交流电机绕组的基本理论.ppt

电机学（下） 徐祖华 2009.9 交流电机的共同问题 4－2 交流电机的电枢绕组 4、消除谐波的方法 根据 减小 或 可降低谐波， 对齿谐波采用其它措施。 （1）采用短距绕组 适当地选择线圈的节距， 使得某一次谐波的短距系数等于或接近零， 达到消除或减弱该次谐波的目的。 例：为消除5次谐波， 从不过分消除基波和用铜考虑， 应选尽可能接近于整距的短节距。即2k＝?－1， 对于 此时， 换言之， 为了消除第?次谐波， 只要选比整距短 的短距线圈 跨距的选择（1） 消除5次谐波的跨距选择 短距绕组往往采用 , 主要考虑同时减小5次、7次谐波。 对于5次谐波， 选用 对于7次谐波， 选用 （2）采用分布绕组 就分布绕组来说， 每极每相槽数q越多， 抑制谐波电动势的效果越好， 但q增多， 意味总槽数增多， 电机成本提高。 采用分布绕组 齿谐波电动势 有一种谐波 与一对极下的齿数Z/p之间有特定的关系。 称为齿谐波。 特点：谐波绕组系数恰等于基波的绕组系数。 采用短距和分布绕组的方法主要针对齿谐波以外的一般高次谐波， 对于齿谐波，它的绕组系数等于基波绕组系数， 不能采用通用的短距和分布绕组的方法。 对于齿谐波， 可采用斜槽， 采用分数槽的方法进行消除。 另外也可在电机设计过程中， 通过减小槽开口和槽形设计等方法进行高次谐波的减弱或消除。 齿谐波的消除 §4-6 单相交流绕组建立的磁动势 1、单个整距集中绕组的磁动势 一个整距线圈在异步电机中产生的磁动势 磁力线穿过转子铁心，定子铁心和两个气隙 相对于气隙而言，由于铁心磁导率极大，其上消耗的磁动势降可以忽略不计 ，线圈在一个气隙上施加的磁动势为： 如果通过线圈的电流为正弦波， 则矩形波的高度也将按正弦变化。 一个位置固定，幅值随时间按正弦变化，矩形脉振磁动势。 矩形脉振磁动势 脉振磁动势可以表示为 为幅值 按照付立叶级数分解的方法可以把矩形波分解为基波和一系列谐波 基波幅值为： 高次谐波的幅值为 矩形波脉振磁动势的分解 基波在空间按正弦分布；在时间上，任何一个位置的磁动势都按正弦变化。所以基波是一个正弦分布的正弦脉振磁动势。其表达式为： 2、 整距分布绕组的磁动势 由q个线圈构成的线圈组，由于线圈与线圈之间错开一个槽距角，称为分布绕组。 取单个线圈的基波进行分析（为正弦脉振磁动势），q个正弦脉振磁动势在空间依次错开一个槽距角； 线圈组的磁动势为： 3、双层短距绕组的磁动势 双层整距绕组可以等效为两个整距单层绕组； 两个等效单层绕组在空间分布上错开一定的角度，这个角度等于短距角； 双层短距绕组的磁动势等于错开一个短距角的两个单层绕组的磁动势在空间叠加。 槽电动势星形图和相带划分 体（槽号）是如何分配的。 现以一台相数 ，极数 ，槽数 的定子来说明槽内导体的感应电动势和属于各相的导 定子每极每相槽数： 式中， Q — 定子槽数； p — 极对数； m — 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）、槽电动势的星形图 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19、20、21（ ） X相带： 10、11、12 （ ） 与28、29、30（ ） 将四个线圈组按照一定的规律连接，即可得到A相绕组。 600相带： 如图 同理，B相距离A相 电角度处，C相距离A相 相带绕组：每个相带各占 电角度。 两相绕组。由此可得到一个三相对称绕组。 采用600相带可获得较大的基波电势 三相双层绕组的600相带槽电动势星形图 每等份1200（称1200相带），将每个相带内的所有导体电动势相量正向串联起来，得到相电动势。 1200相带： 如图 三相双层绕组的1200相带槽电动势星形图 1-6 7-12 13-18 旋转磁场是交流电机工作的基础。在交流电机理论中有两种旋转磁场： (1) 机械旋转磁场 通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场； (2) 电气旋转磁场 三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机的气隙空间产生电气旋转磁场； 交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。 §4－4 在正弦分布下的绕组电动势 电气旋转磁场 机械旋