交流绕组～2.ppt

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1、杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势华南理工大学华南理工大学电力学院电力学院杨向宇杨向宇2008.4电机学电机学Electric Machinery（交流绕组（交流绕组电动势）电动势）杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势第十三章第十三章 交流绕组的感应电动势交流绕组的感应电动势 正弦磁场感应电动势（基波电动势正弦磁场感应电动势（基波电动势 ） 非正弦磁场感应电动势（谐波电动势）非正弦磁场感应电动势（谐波电动势）导体电动势导体电动势线圈电动势与短距系数线圈电动势与短距系数极相组电动势与分布系数极相组电动势与分布系数相电动势与绕组系数相电动势与绕组系数气

2、隙磁场谐波分量气隙磁场谐波分量谐波电动势谐波电动势削弱谐波电动势方法削弱谐波电动势方法杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势3杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势413.1 正弦磁场下绕组的感应电动势（基波电动势正弦磁场下绕组的感应电动势（基波电动势 ）1. 导体电动势导体电动势 p对极电机，气隙对极电机，气隙磁场空间分布为磁场空间分布为p个正弦个正弦波的磁场称为基波磁场波的磁场称为基波磁场，基波磁场在绕组中感，基波磁场在绕组中感应的电动势为基波电动应的电动势为基波电动势。势。为感应电动势频率为感应电动势频率111c22. 22ffE601pnf 为基

3、波磁场每极磁通量1 当当p对极的正弦分布对极的正弦分布磁场以转速磁场以转速n1切割导体切割导体时，在导体中感应电动时，在导体中感应电动势为正弦波，其有效值势为正弦波，其有效值为为杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势52. 线圈电动势与短距系数线圈电动势与短距系数 11cc11cc1)(2)2sin()(2yykENyENE)2sin(11yky短距系数短距系数 ky11 对于整距线圈对于整距线圈 ky1=1杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势63. 极相组电动势与分布系数极相组电动势与分布系数 分布系数分布系数 kq11 对于集中绕组（对于集中绕组（

4、q=1） kq1=11111112sin2sinqyyqkqEqqqEE2sin2sin111qqkq杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势74. 相电动势与绕组系数相电动势与绕组系数 相电动势等于并联支路的支路电动势。相电动势等于并联支路的支路电动势。 每条支路所串联的各线圈组的电动势都是同大小、同相每条支路所串联的各线圈组的电动势都是同大小、同相位，可以直接相加。位，可以直接相加。 对于单层绕组，每相有对于单层绕组，每相有p个极相组，每条支路有个极相组，每条支路有p/a个极个极相组；对于双层绕组，每相有相组；对于双层绕组，每相有2p个个极相组极相组，每条支路有，每条支路

5、有2p/a个极相组。个极相组。 基波相电动势有效值基波相电动势有效值E1为为)(244. 42)(44. 4111c1111c11双层绕组单层绕组kkapqNfEapkkapqNfEapEqyqqyq杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势8111cc)(2)(qyNkkkapqNapqNN双层绕组单层绕组11144. 4fNkEN绕组系数绕组系数相绕组串联匝数相绕组串联匝数相电动势统一计算式相电动势统一计算式杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势9例例 一台汽轮发电机，定子槽数一台汽轮发电机，定子槽数Z=36，极数，极数2p=2，采用双层叠，采用双层叠绕

6、，节距绕，节距y1=14，每槽，每槽2根导体，并联支路数根导体，并联支路数a=1，频率为，频率为50Hz。每极磁通量。每极磁通量1=2.63Wb。试求：。试求：(1) 导体电动势导体电动势Ec1；(2) 线线圈电动势圈电动势Ey1；(3) 线圈组电动势线圈组电动势q1；(4) 相电势相电势E1。 解解 极距极距 槽距电角槽距电角每极每相槽数每极每相槽数线圈匝数线圈匝数每相串联匝数每相串联匝数 槽槽1812362pZ103636013601Zp6132362mpZq12116122capqNN1222c每槽导体数N杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势10(1) Ec1=2.

7、22f1=2.22502.63 V291.9 V(2) Ey1=4.44Ncky1f1=4.4410.9397502.63V=548.7V(3) Eq1=4.44qNckN1f1=4.44610.8984502.63=3147 V(4) E1=4.44NkN1f1=4.44120.8984502.63 V=6294 V9397. 0)21814sin()2sin(11yky短距系数短距系数9561. 0210sin62106sin2sin2sin111qqkq分布系数分布系数8984. 09561. 09397. 0111qyNkkk绕组系数绕组系数杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的

8、基本理论电动势1113.2 非正弦磁场下的谐波电动势及其削弱方法非正弦磁场下的谐波电动势及其削弱方法 1. 气隙磁场谐波分量气隙磁场谐波分量 气隙磁场空间分布非气隙磁场空间分布非正旋，分解为基波和一正旋，分解为基波和一系列谐波。系列谐波。主磁极产生的气隙磁场波形及其分解主磁极产生的气隙磁场波形及其分解 主磁极产生的谐波磁主磁极产生的谐波磁场性质：场性质： 1nnpp转速极距极对数次谐波磁场：杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势122. 谐波电动势谐波电动势 次谐波磁场在定子绕组中感次谐波磁场在定子绕组中感应的应的次谐波电动势频率次谐波电动势频率 次谐波电动势有效值次谐波电

9、动势有效值fpnnpf60601fNkfNkENN44. 42qyNqykkkqqkyk2sin2sin)2sin(111 当算出基波和各次谐波电动势的有效值后，可得出相电动当算出基波和各次谐波电动势的有效值后，可得出相电动势的有效值为势的有效值为.27252321EEEEE杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势133. 削弱一般谐波电动势方法削弱一般谐波电动势方法 使气隙中磁场分布尽可能接近正弦波。使气隙中磁场分布尽可能接近正弦波。采用对称的三相绕组，消除线电动势中采用对称的三相绕组，消除线电动势中3及及3的倍数次谐波的倍数次谐波 采用短距绕组采用短距绕组 采用分布绕组采

10、用分布绕组 次谐波可以消除采用节距1y例如：当q6时，kq1=0.9561， kq3=0.6440，kq5=0.1927。 )(.)(.3272521272521三角形联接星形联接EEEEEEEEll杨向宇 2008-3电机学第三篇 交流绕组的基本理论电动势144. 削弱齿谐波电动势方法削弱齿谐波电动势方法 产生原因：铁心表面开有带槽口的槽产生原因：铁心表面开有带槽口的槽 齿谐波次数：齿谐波次数：kZkZ/ /p p1=2mqk1 特点：绕组系数与基波绕组系数相同特点：绕组系数与基波绕组系数相同采用斜槽：斜过的距离等于一个齿距采用斜槽：斜过的距离等于一个齿距tz ；采用分数槽绕组：低速水轮同步发电机中采用分数槽绕组采用分数槽绕组：低速水轮同步发电机中采用分数槽绕组来削弱齿谐波；来削弱齿谐波；其他措施：小型电机中采用半闭口槽、在中型电机中采用其他措施：小型电机中采用半闭口槽、在中型电机中采用磁性槽锲、大型同步发电机中选则阻尼绕组节距等磁性槽锲、大型同步发电机中选则阻尼绕组节距等