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三相异步电机的建模讲义.ppt

发布:2018-04-28约1.04万字共71页下载文档
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(1)计算槽距角 (2)画出绕组电势星形图 图6.13 双层绕组的电势星形图( , ) (3)按60?划分相带 计算极距和每极每相的槽数分别为: 考虑到短距对谐波的削弱作用,本例按下式选取绕组的节距: 相带 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 每根相量即可代表槽内上层边电动势相量,又可代表一个线圈的电动势相量 这里列写的下层边槽号对应整距情况 根据上述数据,将所有槽电势均分为6个相带,如图6.13所示。 (4)画出绕组展开图 图6.14 三相双层短距分布绕组的展开图 图6.13 双层绕组的电势星形图 本例可观看三相绕组嵌线flash 结论:双层绕组为短距绕组,线圈组数等于极数,它是单层绕组的两倍。 (每相2p组,如A相绕组在360?空间共安排4组线圈) (5)确定绕组的并联支路数 图6.15 交流绕组的并联支路数 对于实际的电机,在交流绕组的制造过程中,常采用图6.16所示线圈组之间的接线图指导接线。 N N S S 6.4 三相交流电机定子绕组感应电势的计算 分析方法: 单个导体和线圈所感应的电势→单个线圈组所感应的电势 →一相绕组所感应的电势 →线电势。 A.交流电机的磁场 图6.17 交流电机的旋转磁场和空间磁密的波形 气隙中的旋转磁场可以用“磁铁以同步速旋转所产生的磁场”来模拟。该磁场同时切割定子绕组与转子绕组。 假定: 磁通从转子流出进入定子的方向为正,相应的磁密为正,反之为负。感应电势流出纸面为正,用“☉”表示,反之为负。 按照上述正方向假定,同时考虑到气隙磁密波形为非正弦,由谐波分析法便可获得气隙磁密的表达式为: (6-10) 其中,基波磁密可由下式给出: (6-11) 采用相对静止的概念,假定转子不动,则导体A沿 方向以同步速 顺时针切割移动。因此, 可由下式给出: (6-12) 式中, (rad/s)为角频率,频率为 (Hz)。将式(6-12)代人(6-11)得: (6-13) 一圈的电角度 因波形是奇对称的,只有正弦项 B 、导体的感应电势 利用式(6-13)得A导体中的感应电势为: (6-14) 式中,导体基波电势的有效值为: 即: (6-15) 同理,三次、五次、七次谐波磁场所感应导体电势的有效值分别为: (6-17) 其中: (6-18) (6-19) , , , (6-20) 导体有效长度 切割运动线速度 sin函数有效值 与极值的关系 V=每周极数╳每极长度╳每秒周数 V次谐波有V个极对 见图6.17 V次谐波磁密也以同步速n1随转子旋转。 每转对应电角度 C 、整距线圈的感应电势 整距线圈的节距 y1=τ (见图6.18a),因此,其A、X两导体边所以感应基波电势的大小相等、相位互差 180?,相量图如图6.18b所示。 图6.18 整距线圈所感应的基波电势 根据电势正方向的假定,同时考虑到每个线圈是由 匝组成的,于是得整距线圈所感应的基波电势为: (6-21) 对于 次谐波,整距线圈所感应的电势为: ( =3,5,7…) ( =3,5,7…) (6-22) 单匝整距线圈所感应的基波电势为两边导体所感应电势之差: 当A位于N极下时,X必位于S极下。 单根导体的感应电势 Ny个导体对的感应电势 D、短距线圈的感应电势 短距线圈的节距 y1τ ,如图6.19a所示。此时,同一线圈的两导体边A、X上所感应 的电势相位互差 ,而不是 180? ,其相量图如图6.19b所示。 图6.19 短距线圈所感应的基波电势 借助于式(6-15),则上式变为: 单匝短距线圈所感应的基波电势为两边导体所感应电势之差: 式中, 为交流绕组的基波短距系数。 (6-23) 小于1 单根导体的感应电势 鉴于每个线圈是由 匝组成,因此,短距线圈所感应的基波电势为: (6-24) 对 v 次谐波,短距线圈所感应的谐波电势为: (6-25) ( =3,5,7…) 其中, 为交流绕组的 次谐波短距系数。 若取
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