第四章异步电机绕组

第四章交流电机绕组的基本理论4．1交流绕组的基本要求1．电势和磁势波形接近正弦，各谐波分量要小。2．三相绕组基波电势、基波磁势对称。3．在导体数一定时，获得较大的基波电势和基波磁势。4．节省有效材料，绝缘性能好，机械强度高，散热条件好。5．制造工艺简单，检修方便。a.要获得正弦波电动势或磁动势，则根据e=blv,只要磁场B在空间按正弦规律分布，则它在交流绕组中感应的电动势就是随着时间按正弦规律变化。b.用槽电势星形图保证三相绕组基波电势、基波磁势对称槽电势星形图：把电枢上各槽内导体感应电势用矢量表示，构成的图。概念：槽距角----相邻两个槽之间的自然（机械）角度，Z0360槽距电角----用电角度来表示的相邻两个槽之间的角度，Zp01360电角度---是磁场所经历的角度。c.用600相带的绕组获得较大的基波电动势相带：（1）360度的星形图圆周分成三等分，每等分占1200，成为120度相带；这种分法简单，但电势相量分散，其相量和较小，获得的电动势较小。（2）若分成六等分，则称600相带；这种分法同样可以保证电势对称，且合成感应电动势较大，是常用的方法。4．2三相单层绕组特点：线圈数等于二分之一槽数；通常是整距绕组；嵌线方便；无层间绝缘；槽利用率高。缺点：电势、磁势波形比双层绕组差。一般用于小型（10kW以下）的异步电动机。例题：一台交流电机定子槽数z=36,极数2p=4,并联支路数a=1，绘制三相单层绕组展开图。解：步骤1绘制槽电势星形图槽距电角Zp01360=200,槽电势星形图如上图（注意：不是槽星形图，而是槽电势星形图）步骤2分相、构成线圈每极每相槽数pmZq2=36/4/3=3；每相在每个极下所占有的槽数。步骤3极距pZ2=36/4=9；一个极在定子圆周上所跨的距离，用槽数计。节距y1=τ，整距;一个线圈的两边在定子圆周上所跨的距离，用槽数计。y1τ,短距；y1τ,长距根据极距画磁极（笔记），根据节距画线圈；绘制绕组展开图。步骤4由于相同极相组的绕组串联连接，与端部无关，可以把单层叠绕变成单层同心绕制。各线圈边连接的先后次序不影响每相电势的大小，适当改变每相线圈边的连接顺序，除了同心式外，还可以得到交叉式、链式绕组的展开图。步骤5确定并联支路数。（一般单层绕组每相最大并联支路数等于极对数）.本例a=1步骤6把属于A相的所有极相组串联起来，形成A相。同理可得B、C相。A—1,10—2,11—3,12—--19,28—20,29—21,30—X4．3三相双层绕组(适合10kW以上交流电机)步骤1绘制槽电势星形图槽距电角Zp01360=200,槽电势星形图如上图（注意：不是槽星形图，而是槽电势星形图）步骤2分相、构成线圈每极每相槽数pmZq2=36/4/3=3；每相在每个极下所占有的槽数。步骤3极距pZ2=36/4=9；一个极在定子圆周上所跨的距离，用槽数计。节距y1=7τ,短距;一个线圈的两边在定子圆周上所跨的距离，用槽数计。交流绕组中，通常5次和7次谐波对电势、磁势波形影响比较大，为此选择双层短距绕组，节距651y。这里y1=7说明线圈的一个边放在m槽上层，另一边放在m+y1槽的下层。步骤4极相组划分（按上层边划分）步骤5确定并联支路数。（一般双层绕组每相最大并联支路数等于极数）.本例a=2步骤6展开图4．4在正弦分布磁场下的绕组电动势1．导体电势导体电势幅值lvBEmmc11导体电势有效值1111111122.2226026022121ffpnlBnplBlvBEmmmc2．匝电势、短距系数（1）整距线匝：线匝电势为两个导体电势矢量和，1.'1.1.1.2ccctEEEE线匝电势有效值11144.42fEEct（2）短距线匝：此时两个导体电势矢量夹角为1y，根据矢量图得1112)21sin(ctEEy，合成矢量有效值为，1112sin2yEEct，记1112yctkEE，称112sinyky为短距系数。其物理意义：线圈短距时的电动势比整距时（ky1=1）应打折扣。ky11线圈有Nc个线匝时，线圈的基波电动势为11tcyENE=112ycckNE3．线圈组电势、分布系数每个线圈组由q个线圈串联组成，这q个线圈电势的相量和就是线圈组电动势。每个线圈电动势为Ey1，线圈间相差槽距电角α。q个分布线圈相位关系假设如图示（笔记）则：REqREyq22sin2sin21111因此线圈组电动势：111111111112sin2sin2sin2sinyqqqyyqqEEqqkkqEqqqEE1物理意义：线圈分布时的电势比集中绕组应该打的折扣。绕组系数：111qyNkkk它是考虑到绕组短距、分布排列后感应电动势需要打的折扣。整距绕组ky1=1；短距绕组kq1=1.4．相电势一相绕组中一条支路所串联的线圈组电动势和就是每相电动势。1111144.42NNfNkfNkE1.E滞后磁通.900N每相绕组每条支路串联总匝数。N=电机绕组总匝数/3a或者cqNapN2（双层）cqNapN（单层）例