《电机技术》课件——2.2. 3交流绕组的电动势.ppt

*水职院电机教研室*通过这部分学习应明确交流绕组形成电动势的过程；导体电势、线匝电势、短距系数、线圈电势、线圈组电势、分布系数、相电势、线电势的概念及计算；谐波电动势的概念、谐波电动势的削弱方法有哪些；短距绕组为什么能削弱高次谐波。课后练习题：思考题：8-1、2。作业：8-3、4。*水职院电机教研室水职院电机教研室水职院电机教研室水职院电机教研室**《电机技术》

（交流绕组的电动势）

*水职院电机教研室*第二节交流绕组的电动势在同步发电机中，定子绕组（即交流绕组）切割励磁磁场产生感应电动势，将机械能转换成电能，本节即讨论这个电动势。具体的内容包括这个感应电动势的大小、频率、波形即三相的对称性。一、正弦磁场下绕组的电动势首先假设励磁磁场在电机气隙上的分布为正弦磁场分布，这样在绕组的每一根导体上产生的感电动势就一定是正弦电动势。按照前面对交流绕组结构的分析，每相绕组是由导体构成线匝、线匝联成线圈、线圈构成线圈组、线圈组构成一相绕组，见下图示：*水职院电机教研室*因此，按此顺序从一根导体开始分析电动势的大小，到每一相总的电动势的大小。*水职院电机教研室*（一）线圈导体电动势Edt由于气隙磁场的分布为正弦分布，因此导体中产生的感应电动势也就是正弦波。图8-14表示一台二极的同步发电机，转子直流励磁磁密B沿电机气隙空间按正弦波规律分布，并在原动机的拖动下以n的转速逆时针旋转，定子铁芯槽中的线圈导体U1或U2切割旋转的转子励磁磁场而产生的交变感应电动势为：*水职院电机教研室*对电动势需要的是有效值，经推导可得：式中各参数的含义——（二）线圈电动势EC11、整距线匝（单匝）电动势Et1(y=t)其中：即这两个电动势大小相等、相位相反，利用相量进行运算，见图示得：*水职院电机教研室*2、短距线匝电动势Et1(yt)线匝电动势与导体电动势的关系见相量图：仍然有：，见图示：根据相量关系，各参数计算如下：*水职院电机教研室*式中，ky1为绕组的（基波）短距系数。3、线圈电动势kC1根据绕组结构，线圈是由线匝串接而成，线圈电动势为线匝电动势的N倍，即：（三）线圈组电动势Eq1线圈组的构成见右图示，即由每极下每相的q个线圈串接而成。根据绕组结构的分析可知，相邻槽的电角度差为a（即槽距角），同极下线圈组中每个线圈中的感应电动势在相位上也就相差槽距角a，线圈组电动势与线圈电动势的关系见下页相量图。*水职院电机教研室**水职院电机教研室*根据相量关系，各参数计算如下：首先推算出等效外接圆半径R：再根据等效外接圆半径R推算出线圈组电动势：几个系数的名称及含义——公式的理解——*水职院电机教研室*（四）相电动势EF1和线电动势El将各极下同一相的线圈组，按照并联支路数2a连接成的整体，就是一相绕组。（1）对于双层绕组，若电机有p对极，则每相有2p个线圈组，根据需要可串联或并联组成2a条支路，因此绕组基波相电动势为：式中——双层绕组每相每条支路的串联匝数。*水职院电机教研室*（2）对于单层绕组，若电机有p对极，则每相有p个线圈组，根据需要可串联或并联组成a条支路，因此相电动势为：式中——单层绕组每相每条支路的串联匝数。上述说明，同步发电机在额定频率下运行时，其相电动势的大小与转子的每极磁通量成正比。若要调节同步发电机的感应电动势（机端输出电压），可以调节转子的励磁电流，即改变转子每极磁通量F1。*水职院电机教研室*注：这里讨论的是电机气隙磁场的分布为正弦磁场情况下绕组的电动势，所以式（8-16）是相绕组的基波电动势，频率是基波频率，磁通量是基波的磁通量，绕组系数是基波的绕组系数。基波的概念紧接着要讲。三相交流电机的绕组一般为Y或Δ接法(发电机均为Y接法,电动机为Y或Δ接法。)，知道了相电动势，则线电动势为：对三相绕组为Y接法时，线电动势；对三相绕组为△接法时，线电动势。下面举例对交流绕组的感应电动势进行计算：见例题8-1：*水职院电机教研室*例8-1已知参数及需要求取的内容见书——解：确定同步发电机的额定转速*水职院电机教研室*（2）相电动势（2）相电动势（2）线电动势*水职院电机教研室*一台4极，Z=36的三相交流电机，采用双层迭绕组，并联支路数2a=1，，每个线圈匝数NC=20，每极气