6.交流电机电枢绕组的电动势和磁动势

电机学中的磁动势分布情况

安徽理工大学电气工程及其自动化（2）班 张杰 2013/1/15 1 1.交流绕组的磁动势

+A0faF图1

fAfAfA10AF1AF1AF1AF10AF1AF图2

AaF(+A)0faF1AaF1 图3 电机学中的磁动势分布情况

安徽理工大学电气工程及其自动化（2）班 张杰 2013/1/15 2

从图中可以看出三相电流产生的总的磁场是随着转子的旋转而旋转的，设转子开始的位置就是A相的轴线位置，也就是0时，此时aF在轴线+A轴上，当转子逆时针转动1角时，aF也转动1角，这样最大的磁动势线就对应在1，1也就是t。

值得注意的是，上面的图是三相电流合成之后的磁动势，而对于每一相电流，他们产生的基波磁动势的表达式是1142coscoscoscos2kkkfNItFt，这个式子可以傅里叶变换为：'''1111111cos()cos()22kkkkkfFtFtff，可以发现，一个脉振磁动势可以分解为两个极对数和波长与脉振波完全一样，类比上面的合成磁动势，这里的cos()t可以看成是振幅为112kF的磁动势沿着逆时针转动，也就是转子的转动方向旋转，并且旋转的角速度为ddtdtdt，也就是说，这个行波是电角速度为，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。另外，cos()t部分可以看成振幅为112kF的磁动势沿着顺时针转动，这个行波是电角速度为-，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。

这些都是电枢绕组上的电枢电流所产生的磁动势特征，分别通过对总的电枢磁动势aF的旋转方向来过渡到单相电流产生的磁动势，由于转子是逆时针方向转动，所以电动势是逆时针转动，导致电枢电流逆时针转动，然后就有了aF逆时针转动，可以形象的通过上面的图3看出随着而转动。

交流电机电枢绕组的电动势与磁通势

1.单相绕组流过单相交流电时产生的磁势是（ ）磁势，三相对称绕组流过三相对称交流电流时，产生的磁势是（ ）磁势。

2.一个脉振磁势可以分解为两个转向（ ），转速（ ），大小（ ）的旋转磁势。

3.三相异步电动机采用（ ）和（ ）绕组可以有效地削弱谐波分量。

4.有一四极24槽的三相交流电机，则该电机的极距为（ ），每极每相槽数为（ ），槽距角为（ ）。

答案：

1.脉振 旋转 2.相反 相同 相等 3.分布 短距 4.6 2 300

异步电动机的原理和结构

1．异步电动机根据转子结构的不同可分为（ ）和（ ）两类。

2．异步电动机的额定功率是指（ ）。

3．异步电动机由静止不动的（ ）和旋转的（ ）组成。

4．异步电动机转子绕组的电流是依靠（ ）原理产生的，电机转子电流有功分量与（ ）磁场相互作用，产生（ ），使电动机旋转，实现了能量转换。

5．异步电动机有三种运行状态，它们是（ ）、（ ）、和（ ）。

6．异步电动机稳定运行时转子的转速比定子旋转磁动势的转速要（ ），有（ ）的存在是异步电动机旋转的必要条件。

7．当0

8．一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为（ ）r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为（ ）r/min。

9．异步电动机转差率s=（ ），作为电动机运行状态，s是在（ ）范围内、变化。

10．一台三相异步电动机，若转子转向与气隙旋转磁场转向一致，且n=1040r/min，，则转差率s=（ ），此时电动机运行与（ ）状态；若转子转向与气隙旋转磁场转向相反，且n=500r/min，差率s=（ ），此时电动机运行与（ ）状态。

11．一台绕线式异步电动机，将定子三相绕组短接，转子三相绕组通入三相交流电流，转子旋转磁场正转时，这时电动机将会（ ）。

第四章 交流电机绕组电动势及磁动势

4.1 交流电机的绕组

一、交流绕组的基本知识

（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120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oup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

1. 按相数分为：单相、三相、多相

2. 按槽内层数分为：单层（同心式、链式、交叉式）、双层（叠绕组、波绕组）、单双 层

3.按每极每相槽数q分为：整数槽、分数槽

（三）基本概念

1.极距τ：22DQpp或

2.线圈节距y： 整距y=τ； 短距y

3.槽距角α（电角度）： 0360pQ

4.每极每相槽数q: 2Qqpm

5. 电角度=p360°=p机械角度

计量电磁关系的角度称为电角度（电气角度）。电机圆周在几何上占有角度为360，称为机械角度。而从电磁方面看，一对磁极占有空间电角度为360。一般而言，对于p对极电机，电角度=p机械角度。

6.并联支路数a

7.相带：60度相带——将一个磁极分成m份，每份所占电角度

120度相带——将一对磁极分成m份，每份所占电角度

8.极相组——将一个磁极下属于同一相（即一个相带）的q个线圈，按照一定方式串联成一组，称为极相组（又称为线圈组）。

9.线圈组数 = 线圈个数/ q

例：下图是一台三相同步发电机的定子槽内导体沿电枢内圆周的分布情况，已知2p=4,电枢槽数Z=24,转子磁极逆时针方向旋转，试绘出槽电动势星形图。解：先计算槽距角：

设同步电机的转子磁极磁场的磁通密度沿电机气隙按正弦规律分布，则当电机转子逆时针旋转时，均匀分布在定子圆周上的导体切割磁力线，感应出电动势。由于各槽导体在空间电角度上彼此相差一个槽距角α，因此导体切割磁场有先有后，各槽导体感应电动势彼此之间存在着相位差，其大小等于槽距角α。 从槽电动势星形图上我们可以看出：

电机学中的磁动势分布情况

安徽理工大学电气工程及其自动化（2）班 张杰 2013/1/15 1 1.交流绕组的磁动势

+A0faF图1

fAfAfA10AF1AF1AF1AF10AF1AF图2

AaF(+A)0faF1AaF1 图3 电机学中的磁动势分布情况

安徽理工大学电气工程及其自动化（2）班 张杰 2013/1/15 2

从图中可以看出三相电流产生的总的磁场是随着转子的旋转而旋转的，设转子开始的位置就是A相的轴线位置，也就是0时，此时aF在轴线+A轴上，当转子逆时针转动1角时，aF也转动1角，这样最大的磁动势线就对应在1，1也就是t。

值得注意的是，上面的图是三相电流合成之后的磁动势，而对于每一相电流，他们产生的基波磁动势的表达式是1142coscoscoscos2kkkfNItFt，这个式子可以傅里叶变换为：'''1111111cos()cos()22kkkkkfFtFtff，可以发现，一个脉振磁动势可以分解为两个极对数和波长与脉振波完全一样，类比上面的合成磁动势，这里的cos()t可以看成是振幅为112kF的磁动势沿着逆时针转动，也就是转子的转动方向旋转，并且旋转的角速度为ddtdtdt，也就是说，这个行波是电角速度为，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。另外，cos()t部分可以看成振幅为112kF的磁动势沿着顺时针转动，这个行波是电角速度为-，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。

这些都是电枢绕组上的电枢电流所产生的磁动势特征，分别通过对总的电枢磁动势aF的旋转方向来过渡到单相电流产生的磁动势，由于转子是逆时针方向转动，所以电动势是逆时针转动，导致电枢电流逆时针转动，然后就有了aF逆时针转动，可以形象的通过上面的图3看出随着而转动。