第二篇-交流电机绕组电动势和磁动势课件

1、电机学Electrical Machinery 第五章 交流电机绕组及其感应电动势第六章 交流绕组的磁动势同步：主要作为发电机，也可作为电动机和补偿机。异步：主要作为电动机，有时也作发电机。 上述两大类交流电机虽然激磁方式和运行特性有很大差别，但电机定子中发生的电磁现象和机电能转换的原理却基本上是相同的，因此存在许多共性问题，可统一进行研究。 交流电机分：第五章 交流电机绕组及其感应电动势第六章 交流绕组的磁动势第一节 交流绕组构成的基本知识第二节 三相交流绕组连接实例第三节 正弦磁场下相绕组感应电动势第一节 交流绕组构成的基本知识第二节 三相交流绕组连接实例第三节 正弦磁场下相绕组感应电动势

2、一. 构成三相交流绕组的基本要求（1）三相绕组产生的基波电动势和磁动势应对称（即大小相等、相位互差120电角度，三相绕组的阻抗值相同）。（2）在导体数一定的条件下，力求获得尽可能大的基波电动势，尽可能减少谐波，使电机电动势、磁动势呈正弦波形。（3）用铜（铝）量少，尽量节省材料。（4）绕组结构上要保证绝缘性能、机械强度、散热条件等满足条件，且制造工艺简单、便于维修。二. 三相绕组构成的概念和几个定义1.线圈及其节距每相绕组由若干线圈按一定连接规律构成。由铜（铝）导线制成的成型线圈有叠绕组和波绕组两种。 极距 绕组节距y式中：Q-电机槽数； p-电机极对数；2.机械角度与电角度交流电机铁心内圆几何

3、上表示为360，称为机械角度360或2弧度。每对磁极的磁场（N极和S极）呈现一个周期，因此磁场一对极所占有的空间，记为占有360空间电角度。若电机有p对极：p机械角度=空间电角度3.槽距角与导体电动势时间相位 相邻槽之间的电角度 ，称为槽距角。 式中：p-极对数； Q-定子槽数。4.每极每相槽数q及相带 式中：p-极对数； m-相数。 每极每相槽数 每极下每相所占有的区域称为相带 。 60相带：三. 三相绕组的构成 将60相带绕组每对极下的六等分，依次命名为A、Z、B、X、C、Y，则A和X相带内的全部导体属于A相， B和Y相带内的全部导体属于B相， C和Z相带内的全部导体属于C相。 在属于同相

4、的槽中嵌放同相的线圈，并按取得尽可能大电动势的原则连接线圈，即构成相绕组。第一节 交流绕组构成的基本知识第二节 三相交流绕组连接实例第三节 正弦磁场下相绕组感应电动势一. 三相单层绕组例：Q=24,2p=4的电机铁心，连接三相60相带的交流绕组。1. 基本计算2. 作A相绕组展开图4. 改变线圈端接线得到的三相单层绕组的其它形式二. 三相双层叠绕组例：Q=24,2p=4的电机铁心，连接三相双层绕组。1. 基本计算2. 作A相展开图三. 三相双层短距波绕组连接特点例：Q=36，2p=4，m=3， 的三相双层短距波绕组。第一节 交流绕组构成的基本知识第二节 三相交流绕组连接实例第三节 正弦磁场下相

5、绕组感应电动势、导体感应电动势EC二、线圈感应电动势Ey和节距因数Kp1 Kp1称节距因数，表示线圈采用短距后感应电势较整距时应打的折扣。三、线圈组感应电动势Eq和分布因数Kd1 每极下每相有一个线圈组，线圈组由q个线圈组成，且每个线圈互差电角度。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，所以Kd11 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。四、相绕组电动势Eph求出相电势后，根据“星”或“角”的接法，可求出线电势。对三角形连接：线电势=对星形连接：线电势=第五章作业P96 5-2，5-7第五章 交流电机绕组及其感应电动势第六章 交流绕组

6、的磁动势第一节 单相绕组的磁动势-脉振磁动势第二节 三相绕组基波合成磁动势-圆形旋转磁动势第一节 单相绕组的磁动势-脉振磁动势第二节 三相绕组基波合成磁动势-圆形旋转磁动势一、整距线圈的磁动势 一台两极电机，设定子上有一整距线圈AX，匝数NC ，当通入交流电ic时，电流方向如图所示，（瞬时方向）由右手定则决定磁场方向，由全电流定律：作用于任何一闭合回路的磁势等于它所包围的全电流。（1）将磁力线出转子进定子作为磁势正方向。取绕组轴为纵坐标y，在 范围内，磁力线向上为正值；在 范围内，磁力线向下为负值，即沿铁心内圆磁动势fc 呈矩形分布。 因磁力线两次通过气隙，如不计铁磁材料中的磁压降，则磁势NC

7、ic全部消耗在气隙中，经过一次气隙，消耗磁势为0.5NCic。（2）磁动势fc 幅值按电流的变化规律在正、负幅值间脉动，而磁动势的突变点（电流所在位置）固定不变。这种幅值大小随电流变化规律在正、负幅值间脉动，而空间位置固定不变的磁动势，称为脉振磁动势。 基波表示式： 按照傅里叶级数分解的方法可以把矩形波磁势分解为基波和一系列的谐波之和； 其中： 基波表示式：整距线圈磁动势的基波，空间呈余弦分布（ ）；幅值F1为矩形波幅值的 倍；其波幅和波节位置固定不变；整个余弦波按电流的变化规律（ ）脉振。这种波在物理上称为驻波。 谐波表示式：整距线圈磁动势的各次谐波，空间呈余弦分布（ ）；幅值为基波幅值F1

8、的 倍； 整距线圈的磁动势空间呈矩形波分布，随时间按电流的变化规律改变大小，是时间、空间函数、可以分解为基波和一系列谐波磁动势之和。 二、线圈组磁动势1. 整距线圈组磁势以q=3的整距线圈组为例： 每个线圈磁势大小相等，所以不同的仅是每个线圈在空间相隔的电角度。 所以q个线圈组成线圈组时，合成磁势并不等于每个线圈电势的q倍，而是等于个线圈电势的矢量和。 线圈组合成磁动势基波幅值： 线圈组合成磁动势v次谐波磁动势幅值： 三、双层短距线圈组的磁动势 将上、下层整距线圈组磁动势基波用 表示，求得双层整距线圈组磁动势的基波幅值：其中：Kp1为短距系数。四、相绕组磁动势及其性质由于每对极下的磁动势和磁阻

9、组成一个对称的分支磁路。所以一相绕组的磁势是指每对极下一相绕组的磁势。即一个线圈组的磁势。对于单层绕组，为qNC所产生的磁势；式中：每相磁动势基波幅值为：对于双层绕组，为2qNC所产生的磁势；式中：每相磁动势基波幅值为： 单相绕组磁动势基本性质：（1）单相绕组磁动势是空间呈阶梯形分布，随时间按电流的变化规律交变的脉振磁动势，是时间和空间的函数。（2）此脉振磁动势包含着基波和一系列谐波，基波和各次谐波空间均呈余弦分布，均按通入电流的频率脉振。（3）脉振磁动势的幅值为 ，且此振幅处于该相绕组轴线处，位置固定。（4）谐波次数越高，谐波磁动势幅值越小。采用绕组分布、短距可以削弱谐波分量。第一节 单相绕

10、组的磁动势-脉振磁动势第二节 三相绕组基波合成磁动势-圆形旋转磁动势 单相绕组的磁势为脉振磁势。将三个单相磁势相加，即得三相绕组的合成磁势。用图解法和解析法两种方法进行分析。 一、基波圆形旋转磁动势概念1. 图解法证明 三相对称电流通入三相对称绕组。 (1) 电流瞬时值为正值，则相绕组首端A、B、C导体中电流用“”表示，尾端X、Y、Z导体中电流用“”表示 。(2) 按右手螺旋规则，正方向电流的相磁动势与相轴正方向一致，负方向电流的相磁动势与相轴正方向相反。(3) 相磁动势的幅值总是在相轴线，且幅值大小正比于电流。(1) 电流瞬时值为正值，则相绕组首端A、B、C导体中电流用“”表示，尾端X、Y、

11、Z导体中电流用“”表示 。(2) 按右手螺旋规则，正方向电流的相磁动势与相轴正方向一致，负方向电流的相磁动势与相轴正方向相反。(3) 相磁动势的幅值总是在相轴线，且幅值大小正比于电流。二、用数学去分析三相合成基波磁动势(1)三相合成基波磁动势 是一个旋转磁动势，其幅值 恒定，是单相脉振磁动势幅值的1.5倍。以空间相量表示时，相量端点轨迹为圆，故称圆形旋转磁场。(2)转向和转速。观察正波幅瞬时所在位置，可以求取转向、转速。若要改变三相合成旋转磁动势的转向，只需改变通入三相绕组的电流相序。(3)幅值的瞬时位置。当三相电流中某相电流瞬时值达最大值时，三相合成磁动势基波正幅值到达该相绕组轴线处。三、三

12、相绕组的高次谐波磁动势1. 3次及3的倍数次谐波磁动势（v=3k，k=1,2,3,）2. 5次及v=6k-1（k=1,2,3,）次谐波磁动势3. 7次及v=6k+1（k=1,2,3,）次谐波磁动势第六章作业P112 6-411醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持

13、者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈

14、、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳

15、理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不

16、能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例

17、：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，

18、冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野

19、集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌

20、，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉

21、翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，层次极其