第10章 交流电机的绕组和电动势.ppt

第十章 交流电机的绕组和电动势 10-1 交流电机的工作原理，对绕组的基本要求 10-2 三相单层分布绕组 10-3 三相双层绕组 10-4 交流绕组的感应电动势 第十章 交流电机的绕组和电动势 ?基本要求： 1.了解交流绕组的基本概念 2.掌握利用电动势星形相量图分析三相绕组的方法 3.掌握三相单层分布绕组和三相双层叠绕组的连接规律 4.理解基波绕组因数的物理意义，掌握交流绕组基波电动势的计算 10-1 交流电机的工作原理，对绕组的基本要求 1.交流电机的基本工作原理 频率： 2）异步电机的基本工作原理 ?结构 定子：定子铁心和三相对称交流绕组 转子：转子铁心和闭合的交流绕组 ?三相异步电动机的基本工作原理： 2.对交流绕组的基本要求 （1）在导体数一定的条件下，能得到较大的基波电动势和基波磁动势。 （2）电动势和磁动势波形应尽量接近正弦波，即谐波分量较小。 （3）在三相电机中，三相绕组的电动势和磁动势要对称，电阻、电抗要彼此相等。 （4）用铜量少。 （5）具有足够的绝缘强度和机械强度， （6）运行中有较好的散热性能。 （7）制造工艺简单，维修方便。 3.交流绕组的分类 按相数：单相绕组、两相绕组、三相绕组、多相绕组 按槽内层数：单层绕组（等元件式、链式、同心式和交叉式）、双层绕组（叠绕组、波绕组） 按每极每相槽数：整数槽、分数槽 4.交流绕组的基本概念 1）线圈 线圈是构成交流绕组的基本单元，它由一匝或多匝串联而成。 2）电角度 计量电磁关系的角度称为电角度。从电磁观点看，一对磁极占有的空间电角度为360?。 空间电角度=极对数p?空间机械角度 4）线圈节距 y1 一个线圈的两个有效边在定子内圆所跨的距离，用所占槽数表示。 7）每极每相槽数q 每个极面下每相占有的槽数。 已知电机的总槽数Q、极对数p和相数m，则 10-2 三相单层分布绕组 ?单层绕组：每个槽内只放置一个线圈边，线圈数等于槽数的一半。 例10-1 一台三相交流电机，定子绕组为三相单层分布绕组，已知电机的极对数p=2，槽数Q=24，每相并联支路数a=1，试绘出其绕组展开图。 2.绘制电动势星形相量图 3.按60?相带法分相 分相的原则：每相电动势最大，且三相电动势对称。 4.绘制绕组展开图 ?单层绕组：每对极下属于一相的q个线圈按电动势相加的原则串联成一个线圈组。每相共有p个线圈组。 1）单层等元件式绕组 每相并联支路数a=1，属于A相的p个线圈组按电动势相加的原则串联，即按“尾接头”的方法相连。 1）单层等元件式绕组 每相并联支路数a=p，属于A相的p个线圈组按“头接头、尾接尾”的方法并联。 2）单层链式绕组 单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距都相同的线圈连接而成，适用于q=2、极数较多的小型异步电动机。 5.单层分布绕组的特点 每个槽内只有一个线圈边，线圈数等于Q/2。 每相有p个线圈组，每个线圈组由q个线圈串联而成。 10-3 三相双层绕组 ?双层绕组：每槽中有两个线圈边，分为上下两层放置。线圈数等于槽数。 ?双层绕组的优点： （1）可采用短距，改善电动势、磁动势的波形； （2）线圈尺寸相同，便于制造； （3）端部排列整齐，有利于散热和增加机械强度。 ?双层绕组的分类：叠绕组、波绕组 ?双层绕组的应用场合：10kW以上交流电机的定子绕组 例10-2? 一台三相交流电机，定子绕组为双层叠绕组，定子槽数Q=36，极对数p=2，节距y1=7，并联支路数a=1，试绘制电动势星形图和绕组展开图。 2.绘制电动势星形图 对于双层绕组，基波电动势星形相量图中的每一个相量代表各短距线圈的基波电动势相量。 4.绘制绕组展开图 A相带：线圈1, 2, 3； 19, 20, 21 X相带：线圈10, 11, 12；28, 29, 30 4.绘制绕组展开图 最大并联支路数amax= 2p 5.双层叠绕组的特点 每个槽内放置上下两个线圈边，线圈数等于槽数Q； 每相有2p个线圈组，每个线圈组由q个线圈串联而成； 最大并联支路数amax=2p； 10-4 交流绕组的感应电动势 1.导体的基波电动势 2.整距线圈的基波电动势 3.短距线圈的基波电动势和基波节距因数 4.线圈组的基波电动势和基波分布因数 5.相电动势和线电动势 6.感应电动势中的高次谐波 1.导体的基波电动势 1）电动势的波形 3）电动势的有效值 2.整距线圈的基波电动势 3.短距线圈的基波电动势及基波节距因数 线圈有 NK 匝，则线圈的基波电动势为 4.线圈组的基波电动势及基波分布因数 每个线圈组都由q个在空间互差一个槽距角?的线圈串联组成，线圈组的基波电动势为 线圈的基波电动势为 线圈组的基波电动势为 5.相电动势和线电动势 1）单层绕组 2）双层绕组 一相绕组基波电动势的有效值为