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第四章-交流电机理论的共同问题
q Q 36 3 2 pm 4 3
槽距角:
p 360 2 360 20
ห้องสมุดไป่ตู้
Q
36
槽电势的产生: 根据e=blv,定子槽内放置导体,因此导体是固定不动的,电动势是 由于磁场旋转产生的。 磁场为正弦形,其在一个圆周上的周期数等于极对数p(一对极对应 磁场一个周期)。
1
19
槽内导体的感应电动势e与所在位置处的磁通密度b有关系。 导体感应电势的相位取决于气隙磁密,相邻槽内导体上电势相位差 等于槽距角。
异步电动机的基本原理
三相同步发电机的基本原理
§1 交流绕组构成原则和分类
虽然绕组的型式各不相同,但它们的构成原则基本相同,基本要
求是:
(1)电势和磁势波形要接近正弦波,数量上力求获得较大基波电 对称
动势和基波磁动势。为此要求电势和磁势中谐波分量尽可能小。三 电相 路
(2)三相绕组各相的电动势、磁动势必须对称,电阻电抗要平衡。要求
绘制绕组展开图 绘制绕组展开图的步骤是: a、绘槽电势星形图; b、划分相带; c、把各相绕组按一定规律连接成对称三相绕组。
根据线圈的形状和 连接规律,双层绕 组可分为叠绕组和 波绕组两类。
a)叠绕线圈
b)波绕线圈
叠绕和波绕线圈
叠绕组 任何两个相邻的线圈都是后一个叠在前一个上面的,称为叠绕组。
例:绘制4极三相36槽的双层叠绕组展开图。
双层绕组的优点: 1、可选择最有利的节距,以改善电势、磁势波形; 2、线圈尺寸相同便于制造; 3、端部形状排列整齐,有利于散热和增加机械强度。 机械角度和电角度 电机圆周在几何上分为360°,这个角度称为机械角度。若磁场在空 间按正弦波分布,磁场每转过一对磁极,电势变化一个周期,称为 (一个周期)360°电角度。在电机中一对磁极所对应的角度定义为 360°电角度。 若电机有p对极,电角度=p×360° 线圈 组成绕组的基本单元是线圈。 由一匝或多匝组成,两个引出端,一个叫首端,一个叫末端。
解:
p2
Q 36
m 3 36 9 q 36 3
22
222
槽电势星形图和相带划分如前面所述。
线圈如果采用整距,节距y1=9,本例中采用短距,取y1=8。所以1 号线圈的一条边嵌放在1号槽的上层时,另一条线圈边放置在9号 槽的下层,依此类推。
A相中在四个极下各占有3个槽,分别为 1、2、3;19、20、21 -----处于相同极下; 10、11、12;28、29、30-----处于相同极下。 属于A相的2p个线圈按照电势相加的原则串联,即按“头接头、尾
槽1和槽19内导体的电动势相位相同。
14 15 13
16
17 12
18
11
1 10
2
9 3
8
4
76 5
第1对极下槽电势
第2对极下槽电势
相带及其划分
以A相为例, A相在每极下应占有3个 槽,整个定子中A相共有12个槽。
为使合成电势最大,在第一个N极下 取1、2、3三个槽作为A相带。
在第一个S极下取10、11、12三个槽 作为X相带(A相的负相带)。 1、2、3三个槽向量间夹角最小,合成 电势最大,同理10、11、12的合成电势 最大。而10、11、12三个槽分别和1、2、 3三个槽相差一个极距,即相差180度电 角度,这两个线圈组(极相组)反接以后 合成电势代数相加,其合成电势最大。
第四章 交流电机理论的共同问题
主要内容: 交流绕组的构成,即绕组连接规律及电动势(发电机为例) 和磁动势(电动机为例)。
交流电机: 包括同步电机和感应电机。这两类电机在转子结构、工作原 理、励磁方式和性能有所不同,但是定子中所发生的电磁过 程以及机电能量转换的机理和条件却相同,可以采用统一的 观点研究。
节距
线圈两边所跨定子圆周上的距离,用y1表示,y1应接近极距τ。
槽距角 相邻两槽间的电角度
p 3600
Q 每极每相槽数
Q : 定子槽数
q Q
m:相数 p:极对数
2 pm
即每一个极下每相所占的槽数。
2.1 槽电势星形图和相带划分 交流绕组内的感应电动势通常为正弦交流电动势,因此可用相量表 示和计算。 当把各槽内导体感应的电势分别用相量表示时,这些相量构成一个 辐射星形圈,称为槽电势星形图。(槽电势是指槽内放置的导体上 感应的电动势) 实例:Q=36,2p=4,m=3 定子绕组每极每相槽数:
§2 三相双层绕组 本节介绍三相双层绕组展开图。 对于10kw以上的三相交流电机,其定子绕组一般均采用双层绕组。
双层绕组每个槽内有上、下 两个线圈边,每个线圈的一 个边放在某一个槽的上层, 另一个边则放在相隔节距为 y1槽的下层。
绕组的线圈数正好等于槽数
a)双层绕组在槽内的分布 b)有效部分和端部 图4-1 双层绕组
(3)绕阻铜耗小,用铜量少。
制造 成本
(4)绝缘可靠,机械强度高,散热条件要好,制造方便。
工艺 要求
交流绕组的分类: 按相数分:单相 、 多相(两相,三相) 按每极每相槽数分:整数槽、分数槽 按槽内层数分:单层、双层 按绕组形状分:叠绕(双层)、波绕 (双层)、同心式 (单层)、 交叉式 (单层)、链式 (单层)
相带
极 槽号 A
ZB X
C
Y
对
第一对极下 (1槽~18槽) 1,2,3
第二对极下 (19槽~36槽) 19,20,21
4,5,6 22,23,24
7,8,9 10,11,12 25,26,27 28,29,30
13,14,15 31,32,33
16,17,18 34,35,36
表4-1 各个相带的槽号分布
同理,为了使三相绕组对称, 应将距A相120度处的7、8、9、 16、17、18和25、26、27、34、 35、36划为B相。
而将距A相240度处的13、14、 15、22、23、24和31、32、33、 4、5、6划为C相,由此得一对称 三相绕组。
每个相带各占60度电角度,称 为60度相带绕组。
接 尾”的方法相连。
A1
X1
A2
X2
A-1-2-3- -10-11-12- -19-20-21- -28-29-30-
X
A相绕组线圈的连接图(一条并联支路)
A1
X1
1—2—3
10—11—12
A
A2
X2
X
19—20—21
28—29—30
A相绕组线圈的连接图(两条并联支路)
最多可以将4个极相组并联,得到4条并联支路。 由于极相组数等于极数,双层叠绕组的最多并联支路数等于极 数2p。但实际应用中,实际支路数一般小于2p,且2p 必须是a的倍 数。