《交流旋轉(zhuǎn)機的繞組》PPT課件.ppt

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1、1,交流旋轉(zhuǎn)電機的共同問題,第三篇,2,第10章 交流旋轉(zhuǎn)電機的繞組,10.1 交流繞組的構成原則和分類,10.2 三相雙層繞組,10.3 三相單層繞組,下一章,上一章,返回主頁,3,10.1 交流繞組的構成原則和分類,主要內(nèi)容：交流繞組構成；電勢；磁勢。 交流電機分： 同步：主要作為發(fā)電機，也可作為電動機和補償機 異步：主要作為電動機，有時也作發(fā)電機 區(qū)別：兩類交流電機在勵磁方式和運行特性有很大差別 相同點：電機定子中發(fā)生的電磁現(xiàn)象和機電能轉(zhuǎn)換的原理基本相同,4,交流繞組,5,一、基本要求,合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近正弦形、幅值要大；,繞組的銅耗要小，用銅量要??；,對三相繞組，各相的

2、電動勢和磁動勢要對稱，電阻、 電抗要平衡；,絕緣要可靠，機械強度、散熱條件要好，制造方便。,6,對稱原則：三相繞組的結(jié)構完全一樣，但在電機的圓周空間互相錯開120電角度。 均勻原則：每個極域內(nèi)的槽數(shù)（線圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個極域內(nèi)所占的槽數(shù)應相等。 電勢相加原則：線圈兩個圈邊的感應電勢應該相加；線圈與線圈之間的連接也應符合這一原則。 如線圈的一個邊在N極下，另一個應在S極下。,基本原則：,7,二、分類,按相數(shù) ：單相和多相繞組；,按槽內(nèi)層數(shù)：單層和雙層；,按每極下每相槽數(shù)：整數(shù)槽和分數(shù)槽；,按繞法：疊繞組和波繞組。,8,10.2 三相雙層繞組,本節(jié)介紹三相雙層繞組展開圖。 對于10kw以

3、上的三相交流電機，其定子繞組一般采用雙層繞組。 雙層繞組每個槽內(nèi)有上、下 兩個線圈邊，每個線圈的一 個邊放在某一個槽的上層， 另一個邊則放在相隔節(jié)距為 y1槽的下層。 繞組的線圈數(shù)正好等于槽數(shù),9,一、基本概念, 線圈（繞組元件）：是構成繞組的基本單元。繞組就是線圈按一定規(guī)律的排列和聯(lián)結(jié)。 線圈可以區(qū)分為多匝線圈和單匝線圈。,與線圈相關的概念包括： 有效邊；端部；線圈節(jié)距等,10,用槽數(shù)表示,24槽4極電機,用長度表示, 極距（ ）：沿定子鐵心內(nèi)圓每個磁極所占的范圍；, 極對數(shù)（ ）：電機主磁極的對數(shù)；,11, 電角度： 鐵心的橫截面是一個圓，其幾何角度為360度。 分析已知磁場每轉(zhuǎn)過一對N,

4、S極，電勢變化一個周期，在電路理論中認為一個交變周期為3600電角度。 因此在電機理論中把一對主磁極所占的空間距離稱為360電角度；,電機的機對數(shù)為p時，氣隙圓周的角度數(shù)為p 360電角度。,12,13, 節(jié)距（ ）：一個線圈兩個有效邊之間所跨過的槽數(shù)稱為線圈的節(jié)距。,y時，線圈稱為長距線圈。,14,槽距角（ ）：用電角度表示的相鄰兩個槽間的距離，也即一個槽所占的電角度數(shù)；,相數(shù)用 表示,每極每相槽數(shù)（ ）：每個極域內(nèi)每相所占的槽數(shù)。,15,單層繞組：一個槽中只放一個元件邊； 雙層繞組：一個槽中放兩個元件邊。,16,二、槽電動勢星形圖,當把電樞上各槽內(nèi)導體按正弦規(guī)律變化的電動勢分別用相量表示時

5、，這些相量構成一個輻射星形圖，槽電動勢星形圖是分析交流繞組的有效方法。,17,槽電動勢的產(chǎn)生： 根據(jù)e=blv，定子槽內(nèi)放置導體，因此導體是固定不動的，電動勢是由于磁場旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。 磁場為正弦形，其在一個圓周上的周期數(shù)等于極對數(shù)p。(一對極對應磁場一個周期) 槽內(nèi)導體的感應電動勢e與所在位置處的磁通密度b有關系。 導體感應電勢的相位取決于氣隙磁密。 相鄰槽內(nèi)導體上電勢相位差等于槽距角。 槽1和槽19內(nèi)導體的電動勢相位相同。,1,19,18,例：右圖是一臺三相同步發(fā)電機的定子槽內(nèi)導體沿電樞內(nèi)圓周的分布情況。已知2p=4,電樞槽數(shù)Q=36,轉(zhuǎn)子磁極逆時針方向旋轉(zhuǎn)。試繪出槽電動勢星形圖。,19,解：

6、已知各槽導體感應電動勢彼此之間存在著相位差，其大小等于槽距角。 先計算槽距角：,定子每極每相槽數(shù)：,20,三相雙層繞組的槽電動勢星形圖,21,22,以A相為例，A相在每極下應占有3個槽，整個定子中A相共有12個槽。為使合成電勢最大，在第一個N極下取1、2、3三個槽作為A相帶。在第一個S極下取10、11、12三個槽作為X相帶(A相的負相帶)。1、2、3三個槽向量間夾角最小，合成電勢最大，同理10、11、12的合成電勢最大。而10、11、12三個槽分別和1、2、3三個槽相差一個極距，即相 差180度電角度，這兩個線圈組(極相組)反接以后合成電勢代數(shù)相加，其合成電勢最大。,23,同理，為了使三相繞組

7、對稱，應將距 A相120度處的7、8、9、16、17、18 和25、26、27、34、35、36劃為B 相。 而將距A相240度處的13、14、15、 22、23、24和31、32、33、4、5、6 劃為C相，由此得一對稱三相繞組。 每個相帶各占60度電角度，稱為60度 相帶繞組。,24,120相帶,60相帶,25,相帶,槽號,極 對,A,B,C,X,Y,Z,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,第一對極下,（1槽18槽）,第二對極下,

8、（19槽36槽）,各個相帶的槽號分布,26,三相交流繞組構成,1個線圈 (Nc匝),1個線圈組 (q個線圈),1相繞組 (2p個線圈組),單匝線圈 (2根導體),1根導體,A,X,Nc=4,q=3,2p=2,1相繞組總匝數(shù)2pqNc,極相組,27,三、三相雙層疊繞組,已知： 相數(shù)：m=3 槽數(shù)：Q=36 極數(shù)：2p=4 極距：=9 節(jié)距：y1=8 每極每相槽數(shù)：q=3 槽距電角度：=20 求： 畫出三相雙層疊繞組展開圖,28,畫出電樞鐵心與36個定子槽（可選）。,畫出槽電動勢星形圖，按60度相帶分相。,29,串聯(lián)：首-首相連把尾部引出，或尾-尾相連把首部引出,30,-1-2-3-,-10-11

9、-12-,-19-20-21-,-28-29-30-,A相繞組線圈的連接圖（一條并聯(lián)支路）,123,192021,101112,282930,A相繞組線圈的連接圖（兩條并聯(lián)支路）,31,101112,123,282930,192021,最多可以將4個極相組并聯(lián)，得到4條并聯(lián)支路。 由于極相組數(shù)等于極對數(shù)，雙層疊繞組的最多并聯(lián)支路數(shù)等于極對數(shù)2p。但實際應用中，實際支路數(shù)一般小于2p，且2p 必須是a的倍數(shù)。,32,10.3 三相單層繞組,單層每槽中只放置一層元件邊，元件數(shù)等于槽數(shù)的一半，無需層間絕緣，結(jié)構和嵌線較簡單。 單層繞組只適用于10kW以下的小型異步電動機，其極對數(shù)通常是pl,2,3,

10、4 單層繞組通常有鏈式、交叉式和同心式等三種不同排列方式,33,現(xiàn)以一臺相數(shù) ，極數(shù) ，槽數(shù) 的三相單層等元件式整距疊繞組的構成為例講解交流繞組的構成方法。,1. 計算相關參數(shù)：,基本步驟：,每極每相槽數(shù),槽距角,極距,34,2. 畫出槽電動勢星形圖：,35,3、分極分相: 分極：將總槽數(shù)均勻分開（N,S極相鄰分布）， 并標記假設的感應電勢方向； 分相：將每個極域的槽數(shù)按三相均勻分開。 三相錯開120電角度。,36,4. 連線圈和線圈組： 根據(jù)給定的線圈節(jié)距，將一對極域內(nèi)屬于同一相的某兩個線圈邊連成一個線圈。（共有幾個線圈）？ 將一對極域內(nèi)屬于同一相的q個線圈連成一個線圈組； 以上連接應符合電勢相加原則。,37,將屬于同一相的p個線圈組連成一相繞組，并標記首尾端。 串聯(lián)與并聯(lián)：電勢相加原則。 最大并聯(lián)支路數(shù)ap。,連相繞組,38,將三個構造好的單相繞組連成完整的三相繞組； 接法或Y接法；,連三相繞組,39,同心式優(yōu)點： 下線方便，端部的重疊層數(shù)較少，便于布置，散熱易好 缺點： 線圈的大小不等、繞制不便，端部亦較長。,40,41,42,第 10 章 結(jié) 束,下一章,上一章,返回主頁,