发布时间 : 星期三 文章华中科技大学版[电机学](第三版)电子讲稿[第四章]更新完毕开始阅读bb2df31da55177232f60ddccda38376baf1fe02a
同心式优点:端P不重叠,散热好,便于布置
二、链式绕组
链式绕组的线圈具有相同的节距。就整个绕组外形来看,一环套一环,形如长脸。链式线圈的节距恒为奇数。
Q36例:三相六极36槽绘制链式绕组展开图 q???2
2Pm2?3?31号向右连,36号向左连,且节距相等,然后用极间连线(红线)按相邻极下电流方向相反的原则将六个线圈反向串联,得A相绕组。
注:这种绕组主要用在q=偶数的小型四极、六极感应电动机中。如q为奇数,则一个相带内的槽数无法均分为二,必须出现一边多,一边少的情况。因而线圈的节距不会一样,此时采用交叉式绕组。 三、交叉式绕组
主要用于q=奇数的小型四极、六极电机中,采用不等距线圈 例:三相四极36槽定子,绘制交叉式绕组展开图
Q36q???3
2Pm2?2?3?S?N?S?N272625272931333513579111315171921231719AX
图4-9 单层交叉式绕组的A相展开图(2p=4,Q=36)
4-4正弦磁场下交流绕组的感应电势
在交流电机中有一以ns转速旋转的旋转磁场,本节讨论旋转磁场在空间正弦分布时,交流绕组
中感应电势的公式。
由于旋转的磁场截切定子绕组,所以在定子绕组中将产生感应电势。
首先求出一根导体中的感应电势,然后导出一个线圈的感应电势,再讨论一个线圈组(极相组)的感应电势,最后推出一相绕组感应电势的计算公式。 一、导体的感应电势
右图为一台两极交流发电机,转子是直流励磁形成的主磁极(简称主极)定子上放有一根导体,当转子由原动机拖动以后,形成一旋转磁场。定子导体切割该旋转磁场感应电势。
be1nNSe1?a)二极交流发电机e1bB1N????18003600定子0??tb)主极磁场在空间的分布c)导体中感应电动势的波形图4-10 气隙磁场正弦分布时导体内的感应电动势设主极磁场在气隙
内按正弦规律分布,则:B?B1sin? B1:磁场幅值 α:离开原点的电角度 设t?0时??0
因定子旋转的角频率为ω,当时间为t时,转子转过α,且α=ωt 则导体感应电势为
e1?BlV?B1sin?tlV?2E1sin?t
由上式可见导体中感应电势是随时间正弦变化的交流电动势。
1、正弦电势的频率f
若p=1 电角度=机械角度 转子转一周感应电势交变一次,设转子每分钟转ns转(即每秒
转
nsn转),于是导体中电势交变的频率应为:f?s(HZ) 6060若电机为P对极,则转子每旋转一周,导体中感应电势将交变P次,此时电势频率为:
Pnf?s(HZ)
60在我国工业用标准频率为50HZ,所以当
P?1时ns?3000r/min P?2时ns?1500r/min
2、导体电势有效值
E1?B1lV
2?V??R?2?nsnnR?s?D?2P?s?2?f 606060Bav?2?1B1Bav:平均磁密
?E1?l2B12?f?f22?B1?l???f2Bavl???f2?1?2.22f?1
?1:一极下磁通量
二、整距线圈的感应电动势
另一根导体恰好处于S极下的最大磁密y1?? ,则线圈的一根导体位于N极下最大磁密处时,
处。所以两导体感应电势瞬时值总是大小相等,方向相反,设线圈匝数NC=1,则整距线圈的电
势为
??E1???2E1??4.44f?1 EC1?E1若线圈有NC匝,则 EC1?4.44fNC?1 三、短距线圈的电动势,节距因数
Y1<τ 因此节距小于180度,??y1??1800
两导体中的感应电势不是差180度, 而是相差??y1??1800
???2E1?sinEC1?E1??E1y1?2?2E1siny1??900?4.44f?1KP1
KP1?sinKP1???900 节距因数(基波)
EC1(y1??) 若为N匝
C
EC1(y1??)EC1?4.44f?1NCKP1
KP1表示线圈采用短距后感应电势较整距时应打的折扣
当y1??时 KP1=1
5?5当y1??时 例如:y1?? KP1?sin6900?0.966?1
6?可见采用短距线圈后对基波电动势的大小稍有影响,但当主磁场中含有谐波时,它能有效地抑
制谐波电动势(后述),所以一般交流绕组大多采用短距绕组。 四、线圈组的电动势、分布因数和绕组因数
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?Dq??Eq1?Ec3?RC?Ec2?B?Ec1A图4-13 极相组的合成电动势
Eq1(代)?qEC1?q2Rsin2Rsin?2Eq1(矢)?2Rsinq?2
q?q?sinEq1(矢)2?2?K??d1??Eq1(代)q2Rsinqsin22Eq1?qEC1Kd1?q?4.44f?1Kd1KP1NCKd1:q个线圈分布在不同槽内,使其合成电动势小于q个集中线圈的合成电动势qEc1,所以kd1<1 分布因数kd1可理解为各线圈分布排列后感应电势较集中排列时应打的折扣。
Eq1?qEC1Kd1?q?4.44f?1Kd1KP1NC?4.44(qNC)f?1KW1 qNC魏q个线圈的总匝数 KW1?Kd1KP1基波绕组因数
即考虑了短距和分布后整个绕组合成电势所打的折扣。 五、相电动势和线电动势
根据设计要求,将线圈组串联或并联起来得一相的绕组,只要将每相串联总匝数代入线圈组方程中变得一相绕组的电势,
设一相绕组串联总匝数为N,则:E?1?4.44fN?1KW1 1) 对单层绕组
每对极具有一个线圈组,P对极时每相有P个线圈组,即Pq个线圈,若并联支路数为a,每个线圈为NC匝,则每条支路串联匝数为