三相交流电机的绕组讲义

第一讲三相交流电机的绕组一、三相交流电机及其绕组1．三相交流电机的种类和结构三相异步电机鼠笼式绕线式三相同步电机凸极式隐极式（定子均为三相交流绕组）2．三相交流电机的工作原理交流励磁磁场和直流励磁磁场同步电动机的起动3．三相交流绕组（一）三相交流绕组的作用三相交流绕组的作用（二）三相交流绕组的要求电磁方面①在绕组中通过三相对称电流时，气隙中有旋转磁场；②气隙中有旋转磁场时，绕组中感应产生对称的三相电势；③交流绕组的电势和磁势应为按正弦规律变化的时间波和空间波，即其谐波分量尽可能小；结构方面④三相交流绕组在空间作对称分布（即其轴线互差2π/3电角度）；⑤各相绕组的匝数应相相同。（三）三相交流绕组的的基本概念（1）极对数a)一对极的三相交流绕组b)一对极磁场的磁力线c)二对极的三相交流绕组d)二对极磁场的磁力线（2）电角度每对磁极对应360°电角度；整个圆周上，360°机械角度。一对极的电角度为360°二对极的电角度为720°p对磁极的电角度＝机械角度×p（3-1）二对极的电角度为720°p对磁极的电角度＝机械角度×p↑12槽↑二对极的电角度为720°p对磁极的电角度＝机械角度×p↑24槽↑（3）相带每极每相交流绕组在电枢圆周上连续占据的电角度称相带。三相交流绕组通常为60°相带。（4）每极每相槽数为使三相绕组感应电势对称，每相在每极下应占有相等的槽数，该槽数称每极每相槽数，用q表示。↑q=2↑pmzq2=（3-2）式中，m－相数；Z－电枢圆周总槽数。（5）整数槽与分数槽当q等于整数时，该绕组称为整数槽绕组；pmzq2=式中，m－相数；Z－电枢圆周总槽数。当q等于分数时，该绕组称为分数槽绕组。（6）节距一个线圈的两个线圈边之间沿电枢气隙圆周上的跨距称为节距，用y1表示。节距可用长度单位表示，也可用槽数表示。y1●●一般三相600相带双层绕组，取y1≈（5/6）τ，以削弱5、7次谐波。（7）单层绕组一个线圈有二个线圈边。单层绕组在每槽内只安放一个线圈边。●●单层绕组排列与串、并联串联并联（8）双层绕组习惯上，线圈的编号同其上层边所在的槽号。（9）槽间角、极距相邻两槽之间所间隔的电角度称为槽间角，以α1表示。（3-3）（10）三相绕组的排列(a)排列次序；(b)链式；(c)同心式；(d)交叉式①每一相绕组的有效边都是由放置在相同槽号中的导体组成；②导体中电流规定的正方向不变；③电磁作用相同。所不同的是绕组端部的连接方式。（11）三相绕组⑴一对极、集中、整距槽数：Z=6；极对数：p=1极距：τ=Z／(2p)=6／2=3；每极每相槽数：q=Z／(2pm)=6／(2×3)=1节距：y1=Z／(2p)±ε=6／2±0=3（整距，ε=0，y1=τ）A相线圈：1—4BB相相线线圈圈：：33——66C相线圈：5—2⑵一对极、分布、整距链式槽数：Z=12；极对数：p=1极距：τ=Z／(2p)=12／2=6；每极每相槽数：q=Z／(2pm)=12／(2×3)=2节距：y1=Z／(2p)±ε=12／2±0=6（整距，ε=0，y1=τ）A相线圈（2个）：1—7、2—8；A相线圈组（1个）：1—7—2—8；BB相相线线圈圈（（22个个））：：55——1111、、66——1122；BB相相线线圈圈组组（（11个个））：：55——1111——66——1122；C相线圈（2个）：9—3、10—4；C相线圈组（2个）：9—3—10—4；同心式槽数：Z=12；极对数：p=1极距：τ=Z／(2p)=12／2=6；每极每相槽数：q=Z／(2pm)=12／(2×3)=2A相线圈（2个）：1—8、2—7；A相线圈组（1个）：1—8—2—7；BB相相线线圈圈（（22个个））：：55——1122、、66——1111；BB相相线线圈圈组组（（11个个））：：55——1122——66——1111；C相线圈（2个）：9—4、10—3；C相线圈组（2个）：9—4—10—3；交叉式槽数：Z=12；极对数：p=1极距：τ=Z／(2p)=12／2=6；每极每相槽数：q=Z／(2pm)=12／(2×3)=2A相线圈（2个）：2—7、8—1；A相线圈组（1个）：2—7—1—8；BB相相线线圈圈（（22个个））：：66——1111、、1122——55；BB相相线线圈圈组组（（11个个））：：66——1111——55——1122；C相线圈（2个）：4—9、10—3；C相线圈组（1个）：9—4—3—10；⑶四、二对极、分布、整距槽数：Z=36；极对数：p=2极距：τ=Z／(2p)=36／4=9（槽）；每极每相槽数：q=Z／(2pm)=36／(4×3)=3A相线圈（6个）：1—10、2—11、3—12、19—28、20—29、21—30；A相线圈组（2个）：1—10—2—11—3—12；19—28—20—29—21—30；BB相相线线圈圈（（66个个））：：77——1166、、88——1177、、99——1188；2255——3344、、2266——3355、、2277——3366；BB相相线线圈圈组组（（22个个））：：77——1166——88——1177——99——1188；2255——3344——2266——3355——2277——3366；C相线圈（6个）：13—22、14—23、15—24；31—4、32—5、33—6；C相线圈组（2个）：13—22—14—23—15—24；31—4—32—5—33—6；槽间角：α1=2pπ/Z=4×180°/36=20°；基波分布系数：kq1=［Sin(qα1/2)］／［qSin(α1/2)］=［Sin(3×20°/2)］／［3×Sin(20°/2)］=0.96基波绕系数：kN1=kq1ky1=0.96×1=0.96三次谐波分布系数：kq3=［Sin(qνα1/2)］／［qSin(να1/2)］=［Sin(3×3×20°/2)］／［3×Sin(3×20°/2)］=0.67三次谐波绕系数：kN3=kq3ky3=0.67×1=0.67五次谐波分布系数：kq5=［Sin(qνα1/2)］／［qSin(να1/2)］=［Sin(3×5×20°/2)］／［3×Sin(5×20°/2)］=0.22五次谐波绕系数：kN5=kq5ky5=0.22×1=0.22⑷二对极、分布、短距（不完整）（比较）节距：y1=7（槽）；（A相完整，B、C不完整）槽数：Z=36；极对数：p=2极距：τ=Z／(2p)=36／4=9（槽）；每极每相槽数：q=Z／(2pm)=36／(4×3)=3A相线圈（12个）：1—8、2—9、3—10、1199——1122、、1188——1111、、1177——1100、、19—26、20—27、21—28、11——3300、、3366——2299、、3355——2288。A相线圈组（4个）：1—8—2—9—3—10；19—12—18—11—17—10；19—26—20—27—21—28；11——3300——3366——2299——3355——2288。（A、B相完整，C不完整）BB相相线线圈圈（（1122个个））：：77——1144、、88——1155、、99——1166、、25——1188、、24——1177、、23——1166；2255——3322、、2266——3333、、2277——3344、、7——3366、、6——3355、、5——3344。BB相相线线圈圈组组（（44个个））：：77——1144——88——1155——99——1166；25——1188——24——1177——23——1166；2255——3322——2266——3333——2277——3344、、7——3366——6——3355——5——3344。（完整）C相线圈（12个）：13—20、14—21、15—22、31—24、30—23、29—22、31—2、32—3、33—4、13—6、12—5、11—4。C相线圈组（4个）：13—20—14—21—15—22；31—24—30—23—29—22；31—2—32—3—33—4、13—6—12—5—11—4。基波短距系数：ky1=Sin［πy1/(2τ)］=Sin［180°×7/(2×9)］=0.94基波绕系数：kN1=kq1ky1=0.96×0.94=0.90三次谐波短距系数：ky3=Sin［νπy1/(2τ)］=Sin［3×180°×7/(2×9)］=-0.5三次谐波绕系数：kN3=kq3ky3=0.67×(-0.5)=-0.335五次谐波短距系数：ky5=Sin［νπy1/(2τ)］=Sin［5×180°×7/(2×9)］=-0.17五次谐波绕系数：kN5=kq5ky5=0.22×(-0.17)=-0.04⑸二对极、分布、短距（又例）2p=4，Z=48，y1=9，a=2，每极每相槽数q=Z/(2pm)=48/(4×3)=4，极距：τ=Z／(2p)=48／4=12（槽）；A相线圈（16个）：1—10、2—11、3—12、4—13、2255——1166、、2244——1155、、2233——1144、、2222——1133、、25—34、26—35、27—36、28—37、11——4400、、4488——3399、、4477——3388、、4466——3377。A相线圈组（4个）：1—10—2—11—3—12—4—13；2255——1166——2244——1155——2233——1144——2222——1133；；25—34—26—35—27—36—28—37；11——4400——4488——3399——4477——3388——4466——3377。A相支路数（2个）：1—10—2—11—3—12—4—13—2255——1166——2244——1155——2233——1144——2222——1133；25—34—26—35—27—36—28—37—11——4400——4488——3399——4477——3388——4466——3377；BB相相线线圈圈（（1166个个））：：99——1188、、1100——1199、、1111——2200、、1122——2211、、33——2244、、32——2233、、31——2222、、30——2211、3333——4422、、3344——4433、、3355——4444、、3366——44449——4488、、8——4477、、7——4466、、6——4455。BB相相线线圈圈组组（（44个个））：：99——1188——1100——1199——1111——2200——1122——2211；；33——2244——32——2233——31——2222——30——2211、3333——4422——3344——4433——3355——4444——3366——44449——4488——8——4477——7——4466——6——4455。BB相相支支路路数数（（22个个））：：99——1188——1100——1199——1111——2200——1122——2211——33——2244——32——2233——31——2222——30——2211；；3333——4422——3344——4433——3355——4444——3366——4444——9——4488——8——4477——7——4466——6——4455。C相线圈（16个）：17—26、18—27、19—28、20—29、41—32、40—31、39—30、38—29、41—2、42—3、43—4、44—5、17—8、16—7、15—6、14—5。C相线圈组（4个）：17—26—18—27—19—28—20—29、41—32—40—31—39—30—38—29、41—2—42—3—43—4—44—5、17—8—16—7—15—6—14—5。C相芝路数（2个）：17—26—18—27—19—28—20—29—41—32—40—31—39—30—38—29、41—2—42—3—43—4—44—5—17—8—16—7—15—6—14—5。二、