【正文】 感應(yīng)電動勢 無論是雙層繞組還是單層繞組 ， 每相繞組總是由若干個線圈組組成的 ， 而每個線圈組又是由 q個線圈串聯(lián)而成的 ， 每一個線圈的電動勢大小相等 ， 但相位依次相差一個槽距角α 。 這里必須說明一點(diǎn) ， 對于單層繞組 ， 構(gòu)成線圈組的各個線圈的電動勢大小可能不等 ， 相位差也不等于槽距角 α ， 但在電氣性能上 ， 一個單層繞組都相當(dāng)于一個等元件的整距繞組 。 因此線圈組的電動勢 Eq1應(yīng)為 q個線圈電動勢的相量和 ， 即 . ??? )1(20 11111 ?????????? qEEEEE yyyyq ??? () 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 由于這 q個相量大小相等 ， 又依次位移 α角 ， 因而將它們依次相加便構(gòu)成了一個正多邊形的一部分 ， 如圖 (圖中以q=3為例 )。 圖中 O為正多邊形外接圓的圓心 ， OA=OB=R為外接圓的半徑 ， 于是便可求得線圈組的電動勢 Eq1為 2s i n21 ?qRABE q ??而 2s in21?yEOAR ??第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 圖 線圈組電動勢計算 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 所以 111112s i n2s i n2s i n2s i nqyyyqKqEqqqEqEE ???????() 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 式中 : Kq1為分布因數(shù)且 2si n2si n1 ??qqK q ?Kq1的含義如下： 動勢個線圈集中時的合成電動勢個線圈分布后的合成電qqqEEKyqq ??111第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 將此式代入式（ ）得 11111c1 wcqyq Kf q NfKKqNE ???? () 式中 :Kw1為繞組因數(shù) ， Kw1=Ky1Kq1。 由以上分析可知 ， Kq11， 因此分布繞組線圈組的電動勢小于集中繞組線圈組的電動勢 ， 并由 Kq1計量分布繞組對基波電動勢大小的影響程度 。 通過選擇 q值可以在基波電動勢變化不大的情況下削弱某些諧波電動勢 。 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 每相繞組的電動勢等于每一條并聯(lián)支路的電動勢 。 一般情況下 ， 每條支路中所串聯(lián)的幾個線圈組的電動勢都是大小相等 、 相位相同的 ， 因此可以直接相加 。 若繞組的并聯(lián)支路數(shù)為 a， 則對于雙層繞組 ， 每條支路由 2p/a個線圈組串聯(lián)而成；對于單層繞組 ， 每條支路由 p/a個線圈組串聯(lián)而成 。 因此 ， 每相繞組電動勢為 111wc Kpf q NE ?? a?() 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 單層繞組 11c1 wΦ KΦapf q NE ? () 式中 :qNc(2q/a)和 qNc(q/a)分別表示雙層繞組和單層繞組每條支路的串聯(lián)匝數(shù) N， 這樣就可寫出繞組相電動勢的一般公式 111 444 ?? ?() 式中 : N為每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)。 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 短距繞組與分布繞組對電動勢波形的影響 1. 圖 5次諧波電動勢的原理 ， 圖中實線表示整距的情況 ， 這時 5次諧波磁場在線圈兩個有效邊中感應(yīng)的電動勢大小相等 、 方向相反 ， 沿線圈回路 ， 兩個電動勢正好相加 。 如果把節(jié)距縮短 τ/5， 如圖中虛線所示 ， 則兩個有效邊中的 5次諧波電動勢大小相等 、 方向相同 ， 沿線圈回路正好抵消 ，5次諧波的合成電動勢為零 。 一般來說 ， 節(jié)距縮短 τ/ν， 就能消除ν次諧波電動勢 ， 這從短距系數(shù)的計算公式也可證明 。 因為 2s in ??yK ?1801?? y?第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 圖 采用短距繞組消除 5次諧波電動勢的原理 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 對 υ 次諧波磁場，同一機(jī)械角度所對應(yīng)的電角度為基波磁場的ν 倍，所以 ?1 8 021s i n2s i n ??? ???yK當(dāng)節(jié)距縮短 τ/ν時， y1=τ(τ/ν)于是 ?1 8 01 ?? ???y 一般諧波磁場都是奇次諧波，即 (υ1)/2=整數(shù)，因此 Kyν=0， 即完全消除了 ν次諧波電動勢。 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 對三相繞組 ， 不論采用星形連接還是三角形連接 ， 線電壓中都不存在 3次或 3的倍數(shù)次諧波 。 因此在選擇線圈節(jié)距時 ， 主要考慮削弱 5次和 7次諧波電動勢 ， 通常取 y1=5τ/6左右 ， 這時 5次和 7次諧波電動勢大約只有整距時的 1／ 4。 至于更高次的諧波電動勢 ， 由于幅值很小 ， 影響已不大 ， 可不必考慮 。 因為單層繞組都是整距繞組 ， 所以從電動勢波形的角度來看 ， 單層繞組的性能要比雙層短距繞組差一些 。 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 2. 采用分布繞組 ， 同樣可以起到削弱高次諧波的作用 。 當(dāng) q=2時 ， 基波的分布因數(shù) Kq1=， 而 5次諧波的分布因數(shù) Kq5＝。 當(dāng) q＝ 5時 ， Kq1＝ ， 而 Kq5＝ ， 這說明當(dāng) q增加時 ，基波的分布因數(shù)減小不多 ， 而諧波的分布因數(shù)卻顯著減小 。 隨著 q的增大 ， 電動機(jī)的槽數(shù)也增多 ， 使電動機(jī)的成本提高 。事實上 ， 當(dāng) q6時 ， 高次諧波分布因數(shù)的下降已不太顯著 ， 如 q＝ 6時 ， Kq5＝ ， 而當(dāng) q＝ 8時 ， Kq5＝ 。 因此 ,一般交流電動機(jī)的每極每相槽數(shù) q在 2～ 6之間 ， 小型感應(yīng)電動機(jī)的 q一般為 2～ 4。 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 思考題與習(xí)題 一臺三相單層繞組電機(jī) ， 極數(shù) 2p＝ 4， 定于槽數(shù) Z1＝ 36，每相并聯(lián)支路數(shù) 2α＝ 2， 試列出 60176。 相帶的分相情況 ， 并畫出三相單層交叉式繞組展開圖 。 一臺交流電機(jī) ， Z1＝ 36， 2p＝ 4,y＝ 7， 2α＝ 2。 試列出60176。 相帶分相情況 ， 并畫出雙層疊繞組的展開圖 。 試述短距系數(shù)和分布系數(shù)的物理意義 。 交流電機(jī)一相繞組電動勢的頻率、波形、大小與哪些因素有關(guān) ?哪些由構(gòu)造決定 ?哪些由運(yùn)行條件決定？ 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 一臺三相雙層繞組 ， Z1＝ 36， 2p＝ 4,f＝ 50Hz,y1＝ 7τ /9 ，試求基波 、 五次諧波與七次諧波的繞組系數(shù) ， 若完全消除五次諧波分量 ， y1應(yīng)取多少 ？ 交流電機(jī)單相繞組基波磁通勢的幅值大小 、 位置和脈動頻率與哪些因素有關(guān) ？ 交流電機(jī)三相繞組合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁場的幅值大小 、空間位置 、 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向各與哪些因素有關(guān) ？ 一臺 50Hz交流電機(jī)，通入 60Hz的三相對稱交流電流，設(shè)電流的大小不變，問此時基波合成磁通勢的幅值大小、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何變化 ? 第 4章 交流電機(jī)的定子繞組、 磁動勢及感應(yīng)電動勢 ， 與通入幅值相同的三相正序電流時相比較 ， 磁通勢有何不同 。 一臺三相交流電機(jī)， Z1＝ 36， 2p＝ 6, 定于雙層疊繞組， y1＝，每相串聯(lián)匝數(shù) N＝ 72匝，當(dāng)通入 50Hz三相對稱電流，每相電流 I＝ 20A時，試計算三相基波合成磁通勢的幅值和轉(zhuǎn)速。