电机第十章交流电机的绕组和电动势

1、第第 三三 篇篇交交 流流 电电 机机 的的 绕绕 组组 电电 动动 势势 和和 磁磁 动动 势势第十章第十章 交流电机的绕组和电动势交流电机的绕组和电动势直流电动机感应电动势：直流电动机感应电动势：napZEa60分布支路匝数：分布支路匝数：az2变压器感应电动势：变压器感应电动势：11144.4NfE 集中绕组的匝数：集中绕组的匝数：1N交流电机感应电动势：交流电机感应电动势：111144.4dpKNfE 交流电机感应电动势：交流电机感应电动势：111144.4dpKNfE ?1N分布短距每相每支路匝数：分布短距每相每支路匝数：?1dpK分布短距每相每支路基波绕组系数：分布短距每相每支路基

2、波绕组系数：直流电机励磁磁动势：直流电机励磁磁动势：ffNIF电枢分布绕组磁动势：电枢分布绕组磁动势：xAFapZiAa2电负荷：电负荷：集中绕组集中绕组N分布绕组：分布绕组：Z 三相交流电机短距、分布式绕组的磁三相交流电机短距、分布式绕组的磁动势依然与导体匝数相关，但是如何计算动势依然与导体匝数相关，但是如何计算匝数呢？匝数呢？变压器是集中绕组，磁动势：变压器是集中绕组，磁动势：111INF 可见，交流电机中无论是电动势计可见，交流电机中无论是电动势计算还是磁动势计算都涉及绕组的连接。算还是磁动势计算都涉及绕组的连接。 因此，本篇先建立交流电机绕组联因此，本篇先建立交流电机绕组联结的概念结的

3、概念3、分析削弱高次谐波电动势的方法。、分析削弱高次谐波电动势的方法。1、交流绕组的种类、具体布置和、交流绕组的种类、具体布置和 连接方法。连接方法。2、分析交流绕组中感应电动势的、分析交流绕组中感应电动势的 波形、频率和数值计算。波形、频率和数值计算。一、交流绕组构成原则一、交流绕组构成原则1、在一定的导体数下，绕组的合成电动势和在一定的导体数下，绕组的合成电动势和磁动势波形应接近磁动势波形应接近正弦形正弦形（采用双层分布短距（采用双层分布短距绕组，消除谐波），而且绕组的用铜量较省，绕组，消除谐波），而且绕组的用铜量较省，绕组损耗较小；绕组损耗较小；2、对三相绕组，各相的电动势和磁动势要求对

4、三相绕组，各相的电动势和磁动势要求对称对称而各相的电阻和电抗都相同；而各相的电阻和电抗都相同；一、交流绕组构成原则一、交流绕组构成原则3、绕组的绝缘和机械强度要可靠，散热条件绕组的绝缘和机械强度要可靠，散热条件 要好；要好；4、制造、安装、检修要方便。制造、安装、检修要方便。一、交流绕组构成原则一、交流绕组构成原则 首先回顾一下直流电机电枢单叠绕组的连接。首先回顾一下直流电机电枢单叠绕组的连接。 但是，交流电机（同步电机和异步电机）绕但是，交流电机（同步电机和异步电机）绕组和直流电机绕组是不同的，一般嵌在定子槽中组和直流电机绕组是不同的，一般嵌在定子槽中（静止）。（静止）。 交流电机绕组分为交

5、流电机绕组分为A A、B B、C C 三相，三相绕组三相，三相绕组对称分布，空间位置上彼此相隔对称分布，空间位置上彼此相隔120120电角度。电角度。最终所有元件串联成为一个回路，支路由电刷隔成。最终所有元件串联成为一个回路，支路由电刷隔成。1号元件2号元件3号元件. 串联,1、电角度的概念、电角度的概念5 5、节距、节距 y y1 16 6、线圈组、线圈组NNSSS 当磁极对数当磁极对数p = 1时，电角度时，电角度= 机械机械角度角度 定子内圆一周定子内圆一周 360机械角度机械角度 定子内圆一周定子内圆一周 360电角度电角度 = 180 电角度电角度= 180 机械角度机械角度 当当p

6、 = 2时，时，电角度电角度机械角度机械角度 定子内圆一周定子内圆一周 360机械角度机械角度 定子内圆一周定子内圆一周 720电角度电角度 = 180 电角度电角度 = 90机械角度机械角度N1、电角度的概念、电角度的概念当交流电机磁极对数为当交流电机磁极对数为 p 时，时，定子一周内电角度为：定子一周内电角度为：360p如如: p = 1 3601 = 360（电角度）（电角度）而极距总是而极距总是 = 180电角度，与极对数电角度，与极对数 p 无关。无关。如如: p = 2 3602 = 720（电角度）（电角度）空间机械角度：空间机械角度：空间电角度：空间电角度：p谨记：谨记：NSS

7、N Qpa360 槽距角槽距角 a 为每相邻线圈边之间的电角度为每相邻线圈边之间的电角度或两槽之间的槽距角（单位为电角度）。或两槽之间的槽距角（单位为电角度）。定子一周总的电角度为：定子一周总的电角度为：360则每槽占电角度：则每槽占电角度：QPa360则每槽占电角度：则每槽占电角度：例如：槽数例如：槽数 Q = 24，磁极对数，磁极对数 p = 230242360360QpapmQq2每极每相槽数每极每相槽数 q =1是集中绕组，是集中绕组，每极每相槽数每极每相槽数 q1 是分布绕组是分布绕组 。 如变压器就属于集中绕组，它相当于如变压器就属于集中绕组，它相当于在一个很深的槽中纵向放入若干导

8、体。纵在一个很深的槽中纵向放入若干导体。纵向看各导体空间位置一致。向看各导体空间位置一致。纵向看纵向看变压器集中绕变压器集中绕组示意图组示意图pmQq2 对交流电机来说，当对交流电机来说，当 q = 2 时，每时，每相有两个在空间错开一个相有两个在空间错开一个a 槽距角的线槽距角的线圈相串联，称为分布绕（横向看，线圈相串联，称为分布绕（横向看，线圈不重叠。）圈不重叠。）相带是每相每极所占的电角度。一般相带为：相带是每相每极所占的电角度。一般相带为：例如：例如：q =2，a = 30 则相带为：则相带为：2300 = 60q = 3，a=20则相带为：则相带为：320= 60每极三相占电角度：每

9、极三相占电角度：3 60= 180= A相带相带B相带相带C相带相带(N) (S)m3060 节距表征线圈构造，是节距表征线圈构造，是 一一 个线圈的两条个线圈的两条有效线圈边之间相隔的槽数。用有效线圈边之间相隔的槽数。用 y1 表示。表示。 当当 y1= 时，是整距绕组，时，是整距绕组，y1 时，时，是短距绕组。短距绕组可构成双层绕组，在是短距绕组。短距绕组可构成双层绕组，在交流电机中采用双层绕组可改善电机的电动交流电机中采用双层绕组可改善电机的电动势波形。势波形。5 5、节距、节距 y y1 1 例如，例如， 当每极每相槽数当每极每相槽数 q =2，说明线圈，说明线圈组有两个相邻元件串联组

10、成。组有两个相邻元件串联组成。q = 3q = 3，线圈组有三个相邻元件串联组成。，线圈组有三个相邻元件串联组成。6 6、线圈组、线圈组Q = 6 槽槽 p=113262pmQqAXYZBC 三相交流线圈分布示意图三相交流线圈分布示意图AXZBCYACB 1 2 3 4 5 6X、Y、Z绕组在定子槽中的分布绕组在定子槽中的分布及线圈的形状图及线圈的形状图1、按相数分类有单相和多相绕组、按相数分类有单相和多相绕组;2、按层数分类有单层和双层绕组、按层数分类有单层和双层绕组;3、按每相槽数分类有整数槽绕组（、按每相槽数分类有整数槽绕组（q = 3)和分和分 数槽绕数槽绕 组组 。 411q 交流电

11、机主要采用三相双层短距绕组，交流电机主要采用三相双层短距绕组，它能满足绕组的构成原则。它能满足绕组的构成原则。一、三相单层绕组的特点一、三相单层绕组的特点二二、三相单层绕组的展开图、三相单层绕组的展开图特点：特点：每槽只有一层线圈边，当一个线每槽只有一层线圈边，当一个线 圈的一边位于圈的一边位于 N 极下，另一边位极下，另一边位 于于 S 极下。极下。单层绕组一般是整距。单层绕组一般是整距。一、三相单层绕组的特点一、三相单层绕组的特点例题：例题：设有一电机定子槽数设有一电机定子槽数Q = 24，极数，极数2p = 4，相数相数 m = 3 要求绘制单层绕组的展开图。要求绘制单层绕组的展开图。

12、槽确定每极每相槽数234242 1mpQq30243602Q360pa 2确定槽距角二、三相单层绕组的展开图二、三相单层绕组的展开图164242pQ 3y槽确定以槽计算的极距二、三相单层绕组的展开图二、三相单层绕组的展开图 60 302 30a 2相带q注意：注意：三相绕组在空间位置上彼此相隔三相绕组在空间位置上彼此相隔120电电角度。每相绕组两线圈边隔角度。每相绕组两线圈边隔180电角度。电角度。按相带的各相所属槽号的顺序表如下：按相带的各相所属槽号的顺序表如下： 相带相带 极对极对 A Z B X C Y第一对极第一对极1，23，45，67，891011，12第二对极第二对极1314151

13、617181920212223，24A相带的一个槽和相带的一个槽和 x 相带的一个槽嵌放一个线圈（元相带的一个槽嵌放一个线圈（元件）。如件）。如1 - 7，2 - 8，13 - 19，14 - 20。A相带每对极两个线圈串联构成一个相带每对极两个线圈串联构成一个线圈组线圈组，q = 2，表示一个线圈组有两个相邻线圈串联。表示一个线圈组有两个相邻线圈串联。 相带相带 极对极对 A Z B X C Y第一对极第一对极1，23，45，67，891011，12第二对极第二对极1314151617181920212223，24问：问：A 相共有几个线圈组？每个线圈组有几个线相共有几个线圈组？每个线圈组有

14、几个线圈串联？当并联支路圈串联？当并联支路 a =1 时，每相一共有几个时，每相一共有几个线圈串联？线圈串联？答：答：每相有每相有 2 个线圈组。个线圈组。 每线圈组每线圈组 2 个线圈串联。个线圈串联。 每相一共有每相一共有 4 个线圈串个线圈串 联。联。ABC第一线圈组第一线圈组第二线圈组第二线圈组AXq=2NS127813141920SN问：问：当当 q = 3，p = 3，每相，每相 a = 1。 每相有多少个线圈组串联？每相有多少个线圈组串联？ 每线圈组有多少线圈串联？每线圈组有多少线圈串联？ 每相有多少线圈串联？每相有多少线圈串联？答：答：每相有每相有 3 个线圈组串联。个线圈组串

15、联。 每线圈组有每线圈组有 3 个线圈串联。个线圈串联。 每相有每相有 9 个线圈串联。个线圈串联。 单层绕组单层绕组 q = 4，p = 4，并联支路数为：，并联支路数为：a = 4问总槽数问总槽数 Q为多少？为多少？答：答：Q =qp32 = 4432 = 96（槽）（槽）B每支路有每支路有4 4个线圈串联。个线圈串联。CA1、单层绕组为整距绕组；单层绕组为整距绕组；2、每相每对极有一个线圈组；每相每对极有一个线圈组；3、一个线圈组有一个线圈组有 q 个线圈串联；个线圈串联；4、p 对磁极，每相有对磁极，每相有 p 个线圈组。个线圈组。5、各线圈组可以并联、串联、串并联。最大各线圈组可以并

16、联、串联、串并联。最大 并联支路数并联支路数 amax = p182 页页双层绕组的特点双层绕组的特点： 每一个槽分成上层和下层，线圈的一每一个槽分成上层和下层，线圈的一 条有效边嵌在某槽的上层，而另条有效边嵌在某槽的上层，而另 一条有效一条有效边嵌在相隔一定槽数（节距边嵌在相隔一定槽数（节距 y1 )的另一槽的的另一槽的下层。下层。 双层绕组可以灵活选择节距，例如选双层绕组可以灵活选择节距，例如选择短距（择短距（ y1 ）可以消弱电机电动势和）可以消弱电机电动势和磁动势波形中的谐波，保留正弦基波，达磁动势波形中的谐波，保留正弦基波，达到改善电机电动势和磁动势波形为正弦波到改善电机电动势和磁动

17、势波形为正弦波的目的。的目的。双层绕组的优点双层绕组的优点：（一）（一）绘制电动势星形图和分相绘制电动势星形图和分相已知：已知： 电机电机 Q=24, 2p=4, m=3 ，绘制叠绕组连接图。，绘制叠绕组连接图。（一）（一）绘制电动势星形图和分相绘制电动势星形图和分相303q180a 5y 243242pmQq 642421pQ A Z B X C Y一对极上层一对极上层1，23，45，67，89，1011，12一对极下层一对极下层20 12 7二对极上层二对极上层13，1415，1617，1819，2021，2223，24二对极下层二对极下层8 1314 19 A Z B X C Y一对极上

18、层1，23，45，67，89，1011，12一对极下层20 12 7二对极上层13，1415，1617，1819，2021，2223，24二对极下层8 1314 19黄线黄线所示可以组成四个线圈组，每极下一个线圈组。每线圈所示可以组成四个线圈组，每极下一个线圈组。每线圈组有两个线圈串联。例如，组有两个线圈串联。例如，1 - 1 2 - 2，7 7 8 8 NSP 181 页页 基波电动势星形相量图基波电动势星形相量图1213143154 16517618719820921102211231224AZBXCY当当 1、2、3、4、5、6 槽位于第一对磁极槽位于第一对磁极 N 极下，极下，13、1

19、4、15、16、17、 18槽槽位于第二对磁极位于第二对磁极 N极下。极下。7、8、9、10、11、12 槽位于第一对磁槽位于第一对磁极极 S 极下，极下，19、20、21、22、23、24槽位槽位于第二对磁极于第二对磁极 S 极下。极下。 2pmQq2 34241、三相双层叠绕组、三相双层叠绕组 Q = 36 ( 槽槽 ） p = 3 q = 2 y1 = 5 ( 槽槽 )，问每相最多有多，问每相最多有多 少条并联支路数？少条并联支路数？答：答： 6 条条2、三相双层叠绕组、三相双层叠绕组 Q = 48 ( 槽）槽） p = 4 q = 2 y1 = 5 ( 槽）槽） 问最多有多少问最多有多

20、少 条并联支路数？条并联支路数？ 答：答： 8 条条N （ ）SNS1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 21 22 23 24可见可见三相双层叠绕组，每相线圈组数为三相双层叠绕组，每相线圈组数为2 p，是三相单叠，是三相单叠绕组线圈数的绕组线圈数的两倍两倍（每相线圈组数为（每相线圈组数为 p ）。）。（1）串联连接支路数）串联连接支路数 a = 1（2）串联连接时，相邻线圈组反串，尾尾相连，）串联连接时，相邻线圈组反串，尾尾相连， 首首相连。首首相连。（3）线圈组之间的连接线较长。例如，当）线圈组之间的连接线较长。例如，当 2p

21、= 8 时，时， 将有将有 8 个线圈组之间相连，线圈组间的个线圈组之间相连，线圈组间的 连线较费铜线。连线较费铜线。N （ ）SNS1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 21 22 23 24AX线圈组串联为一条支路线圈组串联为一条支路注意：注意：N、S 极电动势方向相反极电动势方向相反N （ ）SNS1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 21 22 23 24AX双层短距最大支路数双层短距最大支路数 amax= 2p = 4 189页页比较比较：三相单叠绕组最大支路数

22、三相单叠绕组最大支路数 a amaxmax = p= p 所以，三相双层短距叠绕组支路数比相所以，三相双层短距叠绕组支路数比相同极数的单层叠绕组多一倍。同极数的单层叠绕组多一倍。三相双层短距叠绕组最大支路数三相双层短距叠绕组最大支路数 a amaxmax = 2p= 2p189页页182页页N （ ）SNS1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 21 22 23 24AX支路数支路数 a = 2优点优点：并联支路多（并联支路多（a max= 2p )，大电流交流电，大电流交流电 机可选用叠绕组。机可选用叠绕组。 为了改善交流电机电动势

23、和磁动势波形为了改善交流电机电动势和磁动势波形 要选用叠绕组中的要选用叠绕组中的双层短距叠绕组。双层短距叠绕组。缺点：缺点：线圈组之间连接线长，费铜线。尤其是线圈组之间连接线长，费铜线。尤其是 多极电机，如水轮同步发电机。多极电机，如水轮同步发电机。 每相每支路线圈数每相每支路线圈数 的计算目的：的计算目的：为了计算感应电动势为了计算感应电动势 1N 注意：注意：单层叠绕组、双层叠绕组、单层单层叠绕组、双层叠绕组、单层 波绕组、双层波绕组波绕组、双层波绕组 的计算是的计算是 不同的。不同的。1N1N1 44411dpkNfEaNqpNK1单层叠绕组：单层叠绕组：双层叠绕组：双层叠绕组：aNqp

24、NK21p 磁极对数磁极对数 a 并联支路并联支路 数数 元件匝数元件匝数q 每极每相槽数每极每相槽数 kN1N190页页apq1KNN 解：解：（匝）824221N例例1 1：单层叠绕组，单层叠绕组，2 p = 4 , q = 2 并联并联支路数支路数 a = 2 每元件匝数每元件匝数 ，问：，问：每相每支路总匝数每相每支路总匝数 为多少？为多少？1N4KNapq21KNN解：解：（匝）1624222例例2 2：双层叠绕组，双层叠绕组，2p = 4 , q =2 并联支路数并联支路数 a = 2 每元件匝数每元件匝数 ，问：每相每支路，问：每相每支路总匝数总匝数 为多少？为多少？4KN1N1

25、N 单层叠绕组单层叠绕组 双层叠绕组双层叠绕组整距整距 y1= 短距短距 y1 每相每每相每对对极有一个线圈组极有一个线圈组。每相每极有一个线圈组。每相每极有一个线圈组。最大支路数最大支路数 amax= p最大支路数最大支路数 amax= 2p每相共有每相共有 p 个线圈组个线圈组每相共有每相共有 2p 个线圈组个线圈组五五、相电动势和线电动势、相电动势和线电动势电机中的电动势分为：电机中的电动势分为：1、变压器感应电动势、变压器感应电动势dtdNe12、切割磁力线感应电动势、切割磁力线感应电动势tlvbesin11tEmsin1两种感应电动势都与磁场变化相关，都是时间变化量两种感应电动势都与

26、磁场变化相关，都是时间变化量交流感应电动势依然与磁场磁密有关交流感应电动势依然与磁场磁密有关tlvbesin11是时域变量，体现在是时域变量，体现在tsin也可用相量来表示也可用相量来表示 那么，以下将要讲解，一相一支路中那么，以下将要讲解，一相一支路中电动势相量的有效值如何求解？电动势相量的有效值如何求解？ 基波感应电动势有效值基波感应电动势有效值 ： 1 44411dpkNfEa1b 研究研究 或或 空间分布空间分布 b一相一条支路的一相一条支路的 计算计算 1NC分布短距绕组的折算系数分布短距绕组的折算系数 计算计算1 dpk页171定子定子NS转子磁极转子磁极方波磁密方波磁密 BB 转

27、子与定子为同心转子与定子为同心圆，设气隙圆，设气隙 为均匀。为均匀。NS SSSF0方波分布。反比，近似为与磁密 B0 Fb bm mbmb b1m1mb3mb5m 白色表示方波分布磁白色表示方波分布磁密，幅值为密，幅值为 bm。 粉红色表示正弦基粉红色表示正弦基波分布磁密，幅值为波分布磁密，幅值为 b1m。 绿色表示三次谐波磁绿色表示三次谐波磁密，幅值密，幅值 b3m=1/3b1m 紫色表示五次谐波磁紫色表示五次谐波磁密，幅值密，幅值 b 5m=1/5b1m 方波磁密可用傅氏级方波磁密可用傅氏级数分解为正弦基波及各次数分解为正弦基波及各次谐波。谐波。所以电动势分为：所以电动势分为：基波感应电

28、动势基波感应电动势各次谐波感应电动势各次谐波感应电动势 本节先研究由磁场基波分量在定子导体中本节先研究由磁场基波分量在定子导体中感应出的电动势感应出的电动势E 1。一一根根导导体体电电动动势势线线圈圈电电动动势势线线圈圈组组电电动动势势短距系数短距系数分布系数分布系数一一相相支支路路电电动动势势串、并联串、并联1、主极磁场基波的空间分布、主极磁场基波的空间分布2、E1 的计算式的计算式1、主极磁场基波的空间分布、主极磁场基波的空间分布 空间正弦分布，即不同空间电角度空间正弦分布，即不同空间电角度所对应的磁密所对应的磁密 值不同。值不同。1b1b6021n机械角速度机械角速度6021npp电角速

29、度电角速度注意：注意：sin11mBb磁密是空间分布量磁密是空间分布量而电动势由磁密感应产生却是时间相量而电动势由磁密感应产生却是时间相量tEesin11 空间分布与空间电角度对应，电角空间分布与空间电角度对应，电角度随时间变化而变化。度随时间变化而变化。t当当 时刻时刻 空间某点：空间某点： ttBBbmmsinsin1111b0t1b 空间正弦分布，即定子绕组不同空空间正弦分布，即定子绕组不同空间电角度所对应的磁密值不同。间电角度所对应的磁密值不同。1b2、E1 的计算式的计算式tlvBlvbemAsin111tEmsin1tEsin21也可用相量表示：也可用相量表示：0110mmEElv

30、BEmm11)2()2(211flBEmmlfBav11fVfV2fV2以下是单根导体感应电动势有效值推导：以下是单根导体感应电动势有效值推导：1112121fEEm11fEm单根导体基波的有效电动势为：单根导体基波的有效电动势为：122.2f交流电机一根导体感应电动势交流电机一根导体感应电动势）页（4-10173111122.22121ffEEm2、短距线圈、短距线圈 1KN1、整距线圈、整距线圈 1KN3、 短距线圈电动势短距线圈电动势1KN 把两个有效边电动势把两个有效边电动势 E1和和 的正方向都的正方向都规定为自上往下。规定为自上往下。 1E 整距线圈电动势整距线圈电动势 E t1

31、的正方向规定为从的正方向规定为从尾端指向首端。尾端指向首端。1、整距线圈（、整距线圈（ ）1KN 线圈一般由线圈一般由 匝组成，匝组成， 时是单匝时是单匝线圈，线圈， 时是多匝线圈。时是多匝线圈。1KN1KNKN173 页页 我们可以得出结论：空间位置相差我们可以得出结论：空间位置相差 电角度的两个导体，其基波感应电动势在时间相电角度的两个导体，其基波感应电动势在时间相位上也差位上也差 电角度。电角度。00一个整距的线圈的两个导体间的电角度：一个整距的线圈的两个导体间的电角度：00180a1AE1xE1AE1XE1TE111XATEEE11144.42fEET)(11XAEENS 1TE1AE

32、1XE头头尾尾1AE1XE1XE1TE1801y1TENS 1AE1XE2、短距线圈（、短距线圈（ ）1KN1XE1AE1XE1TE1801y1y2902)180(1ya)290 cos(211yEcos211EET)290 cos(2cos21111yEEET2sin2111yEET1112pTKEE K p1称线圈的基波短距系数，相当于由短距称线圈的基波短距系数，相当于由短距引起的线圈基波电动势的折扣。引起的线圈基波电动势的折扣。2sin11yKp页187)2sin(1ykp为基波节距因数为基波节距因数2sin11yKp1yy 111TKkENE1144.4pKKfN 一个短距线圈可以用另

33、一个与其同轴线一个短距线圈可以用另一个与其同轴线但匝数减为但匝数减为 等效整距线圈来代换。等效整距线圈来代换。1pKKN1112pTKEE1144.4pfK1122. 2fE一根导体电动势一根导体电动势一个单匝短距线圈电动势：一个单匝短距线圈电动势：一个多匝短距线圈电动势：一个多匝短距线圈电动势： 线圈组中有线圈组中有 q 个线圈串联，它们分布在相个线圈串联，它们分布在相邻槽中。邻槽中。 每个电动势相量相差每个电动势相量相差 a (槽距角）相位。槽距角）相位。 所以线圈组的电动势等于所以线圈组的电动势等于 q 个串联线圈电个串联线圈电动势的相量和。动势的相量和。注意：注意：不是代数和不是代数和

34、 q ET1。180页 当用分布绕组线圈来代替集中线圈时，怎样当用分布绕组线圈来代替集中线圈时，怎样计算几个分布线圈产生的总电动势呢？计算几个分布线圈产生的总电动势呢？ 能不能能不能先算出一个分布线圈的电动势，再乘上分布线圈先算出一个分布线圈的电动势，再乘上分布线圈的数目呢？的数目呢？ 这当然不行，因为各分布线圈在电这当然不行，因为各分布线圈在电枢上的位置不同，每个线圈里感应的电动势在相枢上的位置不同，每个线圈里感应的电动势在相位上也就不同。位上也就不同。代数相加代数相加 相量相加相量相加q = 3 的线圈组的线圈组2033180180qmaaaa aa1qE1kE1qe分布绕组分布绕组线圈组

35、电动势线圈组电动势1qE比较比较集中绕组集中绕组线线圈组电动势圈组电动势 Eq11kE1qEaaa aa1qE1kE2sin21qaEq2sin21aEk2sin2sin11aqaEEkq111dkqKqEE2sin2sin1aqqaqEkaaa aa1qE1kE 为多边形外接圆半径为多边形外接圆半径2sin2sin1aqqaKd基波分布系数基波分布系数： 基波分布系数表示由于绕组分布使线圈基波分布系数表示由于绕组分布使线圈组的基波电动势打了折扣（组的基波电动势打了折扣（ Kd11 )。2asinq2qasinqEEKkdd势）个集中线圈的合成电动势）个分布线圈的合成电动q(q(111)201

36、0(184页公式 111dKkqKNqEE 44.4 111dpKKKfNq114.44 dpkKfqN 称为绕组系数。称为绕组系数。dp1 k 可以把分布、短距线圈组等效为打了折可以把分布、短距线圈组等效为打了折扣扣 后的整距集中绕组。后的整距集中绕组。dp1 kAZq 等于等于 3 的分布绕组的分布绕组BXCYXAZBYCq 等于等于 1 的集中绕组，的集中绕组，基波绕组系数基波绕组系数11dpK相电动势：相电动势：1111K f4.44dpNE五、相电动势和线电动势五、相电动势和线电动势 若每相有若每相有 a a 条并联支路，每相绕组每支条并联支路，每相绕组每支路串联总匝数为路串联总匝数

37、为 。1N 的计算的计算单层绕组单层绕组aq1KNpN 双层叠绕组双层叠绕组aq21KNpN 1N1111K f4.44dpNE页189谨记：谨记：)3010(式三相双层短距分布绕组的电动势三相双层短距分布绕组的电动势谨记：谨记：页186apqNNK1是一相绕组每支路串联匝数是一相绕组每支路串联匝数页181）式（17-10mpQq2每极每相槽数：每极每相槽数：页181槽距角槽距角Qp0360q060谨记：谨记：页184）式（2010 2sin2sin1aqqaKd基波分布系数基波分布系数：页187)2sin(1ykp为基波节距因数为基波节距因数111dpdpkkk基波绕组系数：基波绕组系数：线

38、电动势线电动势EL1接法接法11 EELY形接法形接法113EEL五、相电动势和线电动势五、相电动势和线电动势 q =2 q =2，6060相带三相绕组，求：相带三相绕组，求： 1 1基波分布系数；基波分布系数； 2 2120120相带绕组基波分布系数；相带绕组基波分布系数； 3 3q a 0 q a 0 基波分布系数。基波分布系数。解：解：1 160qa30a966. 015sin230sin2sin2sin1aqqaKd例题：例题：例题：例题：q =2q =2，6060相带三相绕组，求：相带三相绕组，求： 1 1基波分布系数；基波分布系数； 2 2120120相带绕组基波分布系数；相带绕组

39、基波分布系数； 3 3q a 0 q a 0 基波分布系数。基波分布系数。解：解：2 120qa30a 1204a83652. 015sin42120sin2sin2sin1aqqaKd例题：例题： 3 3q a 0 q a 0 基波分布系数。基波分布系数。解：解：3 3 955. 0630sin223180sin2sin2sin1aqaqqaKd比较：比较：827.0955.0)120(1)60(1ddKK一、谐波的危害一、谐波的危害三三、减少高次谐波电动势的方法、减少高次谐波电动势的方法二二、谐波电动势计算、谐波电动势计算高次谐波电动势的存在会产生许多不良影响。高次谐波电动势的存在会产生许

40、多不良影响。1、使发电机的电动势和电流波形变坏，使电机、使发电机的电动势和电流波形变坏，使电机的附加铜损耗、铁损耗增大，效率下降，温升的附加铜损耗、铁损耗增大，效率下降，温升增加；增加；2、对于输电线路，高次谐波可能引起电感和电、对于输电线路，高次谐波可能引起电感和电容发生谐振产生过电压；容发生谐振产生过电压；一、谐波的危害一、谐波的危害3、输电线路中高次谐波电流产生的磁场、输电线路中高次谐波电流产生的磁场对附近通讯线路会产生有害的干扰；对附近通讯线路会产生有害的干扰；4、对于电动机，高次谐波电流会产生有、对于电动机，高次谐波电流会产生有害的附加转矩，使运行变坏。害的附加转矩，使运行变坏。dpKNfE144. 4 为谐波次数（为谐波次数（3、5、7、9.)二、谐波电动势计算二、谐波电动势计算1、f的计算的计算2、的计算的计算页1903510 3、谐波绕组系数、谐波绕组系数 计算计算dpk2pf转子角速度：转子角速度：602 np电角速度：电角速度：pf112211pf1、f的计算的计算 2p1 f1 pLBm2例如：例如：1331mmBB2、的计算的计算1mmBBLBm12dpKNfE144. 4LBm12