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新交流电机绕组的基本理论 ppt

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交流电机绕组的基本理论

交流电机绕组的基本理论

10
3. 三相绕组合成磁动势谐波
Z=18，p=1，y1=7三相双层绕组
A相绕组磁动势
三相合成磁动势

B相绕组磁动势
三相合成磁动势是阶梯波； 除基波外，有奇数次谐波。 C相绕组磁动势
Y.Q.Xiong 2010-06 第4章 交流电机绕组的基本理论
11
1) 3次谐波 各相的3次谐波磁动势表达式为
2I sin t 2I sin( t 120 ) 2I sin( t 240 )
A、B、C每相绕组产生的磁 动势均为脉振磁动势，其基 波的幅值位于各相绕组轴线 上。
Y.Q.Xiong 2010-06 第4章 交流电机绕组的基本理论
2
三相绕组轴线在空间相差120°电角度，各相绕组磁动势基波 空间相位差为120°电角度。将空间坐标原点取在A相绕组的 轴线上，于是三相绕组脉振磁动势基波的表达式分别为
k y1

sin(
y1

π) 2
sin(10 12

π) 2

0.9659
sin q1 sin 4 15
kq1
2
qsin 1

2 4sin 15
0.9577
2
2
kN1 k y1kq1 0.9577 0.9659 0.925
(1) 每相脉振磁动势基波的振幅
Fm1
Fm1sin( t 240 )cos( 240 )

3 2
Fm1
sin(
t

)
为行波表达式，即 三相合成磁动势基 波在空间旋转，波 幅不变。
Y.Q.Xiong 2010-06 第4章 交流电机绕组的基本理论

交流电机的绕组、电动势和磁动势

交流电机的绕组、电动势和磁动势

N极面
S极面
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
N
NS
S
N
S
A
X
单层绕组的特点： (1)最大并联支路数等于极对数； (2)不能利用短距绕组消除高次谐电势和磁势； (3)线圈数少，绕线和嵌线的工时少； (4)无层间绝缘，下线方便，槽利用率高；
YA Z B
C
X
例 3：Q＝36，2P＝4，绘制 a=1的三相单层交叉式 绕组展开图。
1、计算绕组参数； 2、画槽电动势星形图，划分相带； 3、连接A相绕组，画A相绕组展开图； 4、画B、C相绕组展开图。
例 4 ：Q=24；2P=2；要求绘制三相单层同心式绕组。
18槽2极单层同心式绕组（a=1）
A
B
C
X
Y
Z
24 槽 4 极单层整距绕组
绕组结构参数？ y=？τ=？ q=？ α=？
24槽4极单层整距绕组
三相4极24槽单层整距绕组
两个图的区别？ 三相4极24槽单层链式绕组
判断：绕组的结构型式及绕组结构参数
τ
τ
τ
τ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
同步电机
异步电机
同步电机：多用作发电机，也用作电动机，可改 变电网功率因数。
异步电机：主要用作电动机，只有特殊场合才用 作发电机。
两种类型的交流电机涉及三个共同部分：
◆交流绕组的基本结构 ◆交流绕组中感应的电动势 ◆交流绕组产生的磁动势
5.1 交流电机的基本工作原理
一、同步发电机的基本工作原理
二、异步电动机的基本工作原理

第四章交流电机绕组的基本理论(春)PPT课件

第四章交流电机绕组的基本理论(春)PPT课件

5. 极距τ： D或 Z
2p
2p
6. 线圈节距y： 整距y=τ； 短距y<τ。 一般不用长距。
§4.1 交流绕组的基本要求
四、交流绕组的分类
1. 叠绕组与波绕组 2. 单层绕组与双层绕组 3. 短距、整距、长距绕组
§4.2 单层绕组的构成
一、单层三相绕组（等元件）
§4.2 单层绕组的构成
一、单层三相绕组（同心式）
2. 如何计算高次谐波电动势和总的相电动势: (2)相绕组的谐波电动势:
Ep 4.44fNykkq
k y1
sin
vy
π 2
k Nv k yv • k qv
4.44fNN k
sin q v
k qv
q sin
2 v
2
§4.5 在非正弦分布磁场下电动 势的高次谐波及其削弱方法
一、感应电动势中的高次谐波
§4.6 单相绕组的磁动势
一、p=1，q=1双层短距绕组磁动势
结论： 1. 空间分布波形——矩形波； 2. 磁动势性质——脉动磁动势： 空间位置固定、幅值大小和方向
第四章 交流电机绕组的基本理论
第1节
第2节 第3节 第4节 第5节
第6节
第7节 第8节 第9节 第10节
主要内容
说明
本章为电机学课程重点内容和难点内容之一， 是学习交流电机的基础。 必须理解和掌握相关的基本概念、基本原理和 基本分析方法。
主要内容
了解交流绕组的基本构成方法； 理解和掌握交流绕组电动势的计算 ； 理解和掌握交流绕组磁动势的计算与分析。
§4.5 在非正弦分布磁场下电动 势的高次谐波及其削弱方法
一、感应电动势中的高次谐波
2. 如何计算高次谐波电动势和总的相电动势:

交流电机绕组的基本理论..PPT文档共103页

交流电机绕组的基本理论..PPT文档共103页
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
交流电机绕组的基本理论..
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。Байду номын сангаас
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。

交流电机的绕组、电势和磁势(PPT 57页)

交流电机的绕组、电势和磁势(PPT 57页)
一.求出每极每相槽数，要求三相电势对称，q应 相等
26
单层绕组
单层——每槽中只放置一层元件边，元 件数等于槽数的一半，无需层间绝缘， 结构和嵌线较简单
单层绕组只适用于10kW以下的小型异步 电动机，其极对数通常是p＝l,2,3,4
单层绕组通常有链式、交叉式和同心式 等三种不同排列方式
27
单层绕组
单层绕组：构造方法和步骤 •1、分极分相 •2、连线圈和线圈组 •3、连相绕组 •4、连三相绕组
交流电机的绕组、电势和磁势 （PPT 57页）
2
汽轮发电机结构
300MW水氢冷发电机结构
3
天马行空官方博客：/tmxk_docin ;QQ:1318241189
导体 交流绕组
同步发电机原理结构示意图（截面图） Nhomakorabea三相异步电机结构图
第七章 交流电机的绕组
交流绕组的基本概念
28
单层绕组：构造方法和步骤
• 1、分极分相: 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）
并标记假设的感应电势方向。 将每个极的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开
120电角度。 • 2、连线圈和线圈组：
将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈 （共有q个线圈，为什么？）
将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组 （共有多少个线圈组？）
19
60°相带绕组
把每对极所对应的定子槽等分为六个等分。依 次称为a、c'、b、a'、c、b'相带，各相绕组放 在各自的相带范围内
天马行空官方博客：/tmxk_docin ;QQ:1318241189
20
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、 B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的 绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的 电角度称为相带，一般用600相带

交流电机绕组的基本理论1

交流电机绕组的基本理论1
2p
Z为定子槽数 p 为磁极对数
2．线圈节距 y1：线圈两个有效边之间所跨过的槽数。
y1 = τ 整距绕组（单层绕组采用） y1 < τ 短距绕组（双层绕组采用） y1 > τ 长距绕组（端部连线长，一般不采用）
14Leabharlann 3. 每极每相槽数q 每个极下每相占有的槽数。 已知总槽数Z、极对数p和相数m，则
26
在第一个N极下取1、 2、3三个槽作为A相 带，在第一个S极下 取10、11、12三个 槽作为X相带，第二 对极下19、20、21 作为A相带，28、29、 30作为X相带。
27
相带 第一对极
各个相带槽号分布
A
Z
B
X
C
Y
1,2,3
4,5,6
7,8,9 10,11,12 13,14,15 16,17,18
29
联相绕组
• 将属于同一相的2p个线圈组联成一相绕组，并标记首尾端 • 依照电势相加原则进行连接，最大并联支路数amax＝2p
a=1
30
由于N极下的极相组A与S极下的极相组X的电动势 方向相反，电流方向也相反，因此应将极相组A和极相 组X 反向串联。
由于每相的极相组数等于极数，所以双层叠绕组的 最大并联支路数等于2p。
链式绕组
19
双层叠绕组
20
单层叠绕组的构成
例：已知一交流电机槽数Z＝36，极数2p＝4，并联支路 数a＝1，绘制三相单层绕组展开图。
1. 绘制槽电动势星形图
q = Z = 36 = 3 2 pm 2× 2× 3
α1
=
p × 3600 Z
=
2 × 3600 36
= 20°
600相带

第4章-交流电机绕组的基本理论

第4章-交流电机绕组的基本理论
第四章 交流绕组的基本理论
交流旋转电机可以分为同步电机和异步电机两类。同 步电机和感应电机虽然励磁方式和运行特性有很大的差 别，但电机内部发生的电磁现象和机电能量转换的原理 却基本上是相同的，存在共性的问题，本章所要论述的 是：交流电机绕组的连接规律、正弦分布磁场下绕组的 电动势、非正弦分布磁场下的谐波电动势及其抑制和通 有正弦电流时绕组产生的磁动势。这些问题为后文研究 感应电机和同步电机的运行性能提供基础。
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
τ
τ
τ
y1
y1
y1
y1 =τ 整距线圈
y1 <τ 短距线圈
y1 >τ 长距线圈
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
2. 单层绕组： 三相交流绕组由于每槽中只包含一个 线圈边，所以其线圈数为槽数的一半。三相单层绕 组比较适合于10KW以下的小型交流异步电机中， 很少在大、中型电机中采用。
叠绕组 波绕组
{单相绕组
按相数分 两相绕组
三相绕组
多相绕组
{ 每极每相槽数 整数槽 分数槽绕组
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
4.1.3 相关绕组概念的介绍
1. 极对数：指 电机主磁极 的对数，通 常用p表示。
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
2. 机械角度： 一个圆周真 正的空间角 度为机械角 度360°
武汉大学电气工程学院应黎明
每极磁通为：1 Bav l Bav
Ec1
Ec1m 2

Bm1lv 2

2 fBm1l

2

Bm1

第四章_交流电机绕组的基本理论

第四章_交流电机绕组的基本理论
一. 特点： Z ，一般为整距绕 1. 每个槽内只有一个线圈边，其极距 2p 组。 2. 线圈个数＝Q1 /2 3. 线圈组个数= Q1 /2q 4. 每相线圈组的个数= p （60°相带时） 5. 每个线圈匝数NC = 每槽导体数 6. 每个线圈组的匝数q NC 7. 每相串联匝数N=每相总的串联匝数/பைடு நூலகம் = p q NC / a = 定子 总导体数/2ma（即每条支路的匝数） 8. 一般用于10KW以下的小型交流电机
三、单相绕组的磁动势 相电流为Iφ 、每相串联匝数N、绕组并联支路数a、则单相 磁动势为： Nk w1 Fm1 0.9 I p
Nkw1 f1 ( x, t ) Fm1 sin t cos x 0.9 I sin t cos x p
单相脉动磁动势的分解
f 1 ( x, t ) Fm1 sin t cos x 1 1
3 f c ( x, t ) Fcm1 sin t cos x Fcm3 sin t cos x Fcm sin t cos x
其中： x 用电角度表示的空间距离。 ④基波磁动势的幅值： 4 2 Fcm1 N c I 0.9 N c I 2 ⑤ν次谐波磁势的幅值： 1 Fcm 0.9 N c I
首 尾
X
N
1 23
S
101112
N
1920 21
S
282930
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
三相双层叠绕组的A相绕组的展开图 （Z = 36 , 2P = 4 , a ＝ 1）
4.4 正弦磁场下交流绕组的感应电动势

《交流绕组详解》课件

《交流绕组详解》课件

06
交流绕组的发展趋势与未来展望
高性能材料的运用
碳纤维材料
碳纤维材料具有高强度、轻质、耐高 温等优点，可用于制造高性能的绕组 绝缘层，提高绕组的机械性能和电气 性能。
高温超导材料
高温超导材料在交流电机中具有零电 阻的特性，能够显著降低绕组的损耗 和温升，提高电机的效率。
新型绕组结构的探索
分布式绕组
分布式绕组结构能够改善电机的转矩输出和动态响应性能， 提高电机的可靠性和稳定性。
交叉换位绕组
交叉换位绕组结构能够减小电机的谐波损耗，提高电机的效 率，同时降低电机的振动和噪声。
智能化与自动化的提升
智能监测与控制
通过传感器和控制系统，实现对绕组 温度、电流、电压等参数的实时监测 和调控，提高电机的运行效率和可靠 性。
匝间耐压试验用于检测绕组匝间是否存在绝缘缺陷或薄弱点，确保匝间绝缘能够 承受正常工作电压。
详细描述
匝间耐压试验通常在绕组上施加逐渐升高的交流电压，观察绕组匝间是否有放电 或击穿现象。通过匝间耐压试验，可以及时发现并处理匝间绝缘问题，避免设备 运行时发生匝间短路故障。
空载电流和损耗的测量
总结词
空载电流和损耗的测量是评估交流绕组性能的重要参数，用于衡量绕组的效率和工作状 态。
种类与结构
发电机中的交流绕组通常由多个线圈组成，每个线圈都绕在铁芯上 。根据发电机的类型，交流绕组有隐极式和凸极式之分。
工作原理
当发电机运行时，机械能转化为电能，交流电流在交流绕组中产生 磁场，该磁场与转子相互作用，产生电能。
特点与优势
交流绕组能够适应交流电源，输出电压和频率稳定，广泛应用于电力 系统。
绕组嵌装是将绕好的线圈嵌入铁芯槽中的过程，这一 步需要注意线圈的尺寸和铁芯槽的尺寸要匹配，避免

交流电机绕组的基本理论..PPT文档103页

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41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
交流电机绕组的基本理 论..
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
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叠绕组线圈 多匝线圈
单匝线圈
交流绕组的基本理论
散
成
嵌
型
线
线
圈
圈
17
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
三相交流绕组构成
极相组
1根导体→单匝线圈 →1个线圈 →1个线圈组 → 1相绕组 (2根导体) (Nc匝) (q个线圈) (2p个线圈组)
2p=2 1相绕组总匝数＝2p×q×Nc
概
6. 三相交流绕组的术语 念
7. 三相双层叠绕组
4
-
Electric Machinery
交流绕组的构成原则
交流绕组的基本理论
1. 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。
2. 三相绕组的电动势、磁动势要对称，电阻、电抗要 平衡。
3. 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。
于或近于极距。
整距绕组：y＝ τ
短距绕组： y< τ 长距绕组： y> τ，端接较长，较少采用。
线圈的节距
15
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
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
y1
y1
叠绕组线圈
16
波绕组线圈
-
Electric Machinery
电机学
交流电机理论 的共同问题
电气工程及其自动化
2013
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
主要内容
交流绕组的构成原则和分类 三相双层绕组（难点） 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势（重点） 感应电动势中的高次谐波 通有正弦电流时单相绕组的磁动势（难点） 通有对称三相电流时三相绕组的磁动势（重点）
Electric Machinery
8. 槽电动势星形图
各槽导体感应电动势大小相等，相邻槽导体电动势相 位差相同。将各槽导体电动势相量画在一起，组成一 个星形，称为槽电动势星形图。
交流绕组的基本理论
20
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
9、相带
指每极下每相所占的区域。
为了使绕组对称，通常令每个极面下每相
D/2p
Z/2p
18电 0 角度 电 或弧度
14
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
6）节距y
一个线圈两有效边之间的距离称为节距，一
般用槽数表示。
如图8-3所示线圈，若它的一个边放在第1槽，
另一个边放在第10个槽，则节距y＝9，为了使1 y=y9 = 9
10
线圈电动势最大或接近最大，线圈的节距应等
交流绕组的基本理论
10
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
11
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
电机圆周的几何角度恒为360°，这称为机械角度。从电磁观点 来看，若电动机的极对数为p，则每经过一对磁极， 磁场就变化 一周，相当于360°电角度。
注意：空间电角度（弧度）和时间电角度（弧度）相等，没有区别。
12
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
f np
60
13
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
5）极距τ
沿电枢表面相邻两个磁极轴线之间的距离称为极距，极距有 三种表示法：
1）用电枢圆周长表示，单位为米或厘米； 2）用电枢槽数表示，单位为槽/极； 3）用空间电角度表示；
4. 绝缘可靠，机械强度高，散热条件好，制造方便。
5
-
Electric Machinery
交流绕组的分类
交流绕组的基本理论Fra bibliotek 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
6
-
Electric Machinery
2
-
交流绕组的基本理论
Electric Machinery
分析思路
三
感
脉
旋
相
应
振
转
组交
电
磁
磁
流
动
动
动
绕
势
势
势
3
-
Electric Machinery
交流绕组的基础知识
交流绕组的基本理论
1. 交流绕组的构成原则
2. 交流绕组的分类
3. 三相交流绕组模型
基
4. 三相交流绕组的线圈 本
5. 三相交流绕组构成
交流绕组的基本理论
120°相带
22
60°相带
-
Electric Machinery
Y
C
交流绕组的基本理论
9） 相带
AA
6 0°
xX
每一极的电枢表面分为三等分，每相占一
等份，每一等份为一个相带。因为每个磁
Z
极占有的电角度是180°，所以对三相绕
组而言，每相占有60°的电角度，称为
60°相带。
q12Z pm pZ 36 03 263 06 0
A
18
X
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
7）槽间角α
相邻两槽相隔的空间电角度称为槽间角，用α表示。当总槽数
为Z，极对数为p时，槽间角为
1
p360 Z
槽距角α：相邻两槽之间的
机械角度。
α 360 Z
Z为电机槽数
导体在空间上有相位差，造成了它在时间 上有相同的相位差。
19
-
C Y
A 6 0°
称为60度相带绕组。
Z
B X
B
X B Z A Y
C
23
-
Electric Machinery
三相交流绕组的术语
交流绕组的基本理论
相数：m=3 槽数：Z=36 极数：2p=4 极距：τ=Z/2p=9（槽） 每极每相槽数：q=Z/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°/Z=10° 槽距电角度：α=p×360°/Z=20°
三相交流绕组模型 A
交流绕组的基本理论
C Y
A
X
Z B
7
B
A相轴 B相轴
C
C相轴
-
Electric Machinery
交流绕组的基本理论
8
-
Electric Machinery
首先假设：电机相数为m，电机极对数为p，定 子内圆总槽数为Z，定子内圆直径为D
交流绕组的基本理论
9
-
Electric Machinery
绕组所占的范围相等，这个范围称为相带。
即：每极下每相所占有的区域称为相带。
有600相带 和1200相带两种。一般采用600
Y
相带。
这种分法可以保证三相感应电动势对称， AA 6 0°
且合成电动势较大，是常用的方法。
Z 120分法获得的电动势较小，不常用。
21
-
C
xX
B
Electric Machinery
24
-
Electric Machinery

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