交流电机绕组课件.
交流电机绕组的基本理论
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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
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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。
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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。
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汽车电器设备与维修21交流发电机精品PPT课件
•Automobile Electrics 河北科技师范学院
1．整流原理:
（1）二极管的导通原则
当3只正二极管负极端连接 在一起时，正极端电位最高者 导通；
当3只负二极管正极端连接 在一起时，负极端电位最低者 导通。
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2.按励磁绕组搭铁型式分 （1）内搭铁型交流发电机。 （2）外搭铁型交流发电机。 3.按整流器结构分 （1）6管交流发电机。 （2）8管交流发电机。 （3）9管交流发电机。 （4）11管交流发电机。
•Automobile Electrics
注意：交流发电机搭铁型式不 同，所配用的调节器及接线方法不 同，充电系故障检查方法也不同， 使用时应予注意，否则发电机不发 电，调节器不工作。
热量产生，温度过高会烧坏导线的绝缘导致发电机
不能正常工作，所以为发电机散热是必须的，为了
提高散热能力，有的发电机装有两个风扇（前后各
一个）。如丰田轿车的发电机。
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二 交流发电机的分类
•Automobile Electrics
1.按总体结构分 （1）普通交流发电机。这种发电机即无特殊
当给两滑环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产
生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，
从而形成六对（或八对）相互交错的磁极。当转子转动时，
就形成了旋转的磁场。
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•Automobile Electrics
3．整流器
整流器的功用是将定子
绕组的三相交流电变为直流
电。
整流器由整流板和整流
交流电机绕组的基本理论
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 =τ 整距线圈
y1
y1 <τ 短距线圈
y1
y1 >τ 长距线圈
y1
01
0203Leabharlann 2006年3月20日星期一
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分类：按照线圈的形状和端部连接方法的不同，三相单层绕组主要可分为链式、同心式和交叉式等型式。
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。
极对
各相槽号
A
Z
B
X
C
Y
第一对极
1， 2， 3
4， 5， 6
7， 8， 9
10，11，12
13，14，15
16，17，18
第二对极
19，20，21
22，23，24
25，26，27
28，29，30
31，32，33
34，35，36
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线圈组的串并连接
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交流电机
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发电机定子
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汽轮发电机转子
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同步电机
第七章 交流绕组的磁动势
第七章交流绕组的磁动势目录第一节概述 (1)第二节单相绕组的磁动势 (1)第三节对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁动势 (6)第四节不对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁动势 (9)第五节三相绕组磁动势的空间谐波分量和时间谐波分量 (11)小结 (14)思考题 (14)习题 (15)第一节概述在第六章介绍旋转电机基本作用原理的基础时，电机类别不同则电机磁场的建立方式和特性也不同，气隙磁场对电机的机电能量转换和运行特性具有重要影响。
气隙磁场的建立是很复杂的，它可以由电流励磁产生，也可以由永磁体产生。
电流励磁也可以分直流励磁和交流励磁。
图6－1中的三相同步电机转子电流流过直流电建立空载磁场，当同步发电机接上负载后，定子绕组里就有了交流电流，它同样也会产生磁动势，这个磁动势必然会对转子磁动势产生影响。
在介绍异步电机作用原理时，当定子三相绕组通流入交流电，也会产生一个与同步电机气隙磁场类同的旋转磁场，这个磁场与交流电流的参数、绕组的构成之间的关系密切，这些内容将在本章内进行认真的分析。
根据由简入繁的原则，按下列层次逐项讨论：线圈、线圈组、单相绕组的磁动势；三相绕组的基波磁动势；三相电流不对称的基波磁动势以及磁动势空间谐波的分析等。
为了简化分析，本章对交流绕组磁动势分析时，作如下几点假定：（1）绕组的电流随时间按正弦规律变化，不考虑高次谐波电流；（2）槽内电流集中于槽中心处，齿槽的影响忽略不计，定转子间的气隙是均匀的，气隙磁阻是常数；（3）铁心不饱和，略去定转子铁芯的磁压降。
第二节单相绕组的磁动势一、线圈的磁动势图7－1（a）表示任一个整距线圈通以电流后的磁场分布情况，气隙磁场为一对磁极，由于是整距线圈，气隙的磁通密度均相同，按照全电流定律，在磁场中沿任一磁力线的磁位降等于该磁力线所包围的全部电流。
如线圈的匝数为，电流为，则作用在磁路上的磁势为。
由于铁心中磁压降不考虑，所以线圈的磁动势降落在两个均匀的气隙中，则气隙各处的磁压降均等于线圈磁动势的一半，即。
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，Z360=α槽距电角----用电角度来表示的相邻两个槽之间的角度，Zp 01360=α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Zp 01360=α=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pmZq 2==36/4/3=3；每相在每个极下所占有的槽数。
步骤3 极距pZ 2=τ=36/4=9 ；一个极在定子圆周上所跨的距离，用槽数计。
节距y 1=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。
交流电机绕组的基本理论3
f3 fa3 fb3 fc3 0
三相合成的三次谐波磁动势为零
这个结论可推广到＝6k－3的谐波次数
21
五次谐波磁势
（2）五次谐波磁动势的极对数是基波的五倍， 三相绕组各 自建立的五次谐波磁动势表达式
fa5 F5 cos 5 cos t
1 2
F 5
k y1
cos
2
sin( y1
900 )
7
3、 单相绕组磁势的统一表达式
• 为了统一表示相绕组的磁势，引入每相电流I、每相串联
匝数N 等概念
I Ic a ;
N 2 pqNc (双层绕组); a
N pqNc (单层绕组） a
将单层绕组磁势公式 F1 0.9Ic (qNc )kq1ky1
cos(
t
480 0
)
14
• 三相合成磁势为
f1 fa fb fc 3 F1 cos( t )
2
• 三相对称交流绕组通过三相 对称电流时将产生旋转磁势
15
关于旋转磁势的进一步讨论
• 三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时，三个反向旋 转磁势在空间错开120电角度相互抵消，三个正向旋转磁势 在空间同相位，合成一个圆形旋转磁势
26
sinq 2
q sin
2
5
（2）双层短距绕组的磁势
• 双层整距绕组可以等 效为两个整距单层绕组
• 双层短距绕组的磁势可 以等效为两个错开的单层 整距绕组的磁势在空间的 叠加，错开的角度等于短 距角
6
• 双层短距绕组的磁势振幅为
交流绕组及其电动势和磁动势
•4.2三相双层绕组
•一、基本概念
•1.线圈（绕组元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈 按一定规律的排列和联结。线圈可以区分为多匝线圈和单匝线 圈。与线圈相关的概念包括：有效边；端部；线圈节距等（看 图）
•4.2三相双层绕组 •一、基本概念
•2.极距τ ：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围
•3.线圈节距y：一个线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线 圈的节距。用y表示。（看图） •y<τ时，线圈称为短距线圈；y=τ时，线圈称为整距线圈； •y>τ时，线圈称为长距线圈。
4.谐波的弊害
⑴使电动势波形变坏，发电机本身能耗增加 ，η↑，从而影响用电设备的运行性能
• ⑵干扰临近的通讯线路
二、消除谐波电动势的方法
因为EΦv=4.44fυNRwvΦv所以通过减小KWr 或Φr可降低EΦr
1.采用短距绕组 2.采用分布绕组，降低。 3.改善主磁场分布 4.斜曹或斜极
4.5通有正弦交流电时单相绕组的磁动势
• 二、交流绕组的分类 • 按相数分为：单相、三相、多相
• 按槽内层数分为：单层（同心式、链式、交叉 式）、双层（叠绕组、波绕组）、单双层
• 每极每相槽数q：整数槽、分数槽
•4.2三相双层绕组 •双层绕组的主要优点（P113）
•一、基本概念
：
•1.线圈（绕组元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈
⑶谐波磁场的槽距角：dγ =γd
⑷谐波磁场的转速：nr = ns主磁极的转速（ 同步转速）
⑸谐波感应电动势的频率：fv= pv* nv/60 = vp ns/60=vf1
⑹谐波感应电动势的节距因数kpv ⑺谐波感应电动势的分布因数kdv ⑻谐波感应电动势的绕组因数kwv= kpv kdv ⑼谐波电动势（相值）
电工学第三章三相交流电ppt课件
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3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
发电机的三相绕组
发电机的三相绕组
发电机的三相绕组是发电机内部用来产生三相交流电的关键组件。
在一台三相交流发电机中，通常包含定子绕组和转子绕组两个主要部分。
定子绕组：定子绕组安装在发电机的定子铁芯上，由多组线圈
按照一定的排列顺序和连接方式构成。
在三相发电机中，定子绕组通常被设计成三相对称绕组，彼此在空间上间隔120度电角度，形成星形(Y型)或三角形(Delta型)连接。
每一相绕组由多个线圈（或线圈组）组成，当转子旋转时，这些线圈切割由转子产生的旋转磁场，进而感应出三相交流电。
转子绕组：转子绕组则位于发电机的转子内部，它的结构依发
电机类型的不同而不同。
在同步发电机中，转子常常带有永磁体或带有直流励磁绕组的磁极，通过外部电源提供励磁电流，形成稳定的旋转磁场。
而在异步发电机（如鼠笼式转子或绕线式转子电机）中，转子绕组的工作原理主要是通过与定子磁场的相互作用产生感应电流
和电磁转矩。
三相绕组的工作原理基于电磁感应定律，即当转子旋转时，定子绕组中的磁通发生变化，根据法拉第电磁感应定律会产生交流电压。
这种电压按照正弦规律变化，并且三相之间相差120度，形成了我们所说的三相交流电。
这种三相电源广泛应用于工业生产和供电系统中。
第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势
• 绕组采用了短距、分布连接法，基波电动势削 弱得很少，谐波电动势被削弱的很多。
• 由于谐波电动势较小，在后面分析异步电机和 同步电机时不再做考虑。
6.3 交流电机电枢单相绕组产生的磁通势
• 交流电机绕组产生的磁通势，既是空间函数， 又是时间函数。
C
4
1 2
iN
y
1
sin
2
( 1,3,5, )
f
y
(
,t
)
4
2 2
IN y
cos t
cos
4
2 2
IN y
1 3
cos t
cos 3
4
2 2
IN y
1 5
cos 5
f y1 f y3 f y5
6.3.1 整距线圈的磁通势
• 基波及各次谐波磁通势的特点： 1）基波及各次谐波磁通势的最大幅值
Fy3=Fy1/3， Fy5=Fy1/5 ，
… …
Fy=Fy1/
6.3.1 整距线圈的磁通势
2）基波及各次谐波磁通势的极对数 基波与原矩形波极对数一样多，3次谐波极对数
是基波的3倍， 5次谐波极对数是基波的5倍，
次谐波极对数是基波的倍。
3）基波及各次谐波磁通势随时间的关系 不论基波还是谐波磁通势，它们的幅值都是随时
6.4.1 基波磁通势
• 把一个脉振波分解成两个旋转波：
f A1
1 2
F 1
cos(
t
)
1 2
F 1
cos(
t
)
fB1
1 2
F 1
cos(
t