第6章交流绕组的共同问题李发海

电机与拖动基础教案105.4 标幺值将某一物理量的实际数值与选定的同一单位的固定数值进行比较，其比值就称该物理量的标幺值。

即标幺值用加下划线的字母表示。

一般基值都选额定值，变压器的电压基值选一、二次绕组的额定电压和；电流基值选一、二次绕组的额定电流和；阻抗的一次侧基值为,二次侧基值为。

电压.电流采用标幺值的优点(1)可直接看到是满载、半载或％载的负荷情况。

(2)无论变压器是△或Y接法，其标幺值都相等，因此只要给出标幺值而不别过问是线值还是相值。

(3)无论折合到一次边还是折合到二次边，其电流或电压的标幺值都相同。

(4)负载.时，一次电流与二次电流差1/k倍，而其基值也差1/k倍，贝“反应了负载的大小，称为负载系数。

阻抗采用标幺值的优点不论向哪一侧折合，对于每一个参数，只有一个标幺值。

如R -》= k2R\ k2R\ j _ R1J TU 1Nh U 2N■2 S N S NZ1NA N k 尺11 2N<2N电力变压器的容量从几十千伏安到几十万千伏安，其各阻抗参数相差悬殊。

若用标幺值来表示，其值都限定在一个较小的范国内o见表5.1和表5.2 o5,1S5.2的・£/&5.5 变压器参数测定5.51变压器的空载试验空载测试线路如图5.22所示。

图(Q是单相变压器，图(b)是三相变压器。

二次侧开路，一次侧按额定I电压测量 , 输入功率及(a) (b)图5.22空载试验线路图(a)单相变压器(b)三相变压器5.5.2变压器的短路试验变压器的短路试验可求出铜损耗和短路阻抗，试验线路如图5.24所示。

Nr■图5.24短路试验接线图作业:后记:。

在交流电机中，一般要求电机绕组中的 感应电动势随时间作正弦变化，这就要求 电机气隙中磁场沿空间为正弦分布。要得 到完全严格的正弦波磁场很难实现，但是 可以采取各种结构参数尺寸使磁场尽可能 接近正弦波，例如从磁极形状、气隙大小 等方面进行考虑。在国家标准中，常用波 形正弦性畸变率来控制电动势波形的近似 程度。
导体A为1800电角度，如图所示。转 子磁极以同步
电势有效值为 5V，以图示瞬间作为时间 起点，求： （ 1 ）导体A及A中基波感应电势的顺势 值表达式； （2）用A及A组成线匝，写出线匝的 基波电势表达式；
（3）在向量图上表示两个 导体及线匝的基波电势 向量
A’ N
00
n1 S
60
0
三相电势波形图
Ø
当转子为一对磁极时，转子旋转一周，定 子绕组的感应电动势正好变化一周；当转 子为 p 对磁极时，转子旋转一周，定子 绕组的感应电动势变化 p 周；设转子每 分钟转速为n,则感应电势的频率为
pn f 60
可见， p 与
Ø
f
之间存在严格不变的对应关系
异步电动机的基本工作原理

2
式中k y sin y

2
称为基波短距系数
+j
小结：短距系数小于1，故短距线圈 E 感应电势有所损失；但短距可以削弱 E A y1 。 高次谐波（后面要讲）
y
E X
6.1.5 线圈组电动势和分布系数：
线圈在下线时，是以线圈组为单位的，每 个极（双层绕组时）或每对极（单层绕组时） 下有q个线圈串联，组成一个线圈组，所以线 圈组的电动势等于q个串联线圈电动势的相量 和。
当气隙磁场的磁通密度在空间按正弦波分布 时，设其最大磁密为Bm，

C2 21
22
Y2 23 24
X2 2019 181B72
16 Z2 15
A相。其中A1X1， A2X2感应的电势相
A1
1 2
14 13 A2
同。
y1 Z 6
2p
每个线圈组由两个线
3
12
Z1 4
11 Y1
5 B1
6
78 X1
10 9 C1
圈组成，1，2；7，8；组
成A1X1线圈组。
13，14；19，20；组成A2X2线圈组。
A1
R X1 上 下
R
Ey1

Eq1

2sin /
2R sin q 2
2

Ey1
sin q 2
sin
R
sin q
2
Eq1

qEy1
q
2 sin
qEy1 kq1
2
同在一个槽中总电势
sin q
kq1

2 q sin
叫基波分布系数
2
上下
Eq1 qEy1 kq1 4.44fqNy1ky1kq1 4.44fqNy1kw1
异步电机特点：结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉， 但它是感性负载，使电网功率因数变坏，调速性能差。
同步电机
异步电机
两种型式的交流电机在涉及的理论、 基本结构原理方面具有下面三个共同部分：
◆交流绕组的基本结构 ◆交流绕组中感应的电动势 ◆交流绕组产生的磁动势
第一节 交 流 电 机
一、 同步发电机工作原理 定子绕组如图排列；转子磁极在外力作用下
交流电机包含异步机和同步机。其定子结构相 同，都由定子铁芯和定子绕组组成；它们的绕组、 电势、磁势都相同。

N Z Nc 2 p q Nc ma a
。
6.1 交流电枢绕组的感应电势
本节讨论旋转磁场在空间正弦分布时:
1、计算感应电势分析方法： 2、交流绕组中感应电势的计算公式。
3、比较交流绕组、变压器绕组感应电势的公 式的形式和内涵的区别
感应电势是是如何产生的?
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（动画 ） 2)电气旋转磁场（动画）
感应电势是如何计算?
首先求出一根导体中的感应电势 导出一个 线圈的感应电势 一个线圈组（极相组）的 感应电势 一相绕组感应电势的计算公式
一、导体的感应电势
B Bm sin
t
t
瞬时值:
e1 blV lVBm sin 2E1 sin t
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。
（4）极距 节距
（5）空间电角度：
从几何角度看：转子 铁心的横截面是一个 圆，其几何角度恒等 于360度。 ------机械 角度
从电磁角度看，一对 N,S极构成一个磁场 周期，即1对极占空 间角度为360度-----电 角度
•小结：绕组中均匀分布着许多导体，这些 导体中的感应电势有效值，频率，波形均 相同；但是他们的相位不相同。
感应电动势的频率:
Pn f 60
f
ns (H Z ) 60Leabharlann 设转子每分钟转n转（即每秒转
n 60
转），
思考？若电机为P=1、2…..对极，则转子每旋 转一周，导体中感应电势将交变几次？ 导体中电势交变的频率应为？
2对磁极
电机的磁极对 数为p时，气隙 圆周的角度数 为p*360电角度。