绕组的分类1 .按相数分为：单相、三相、多相2 .按槽内层数分为：单层（同心式、链式、交叉式）、双层（叠绕组、波绕 组）、单双 层3 .按每极每相槽数q分为：整数槽、分数槽（三）基本概念1 .极距一D或-Q2p 2p2 .线圈节距y:整距y= 短距y
2、= v 3 E lEL中三次及3的倍数次谐波。因为3k次谐波电动势同相位、幅值相 同，所以星接时线电动势为零角接时产生环流，环流产生的压降恰好被抵 消。4 .谐波的弊害.使电动势波形变坏，发电机本身能耗增加，刀 ，从而影响用电设备的运行性能干扰临近的通讯线路七、消除谐波电动势的方法因为E6v=4.44f uNFRvv所以通过减小Kwr或可降低E61.采用短距绕组基波TfaEp1 4.44fNky1kq1 1丫次谐波f fEd4.44 f Nkv kap y qky0则 Ep 0 取 y消除丫次谐波电势例如：5、7次谐波，选y勺62 .采用分布绕组，降低kq。 q3 .改善主磁场分布4 .斜槽或
3、斜极5 .其他措施4.3交流电机绕组的磁动势电机是一种利用电磁感应原理进行机电能量转换装置，而这种能量转换必须有磁场的参与，因此，研究电机就必须研究分析电机中磁场的分布及性 质，不论是定子磁动势还是转子磁动势，它们的性质都取决于产生它们的电 流的类型及电流的分布，而气隙磁通则不仅与磁动势的分布有关， 还和所经 过的磁路的性质和磁阻有关。同步电机的定子绕组和异步电机的定、 转子绕 组均为交流绕组，而它们中的电流则是随时间变化的交流电，因此，交流绕组的磁动势及气隙磁通既是时间函数， 又是空间的函数。一、整距集中绕组 的磁动势设气隙均匀，通以正弦交流电流，i V2I sin t, Nc匝，则Hdl
4、i Ncic每个气隙上的磁动势为：fc -Nci22I N c sin tFcm sin t2结论：波形：矩形波；脉动磁动势：空间位置固定、幅值大小和方向随时间而变化的磁动势。分解：3fc(x, t) Fcm1sin t cos x Fcm3 sin tcos-xFcm sin t cos-x其中：一x用电角度表示的空间距离基波磁动势的幅值：Fcm1 - -2 NcI0.9NcI21V次谐波磁势的幅值：-0.9NcIci Hc基波磁动势的性质：按正弦规律变化的脉动磁动势。二、分布绕组的磁势1 .整距分布绕组的磁势(q个)FqmlqFcmikql 0.9(qNcI)kq-2 .双层短矩分布绕组的
5、基波磁动势Fqm-2Fqmikyi 2(0.9qNcI kqi)kyi 0.9(2qNc)kqikyiI0.9(2qNc)kw-I三、单相绕组的磁动势相电流为I小、每相串联匝数 N绕组并联支路数a、则Fmi 0.93I单相磁动势为：pNkwif i(x,t) F m1sin t cos x 0.9I sin tcos - x单相脉动磁动势的分解f1(x,t) F mi sin tcos x11.,、2F miSin( t -x) 2F mi sin( t - x) f V f V1 (x,t)1 (x,t)结论：两个磁动势的性质： 圆形旋转磁动势；幅值为单相磁动势幅值的一半;转速:dx 2f2
6、 n1数学法:fA1 F m1 sin t cos x60 f(r /s) (r /min)P即：一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、 转速相同、转向相反的圆形旋 转磁动势。四、通有对称的三相电流时三相绕组的磁动势1、圆形旋转磁动势fBi Fm1Sin( t 120)cos(x 120 )fci F mi sin( t 120)cos(x 120 )fl 二 FmiSin( t x)分解后相加的三相合成磁动势为：2图解法：*结论：三相对称绕组流过三相对称电流产生的合成基波磁动势为圆形旋转磁动势；性质：幅值:Fi3FF mi2Nkwi0.9IPNkwi1.35IP60 f ni (r / min)转速：p转向：从载有超前电流相转到载有滞后电流相；
