第5章交流电机的绕组和电动势优质PPT.ppt
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图中所示时刻电动势的方向为出纸面。
转子转过一周,定子转子转过一周,定子导体感应电动势正负交导体感应电动势正负交变一个周期。
带上负载变一个周期。
带上负载则可以输出电能。
则可以输出电能。
上页上页下页下页目录目录同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理转速n1的单位为r/min。
对于对于pp对极的电机对极的电机而言,转子每转过而言,转子每转过一周,定子导体感一周,定子导体感应电动势正负交变应电动势正负交变pp个周期。
个周期。
导体导体A定子定子气隙气隙NS转子转子pSN601pnf上页上页下页下页目录目录同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电动机的基本原理同步电动机的基本原理定子通电形成旋转磁场,等效为旋转的磁极。
定子绕组磁定子绕组磁势产生的势产生的气隙圆形旋气隙圆形旋转磁场转磁场与转子励磁产与转子励磁产生的磁场有相同的极生的磁场有相同的极对数,磁极相互吸引对数,磁极相互吸引,驱动转子旋转,驱动转子旋转同步电动机同步电动机导体导体A定子定子气隙气隙NS转子转子n1励磁励磁绕组绕组n1NS上页上页下页下页目录目录同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理极对数极对数p一定时,定子导体感应电动势的一定时,定子导体感应电动势的频率频率f与转子转速与转子转速n1有严格的关系,称为有严格的关系,称为同步关系。
转子转速同步关系。
转子转速n1称为同步转速。
称为同步转速。
这种电机称为同步电机。
601pnf上页上页下页下页目录目录
(2)
(2)异步电机的工作原理异步电机的工作原理笼型异步电机笼型异步电机定子定子气隙气隙1nNSAfBnf转子转子
(1)电生磁:
三相对称三相对称绕组通往三相对称电流绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。
产生圆形旋转磁场。
(2)磁生电:
旋转磁场旋转磁场切割转子导体感应电切割转子导体感应电动势和电流。
动势和电流。
(3)电磁力:
转子载流转子载流(有功分量电流)体在(有功分量电流)体在磁场作用下受电磁力作磁场作用下受电磁力作用,形成电磁转矩,驱用,形成电磁转矩,驱动电动机旋转,将电能动电动机旋转,将电能转化为机械能。
转化为机械能。
上页上页下页下页目录目录交流绕组交流绕组由交流电机的工作原理可见,交由交流电机的工作原理可见,交流绕组是电机进行能量转换的关键流绕组是电机进行能量转换的关键部件。
部件。
产生感应电动势;
产生磁动势。
上页上页下页下页目录目录2.2.对交流绕组的要求对交流绕组的要求导体数一定情况下,能产生较大的基波电导体数一定情况下,能产生较大的基波电动势和磁动势;
动势和磁动势;
三相绕组感应电动势对称;
三相绕组阻抗相等;
电动势和磁动势的波形尽可能接近正弦;
较好的散热,一定的绝缘强度;
工艺简单、维护方便。
上页上页下页下页目录目录交流绕组的电动势交流绕组的电动势交流电机的绕组是由放置在交流电机的绕组是由放置在铁心槽中的导体通过一定的方式铁心槽中的导体通过一定的方式联结而成的。
联结而成的。
导体线匝线圈线圈组相绕组由简单到复杂由简单到复杂上页上页下页下页目录目录元件元件(线圈线圈)有有效效边边端部端部端部端部单匝线圈单匝线圈线圈线圈(多匝多匝)多匝线圈简图多匝线圈简图线圈节距线圈节距y上页上页下页下页目录目录绕组绕组上页上页下页下页目录目录术语术语11:
角度电磁场每转过一对磁极,电势磁场每转过一对磁极,电势变化一个周期,称为(一个周变化一个周期,称为(一个周期)期)360360电角度。
在电机中电角度。
在电机中一对磁极所对应的角度定义为360电角度。
(几何上,把一。
(几何上,把一圆周所对应的角度定义为圆周所对应的角度定义为360360机械角度。
)机械角度。
)磁极对数为磁极对数为pp圆周机械角度为圆周机械角度为360360电角度为电角度为p*360p*360导体导体A定子定子气隙气隙NS转子转子pSN导体导体A定子定子气隙气隙NS转子转子n1励磁励磁绕组绕组n1NS上页上页下页下页目录目录术语术语22:
相带为了三相绕组对称,为了三相绕组对称,在每个极面下每相绕组应占有相等的范围相带。
每个极对应于每个极对应于180180电角度,如电机有电角度,如电机有mm相,则相,则每个相带占有电角度。
三相电机每个相带占有电角度。
三相电机mm33,其,其相带为相带为6060,按,按6060相带排列的绕组称为相带排列的绕组称为6060相相带绕组。
带绕组。
m180上页上页下页下页目录目录6060相带绕组相带绕组把把每对极所对应的定子槽等分为六个等分。
所对应的定子槽等分为六个等分。
依次称为依次称为aa、cc、bb、aa、cc、bb相带相带,各相绕组放在各自的相带范围内,各相绕组放在各自的相带范围内NNSSNNSSSSNN上页上页下页下页目录目录术语术语33:
每极每相槽数每极每相槽数qq每个极面下每相占有的槽数。
已知总槽数。
已知总槽数ZZ、极对数、极对数pp和相数和相数mm为,则为,则q1q1分布绕组分布绕组整数槽绕组整数槽绕组qq为整数为整数分数槽绕组分数槽绕组qq为分数为分数pmZq2上页上页下页下页目录目录术语术语44:
槽距角槽距角相邻两槽之间的电角度已知总槽数已知总槽数ZZ、极对数、极对数pp圆周的电角度Zp360上页上页下页下页目录目录术语术语55:
极距极距相邻两磁极对应位置两点之间的圆周距离几何尺寸几何尺寸每极所对应的定子内圆弧每极所对应的定子内圆弧长长设设DD为定子内圆直径。
为定子内圆直径。
槽数表示极距:
即基波磁场每极所对应的槽数即基波磁场每极所对应的槽数pD2pZ2上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录术语术语66:
节距节距y(y(跨距跨距)表示元件的宽度。
元件放在槽内,其宽度表示元件的宽度。
元件放在槽内,其宽度可可用元件两边所跨越的槽数表示。
上页上页下页下页目录目录交流绕组的构成交流绕组的构成有有效效边边端部端部端部端部单匝线圈单匝线圈线圈线圈(多匝多匝)多匝线圈简图多匝线圈简图线圈节距线圈节距y上页上页下页下页目录目录交流绕组的电动势交流绕组的电动势绕组联结的原则绕组联结的原则尽量充分利用导体(产生的感应尽量充分利用导体(产生的感应电动势尽可能大)。
电动势尽可能大)。
电动势质量好。
波形接近正弦波形接近正弦三相对称三相对称节省材料。
节省材料。
上页上页下页下页目录目录5.25.25.25.2三相单层集中整距绕组及其电动势三相单层集中整距绕组及其电动势三相单层集中整距绕组及其电动势三相单层集中整距绕组及其电动势导体感应电动势导体感应电动势eblvd=与导体所在处的气隙磁通密度b、导体长度l和相对运动速度v有关。
对于确定的电机而言,长度和转速都是确定的,所以着重分析气隙磁通密度。
上页上页下页下页目录目录导体感应电动势导体感应电动势为方便进行数学描述,建立直角坐标系为方便进行数学描述,建立直角坐标系在转子表面;
在转子表面;
原点、横坐标、纵坐标。
规定物理量的参考方向规定物理量的参考方向气隙磁通由转子进入定子方向为正,相气隙磁通由转子进入定子方向为正,相应的磁通密度也为正;
应的磁通密度也为正;
电动势以出纸面方向为正。
上页上页下页下页目录目录导体感应电动势导体感应电动势励磁磁动势励磁磁动势FfNfIf产生气隙磁场,用产生气隙磁场,用气隙磁通密度气隙磁通密度b表示。
表示。
上页上页下页下页目录目录导体的基波感应电动势导体的基波感应电动势习惯上采用每极磁通量来习惯上采用每极磁通量来计算电动势计算电动势1260npw=1122.2fE11mp2Bldt=11m12EBlvd=11p26060nnvDpt=1为气隙基波每极磁通量;
为气隙基波每极磁通量;
p为极距为极距。
a)二极交流发电机b)主极磁场在空间的分布c)导体中感应电动势的波形图4-10气隙磁场正弦分布时导体内的感应电动势NSe1bB1t0e1N01800360bne1定子上页上页下页下页目录目录导体的基波感应电动势导体的基波感应电动势A112sineEtw=+jA1E上页上页下页下页目录目录电角度与机械角度电角度与机械角度导体导体A定子定子气隙气隙NS转子转子pSN转子转过一对极转子转过一对极,定子感应电动,定子感应电动势就交变一次,势就交变一次,即经过即经过360。
上页上页下页下页目录目录电角度与机械角度电角度与机械角度在在电机学电机学中,将中,将一对极一对极在空间上占据在空间上占据的机械角度定义为的机械角度定义为360,称为,称为空间电空间电角度,用角度,用表示。
原来的空间一周对应的原来的空间一周对应的360,称为,称为空间机械角度,用空间机械角度,用表示。
p上页上页下页下页目录目录导体的基波感应电动势导体的基波感应电动势与导体与导体A相距一个角度相距一个角度的导体的导体B的感应电动势的感应电动势t时刻时刻,11m0sin()bBtddwa=+0tB1102sin()eEtwa=+eB1与与eA1的有效值相同,但相位不同。
的有效值相同,但相位不同。
A112sineEtw=上页上页下页下页目录目录导体的基波感应电动势导体的基波感应电动势A112sineEtw=B1102sin()eEtwa=+jA1EB1E0te020eA1eB1上页上页下页下页目录目录结论结论导体导体B与导体与导体A在空间上相差在空间上相差电角度,它们的感应电动势在时间电角度,它们的感应电动势在时间上也相差上也相差电角度。
电角度。
顺着转子转动的方向看,空间上超前,则感应电动势在时间上滞后。
上页上页下页下页目录目录导体的谐波感应电动势导体的谐波感应电动势同理也可以得到同理也可以得到55次、次、77次等各次次等各次谐波电动势谐波电动势33msin3bBdda=333m3sin32sin3eblvBlvtEtddww=33322.2fE上页上页下页下页目录目录整距线匝的感应电动势整距线匝的感应电动势线匝线匝1y-节距上页上页下页下页目录目录整距线匝的感应电动势整距线匝的感应电动势要使线匝的感应电动势最
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- 交流 电机 绕组 电动势