同步电机-交流绕组的电动势和磁动势

第七章 交流绕组的磁动势

目录

第一节 概述 ..................................................................................................................... 1

第二节 单相绕组的磁动势 ............................................................................................. 1

第三节 对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁动势 ............................................. 6

第四节 不对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁动势 ......................................... 9

第五节 三相绕组磁动势的空间谐波分量和时间谐波分量 ....................................... 11

小 结 ............................................................................................................................... 14

思考题 ............................................................................................................................. 14

习 题 ............................................................................................................................... 15

交流绕组的磁动势

§9-2 一相绕组的磁动势

(1) 一相绕组的磁动势为一空间位置固定、幅值随时间变化的脉振磁动势，脉振的频率等于电流的频率，脉振磁动势的幅值位于相绕组的轴线上。

(2) 一相绕组的基波(或谐波)脉振磁动势可以分解成两个幅值相等。转速相同 ，转向相反的旋转磁动势。

旋转电角速度 w 恰恰等于角频率 每分钟转数同步速 n1

(3) 一相绕组的 v 次谐波磁动势表达式为：

f F Fmcos

cost

cos 0.9

Iw k p wcost cos交流绕组的磁动势

§9-3 三相绕组的磁动势研究对象

为研究方便，把三相绕组的每一相用一个等效的单层整距集中绕组来代替，该等效绕组的匝数等于实际一相串联匝数 w 乘以绕组因数 kw1, kw1 w 称为一相的有效匝数，三相绕组在空间互差120度电角度。这是一对极电机的三相等效绕组示意图。

电流正方向

+B +A

Y C

A

X

Z

α=0 B

+C 三相绕组的基波磁动势

结论：三相基波合成磁动势具有以下性质

1） 三相对称绕组通入三相对称电流产生的基波合成磁动势为一幅值不变的旋转磁动势。由于基波磁动势矢量的端点轨迹是一个圆形，故又称为圆形旋转磁动势。

2） 三相基波合成磁动势的幅值为一相基波脉振磁动势最大幅值的 3/2 倍，即

F1 3

2 Fm1  1.35 Iw k p w1 (安/ 极) 3） 三相基波合成磁动势的转向取决于电流的相序和三相绕组在空间上的排列次序。基波合成磁动势总是从电流超前的相绕组向电流滞后的相绕组方向转动，例如电流相序为A－B－C，则基波合成磁动势按A轴－B轴－C轴方向旋转，改变三相绕组中电流相序可以改变旋转磁动势的转向。

4） 三相基波合成磁动势的转速与电流频率保持严格不变的关系，即该转速即为同步速。

5） 当某相电流达到最大值时，基波合成磁动势的波幅刚好转到该相绕组的轴线上，磁动势的方向与绕组中电流的方向符合右手螺旋定则。

同步电机的基本工作原理和结构

第一节 精编资料

本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理,同步电机的电动势和磁动势,异步电动...二,同步电机的工作原理1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场:

定子旋转磁场...

原理,结构

同步电机的基本工作原理和结构

本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理、同步电机的电动势和磁动势、异步电动机的电势平衡，磁势平衡、等值电路及相量图、功率转矩、同步发电机运行原理等内容。本章共有10节课，内容和时间分配如下:

1.掌握同步电机的结构特点及工作原理。(2节)

2.掌握同步电机绕组有关的结构、额定参数(1节)

3.掌握同步电机机绕组的磁动势、等效电路，一般掌握相量图。(3节)

4.掌握同步电机功率、转矩和同步电机启动特性。(2节)

5.了解同步发电机的运行原理。(2节)

一、 简介

交流电机，根据用途，可以分为同步发电机、同步电动机和同步补偿机三类。

(交流电能几乎全部是由同步发电机提供的。目前电力系统中运行的发电机都是三相同步发电机。

同步电动机可以通过调节其励磁电流来改善电网的功率因数，因而在不需要调速的低速大功率机械中也得到较广泛的应用。随着变频技术的不断发展，同步电动机的起动和调速问题都得到了解决，从而进一步扩大了其应用范围。 同步补偿机实质上是接在交流电网上空载运行的同步电动机，其作用是从电网汲取超前无功功率来补偿其它电力用户从电网汲取的滞后无功功率，以改善电网的供功率因数。) 二、同步电机的工作原理

1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场: 定子旋转磁场和转子旋转磁场。 定子旋转磁场—又常称为电枢磁势，而相应的磁场称为电枢磁场

60f1n,速度:同步速度，即 1p

方向:从具有超前电流的相转向具有滞后电流的相。

形成原因:以电气方式形成。

(当对称三相电流流过定子对称三相绕组时,将在空气隙中产生旋转磁通势。它的旋转速度

1 一、交流绕组基本知识

1、交流电机的电角度与机械角度的关系是 。

2、有一4极24槽的三相交流电机，则该电机的极距= ，每极每相槽数 ，槽距角 。

3、一个整距线圈的两个有效边，在空间相距电角度为 ，如果电机为对磁极，在空间相距的机械角度为 。

4、有一台交流电机，定子绕组接线，，并联支路数，双层短距叠绕组，此时电机的极对数为 。

5、一台三相六极双层短距叠绕组，定子槽数，节距y=5，则其

， 。

6、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差为 。

（A）（B）（C）（D）

二、交流绕组电动势

1、交流电机绕组基波电动势的表达式 ，其大小取决于 、 、 、和 。

2、改善交流电机绕组感应电动势波形的四个主要措施是 、 、 、 。

3、三相异步电动机定子绕组采用分布短距以后，感应电动势基波分量有所减小，但带来的优点主要是 。

（A）改善电动势波形；（B）可增加某次谐波电动势；（C）可增加电动机的转速；（D）可改善磁动势波形。

4、试述短距系数和分布系数的物理意义，这两系数为什么总是小于1的？

三、交流绕组磁动势

1、单相绕组通入单相正弦电流产生 磁动势，位置恒处于 。

2、产生圆形旋转磁动势的条件是 ，若在的三相对称绕组里通入，，的三相电流，电弧度/秒，则产生的旋转磁动势的的转速为 ，转向为 ，当瞬间，脉振磁动势幅值在 。