第49讲 第二十七章：感应电动机（一）（2010年新版）.doc

1、联系 QQ1165557537第 27 章 感应电动机27.1.3 交流绕组的磁动势（1）由于各对极下的磁动势和磁阻组成一个对称的分支磁路，所以一相绕组的磁动势就等于一个极相组的磁动势，即 ，其坐标原点位于相绕组的轴线处。上式表明，swqiNkfco2411单相绕组的基波磁动势在空间随 s 按余弦规律分布，其幅值正比于每极下每相的有效串联匝数Nkw1/2p 和电流 i 。若绕组中的电流随时间作余弦变化，有tFtipNktf ssws co co24),( 111 式中，F 1 单相绕组产生基波磁动势的幅值，IpNkipkww1119.024上式表明单相绕组的基波磁动势在空间随 s 角按余弦规律

2、分布，在时间上随 t 按余弦规律脉振；这种从空间上看轴线为固定不动，从时间上看其大小不断地随电流的交变而在正、负幅值之间脉振的磁动势（磁场） ，称为脉振磁动势（磁场） ，脉振磁动势的脉振频率取决于电流的频率。从物理上看，脉振磁动势属于驻波，强调指出，磁动势的空间分布规律应与随时间而变化的规律区别清楚。空间分布用以电角度计的空间位置角 s 的函数表达，随时间变化的规律用时间 t 的函数表达， 单相绕组的谐波磁动势根据傅氏级数可知，线圈所产生矩形磁动势波中还可分解出一系列高次（奇次）谐波磁动势，其中 次谐波分量为scciNfo241按照与基波磁动势同样的方法，把 q 个线圈以及双层绕组上、下层线圈

3、所产生的谐波磁动势叠加，可得单相绕组的 次谐波磁动势为tFtipNkf ssw co co241 式中，k w 为 次谐波的绕组因数；s 以相绕组的轴线处作为原点；F 为 次谐波磁动势的幅值，IpNkipkFww9.01241上式表明，谐波磁动势从空间上看，是一个按 次谐波分布，从时间上看，按余弦规律脉振的脉振磁动势。（2）三相交流绕组磁动势示一台三相交流电机的定子绕组示意图，图中各相绕组用一集中线圈表示，虚线为各相线圈的轴线，B 相绕组的轴线滞后于 A 相轴线 120电角度，C 相轴线滞后 B 相轴线 120电角度。由于三相绕组在空间互差 120电角度，故三相基波磁动势在空间亦互差 120电

4、角度，若三相绕组中通以对称正序电流，即 )240 cos(21 tIitiCBA则各相的脉振磁动势在时间上亦互差 120电角度。将三个单相基波脉振磁动势相加，即可得到三相绕组的基波合成磁动势。说明：对称三相绕组中同有对称三相正序电流时，基波合成磁动势是一个正弦分布、以同步图 428 不同瞬间时单相绕组的基波磁动势转速向前推移的正向旋转磁动势波，min)/(60)/(2rpfsrfpns 合成磁动势的幅值为单相磁动势幅值的 3/2 倍。IpNkipkFww1111 35.9.023合成磁动势所产生的旋转磁场波，其效果与直流励磁、用机械方法拖动的主磁极所形成的旋转磁场波相同当某相电流达到交流的最大

5、值时，基波合成旋转磁动势的幅值就与该相绕组的轴线重合。三相基波合成磁动势的转向取决于电流的相序和三相绕组在空间的排列次序，基波合成磁动势总是从电流超前相绕组的轴线转向电流之后相绕组的轴线。（6）当 3k(k=1，3，5，)，即 3，9，15，时，0f这说明对称三相绕组的磁动势中不存在 3 次及 3 的倍数次谐波合成磁动势。（7）当 6k+1(k=1，3，5，)，即 7，13，19，时，) cos(2stFf这时合成磁动势是一个正向旋转、转速为 ns/，幅值为 的旋转磁动势。F23（8）当 6k-1(k=1，3，5，)，即 5，11，17，时，) cos(23stFf这时合成磁动势是一个反向旋转

6、、转速为 ns/，幅值为 的旋转磁动势。F23例题：1. 有一台三相异步电动机，2p=2，n=3000 转/分，Z=60，每相串联总匝数 N=20，f N=50 赫，每极气隙基波磁通 =1.505Wb，求：1（1）基波电动势频率、整距时基波的绕组系数和相电动势；（2）如要消除 5 次谐波，节距 y 应选多大，此时的基波电动势为多大？解：(1)基波电动势频率 Hzpnf506310极距 3026pZ每极每相槽数 13mq槽距角 606Zp整距绕组基波短距系数 1pk基波分布系数 953.026sin1si2n1 qkd基波绕组系数 953.0.11dpwk基波相电动势 VfNEw5.63850.

7、193.204.11(2) 取 241 y基波短距系数 951.0sin90si11ykP基波相电动势 14.dpkfNE7.6050.193.5.02题 2一台三相异步电动机，2p=6，Z=36，定子双层迭绕组， ，每相串联匝数 N=72，61y当通入三相对称电流，每相电流有效值为 20A 时，试求基波三相合成磁动势的幅值和转速？解：每极每相槽数 2362pmZq槽距角 30630Zp基波短距系数 96.05sin9si11 ykP基波分布系数 .23sinsi1qd基波绕组系数 9.06.9.011dpwk三相基波合成磁动势幅值安匝/极6.423.75.35.11 INFw旋转磁场转速 m

8、in/103601 rpfn3有一三相对称交流绕组，通入下列三相交流电流：（1） )12034sin(ititicba（2） icbati（3） )3014sin(26.70ititicba定性分析其合成磁动势的性质（包括转向） 。答：（1）i A、i B、i C为三相对称电流，则三相对称绕组通入三相对称电流产生圆形旋转磁动势，转向与相序一致（A-B-C） 。（2）原三相电流正方向如图（a）所设：（a） （b）因 iC=0, C 相相当于开路，则 A、B 两相绕组串联，又 iA= -iB，则 A、B 两相电流方向如图（b）所示。它相当于一相绕组通入一相正弦交流电流，故其合成磁动势为脉动磁动势。

9、(3) iA、i B、i C为三相不对称电流，故合成磁动势为椭圆形旋转磁动势。转向为 A-C-B-A。27.2 感应电动势的基本知识27.2.1 感应电动机的用途与分类27.2.2 感应电动势的基本结构27.2.2.1 定 子 （ 静 止 部 分 ）1、 定 子 铁 心 作 用 ： 电 机 磁 路 的 一 部 分 ， 并 在 其 上 放 置 定 子 绕 组 。 2、 定 子 绕 组 作 用 ： 是 电 动 机 的 电 路 部 分 ， 通 入 三 相 交 流 电 ， 产 生 旋 转 磁 场 。 3、 机 座 作 用 ： 固 定 定 子 铁 心 与 前 后 端 盖 以 支 撑 转 子 ， 并 起

10、防 护 、 散 热 等 作 用 。 27.2.2.2 转 子 （ 旋 转 部 分 ）1、 三 相 异 步 电 动 机 的 转 子 铁 心 作 为 电 机 磁 路 的 一 部 分 以 及 在 铁 心 槽 内 放 置 转 子 绕 组 。 2、 三 相 异 步 电 动 机 的 转 子 绕 组 作 用 ： 切 割 定 子 旋 转 磁 场 产 生 感 应 电 动 势 及 电 流 ， 并 形 成电 磁 转 矩 而 使 电 动 机 旋 转 。 构 造 ： 分 为 鼠 笼 式 转 子 和 绕 线 式 转 子 。 （ 1） 鼠 笼 式 转 子 ： 转 子 绕 组 由 插 入 转 子 槽 中 的 多 根 导 条

11、和 两 个 环 行 的 端 环 组 成 。 若 去 掉 转子 铁 心 ， 整 个 绕 组 的 外 形 像 一 个 鼠 笼 ， 故 称 笼 型 绕 组 。 小 型 笼 型 电 动 机 采 用 铸 铝 转 子 绕 组 ， 对 于100KW 以 上 的 电 动 机 采 用 铜 条 和 铜 端 环 焊 接 而 成 。 鼠 笼 转 子 分 为 ： 阻 抗 型 转 子 、 单 鼠 笼 型 转 子 、双 鼠 笼 型 转 子 、 深 槽 式 转 子 几 种 ， 起 动 转 矩 等 特 性 各 有 不 同 。 （ 2） 绕 线 式 转 子 ： 绕 线 转 子 绕 组 与 定 子 绕 组 相 似 ， 也 是 一

12、个 对 称 的 三 相 绕 组 ， 一 般 接 成 星形 ， 三 个 出 线 头 接 到 转 轴 的 三 个 集 流 环 上 ， 再 通 过 电 刷 与 外 电 路 联 接 。 特 点 ： 结 构 较 复 杂 ， 故 绕 线 式 电 动 机 的 应 用 不 如 鼠 笼 式 电 动 机 广 泛 。 但 通 过 集 流 环 和 电 刷 在转 子 绕 组 回 路 中 串 入 附 加 电 阻 等 元 件 ， 用 以 改 善 异 步 电 动 机 的 起 、 制 动 性 能 及 调 速 性 能 ， 故 在 要求 一 定 范 围 内 进 行 平 滑 调 速 的 设 备 ， 如 吊 车 、 电 梯 、 空 气 压 缩 机 等 上 面 采 用 。