电机学：6电机及拖动基础-交流绕组及其电动势和磁动势

1、第六章 交流绕组及其电动势和磁动势6.1交流绕组的构成原则和分类一、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、交流绕组的分类按相数分为： 单相、三相三相、多相按层数分为： 单层（同心式、链式、交叉式） 双层双层（叠绕组叠绕组、波绕组） 单双层每极每相槽数q：整数槽整数槽、分数槽6.1交流绕组的构成原则和分类三、基本概念pZpD22或0360pQ6.1交流绕组的构成原则和分类1.极距：2.线圈节距

2、y： 整距y=； 短距y绕组因数分布因数：五、相电动势和线电动势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设一相绕组的总串联匝数为N=一相的感应电动势1w114.44EfNk1.单层绕组cpqNNa2.双层绕组2cpqNNa五、相电动势和线电动势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113LEE线电动势星接时角接时11LEE 因为磁场波形相对于磁极中心线左右对称，所以谐波磁场中无偶次谐波（见P114图4-14），故=3，5，7，9，11一、高次谐波电动势感应电动势中的高次谐波1.谐波电动势谐波磁场的极对数：pv =vp p基波磁场的极对数谐波磁场的极距：

3、v =/v 激波磁场的极距谐波磁场的槽距角：v 一、高次谐波电动势感应电动势中的高次谐波谐波磁场的转速：nv = 主磁极的转速谐波感应电动势的频率：fv= pv nv/60 =vf1谐波感应电动势的节距因数kpv 谐波感应电动势的分布因数kdv谐波感应电动势的绕组因数kwv= kpv kdv谐波电动势（相值） Ev = 4.44 fvNkwvv一、高次谐波电动势感应电动势中的高次谐波2、齿谐波电动势齿谐波谐波次数v与一对极下的齿数Q1/p具有特定关系的谐波 即v = Q1/p1=2mq1的谐波齿谐波的特点 kWV（V=2mq1）= kW1 一、高次谐波电动势感应电动势中的高次谐波3.谐波的弊害

4、使电动势波形变坏，发电机本身能耗增加，效率下降，温升增加，从而影响用电设备的运行性能。干扰临近的通讯线路 二、消除谐波电动势的方法感应电动势中的高次谐波1.采用短距绕组 2.采用分布绕组，降低3.改善主磁场分布4.斜槽或斜极 一、整距集中绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势设气隙均匀，通以正弦交流电流：tIisin2Nc匝，则iNiHdlc每个气隙上的磁动势为：tFtNIiNfcmcccsinsin2221一、整距集中绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势结论：波形：矩形波；脉动磁动势：空间位置固定、幅值大小和方向随

5、时间而变化的磁动势。分解：其中， 用电角度表示的空间距离。 xtFxtFxtFtxfcmcmcmccossin3cossincossin),(31x一、整距集中绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势结论：基波磁动势的幅值： 次谐波磁势的幅值：ININFcccm9 . 02241INFccm9 . 01基波磁动势的性质：按正弦规律变化的脉动磁动势。二、分布绕组的磁势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势1.整距分布绕组的磁势（q个）1111)(9 . 0qcqcmqmkIqNkqFFIkqNIkkqNkkIqNkFFwcyqcyqc

6、yqmmq11111111)2(9 . 0)2(9 . 0)9 . 0(222.双层短矩分布绕组的基波磁动势三、单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势 相电流为I、每相串联匝数N、绕组并联支路数a、则单相磁动势为：IpNkFwm119 . 0 xtIpNkxtFtxfwmcossin9 . 0cossin),(111三、单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势 单相脉动磁动势的分解xtFtxfmcossin),(11)sin(21)sin(2111xtFxtFmm),()(1),()(1txtxff三、单相绕组的

7、磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势通有正弦交流电时单相绕组的磁动势结论结论：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： xtFtxfmcossin),(11),()(1),()(1txtxfffxtdx2min)/(60)/(221rpfsrpfpfn一、圆形旋转磁动势通对称三相电流时三相绕组的磁动势数学法xtFfmAcossin11)120cos()120sin(11xtFfmB)120cos()120sin(11xtFfmC分解后相加的三相合成磁动势为：)sin(2311xtFfm一、圆形旋转磁动势通对称的三相电流三相绕组的磁动势图解法结论：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