电机学交流绕组

电机学交流绕组第一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日第四章交流绕组4.1交流电机的工作原理4.2交流绕组的基础知识4.3三相单层绕组4.4三相双层绕组4.5基波电动势4.6谐波电动势4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）4.8三相绕组基波磁动势4.9三相绕组谐波磁动势4.10非理想情况的磁动势第二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.1

交流电机的工作原理一、同步发电机工作原理二、异步电动机工作原理第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、同步发电机工作原理简单同步发电机模型4.1交流电机的工作原理电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、同步发电机工作原理（续一）导体感应电势的变化规律4.1交流电机的工作原理电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、同步发电机工作原理（续二）导体感应电势的交变频率4.1交流电机的工作原理电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、同步发电机工作原理（续二）“同步”的含义4.1交流电机的工作原理电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、异步电动机工作原理简单异步电动机模型4.1交流电机的工作原理电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.2

交流绕组的基础知识一、交流绕组的作用二、交流绕组的一般要求三、槽电动势星形图四、基本术语第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、交流绕组的作用切割磁场产生感应电动势流过电流产生磁动势“电机的心脏”（电枢）4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、交流绕组的一般要求在导体数一定的情况下，能获得较大的电动势和磁动势要求各相绕组的基波电动势对称电动势与磁动势的波形尽量接近正弦波，谐波分量要小各相绕组的阻抗应彼此相等4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、交流绕组的一般要求（续）绕组的所有导体都应具有一定的截面积，以承受足够的电流绕组有一定的绝缘强度，以承受足够的电压运行中有良好的散热性能制造简单，安装、检修方便4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、槽电动势星形图4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）以某个槽中导体的基波电动势为参考相量，画出各槽导体电动势基波相量，构成一个星形的结构。第十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语电角度4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）一对极所占有的空间角度定为360°电角度。电角度=p×机械角度无论电机极对数是多少，都有——转子转过360°电角度，则感应电动势变化一个周期；在一定时间内，转子转过多少电角度，电动势的相位就变化多少度。第十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语（续一）槽距电角α4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）相邻两槽之间跨过的电角度。第十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语（续二）每极每相槽数q4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）每相绕组在每个极下所占据的槽。第十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语（续三）相带4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）每相绕组在每个极下所连续占据区域。为了获得更大的基波电势，通常采用60°相带。第十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语（续四）极相组4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）每个相带内的元件串联起来，称为一个极相组。第十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语（续五）极距τ4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）相邻两极中心线在电枢表面所跨过的距离，常用槽数、为单位。第十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语（续六）线圈节距y14.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）一个元件的两个元件边在电枢表面所跨过的距离。采用与极距相同的单位。整距绕组——y1=τ短距绕组——y1<τ长距绕组——y1>τ第二十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、基本术语（续七）合成节距y4.2交流绕组的基础知识电机学培训课程讲稿（专为东电准备）串联的两个元件对应元件边之间的距离。第二十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.3

三相单层绕组一、不分组的单层绕组二、分组的单层绕组三、单层绕组的特点第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第二十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、不分组的单层绕组4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）将每个相带的所有导体向同一个方向与另一个相邻同相相带的相应导体构成绕组元件的方式，称为不分组绕组。具体有叠式和同心式两种形式。第二十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、不分组的单层绕组（续一）4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）不分组叠式单层绕组第二十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、不分组的单层绕组（续二）4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）不分组同心式单层绕组第二十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、分组的单层绕组4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）每个相带的导体分成两组，分别向两侧与相邻同相相带的相应导体构成元件。也分为叠式和同心式两种结构。第二十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、分组的单层绕组（续一）4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）链式绕组第二十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、分组的单层绕组（续二）4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）交叉式绕组第二十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、分组的单层绕组（续三）4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）同心式绕组第二十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、单层绕组的特点4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）每槽内仅一个元件边，无层间绝缘，槽利用率高总元件数等于总槽数的一半，节省线圈制作工时，嵌线比较方便采用分组绕组时，一般为短距元件，可节省端部用铜，但电磁性能与整距绕组完全相同。分组绕组的极相组连接规律为“首-首”或“尾-尾”相连；不分组绕组的极相组连接规律为“首-尾”相连第三十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、单层绕组的特点（续）4.3三相单层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）不分组绕组的最多并联支路数为极对数p。而对于分组绕组，当每极每相槽数是奇数时，最多并联支路数仍是p；当每极每相槽数是偶数时，最多并联支路数是2p同一槽内的导体属同一相，槽漏抗比双层绕组大不能用短距的办法来抑制谐波一般用于7-10kW以下的小型异步电机中第三十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.4

三相双层绕组一、双层叠绕组二、双层波绕组三、双层绕组的特点第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第三十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、双层叠绕组4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）连接特点先将每个极相组中的所有元件依次串联，再将各极相组以一定的方式串联或并联起来构成一相绕组。第三十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、双层叠绕组（续一）4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）Z=24，2p=4，y1=5τ/6第三十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、双层叠绕组（续二）4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）最多并联支路数为2p极相组之间连接规律为“首-首”或“尾-尾”相连中小型同步电机和感应电机的绕组元件一般为多匝，大型汽轮发电机一般为单匝连接线较长，并需要许多绝缘套管，当极数多、匝数少时连接线耗铜相对较多；最后几个元件的嵌线也较为困难第三十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、双层波绕组4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）连接特点对任意一相而言，先把所有同一极性下的元件串联起来构成一组，再把所有另一极性下的元件串联起来构成另一组，最后将这两组元件串联或并联构成一相绕组。第三十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、双层波绕组（续一）4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）Z=24，2p=4，y1=5τ/6第三十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、双层波绕组（续二）4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第三十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、双层波绕组（续三）4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）最多并联支路数为p极相组之间连接规律为“首-尾”相连由于合成节距始终为2倍极距，因此单匝波绕组不会节约端部用铜不需要组间连线；嵌线较容易，绑扎固定简单广泛用于大中型水轮发电机定子绕组和绕线式感应电机转子绕组第三十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、双层绕组特点4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）所有元件具有相同尺寸，制造方便；端部形状整齐，有利于散热和增加机械强度可以很方便地根据需要选择元件节距，通常采用短距以抑制电动势和磁动势谐波，并能节约端部用铜（单匝波绕组除外）短距绕组部分槽内导体不属于同一相，可减小槽漏抗第四十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、双层绕组特点（续）4.4三相双层绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）槽内上、下元件边之间需要加层间绝缘，槽的利用率较单层绕组低元件总数等于总槽数，线圈制造和嵌放的工时较长现代10kW以上的交流电机，其定子一般都采用双层绕组第四十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.5

基波电动势一、导体的电动势二、整距线圈的电动势三、短距线圈的电动势四、极相组的电动势五、相电动势第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、导体的电动势磁场模型4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、导体的电动势（续一）气隙磁场基波4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、导体的电动势（续二）导体感应电势瞬时值4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、导体的电动势（续三）每极磁通量4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、导体的电动势（续四）导体切割磁场的线速度4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、导体的电动势（续五）导体电动势有效值4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第四十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距线圈的电动势4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）单匝线圈第四十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距线圈的电动势（续）4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）多匝线圈第五十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、短距线圈的电动势4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第五十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、短距线圈的电动势（续）4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）基波短距系数第五十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、极相组的电动势4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第五十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、极相组的电动势（续一）4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）基波分布系数第五十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、极相组的电动势（续二）4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）极相组电势基波绕组系数第五十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、相电动势4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）单层绕组相电动势有效值双层绕组每相串联匝数第五十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、相电动势（续）4.5基波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）双层绕组相电动势有效值双层绕组每相串联匝数第五十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.6

谐波电动势一、普通谐波电动势及其削弱方法二、齿谐波电动势及其削弱方法第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第五十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、普通谐波电动势及其削弱方法谐波磁场及其特点谐波磁场产生的谐波电动势削弱办法4.6谐波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第五十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.谐波磁场及其特点4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）气隙磁密第六十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.谐波磁场及其特点（续一）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）谐波磁密第六十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.谐波磁场及其特点（续二）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）谐波磁场的极对数谐波磁场的极距谐波磁场的转速第六十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）谐波电动势表达式第六十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续一）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）谐波电动势的有效值削弱方法第六十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续二）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）v次谐波的每极磁通量第六十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续三）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）v次谐波的绕组系数第六十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续四）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）v次谐波的短距系数第六十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续五）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）v次谐波的分布系数第六十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续六）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）考虑谐波后的相电动势第六十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续七）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）考虑谐波后的线电动势第七十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续七）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）线电势中无三次谐波的原因对称三相系统中，各相的3次谐波电势完全相同。Y联结时，相电势中的3次谐波相互抵消。D联结时，3次谐波电流在3次谐波阻抗上的压降完全抵消3次谐波电动势，使线电势中无3次谐波分量；但会产生额外的杂散损耗，使效率下降。现代交流发电机多用Y联结而不用D联结。第七十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续八）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）D联结时的三次谐波环流第七十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.谐波磁场产生的电动势（续九）4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）谐波的危害使发电机电势波形变坏，降低供电质量，影响用电设备的运行性能使发电机本身的杂散损耗增大，效率下降，温升增加输电线中的高次谐波所产生的电磁场，会对附近的通信线路产生干扰第七十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日3.削弱方法4.6谐波电动势——普通谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）采用短距绕组采用分布绕组改善气隙磁场分布谐波电势第七十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1）采用短距绕组4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）削弱原理适当选择绕组元件的节距，使某次谐波的短距系数等于或接近于0，便可达到消除或削弱该次谐波的目的。第七十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1）采用短距绕组（续一）4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）削弱条件第七十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1）采用短距绕组（续二）4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）不同节距对基波的影响以削弱5次谐波为例k值123y12τ/54τ/56τ/5ky10.58780.95110.9511第七十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1）采用短距绕组（续三）4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）节距的选择方法应选择尽可能接近于整距的短节距。第七十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1）采用短距绕组（续四）4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）实际节距的选择第七十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1）采用短距绕组（续五）4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）短距消除谐波的物理解释以消除5次谐波为例第八十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2）采用分布绕组4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）分布绕组削弱谐波的示意图第八十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2）采用分布绕组（续一）4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）分布绕组削弱谐波的实例60°相带、q=4

kq1=0.96

kq3=0.653

kq5=0.205

kq7=-0.158第八十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2）采用分布绕组（续二）4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）分布绕组削弱谐波的规律q越大则各次谐波分布系数越小；但q增多也意味着总槽数的增多，使冲剪工时和材料消耗增多，槽有效面积减少，增加成本。一般2≤q≤6。第八十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日3）改善气隙磁场分布4.6谐波电动势——普通谐波电动势的削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）凸极同步发电机，可设法改善主极极靴的外形使极靴宽度与极距的比值为0.7-0.75最大气隙与最小气隙的比值为1.5-2.0。隐极同步电机，可设法改善励磁磁动势的分布安放励磁绕组部分与极距之比为0.7-0.8。第八十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、齿谐波电动势及其削弱方法齿谐波电动势及其产生原因齿谐波电动势的削弱办法4.6谐波电动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第八十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.齿谐波电动势及其产生原因4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）齿谐波电动势对同步发电机的空载电势波形进行分析，发现在q为整数的时候，存在着较强的次数为(Z/p)±1=2mq±1的高次谐波；对气隙较小的小型同步发电机，这种谐波更加突出。这就是所谓的“齿谐波”。第八十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.齿谐波电动势及其产生原因（续一）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）齿谐波电动势的产生原因电枢铁心表面开有槽，尤其大型电机几乎都是开口槽，使得气隙磁通的波形会受到电枢齿槽的影响（齿下气隙较小，磁导大；而槽口处气隙较大，磁导小），从而影响电枢绕组感应电动势波形，产生较强的齿谐波。第八十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.齿谐波电动势及其产生原因（续二）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）齿谐波电动势的短距系数第八十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.齿谐波电动势及其产生原因（续二）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）齿谐波电动势的分布系数转下页第八十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.齿谐波电动势及其产生原因（续三）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）齿谐波电动势的分布系数接上页第九十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.齿谐波电动势及其产生原因（续三）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）高阶齿谐波k=1称为一阶齿谐波，k=2称为二阶齿谐波，余类推。阶次越高，其影响就越小。第九十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.齿谐波电动势的削弱办法4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）增多每极每相槽数增大q值，使齿谐波次数增高，其影响就较小。汽轮发电机由于极数少，q值大，所以齿谐波影响不大；水轮发电机q值小，又不易增大，需采用其他措施。第九十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.齿谐波电动势的削弱办法（续一）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）采用半闭口槽或磁性槽楔在小型发电机中采用半闭口槽，以减小由于槽口气隙磁导变化过大引起的齿谐波；中型电机采用磁性槽楔以减小齿谐波。第九十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.齿谐波电动势的削弱办法（续二）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）采用斜槽或斜磁极对凸极同步电机，把定子槽或转子磁极扭斜一个定子齿距，使每根导体各部分感应的齿谐波不同相位，互相抵消一部分，从而大大削弱齿谐波电势。当然其它成分也受影响。第九十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.齿谐波电动势的削弱办法（续三）4.6谐波电动势——齿谐波电动势及其削弱方法电机学培训课程讲稿（专为东电准备）采用分数槽绕组由于q为分数，则齿谐波的次数一般都是分数或偶数，而主极磁场中仅含有奇次谐波，从而避免了出现齿谐波电动势。分析表明，分数槽绕组对其他高次谐波也有较好的抑制作用，因此采用分数槽绕组的同步发电机，其空载波形一般较好。第九十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.7

单相绕组的磁动势一、基本假设二、整距元件的磁动势三、整距元件极相组的磁动势四、整距分布绕组每相磁动势五、短距分布绕组每相磁动势六、脉振磁动势的分解第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第九十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、基本假设定、转子铁心的磁导率为无穷大，即认为铁心内的磁压降可忽略不计；气隙均匀；槽内电流集中于槽中心处，槽开口的影响忽略不计。4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第九十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势模型第九十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续一）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势分布规律第九十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续二）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势变化规律如果电流随时间按余弦规律变化，即则磁动势空间位置固定不动，波幅随时间变化（脉振磁动势），物理学上称为驻波。脉振频率与电流频率相同。第一百页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续三）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势幅值第一百零一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续四）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势的傅立叶分解第一百零二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续五）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势的基波幅值第一百零三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续六）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势的谐波幅值第一百零四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续七）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势分解示意图第一百零五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、整距元件的磁动势（续八）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）整距元件磁动势的特点在空间按矩形波分布，并以电源频率脉振；可分解为一系列奇次谐波，各次谐波均为脉振波，脉振频率都为电源频率；基波的极对数就是电机的极对数p，v次谐波的极对数为vp，极距为τ/v；各次谐波都有一个波幅在元件轴线上，正负有规律。第一百零六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、整距元件极相组的磁动势4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）极相组磁动势的合成方法将q个整距元件所产生的矩形波磁动势逐点相加，得到阶梯波形的合成磁动势，再利用傅立叶分解对其进行频谱分析；先将各个整距元件的矩形波磁动势分解为基波和各次谐波，再将q个元件的基波和各次谐波分别叠加，得到合成的基波和各次谐波。第一百零七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、整距元件极相组的磁动势（续一）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）极相组磁动势的分布规律阶梯波形，最大振幅为单个元件的q倍；轴线在极相组等效轴线处。第一百零八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、整距元件极相组的磁动势（续二）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）极相组的基波磁动势幅值第一百零九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、整距元件极相组的磁动势（续三）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）磁动势的基波分布系数第一百一十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、整距元件极相组的磁动势（续四）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）极相组的谐波磁动势幅值第一百一十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日三、整距元件极相组的磁动势（续五）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）磁动势的谐波分布系数第一百一十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、整距分布绕组每相磁动势4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）极相组的磁动势与每相磁动势的关系由于各对极下的磁动势分别作用于一个分支磁路，所以，对单层绕组来说，每相绕组的磁动势就等于一个极相组的磁动势；对于双层绕组，每相磁动势等于两个极相组的磁动势。第一百一十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、整距分布绕组每相磁动势（续一）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）单层绕组的每相磁动势每相串联匝数每相电流第一百一十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、整距分布绕组每相磁动势（续二）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）双层绕组的每相磁动势每相串联匝数每相电流第一百一十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日四、整距分布绕组每相磁动势（续三）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）每相磁动势的谐波幅值第一百一十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）双层短距绕组联结示意图第一百一十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势（续一）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）双层短距绕组等效联结图第一百一十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势（续二）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）双层短距绕组磁动势基波短距系数第一百一十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势（续三）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）双层短距绕组每相磁动势基波的幅值第一百二十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势（续四）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）双层短距绕组每相磁动势谐波的幅值v次谐波绕组系数第一百二十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势（续五）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）每相磁动势空间坐标原点取在相绕组轴线处；电流初相角为0。第一百二十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势（续六）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）一相绕组磁动势的特点在空间按阶梯形波分布，并以电源频率脉振；可分解为一系列奇次谐波，各次谐波均为脉振波，振幅有各自的规律；脉振频率都为电源频率；基波的极对数就是电机的极对数p，v次谐波的极对数为vp，极距为τ/v；各次谐波都有一个波幅在元件轴线上，正负有规律。第一百二十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日五、短距分布绕组每相磁动势（续七）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）脉振磁动势的动画演示第一百二十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日六、脉振磁动势的分解4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）对单相基波磁动势分解的公式表达第一百二十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日六、脉振磁动势的分解（续一）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）分解的波形表达第一百二十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日六、脉振磁动势的分解（续二）4.7单相绕组的磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）分解的矢量表达第一百二十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.8

三相绕组基波磁动势一、基波磁动势的合成二、基波磁动势的性质第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第一百二十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、基波磁动势的合成合成过程的数学表达三相磁势合成的矢量解释4.8三相绕组的基波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第一百二十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.合成过程的数学表达4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）一般规定三相绕组完全对称放置；三相电流完全对称；以A相绕组轴线为空间坐标的原点，并以顺着相序的方向作为空间坐标轴线的正方向；以A相电流达到最大值的瞬间作为时间坐标系的原点（时间的零点）。第一百三十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.合成过程的数学表达（续一）4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）三相绕组各自的脉振磁势表达式第一百三十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.合成过程的数学表达（续二）4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）A相绕组脉振磁势的分解第一百三十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.合成过程的数学表达（续三）4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）B相绕组脉振磁势的分解第一百三十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.合成过程的数学表达（续四）4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）C相绕组脉振磁势的分解第一百三十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.合成过程的数学表达（续五）4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）三相合成磁势第一百三十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日1.合成过程的数学表达（续六）4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）三相合成磁势的幅值第一百三十六页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日2.三相磁势合成的矢量解释4.8三相绕组的基波磁动势——基波磁动势的合成电机学培训课程讲稿（专为东电准备）以A相电流达到最大值瞬间（ωt=0）为例第一百三十七页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、基波磁动势的性质4.8三相绕组的基波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）三相对称绕组中通入三相对称电流时，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。第一百三十八页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、基波磁动势的性质（续一）4.8三相绕组的基波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）旋转磁场的动画演示第一百三十九页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、基波磁动势的性质（续二）4.8三相绕组的基波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）主要特点合成基波磁动势的幅值不变，为基波脉振磁动势最大振幅的1.5倍；其旋转方向由电流超前的相绕组轴线转向电流滞后的相绕组轴线，当某相电流达到最大值时，合成磁场轴线与该相绕组轴线重合；旋转速度为同步速度。第一百四十页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日二、基波磁动势的性质（续三）4.8三相绕组的基波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）推论在m相对称绕组中通有对称m相电流时，得到的合成磁动势为圆形旋转磁动势；其幅值为单相磁动势的m/2倍，转速为同步转速，旋转方向由电流超前相绕组轴线转向电流滞后相绕组轴线。第一百四十一页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日4.9

三相绕组谐波磁动势一、通用表达式二、3次谐波三、5次谐波四、7次谐波第四章交流绕组电机学培训课程讲稿（专为东电准备）第一百四十二页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、通用表达式4.9三相绕组谐波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）A相绕组v次谐波磁动势第一百四十三页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、通用表达式（续一）4.9三相绕组谐波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）B相绕组v次谐波磁动势第一百四十四页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、通用表达式（续二）4.9三相绕组谐波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）C相绕组v次谐波磁动势第一百四十五页，共一百五十九页，编辑于2023年，星期日一、通用表达式（续三）4.9三相绕组谐波磁动势电机学培训课程讲稿（专为东电准备）三相绕组合成v次谐波磁动势第一百四十六页，共一百五十