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电机与拖动基础第六章交流电机电枢绕组的电动势与磁通势(第一部分)

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第六章交流电动机电枢绕组的电动势与磁通势

第六章交流电动机电枢绕组的电动势与磁通势
根据规定的参考方向短距绕组的基波电动势相量为图66短距线圈基波电动势交流电机电枢绕组的电动势与磁通势61261交流电机电枢绕组的电动势短距绕组电动势和短矩系数绕组节距用y1y槽数表示也可用电角度r表示sin44交流电机电枢绕组的电动势与磁通势61361交流电机电枢绕组的电动势由此可见显然1即采用短矩绕组后基波电动势将有所减小但通过适当地选择节距可以在基波电动势减小不多的情况下大大削弱某些谐波电动势从而有效地改善电动势波形
1 1
11Βιβλιοθήκη 6.17第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势
6.1 交流电机电枢绕组的电动势
2p p qN y 和 qN y 分别表示双层绕组和单层绕组每条支路 以上两式中 a a 的串联匝数，统一用有效匝数N1表示，这样就可得到绕组相电动势的一般 公式
E 4.44 f1 N11kN
6.9
图6.5 整距线匝感应基波电动势
第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势
6.1 交流电机电枢绕组的电动势
一个线匝的基波用eT表示，它的参考方向如图6.5(C)所示。eT与 e 、 e X A 之间的关系为 e e e
T A X
如果用相量表示，则为
ET E A E X

E y ( y1 ) E y ( y1 )
显然， k P＜1，即采用短矩绕组后基波电动势将有所 减小，但通过适当地选择节距可以在基波电动势减小不多 的情况下，大大削弱某些谐波电动势，从而有效地改善电 动势波形。对于整矩绕组可以看成短距在 k P =1的一种特 例。 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。

电机与拖动基础第六章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势(第一部分)汇编

电机与拖动基础第六章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势(第一部分)汇编

N
n
o
S
-
α
O A

2

N
S
气隙磁通从磁极到定子为正，对应的磁密也为正，反之为负。 感应电动势的正方向以出纸面为正。 波长等于一对主磁极极距、沿气隙圆周方向分布的正弦波形 的磁密波，称之为基波磁密：
b B sin
Bδ：气隙磁密的最大值
5
6.1.1 导体电动势
b
b B
O A
转子的电角速度ω ：
=p
分析电机的原理时，都用电角度，而不用机械角度
3
6.1.1 导体电动势
b
A
b
N
n
o
S
α
O A

2

N
S
坐标原点：两个主磁极的中间点 横轴：α轴，与转子表面重合，表示磁极表面各点与坐标原点之 间的距离，用电角度衡量。 纵轴：b轴，代表气隙磁密的大小
4
6.1.1 导体电动势
b
b
+
B
A
b
y1 A X
Ny：线圈匝数
头
尾
11
6.1.4 短距线圈电动势
短距线圈的节距：y1＝y （0＜y＜1）
短距线圈的基波电动势相量：Ey EA EX
短距线圈的基波电动势： y1 Ey 2EA sin 2EA sin y 4.44 fN y sin y 4.44 fN y k p 2 2 2
k p sin y

2
：基波短距系数
ey
eA
eX
E X
E y
y1
E A
12
头
尾
13
6.1.5 整距分布线圈组的电动势

电机拖动基础交流电动机电枢电势与磁通

电机拖动基础交流电动机电枢电势与磁通

B
Bm
0
2
A A
X X
N
S
eT
eA A
X eX j
头
尾
EX
EA
ET
6.1.3 整距线圈的电动势
❖ 一个线圈由Wy匝串联而成。 ❖ 线圈两边的距离y1叫节距，用空间电角度表示； ❖ y1=π(即y1=τ)的线圈是整距线圈； ❖ y1<π(即y1<τ)的线圈是短距线圈； ❖ y1>π(即y1>τ)的线圈是长距线圈。
2
f pn (Hz) 60
① 若当磁场转速为 n 时，可知电枢绕组中感应电动势的频率 为 f；
② 若当已知电枢三相对称绕组中电流频率为 f 时，产生的旋
转磁场转速为n，称为同步转速。
(4) 单根导体感应电动势的有效值
感 应 电 动 势 最 大 值Εm
Βm lv
π 2
2 π
Βm
l 2f
πfΒαv lτ
B
Bm
0
A A X X
2
eT
eA A
X eX
y1 y
头
尾
j
N
Ey EA EX
S 基波短距系数
EX
Ey
y1 EA
E y 2EA sin y 2 4.44 fWy sin y 2 4.44 fWyk y
6.1.5 整距分布线圈组的电动势
❖ 为了充分利用电机定子内圆空间，定子上不止放一个线圈， 而是放 n 个线圈，且均匀地分布在定子内表面的槽里。
第三步：按60°相带法分相
Y
35 36
C
34
33 16 15
17
18
19 1
A
20

6.交流电机电枢绕组的电动势和磁动势

6.交流电机电枢绕组的电动势和磁动势

t 60
60f n0 (转 /分） p
Im
i A i B iC
t
8-15
如果是两对极旋转磁场的转速为n=60f/2， 即绕组中电流变化一周，也就是时间相位上变化 了3600（电角度）时，旋转磁场在空间转过半圈 ，即旋转了1800（机械角度）。 如果是p对极，旋转磁场的转速为
Байду номын сангаас
60f n0 (转 /分） p
Im
i A i B iC
t
n 60 f ( 转 / 分） 0
n0
Y C
N
A Z B X Y CS
60
A
Z N B X
Y
C
N
A
Z B
X
S
S
8-14
极对数和转速的关系
A
Y'
Z

A
30
B
C'
X'
N
C ' S
X'
X

Z N
n0
X
S

S
N
A'
B'
C
Y
ZN '
C S
Z'
t 0
A'
• 串联与并联：电势相
加原则。 •最大并联支路数a＝p 。
8-27
连三相绕组
• 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组；
• 接法或Y接法；
8-28
8-29
4）三相双层绕组
构造方法和步骤（举例：Q=24,2p=4,整距,m=3) • 绕制一个三相四极24槽的双层叠绕组
（1）计算极距
Z 24 6 2p 22

电机与拖动基础习题1(第3-6章)

电机与拖动基础习题1(第3-6章)

电机与拖动基础习题1（第3-6章）第三章：直流电机原理一、简答题：1、换向器在直流电机中起什么作用在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。

在直流电动机中，换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中。

2、直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率直流电机铭牌上的额定功率：对直流发电机而言，指的是输出的电功率的额定值;对直流电动机而言，指的是电动机轴上输出的机械功率的额定值3、直流电机主磁路包括哪几部分磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一部分直流电机的主磁路主要包括;主磁极、定、转子之间的气隙电枢齿、电枢磁轭、定子磁轭。

磁路未饱和时，铁的磁导率远大于空气的磁导率，气隙的磁阻比磁路中的铁心部分大得多，所以，励磁磁通势主要消耗在气隙上。

4、如何改变他励直流发电机的电枢电动势的方向如何改变他励直流电动机空载运行时的转向通过改变他励直流发电机励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电枢电动势的方向;也可以通过改变他励直流发电机的旋转方向来改变电枢电动势的方向。

改变励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电动机旋转方向;也可通过改变电枢电压的极性来改变他励直流电动机的旋转方向。

5、直流发电机的损耗主要有哪些铁损耗存在于哪一部分,它随负载变化吗电枢铜损耗随负载变化吗直流发电机的损耗主要有:(1)励磁绕组铜损耗;(2)机械摩擦损耗;(3)铁损耗;(4)电枢铜损耗;(5)电刷损耗;(6)附加损耗。

铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。

这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关。

当电机的励磁电流和转速不变时,铁损耗也几乎不变。

它与负载的变化几乎没有关系。

电枢铜损耗由电枢电流引起,当负载增加时,电枢电流同时增加,电枢铜损耗随之增加。

电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。

6、他励直流电动机的电磁功率指什么在直流发电机中，电磁功率指的是由机械功率转化为电功率的这部分功率。

第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁动势.

第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁动势.
2018/9/15 12
§6.2.1 三相单层绕组
组称为三相单层绕组。
—电机与拖动基础—
1、定义:定子或转子每槽中只有一个线圈边的三相交流绕
2、特点：结构和嵌线简单，适用于10KW以下的小型交流
电机
2018/9/15
13
—电机与拖动基础—
取各个线圈都是整矩，y1=τ =6,A相共有4个线圈，分别是1-7，
k P sin
y1
t
900
6
§6.1.5
整距分布线圈组的电动势
. .
—电机与拖动基础—
.
每极下每相有一个线圈组， 线圈组由q个线圈组成，且每 个线圈互差α 电角度。如q=3 O
a
qa
Eq E y1 E y 2 E y3
2 qa Eq 2 R sin 2 若把q个线圈集中放在一起 , 则线圈总基波电动势为 qEy qa qa sin Eq 2 2 K 于是 d qEy q 2 R sin a q sin a 2 2 Eq qEy K d q 4.44 fK d N y 2 R sin 其中 : k d 称为基波分布系数
—电机与拖动基础—
E y 4.44 fN y
§6.1.4 短距线圈电动势
y1<τ ,因此节距小于180度，两导体中的感应电势不是差
180度。而是相差
g
y1
t
180 y
0
E1
g β
E C1
E1
E y 4.44 fN y k P
节距因数（基波）
2018/9/15
E1
—电机与拖动基础—
第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁动势 主要内容

6交流电机电枢绕组的电动势和磁通势解析


ET 2 10 0.965 1放 到一起，每个线圈 的基波电动势大小 相等，相位相同， 则线圈组总基波电 动势为qEy。但是 线圈分布开来后， 线圈的基波电动势 却为Eq
C
B A
D
q q OCD CDO COD 2 R sin sin Eq 2 2 2 qE k Eq qE y y d qE y 2qR sin q sin 2 2 基波分布
60
频率和电角速度的关系为
2pn 2f 60
导体中感应基波电动势的最大值为
2 Em B lv B l 2 f 2 fBavl f
Bav

1

0
B sin d
2

B
Bavl
4.44 f N y k p
y 其中 k p sin 2
基波短距 系数
例题6-2 如果把相距150°空间电角度的A，X两根导 体组成线匝，每根导体的电动势为10V，求线匝的 基波电动势。
解
y1 y 150

180
150 y 0.833 180
y k p sin sin 0.833 90 0.965 2
第六章交流电机电枢绕组的电动 势与磁通势
交流电机包括：同步电机和异步动机（感 应电机）。 电枢是电机中机电能量转换的关键部分， 直流电机电枢指转子部分，而交流电机的 电枢是指定子部分。
第6章 交流电机电枢绕组的电
动势和磁通势
6.1 交流电机电枢绕组的电动势 6.2 交流电机电枢绕组 6.3 交流电机电枢单相绕组产生的磁通势 6.4 三相电枢绕组产生的磁通势 6.5 两相电枢绕组产生的磁通势

交流电机电枢绕组的电动势与磁通势 ppt课件


f1N yky11
k y1

cos

2

sin
y1

90
---线圈的节距因数
ppt课件
8
二、线圈组的感应电动势
ppt课件
9
二、线圈组的感应电动势
线圈组的总电动势是q个线圈电动势的相量和
q
Eq1 2R sin 2
R

E y1
2sin
sin q
sin q2
Eq1 Ey1
2

qEy1
1
t
t N y B1mLr sintd (t) N y B1mLr
cost t t
N yB1mLr cos t cost
1

Ny
B1m Lr
cos
t




cost


2N
y B1m Lr
cos
qN y
---q个线圈的总串联匝数
k1 k k y1 q1 ---绕组的绕组因数
k1 的意义：既考虑绕组短距、又考虑绕组分布时，整个绕 组的合成电动势所打的总折扣。
ppt课件
11
三、相绕组的感应电动势---相电势
单层绕组:每个相绕组有p个线圈组，并联支路数为a，每个线圈
的匝数为Ny，每条支路串联匝数： N
20
基波转速：
n01＝
60 p
f
60 50＝1500r / min 2
11次谐波转速：
n011＝n01 /11 136.4r / min
11次谐波转速与基波转速相反。
ppt课件
21
三相四极交流电机采用双层分布短距绕组，Y联接，槽数Z＝36，

电机与拖动基础6章

Em = Bδ lv ：基波感应电动势的最大值
E：基波感应电动势的有效值 导体中感应的基波电动势随时间变化的波形，决定于气 隙中磁密的空间分布波形。 在空间上位移的电角度α等于所经历的时间电角度ω t。
e Em 0
ωt
基波电动势的频率：导体A每经过一对主磁极，其感
应电动势便经历一个周期，由于转子上有p对主磁极，转子 每转一圈，导体A中的基波电动势变化p周，电机转速为n转 ／分，则导体A基波电动势的频率为：
2
π
Bδ ：气隙磁密的平均值
导体A中感应基波电动势的有效值为：
1 2
+j
Em =
1 2
π f Φ = 2.22 f Φ
感应基波电动势 e = Em sinωt 可用相量 ? E = E ∠0 表示，并以ω沿逆时针方向在复平 面旋转
6.1.2 整距线匝电动势
在定子上相距一个极距(180°电角度或 π 弧度电角度)的 位置上放了两根导体A与X，连成一个整距线匝，线匝的两个 引出线称为头和尾。 由于两根导体A与X在空间位置上相距一个极距，当一根 导体处于N极中心下时，另一根导体必定处于S极中心下，所 以它们的基波感应电动势总是大小相等，方向相反，即时间 相位上彼此相差180 °（π 弧度）时间电角度。
2. 三相单层分布绕组
（2）画基波电动势星形相量图
如图所示瞬间，第24槽里的导体正处在N极的正中心，基波 电动势为正最大值，用相量24表示时，如图6.12所示。当磁极转 过30°空间电角度时，第1槽里的导体正处在N极的正中心，基 波电动势达正最大值。相量１滞后于相量24 30 °电角度。 把24个槽中导体的电动势相量都画出来，叫做基波电动势 星形相量图。

电机与拖动第6章


（2）绘制槽电动势星形图
C
32 31 14
13
30 12
X 2911
33
15 34 16
Y
35
17
18 36
28 10
27 9
8 26
B
7 25 6
24
20° 1 19
2 20
3
A
21
4
5 22
23
Z
36
交流电机电枢绕组
（2）绘制槽电动势星形图 在双层绕组中，上层线圈边的电动势星形图与下
层边的电动势星形图是相似的，其差别在于下层边的 电动势相量相对于其对应的上层边的电动势相量位移 了 y11 电角度。
将各线圈上层边的电动势相量减去其对应的下层 边的电动势相量就构成了所有线圈的电动势星形图。 在该电动势星形图中，相邻两线圈的电动势相量的相 角差仍然是 1 。
37
交流电机电枢绕组
（2）绘制槽电动势星形图
假定所有线圈以上层边来编号，并与槽号一致， 则槽电动势星形图与线圈电动势星形图一致，
所不同的是单位相量所代表的电
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Y
B
41
交流电机电枢绕组
（5）绘制绕组展开图 将A相绕组右移240°电角度（即12槽），可得到
C相绕组。
C
动势的值变了，但对于画展开图 无影响。 （3）分相
按60°相带法分相。
32 31 14
13
30 12
X 2911
28 10
27 9
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