第四章交流绕组电动势_电机学

1、Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 交流绕组的基本理论电动势华中科技大学华中科技大学电气与电子工程学院电气与电子工程学院熊永前熊永前2006.5电机学电机学Electric Machinery（第（第4章章 交流绕组交流绕组电动势）电动势）Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 交流绕组的基本理论电动势4.2 交流绕组电动势交流绕组电动势 基波电动势基波电动势 谐波电动势及其削弱方法谐波电动势及其削弱方法 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线圈组电动势与分布系数线圈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隙磁场谐波分量气隙磁场谐波分量谐

2、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Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 交流绕组的基本理论电动势3Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 交流绕组的基本理论电动势4一、基波电动势一、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

3、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Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 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=1Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 交流绕组的基本理论电动势63. 线圈组电动势与分布系数线圈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（q=1） kq1=11111112sin2s

4、inqyyqkqEqqqEE2sin2sin111qqkqY.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 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个线圈组，每条支路有个线圈组，每条支路有p/a个线个线圈组；对于双层绕组，每相有圈组；对于双层绕组，每相有2p个线圈组，每条支路有个线圈组，每条支路有2p/a个线圈组。个线圈组。

5、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kkapqNfEapkkapqNfEapEqyqqyqY.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 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Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 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，节距绕

6、，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NY.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 交流绕组的基本理论电动势10(1) Ec1=

7、2.22f1=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Y.Q.Xiong 2006-5电机学第

8、4章 交流绕组的基本理论电动势11二、谐波电动势及其削弱方法二、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：Y.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 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.27252321EEEEEY.Q.Xiong 2006-5电机学第4章 交流绕组的基本理论电动势133. 削弱谐波电动势方法削弱谐波电动势方法 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