第08章-交流电机共性问题2013案例.ppt

定子绕组展开图画图步骤： 定子绕组展开图画图步骤： 第8章 交流电机的共性问题 作业： 6-1，6-2，6-3； 3. 双层短距分布绕组的磁动势 图8-13a所示是双层短距分布绕组的展开图，同一相线圈的上、下层导体要错开一个距离， 这个距离刚好就是线圈节距所缩短的电角度β。 从绕组电流产生磁场的角度看，合成磁动势的大小及波形只取决于导体电流的大小和方向以及导体的分布情况，而与导体之间的连接次序无关。因此，可以将所有上层导体看成是一个的整距分布绕组，而将所有下层导体看成是另一个的整距分布绕组。如图8-13b所示，这两个绕组的基波磁动势大小相等，相位差为电角度β 。 第8章 交流电机的共性问题 第8章 交流电机的共性问题 短距因数 4. 单相绕组的磁动势 为了使公式简明并使用方便，一般采用绕组相电流I 和每相串联总匝数N1来计算磁动势。设绕组的并联支路数为a，则线圈电流Iy=I/a；另外，对于双层绕组， 由式（8-26）可知线圈匝数Ny=aN1/(2npq)。 把这两个关系式代入上式， 可得单相绕组基波磁动势的幅值 第8章 交流电机的共性问题 绕组因数 上式对于单层绕组同样适用。这样，单相绕组基波磁动势的完整表达式为 第8章 交流电机的共性问题 （8-31） 该磁动势的轴线在空间固定不动，而振幅不断地随时间做正弦变化。 8.3.2 三相电枢绕组的合成磁动势 通过合理布置定子槽中的三相电枢绕组，能够有效地减小气隙中的磁动势谐波。可以认为每相电枢绕组产生的磁动势在空间是正弦分布的，并且三相磁动势在空间互差120o电角度。三相电枢绕组的基波磁动势为 （8-32） 第8章 交流电机的共性问题 根据三角函数的积化和差公式，上式可以写为 将上式中三相电枢绕组磁动势相加，得到合成基波磁动势 第8章 交流电机的共性问题 第8章 交流电机的共性问题 图8-14说明 是一个幅值恒定、正弦分布的行波。 由于 表示三相电枢绕组基波合成磁动势沿气隙圆周的空间分布，所以它是一个沿气隙圆周旋转的行波，其相对于定子的速度是 同步速度 相应的波长 可见，定子A、B、C三相绕组的磁动势均可以分解为两个大小相等、转向相反的旋转磁动势。正向旋转的磁动势相位相同，其合成磁动势的幅值是每相正转磁动势幅值的3倍，而反向旋转的磁动势相位互差120?，其合成磁动势为零。 一个三相对称绕组通入三相对称电流时，所产生的一定是个圆形的旋转磁场。这个概念不仅可以用上面的数学手段来证明，还可以进一步用图8-15来解释。设三相电流为 （8-37） 第8章 交流电机的共性问题 第8章 交流电机的共性问题 右手螺旋定则 8.3.3 旋转磁场的基本特点 1）三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成磁动势是一个旋转行波，合成磁动势的幅值是单相电枢绕组脉振磁动势幅值的3/2倍。同理可以证明，对于m相对称绕组通入m相对称电流，所产生的基波合成磁动势也是一个旋转行波，其幅值为每相脉振幅值的m/2倍。 2）根据旋转磁场的行波性质，旋转磁场的电角速度和机械转速为 上式表明，旋转磁场的转速n1仅与电源频率f和电机极对数np有关，称为同步转速。 第8章 交流电机的共性问题 3）从图8-15可见，旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相，即合成磁动势的轴线是从A相转到B相，再从B相转到C相。因此要改变旋转磁场的方向，只要改变电枢绕组的相序即可，也就是将连接到电源的三相绕组的3根接线中的任意2根对调就可以了； 4）从图8-15还可以看出，当某相电流达到最大时，旋转磁动势的波幅刚好转到该相绕组的中心线上。 第8章 交流电机的共性问题 8.4 交流电机的磁场分析 8.4.1 交流电机的主磁通 当交流电机的定子绕组通入三相对称电流时， 便在气隙中建立基波旋转磁动势，同时产生相应的基波旋转磁场。与基波旋转磁场相对应的磁通称为主磁通，用?m表示。由于旋转磁场是沿气隙圆周的行波，而气隙的长度是非常小的，所以相应的主磁通实际上是与定、转子绕组同时相交链的，这也是判断主磁通的重要依据。主磁通又称为气隙磁通，交流电机就是依靠气隙磁通来实现定、转子之间的能量转换的。 第8章 交流电机的共性问题 电机的磁场分布可以用计算机仿真的方法来模拟，目前有一些专用的磁场分析软件，如ANSYS，也可以利用MATLAB软件。图8-16所示就是采用MATLAB的