电机(第十六讲).ppt

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1、电机与拖动基础16.2.2 6.2.2 三相双层绕组三相双层绕组 双层绕组是指定子上每个槽里能放两个圈边，每双层绕组是指定子上每个槽里能放两个圈边，每个圈边为一层。双层绕组的优点是线圈能够任意短距，个圈边为一层。双层绕组的优点是线圈能够任意短距，对改善电机电动势和磁通势波形有好处。对改善电机电动势和磁通势波形有好处。假设定子上总槽数为假设定子上总槽数为Z=36,极对数为极对数为p=2，节距节距y1=7个槽，并联支路数个槽，并联支路数a=1,连接成双层短距分布绕组。连接成双层短距分布绕组。1 1）先计算槽距角）先计算槽距角2 2 2）基波电动势星形相量图）基波电动势星形相量图3 3 3）按）按6

2、0600 0相带法分相相带法分相 4 4）画绕组连接图）画绕组连接图头头尾尾尾尾头头头头尾尾头头尾尾4 5 5）确定绕组并联的支路数确定绕组并联的支路数 并联的支路数最少为并联的支路数最少为a=1,最多为最多为a=2p。6 6）计算相电动势计算相电动势 短距线圈基波电动势短距线圈基波电动势 极相组基波电动势极相组基波电动势 相绕组基波电动势相绕组基波电动势5XBCAYZ66.2.3 6.2.3 绕组的谐波电动势绕组的谐波电动势 实际的电机气隙里磁密的分布不完全都是基波，实际的电机气隙里磁密的分布不完全都是基波，尚有谐波，如三次、五次、七次等奇数次谐波。所谓尚有谐波，如三次、五次、七次等奇数次谐

3、波。所谓三次、五次、七次谐波磁密，即在一对磁极极距中有三次、五次、七次谐波磁密，即在一对磁极极距中有三、五、七个波长的正弦形磁密波。这些谐波也要在三、五、七个波长的正弦形磁密波。这些谐波也要在各槽里的导体中感应出各次谐波电动势。各槽里的导体中感应出各次谐波电动势。谐波电动势存在的事实谐波电动势存在的事实降低谐波电动势的办法降低谐波电动势的办法 绕组采用了短距、分布以及三相连接时，可以使绕组采用了短距、分布以及三相连接时，可以使各次谐波电动势大大被消弱，甚至使某次谐波电动势各次谐波电动势大大被消弱，甚至使某次谐波电动势为零。为零。76.3 6.3 交流电机电枢单相绕组产生的磁通势交流电机电枢单相

4、绕组产生的磁通势 交流电机电枢绕组产生的磁通势与直流电机相比，交流电机电枢绕组产生的磁通势与直流电机相比，要复杂一些。分析磁通势的大小及波形等问题，应从两要复杂一些。分析磁通势的大小及波形等问题，应从两大方面来考虑：大方面来考虑：1 1）首先是绕组在定子空间所在的位置；）首先是绕组在定子空间所在的位置；2 2）其次再考虑该绕组流过的电流，在时间上又是如何）其次再考虑该绕组流过的电流，在时间上又是如何变化的。变化的。在电机里，不管什么样的绕组，当流过电流时，在电机里，不管什么样的绕组，当流过电流时，都要产生都要产生磁通势磁通势。86.3.1 6.3.1 整距线圈的磁通势整距线圈的磁通势1 1、整

5、距线圈的磁通势、整距线圈的磁通势展开方向9 磁通势从定子到转子的方向作为正方向。磁通势从定子到转子的方向作为正方向。磁通势的大小是由电流的大小决定的，当电流按正磁通势的大小是由电流的大小决定的，当电流按正弦规律变化时，磁通势的大小也随之按正弦规律变化，弦规律变化时，磁通势的大小也随之按正弦规律变化，称为脉振波称为脉振波。磁通势交变的频率与电流的频率一样。磁通势交变的频率与电流的频率一样。磁通势的极对数与电机的极对数相等。磁通势的极对数与电机的极对数相等。1011 磁通势的极数为两对与电机的极对数相等。磁通势的极数为两对与电机的极对数相等。矩形分布的脉冲磁通势表达式为矩形分布的脉冲磁通势表达式为

6、122 2、磁通势展开、磁通势展开 空间矩形波可用傅氏级数展成无穷多个正弦波。空间矩形波可用傅氏级数展成无穷多个正弦波。因此，空间矩形分布的脉振磁通势，可以展开成无穷因此，空间矩形分布的脉振磁通势，可以展开成无穷多个空间正弦分布的磁通势，每个正弦分布的磁通势多个空间正弦分布的磁通势，每个正弦分布的磁通势同时都随时间正弦变化。同时都随时间正弦变化。对于磁通势进行傅氏变换对于磁通势进行傅氏变换为谐波系数为谐波系数13 基波磁通势基波磁通势 为为14 三次谐波磁通势三次谐波磁通势 为为 五次谐波磁通势五次谐波磁通势 为为15 基波及其谐波磁通势的特点基波及其谐波磁通势的特点1）基波及其谐波磁通势的最

7、大值基波及其谐波磁通势的最大值基波基波第五次第五次谐波谐波第三次第三次谐波谐波162 2）基波及其谐波磁通势的极对数）基波及其谐波磁通势的极对数 基波磁通势的极对数与电机的极对数一样多，三基波磁通势的极对数与电机的极对数一样多，三次谐波的极对数是基波的三倍，五次谐波磁通势的极次谐波的极对数是基波的三倍，五次谐波磁通势的极对数是基波的五倍，等等。对数是基波的五倍，等等。3 3）基波及其谐波磁通势幅值随时间变化的关系）基波及其谐波磁通势幅值随时间变化的关系 当电流随时间按余弦规律变化时，不论是基波磁当电流随时间按余弦规律变化时，不论是基波磁通势或谐波磁通势，它们的幅值都是随时间按电流的通势或谐波磁

8、通势，它们的幅值都是随时间按电流的变化规律变化规律 而变化，即在时间上都为脉振波而变化，即在时间上都为脉振波。1718193 3、基波脉振磁通势、基波脉振磁通势 整距线圈产生的磁通势中，基波磁通势是主要的，整距线圈产生的磁通势中，基波磁通势是主要的，其最大幅值是其最大幅值是根据三角公式根据三角公式把整距线圈的基波磁通势改写为把整距线圈的基波磁通势改写为20(1)朝朝 方向旋转，行波在电机中为旋转波。方向旋转，行波在电机中为旋转波。21(2)朝朝 方向旋转，行波在电机中为旋转波。方向旋转，行波在电机中为旋转波。22由前面的分析，可以得到由前面的分析，可以得到1 1）一个脉振波可以分解为两个波长与

9、谐振波完全一一个脉振波可以分解为两个波长与谐振波完全一样，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转波的幅值是样，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转波的幅值是原谐振波最大振幅的一半；原谐振波最大振幅的一半；2 2）当脉振波振幅为最大值时，两个谐振波正好重叠当脉振波振幅为最大值时，两个谐振波正好重叠在一起。在一起。一个在空间按余弦分布的磁通势波，可以用一个一个在空间按余弦分布的磁通势波，可以用一个空间矢量来表示，让矢量的长短等于该磁通势的幅值，空间矢量来表示，让矢量的长短等于该磁通势的幅值，矢量的位置就在该磁通势波正幅值所在的位置。矢量的位置就在该磁通势波正幅值所在的位置。23脉振磁通势及分成的两个旋转磁通

10、势脉振磁通势及分成的两个旋转磁通势(a)(b)(c)(d)(e)(e)(f)书上有误书上有误246.3.2 6.3.2 短距线圈的磁通势短距线圈的磁通势(a)(b)极距极距极距极距头头尾尾头头尾尾25(c)(d)书上有误书上有误26 由上边的由上边的(d)(d)图，可以看出双层绕组纵横轴对称，图，可以看出双层绕组纵横轴对称，没有直流分量及各次正弦和偶次谐波分量，只有奇没有直流分量及各次正弦和偶次谐波分量，只有奇次的余弦项。展成傅氏级数为次的余弦项。展成傅氏级数为为谐波系数为谐波系数系数系数为谐波短距系数为谐波短距系数27整距线圈时，基波磁通势为整距线圈时，基波磁通势为双层短距线圈时，基波磁通势为双层短距线圈时，基波磁通势为28请思考：请思考：（1）三相交流电机双层绕组的绕法？）三相交流电机双层绕组的绕法？（2）整距线圈的磁通势是如何用行波来描述？）整距线圈的磁通势是如何用行波来描述？29