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1、第三章第三章 交流绕组的电动势与磁动势交流绕组的电动势与磁动势3.1 交流绕组的构成原那么和分类交流绕组的构成原那么和分类3.2 三相双层绕组三相双层绕组3.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势正弦磁场下交流绕组的感应电动势3.4 通有正弦电流时单相绕组的磁动势通有正弦电流时单相绕组的磁动势3.5 通有三相电流时三相绕组的磁动势通有三相电流时三相绕组的磁动势 本章主要内容本章主要内容1.交流绕组的衔接规律交流绕组的衔接规律 2.正弦磁场下交流绕组的感应电动势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通有对称三相
2、电流时的磁动势 3.1 3.1 交流绕组的构成原那么和分交流绕组的构成原那么和分类类一、构成原那么一、构成原那么 (1)、合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正、合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正 (2)、对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，、对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，弦形、幅值要大；电阻、电抗要平衡； 二、分类二、分类按相数按相数 ：单相和多相绕组；：单相和多相绕组；按槽内层数：单层和双层；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。按绕法：叠绕组和波绕组。 (4)、绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好，(3)、绕组的铜耗要小，用
3、铜量要省；制造要方便。 的三相交流电机，其定子绕组大多采用的三相交流电机，其定子绕组大多采用1可以选择最有利的节距，并同时采用分布绕组， 3端部外形陈列整齐，有利于散热和加强机械2 2一切线圈具有一样的尺寸，便于制造；一切线圈具有一样的尺寸，便于制造；主要优点：主要优点：特点：绕组的线圈数等于槽数。特点：绕组的线圈数等于槽数。 3.2 3.2 三相双层绕组三相双层绕组双层绕组。双层绕组和单层绕组的比较、交流绕组的模型以改善电动势和磁动势的波形；强度。一、槽电动势星形图和相带划分一、槽电动势星形图和相带划分 体槽号是如何分配的。体槽号是如何分配的。 现以一台相数现以一台相数 ，极数，极数 ，槽数
4、，槽数 的定子来阐明槽内导体的感应电动势和属于各相的导的定子来阐明槽内导体的感应电动势和属于各相的导1 1、概念、概念定子每极每相槽数：定子每极每相槽数： 式中， Q 定子槽数； p 极对数； m 相数。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 2、槽电动势的星形图、槽电动势的星形图 如图41表示36槽内导体感应电动势的相量图，亦称为槽电动势星形图。 以A相位例，由于 ，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 与与19、20、21 X相带： 10、11、12 与与28、29、30 将四个线圈组按照一定的规律衔接，即可得到将四个线圈
5、组按照一定的规律衔接，即可得到A相绕组。相绕组。 同理，同理，B相相间隔隔A相相 电角度角度处，C相相间隔隔A相相 电角度角度处，可按，可按 (图41)所划分的相所划分的相带连成成B、C相带绕组：每个相带各占 电角度。各个相带的槽号分布。表4-1两相绕组。由此可得到一个三相对称绕组。二、叠绕组二、叠绕组 叠绕组：绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中，叠绕组：绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中，串联时应将极相组和极相组反向串联，即首首相 为防止电动势或电流所构成的磁场相互抵消，为防止电动势或电流所构成的磁场相互抵消， 极相组的电动势、电流方向与极相组的电动势极相组的电动势、电流方向与极相组的电动势图4
6、-3后一个线圈紧“叠在前一个线圈上。图4-2电流方向相反。连把尾端引出，或尾尾相连把首端引出。 3.3 3.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势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 1、电动势的波形、电动势的波形2 2、正弦电动势的频率、正弦电动势的频率感应电动势的频率： 同步转速： 3 3、导体电动势的有效值、导体电动势的有效值 将将 代入上式得导体电动势代入上式得导体电动势 为为 二、整距线圈的电动势二、整距线圈的电动势匝电势单匝线圈电动势的有效值 线圈有圈有 匝，那么匝，那么线圈圈电动势为三、短距线圈的电动势，节距因数三、短距线圈的电动势，节距因数短距线圈的节距 ，用电角度
7、表示时，节距为 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图44 为线圈的基波节距因数，表示线圈短距时感应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，电动势比整距时应打的折扣， 有效值 为四、分布绕组的电动势，分布因数和绕组因数四、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 代入上式，得 图45 式中，式中， 个个线圈圈电动势的代数和；的代数和； 绕组的基波分布因数， 的意义：由于绕组分布在不同的槽内，使得的意义：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
8、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。 的意义：既思索绕组短距、又思索绕组分布时，的意义：既思索绕组短距、又思索绕组分布时，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五、相电动势和线电动势 设一相绕组的总串联匝数为设一相绕组的总串联匝数为 ，那么一相的电动，那么一相的电动势应势应 为为 3.4 3.4 通有正弦电流时单相绕组的磁动势通有正弦电流时单相绕组的磁动势一相绕组的磁动势为那么单相绕组的基波磁动势为式中， 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单相绕组的基波磁动势在空间随角按余弦规律 单相绕组的基波磁动势为脉振
9、磁动势，其脉振频率单相绕组的基波磁动势为脉振磁动势，其脉振频率 取决于电流的频率。分布，在时间上随按余弦规律脉振。图46 3.5 3.5 通有三相电流时三相绕组的磁动势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延续推移的旋转磁动势波。性质：是一个沿着气隙圆周延续推移的旋转磁动势波。a) 转速： 即 。 b) 幅值位置：当某相电流到达交流的最大值时，基波c) 方向： 取决于交流电流的相序。的轴线重合。合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组图4 41 1 三相双三相双层绕组的槽的槽电动势星形星形图相带相带槽号槽号极极 对对ABC
10、XYZ1,2,34,5,67,8,910,11,12 13,14,15 16,17,1819,20,2122,23,24 25,26,27 28,29,30 31,32,33 34,35,36第一对极下第一对极下1槽槽18槽槽第二对极下第二对极下19槽槽36槽槽表4-1 各个相带的槽号分布 1 35 7 9 11 13151719 21232527 293133351 2 310 11 1219 20 2128 29 30图3-2 三相双层叠绕组的A绕组的展开图 -1-2-3- -10-11-12-19-20-21- -28-29-30-图：图：A相绕组线圈的衔接图一条并联支路相绕组线圈的衔接图一条并联支路123192021101112282930图3-3 A相绕组线圈的衔接图两条并联支路图3-5 极相组的合成电动势图3-6 不同瞬间时单相绕组的基波脉振磁动势
