三相感应电动机的磁动势和磁场
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三相异步电动机定子绕组的感应电动势三相异步电动机定子绕组的感应电动势三相异步电动机定子绕组接到三相电源后,气隙内即建立旋转磁场。
这个磁场以同步转速n1旋转,幅值不变。
其分布近乎正弦,好像一种旋转的磁极。
它同时切割定.转子绕组,在其中产生感应电动势。
虽然在定.转子绕组中感应电动势的频率有所不同,但两者定量计算的方法是一样的。
本节讨论由正弦分布.以同步转速n1旋转的旋转磁场在定子绕组中所产生的感应电动势。
一、绕组的感应电动势及短矩系数1.导体的感应电动势当磁场在空间作正弦分布,并以恒定的转速n1旋转时,导体感应的电动势为一正弦波,其最大值为导体电势的有效值为而,所以有2.整距线圈的感应电动势图1 匝电动势的计算在图1(a)中,将相隔一个极距,即相差180?空间电角度的位置上放置两根导体U1和U2,并在上端用导线将它们连成一个整距线圈。
线匝下面的两个端头分别称头和尾。
由于两根导体在空间相间一个极距,则可知,若一根导体处在N极极面下,另一根导体必定处在S极极面下对应的位置,它们切割磁场所感应出的电动势必然大小相等.方向相反。
即在时间相位上彼此相差180?时间电角度,每根导体的基波电动势相量则如图1(b)所示。
每个线匝的电动势为有效值在一个线圈内,每一匝电动势的大小和相位都是相同的,所以整距线圈的电动势为有效值3.短距绕组的感应电动势这时线圈节距,,则电动势和相位差不是180?,而是相差γ,γ是线圈节距所对应的电角度。
因此匝电势为式中——短距因数,。
则短距线圈的电动势为短距系数的物理含义是:由于绕组短距后,两绕组边中感应电动势不再相等。
求绕组电动势时不能像整矩绕组那样代数相加,而是相量相加,也就是把绕组看成是整距后所求绕组电动势再做折算。
二、线圈组的感应电动势及分布系数线圈组是由q个绕组串联组成的,若是集中绕组(q个绕组均放在同一槽中),则每个绕组的电动势大小.相位都相同,对于分布绕组,q个绕组嵌放在相邻α槽距角的q个槽中,对每个绕组而言,它们切割旋转磁场所产生的感应电动势的大小应完全相同。
电机学课程教学大纲一、课程基本信息课程编号:201404118课程中文名称:电机学课程英文名称:Electrical Machinery课程性质:专业核心课程开课专业:电气工程及其自动化开课学期:4总学时:72(其中理论64学时,实验8学时)总学分:4.5二、课程目标目标1:掌握磁路的基本定律、常用铁磁材料的特性及交、直流磁路的特点,能够对变压器和三种旋转电机(直流电机、异步电机和同步电机)的磁路问题进行分析;掌握变压器和三种旋转电机的基本工作原理、基本结构、参数,以及典型电机的磁场、电路、力矩与功率等基本理论,能够对变压器和三种旋转电机及相关领域的复杂工程问题进行正确的定义与分析。
(对应指标点1-4)目标2:掌握典型电机的基本方程、等效电路图、相量图等工程分析与计算方法;掌握及变压器及发电机的并联方法等工程原理和方法,并能够将其运用到变压器和三种旋转电机的运行分析与计算,并获得有效结论。
(对应指标点2-3)目标3:掌握典型电机的参数测试与特性实验技能和实验分析能力,能够运用其解决电机技术相关的复杂工程问题。
(对应指标点4-1)通过本门课程的学习,使学生掌握电机的基本理论知识、基本分析方法和基本实验技能;培养学生具备应用电机分析与应用的能力。
使学生掌握典型电机的工作原理和主要结构;掌握电机的基本分析理论,包括磁场、电路、功率、转矩和运行性能的分析;培养学生具备必要的分析、计算和实践技能,为后续深入学习电力系统和电力拖动系统相关知识打下理论基础。
三、教学基本要求1、通过学习电机学的基础知识和专业知识,能够对变压器和三种旋转电机及相关领域的复杂工程问题进行正确定义与分析。
掌握磁路的基本定律、常用铁磁材料的特性及交、直流磁路的特点;掌握变压器和三种旋转电机的基本结构;掌握变压器和三种旋转电机的额定值、主要性能指标和主要参数的范围等;掌握变压器中的主磁场和漏磁场、三种旋转电机中气隙磁场的性质和时空关系;掌握变压器和三种旋转电机正常稳态运行时的运行原理、以及对磁场、电路、力矩与功率等形成基本认识,并应用所学基础知识和专业知识进行变压器和三种旋转电机的复杂工程问题进行正确定义与分析。
浙江三相交流电机工作原理
浙江三相交流电机的工作原理是基于旋转磁场的原理。
其主要原理如下:
1. 三相供电:浙江三相交流电机通过三相电源(A相、B相、C相)供电,电压相位相差120度。
2. 旋转磁场:当三相电源供电后,通过电源引线连接到定子线圈上,形成三个互相间隔120度的交流电流激励定子线圈。
这三个电流形成的磁场旋转,称为旋转磁场。
3. 感应转子:浙江三相交流电机的转子上有导体。
当旋转磁场通过转子时,磁场的变化会引起转子上导体内感应出电流,并在导体中形成电流激励磁场。
4. 电磁力和转矩产生:由于转子导体中激励磁场与定子磁场互相作用,形成的电磁力将导致转子转动。
这个电磁力与转子上的导体数量、导体形状以及导体与磁场的相对速度有关,从而产生转矩。
5. 滑动现象:由于转子上导体的滑动现象,会导致转子速度稍低于旋转磁场的速度。
这样,转子上的感应电流将产生一个反向的磁场,与定子磁场相互作用,形成稳定的运转状态。
6. 实际运行:浙江三相交流电机在正常运行中,电源提供连续的三相交流电流,通过上述原理产生的旋转磁场将带动转子转动,从而达到工作的目的。
第五章感应电机的稳态分析本章主要研究定、转子间靠电磁感应作用,在转子内感应电流以实现机电能量转换的感应电机。
感应电机一般都用作电动机,在农村及风力发电等场合,亦作为发电机用。
感应电机有三相和单相的,其中三相感应电动机在工业中应用最广。
单相感应电动机则多用于家用电器。
感应电机的结构简单,制造方便,价格便宜,运行可靠。
其主要缺点是:不能经济地在较宽的范围内实现平滑调速,以及必须从电网吸取滞后的无功电流以建立磁场,使电网的功率因数变坏。
本章先说明空载和负载时三相感应电动机内的磁动势和磁场,然后导出感应电动机的基本方程,接着分析它的转矩—转差率特性、工作特性和起动、调速问题,最后介绍单相感应电动机、感应发电机和直线感应电动机。
5.1 感应电机的结构和运行状态一、感应电机的结构感应电机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
定子铁心是主磁路的一部分。
为了减少激磁电流和旋转磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗,铁心由厚0.5mm的硅钢片叠成。
容量较大的电动机,硅钢片两面涂以绝缘漆作为片间绝缘。
小型定子铁心用硅钢片叠装、压紧成为一个整体后,固定在机座内;中型和大型的定子铁心由扇形冲片拼成。
在定子铁心内圆,均匀地冲有许多形状相同的槽,用以嵌放定子绕组。
小型感应电机通常采用半闭口槽和由高强度漆包线绕成的单层(散下式)绕组,线圈与铁心之间垫有槽绝缘。
半闭口槽可以减少主磁路的磁阻,使激磁电流减少,但嵌线较不方便。
中型感应电机通常采用半开口槽。
大型高压感应电机都用开口槽,以便于嵌线。
为了得到较好的电磁性能,中、大型感应电机都采用双层短距绕组。
转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。
转子铁心也是主磁路的一部分,一般由厚0.5mm的硅钢片叠成,铁心固定在转轴或转子支架上。
整个转子的外表呈圆柱形。
转子绕组分为笼型和绕线型两类。
笼型转子:笼型绕组为自行闭合的对称多相绕组,它由插入每个转子槽中的导条和两端的环形端环构成,一根导条代表一相。
第一章磁路电机学1-1磁路的磁阻如何计算?磁阻的单位是什么?答:磁路的磁阻与磁路的几何形状(长度、面积)和材料的导磁性能有关,计算公式为,单位:1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的,它们各与哪些因素有关?答:磁滞损耗:铁磁材料置于交变磁场中,被反复交变磁化,磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关;涡流损耗:交变的磁场产生交变的电场,在铁心中形成环流(涡流),通过电阻产生的损耗。
经验公式。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-3图示铁心线圈,已知线圈的匝数N=1000,铁心厚度为(铁心由的DR320硅钢片叠成),叠片系数(即截面中铁的面积与总面积之比)为,不计漏磁,试计算:(1) 中间心柱的磁通为Wb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流;(2) 考虑铁心磁位降时,产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解:磁路左右对称可以从中间轴线分开,只考虑右半磁路的情况:铁心、气隙截面(考虑边缘效应时,通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度;气隙截面可以不乘系数)气隙长度铁心长度铁心、气隙中的磁感应强度(1)不计铁心中的磁位降:气隙磁场强度磁势电流(2)考虑铁心中的磁位降:铁心中查表可知:铁心磁位降1-4图示铁心线圈,线圈A为100匝,通入电流,线圈B为50匝,通入电流1A,铁心截面积均匀,求PQ两点间的磁位降。
解:由题意可知,材料的磁阻与长度成正比,设PQ段的磁阻为,则左边支路的磁阻为:1-5图示铸钢铁心,尺寸为左边线圈通入电流产生磁动势1500A。
试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值:(1) 气隙磁通为Wb时;(2) 气隙磁通为零时;(3) 右边心柱中的磁通为零时。
解:(1)查磁化曲线得气隙中的磁场强度中间磁路的磁势左边磁路的磁势查磁化曲线得查磁化曲线得右边线圈应加磁动势 (2)查磁化曲线得查磁化曲线得右边线圈应加磁动势(3) 由题意得由(1)、(2)可知取则查磁化曲线得气隙中的磁场强度中间磁路的磁势查磁化曲线得已知,假设合理右边线圈应加磁动势第二章变压器2-1 什么叫变压器的主磁通,什么叫漏磁通?空载和负载时,主磁通的大小取决于哪些因素?答:变压器工作过程中,与原、副边同时交链的磁通叫主磁通,只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。