2011-12-17-工控每日擂台-电动势和三相绕组的一些基本概念 点击：2996 | 回复：16
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槽导体电动势星形图：
导体感应电动势大小相等，相邻槽导体电动势相位差相同。将各槽导体电动势相量画在一起，组成一个星形，称为槽导体电动势星形图。
（1）交流绕组的构成原则是：一定数量的导体能产生较大的基波电动势或磁动势，尽量减少谐波电动势；三相对称排列；考虑节约材料和工艺方便。槽导体电动势星形图是分析绕组的一种基本方法。利用它安排绕组的联接。计算绕组的电动势。
（2）三相交流电机绕组分单层绕组和双层绕组两大类。单层绕组按绕组端部联接方法不同分链式（等元件），交叉式和同心式。双层绕组有迭绕组和波绕组，也可按每相槽数分为整数槽绕组和分数槽绕组。
（3）交流绕组多采用双层分布短距绕组。因分布和短距，绕组的相电动势为每相串联绕圈电动势的相量和，集中绕组的相电动势为每相所以线圈电动势的代数和。分布短距绕组相电动势和集中绕组相电动势之比为绕组因数KN，它表示分布和短距使绕组相电动势减少的程度。
（4）交流绕组的绕组因数 
分布因数 
（7-2）
电机槽数为Z，极对数为P，相数为m。
每极每相槽数 
（7-3）
槽距角 
（7-4）
节距因数
或 
（7-5）
式中τP为极距，y为线圈节距。
为短距角。
（5）正弦磁场下饶啊的电动势：
整距线圈的电动势
（7-6）
式中f为电源频率, Nc为线圈匝数， Φm为每极磁通量。
短距线圈的电动势
（7-7）
节距因数Kp<1，短距线圈电动势比整距线圈电动势小。
单层绕组每相串联匝数 
（7-8）
双层绕组每相串联匝数 
（7-9）
式中a为并联支路数。
单层分布绕组每相电动势 
（7-10）
双层短距分布绕组每相电动势
（7-11）
（6）非正弦磁场下u次谐波绕组的相电动势：
基波电动势频率为f1 ,u次谐波电动势频率为fv =uf1，u次谐波的每极磁通为Φmv0
第u次谐波的分布因数 
（7-12）
第u次谐波的节距因数
或 
（7-13）
第u次谐波的绕组因数 
（7-14）
第u次谐波的绕组的相电动势
（7-15）
非正弦磁场下，考虑各谐波绕组的相电动势为
（7-16）
三相电机线电动势
（7-17）
（7）采用分布短距绕组和分数槽绕组，可以削弱绕组电动势的高次谐波分量。
如果我们不这样算,而是把它看成普通的单层叠绕组来计算,那么该线圈可以由两个极相组串联组成,每个极相组又是由两个整距(1_7;2_8;...)分布(q=2)线圈组成,则该线圈存在一定的分布系数,但短距系数为1,且该分布系数与前述短距系数相等,这样计算的整个绕组的基波电动势应为8倍单边电动势*分布系数,由于分布系数与前述短距系数相等,所以这样计算与前述计算结果相同.
由此可见,这种短距单层绕组与普通的单层叠绕组在电磁效果上是一样的,可以看作"没有短距效果"的整距分布绕组!
2 从绕组理论上说,一个绕组由许多槽内导体串并联组成,其产生的感应电势与各槽导体串联的先后次序无关,在你给出的绕组中,实际上是把1;2;7;8;13;14;19;20等八个槽内导体串联而成的,你可以先2和7串;再串13;再串8;.... 当然也可以先1和7串;再串2;再串8;....前者就是像你画的那样短距集中绕组,而后者就是普通的整距分布绕组,这两种接法在电磁效果上是一样的,因此你这种绕组完全可以用"没有短距效果"的整距分布叠绕组来计算感应电势和磁势!
1、构成原则
（1） 合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正弦形、幅值要大；
（2） 对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，电阻、电抗要平衡；
（3） 绕组的铜耗要小，用铜量要省；
（4） 绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好，制造要方便。
2、分类
按相数 ：单相和多相绕组；
按槽内层数：单层和双层；
按每极下每相槽数：整数槽和分数槽；
按绕法：叠绕组和波绕组。
4.2 三相双层绕组
大多采用双层绕组。
特点：绕组的线圈数等于槽数。
图4－1 双层绕组
a)双层绕组在槽内的布置
b)有效部分和端部
主要优点：
（1） 可以选择最有利的节距，并同时采用分布绕组，以改善电动势和磁动势的波形；
（2） 所有线圈具有相同的尺寸，便于制造；
（3） 端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械强度。
一、槽电动势星形图和相带划分
现以一台相数
1、概念
定子每极每相槽数：
式中，Q － 定子槽数； p － 极对数； m － 相数。
相邻两槽间电角度：
此角亦是相邻槽中导体感应电动势的相位差。
2、槽电动势的星形图
如图4－2表示36槽内导体感应电动势的相量图，
相带：每极下每相所占的区域。
以A相位例，由于
A相带： 1、2、3（线圈组
X相带：10、11、12（
将四个线圈组按照一定的规律连接，即可得到
A相绕组。
图4－2 三相双层绕组的槽电动势
同理，B相距离A相
表4－1 各个相带的槽号分配（
二、叠绕组
叠绕组：绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中，后一个线圈紧“叠”在前一个线圈上。
图4－2 三相双层叠绕组中的A相绕组的展开图（
※ 极相组的电动势、电流方向与极相组的电动势电流方向相反，为避免电动势或电流所形成的磁场互相抵消，串联时应将极相组和极相组反向串联，即首－首相连把尾端引出，或尾－尾相连把首端引出。
图4－3 A 相绕组线圈的连接图 (一条并联支路)
图4－4 A 相绕组线圈的连接图 （两条并联支路）
4.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
一、导体的感应电动势
1、 电动势的波形
2、 正弦电动势的频率
感应电动势的频率：
同步转速：
3、 导体电动势的有效值
将
二、整距线圈的电动势
匝电势
单匝线圈电动势的有效值
线圈有
三、短距线圈的电动势，节距因数
短距线圈的节距
图4－5 匝电动势
a)线圈在槽内 b)展开图 c)整距和短距线圈的电动势相量图
单匝线圈的电动势为：
据相量图中的几何关系，得单匝线圈电动势的有效值
※
四、分布绕组的电动势，分布因数和绕组因数
q个线圈的合成电动势
式中，
图4－6 极相组的合成电动势
式中，
※
一个极相组的电动势为
式中，
※
五、相电动势和线电动势
设一相绕组的总串联匝数为
4.5 通有正弦电流时单相绕组的磁动势（介绍）
一相绕组的磁动势为
则单相绕组的基波磁动势为
※ 单相绕组的基波磁动势在空间随角按
余弦规律分布，在时间上随按余弦规律脉振。
※ 单相绕组的基波磁动势为脉振磁动势，
其脉振频率取决于电流的频率。
图4－7 不同瞬间时的单相绕组的基波磁动势
4.6 通有三相电流时三相绕组的磁动势（介绍）
三相绕组基波合成磁动势为
式中，
※ 性质：是一个沿着气隙圆周连续推移的旋转磁动势波。
a) 转速：
b) 幅值位置：当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。
c) 方向：取决于交流电流的相序。
槽导体电动势星形图:把电枢各槽内导体电势用矢量表示，构成一辐射线星形图
1.交流绕组的构成原则
均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等
每极槽数用极距τ 表示
每极每相槽数q
对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120电角度
如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α
电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加
线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则
如线圈的一个边在N 极下，另一个应在S 极下
2.单层绕组：构造方法和步骤
分极分相:
将总槽数按给定的极数均匀分开（N, S 极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。将每个极的槽数按三相均匀分开，三相在空间错开120电角度
连线圈和线圈组：
将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈
将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组
连每相绕组：
将属于同一相的p 个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端
可以串联与并联，电势相加原则
连三相绕组：
将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组
△ 接法或者Y 接法
3.举例说明
总结：
1.分析绕组的基本方法：槽导体电势星形图。通过槽电势相量的分析可以了解三相绕组的形成和特性。
2.交流绕组的组成原则：获得较大的基波电势，尽量减少谐波电势，且保持三相电势对称，同时考虑节约铜线和具有良好的工艺性。
一、槽电动势星形图和相带划分
现以一台相数
1、概念
定子每极每相槽数：
式中，Q － 定子槽数； p － 极对数； m － 相数。
相邻两槽间电角度：
此角亦是相邻槽中导体感应电动势的相位差。
2、槽电动势的星形图
如图4－2表示36槽内导体感应电动势的相量图，
相带：每极下每相所占的区域。
以A相位例，由于
A相带： 1、2、3（线圈组
X相带：10、11、12（
将四个线圈组按照一定的规律连接，即可得到
A相绕组。
图4－2 三相双层绕组的槽电动势
同理，B相距离A相
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