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文档简介
交流绕组课件1第1页,共45页,2023年,2月20日,星期日本章内容4.1交流绕组的构成原则和分类4.2三相双层绕组4.3三相单层绕组4.4正弦磁场下交流绕组的感应电动势(重点)4.6通有正弦电流时单相绕组的磁动势(难点)4.7通有对称三相电流时三相绕组的磁动势(重点)第2页,共45页,2023年,2月20日,星期日本节内容交流绕组的构成原则交流绕组的分类三相交流绕组模型三相交流绕组的线圈三相交流绕组构成三相交流绕组的术语三相双层叠绕组基本概念第3页,共45页,2023年,2月20日,星期日交流绕组的构成原则电动势和磁动势的波形要尽量接近正弦波,谐波含量要尽量小。三相绕组的电动势、磁动势要对称,电阻、电抗要平衡。绕组利用率要高。在绕组用铜量一定时,要获得较大的基波电动势和磁动势;在电动势、磁动势要求一定时,用铜量要节省,铜耗要小。绝缘可靠,机械强度高,散热条件好,制造方便。第4页,共45页,2023年,2月20日,星期日交流绕组的分类按绕法分类叠绕组、波绕组按槽内层数分类单层绕组、双层绕组按相数分类单相绕组、三相绕组、多相绕组按每极每相槽数分类整数槽绕组、分数槽绕组第5页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相交流绕组的线圈节距y1=τ:整距线圈节距y1<τ:短距线圈节距y1>τ:长距线圈叠绕组线圈波绕组线圈y1y1第6页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相交流绕组构成→1个线圈
(Nc匝)→1个线圈组
(q个线圈)→1相绕组(2p个线圈组)→单匝线圈(2根导体)1根导体AXNc=4q=32p=21相绕组总匝数=2p×q×Nc极相组第7页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相交流绕组的术语相数:m=3槽数:Q=36极数:2p=4极距:τ=Q/2p=9(槽)每极每相槽数:q=Q/2mp=τ/m=3(槽)机械角度:实际几何角度电角度:电角度=p×机械角度槽距机械角度:α0=360°/Q=10°槽距电角度:α=p×360°/Q=20°第8页,共45页,2023年,2月20日,星期日4.4正弦磁场下交流绕组的感应电动势正弦分布的气隙磁场一根导体的感应电动势单匝整距线圈的感应电动势一个整距线圈的感应电动势(Nc匝)一个短距线圈的感应电动势(y1<τ)一个短距线圈组的感应电动势(q个线圈)一相绕组的感应电动势(2p个线圈组)三相绕组的感应电动势第9页,共45页,2023年,2月20日,星期日Oωt360°180°e1一根导体的感应电动势转子旋转的角频率第10页,共45页,2023年,2月20日,星期日Oωt360°180°e1同步转速极对数123…同步转速300015001000…第11页,共45页,2023年,2月20日,星期日Oωt360°180°e1一根导体电动势的有效值bOαπ2πB1Bav第12页,共45页,2023年,2月20日,星期日E”1·整距线圈的感应电动势y1=τE”1·E’1·E’1·-E”1·Ec1·NS一个整距线圈如果有Nc匝:导体电动势正方向规定第13页,共45页,2023年,2月20日,星期日E”1·短距线圈的感应电动势y1<τE”1·E’1·E’1·NS一个短距线圈如果有Nc匝:-E”1·Ec1·线圈短距时的电动势比整距时应打的折扣第14页,共45页,2023年,2月20日,星期日线圈组的感应电动势集中线圈q个线圈分布线圈q个线圈α第15页,共45页,2023年,2月20日,星期日线圈组的感应电动势线圈分布时的电动势比集中绕组应打的折扣考虑绕组短距、分布排列后电动势需要打的折扣第16页,共45页,2023年,2月20日,星期日一相绕组的感应电动势一个线圈组有qNC匝:一相绕组每支路有N匝:双层绕组:N=2pqNC/a单层绕组:N=pqNC/a第17页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相绕组的感应电动势三角形联结:星形联结:第18页,共45页,2023年,2月20日,星期日与变压器的对比变压器相电动势:交流电机相电动势:符号含义符号含义变压器N1一相绕组的实际匝数Φm主磁通幅值交流电机Nkw1一相绕组的等效匝数Φ1每极磁通量第19页,共45页,2023年,2月20日,星期日4.6通有正弦电流时单相绕组的磁动势前期知识回顾本节分析的前提条件一个整距线圈的磁动势(Nc匝)一个整距线圈组的磁动势(q个线圈)一个短距线圈组的磁动势(y1<τ)单相绕组的磁动势(2p个线圈组)第20页,共45页,2023年,2月20日,星期日线圈中流过余弦电流本节分析的前提条件定、转子铁心的磁导率μFe=∞定、转子之间的气隙均匀槽内电流集中于槽中心线处第21页,共45页,2023年,2月20日,星期日整距线圈的磁场第22页,共45页,2023年,2月20日,星期日整距线圈的磁动势θsfcOAXANS第23页,共45页,2023年,2月20日,星期日整距线圈磁动势的性质结论:波形:整距线圈产生的磁动势是一个矩形波(方波);位置:矩形波磁动势的轴线位置固定不动;大小:矩形波磁动势的幅值大小随时间按正弦规律脉振。第24页,共45页,2023年,2月20日,星期日矩形波磁动势的分解θsfcOAXAfc1fc3fc5第25页,共45页,2023年,2月20日,星期日矩形波磁动势的分解结论:分解:矩形波磁动势可以分解成基波和一系列的奇数次谐波;位置:各次谐波磁动势的轴线位置都固定不动;大小:各次谐波磁动势的幅值大小随时间按同一频率脉振。第26页,共45页,2023年,2月20日,星期日+·fc(1)整距线圈组的磁动势+·fc1(1)fq1+·fc(2)+·fc(3)fq+·fc1(2)+·fc1(3)fq=fc(1)+fc(2)+fc(3)fq1=fc1(1)+fc1(2)+fc1(3)阶梯波正弦波第27页,共45页,2023年,2月20日,星期日整距线圈组的磁动势+·fc1(1)fq1+·fc1(2)+·fc1(3)fq1=fc1(1)+fc1(2)+fc1(3)分布因数第28页,共45页,2023年,2月20日,星期日单层整距线圈组的磁动势第29页,共45页,2023年,2月20日,星期日双层整距线圈组的磁动势既适用于单层绕组也适用于双层绕组仅仅是N的计算不同第30页,共45页,2023年,2月20日,星期日短距线圈组的磁动势整距:短距:节距因数第31页,共45页,2023年,2月20日,星期日单相绕组的磁动势其中:第32页,共45页,2023年,2月20日,星期日θsOfφ1既是时间的函数,又是空间的函数;在空间上,按余弦规律分布;在时间上,按余弦规律变化;轴线位置固定不动;幅值大小随时间按正弦规律脉振;脉振的频率就是电流的频率。单相绕组的基波磁动势驻波第33页,共45页,2023年,2月20日,星期日单相绕组的合成磁动势性质:脉振(时间与空间的函数)频率:电流的频率位置:固定不动波形:阶梯波一致:谐波磁动势的绕组因数与谐波电动势的绕组因数相同,反映了电动势计算和磁动势计算的相似性,时间波与空间波的统一性。第34页,共45页,2023年,2月20日,星期日4.7通有对称三相电流时三相绕组的磁动势三相对称电流三相对称绕组三相基波合成磁动势三相谐波合成磁动势重点第35页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相对称电流ωtiOiAiBiCiAiBiCω大小相等,相位互差120°第36页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相对称绕组A相轴三相轴线互差120°三相绕组有效匝数相等三相绕组的实际匝数相等:NA=NB=NC三相绕组的绕组因数相等:kwA=kwB=kwCB相轴C相轴·+AX·+BY+·CZθs第37页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相对称绕组的合成磁场第38页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相对称绕组基波合成磁动势第39页,共45页,2023年,2月20日,星期日θsOf1三相对称绕组基波合成磁动势行波第40页,共45页,2023年,2月20日,星期日基波合成磁动势的转速θsOf1ns第41页,共45页,2023年,2月20日,星期日B轴A轴C轴基波合成磁动势的转向θsOf1第42页,共45页,2023年,2月20日,星期日abcabc基波合成磁动势的转向ABCABCnsF1nsF1反向行波正向行波第43页,共45页,2023年,2月20日,星期日三相对称绕组基波合成磁动势性质:在三相对称绕组中,通入三相对称电流,将产生一个基波圆形旋转磁动势;幅值:其幅值的大小恒定,不随时间变化;转速:其
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