【正文】 v 次諧波短距系數(shù)為： 2s in2s in??vqvqk qv ?2s in1 ??yvkyv ?（安匝 /極） 脈振磁動勢的分解推導 根據(jù)三角函數(shù)的和差與積的關(guān)系： )(c os)(c osc osc os2 ?????? ????)c o s (21)c o s (21),( 111111 tFtFtf ?????? ???? ????????? 11 ff)(c o s21 111 tFf ?? ??? ?? )(c o s21 111 tFf ?? ??? ??v 結(jié)論 ： 一個脈振磁勢可以分解為兩個 幅值相等，轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的 兩個旋轉(zhuǎn)磁勢，它們的幅值是原脈 振磁勢最大幅值的一半。 為了改善波形，除基波以外，考 慮消除三、五、七次諧波，由于三次 諧波及三的倍數(shù)次諧波在繞組連接成 三相對稱繞組時就已相互抵消，而 五、七次諧波可通過短距和分布繞組 來基本消除。 ?還有七次、九次、十一次等高次諧波磁勢。 ??????????????)232(21)22(21)(???????iNiNfyy整距集中繞組的磁動勢 矩形波磁動勢用傅立葉級數(shù)分解得： 設(shè) AX中通入交流電為： 則每極磁勢表達式為： )5co s513co s31( co s42)( ????? ????? iNf ytIi 1c o s2 ??tiNtfy???????c o s)5c o s513c o s31( c o s422)(?????， 對周期性變化的矩形波分布的磁勢，用 傅氏級數(shù)進行諧波分析，可分解成為： 式中 v=1， 3， 5… 為諧波系數(shù)，系數(shù) Cv為 tCtf y 11 , 3 , 51 c o sc o s),( ??????? ?? ??? ?2s i n2241 ???vINC yv ??基波磁勢為： ? 為基波磁勢最大幅值 。 三相交流繞組 Y接或 Δ接時，由于 三次諧波以及三的倍數(shù)次諧波電勢在時 間相位上同相，故三相線電勢中無三次 或三的倍數(shù)次諧波。 ?單層繞組：采用分布整距形式 ?每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為 ： ?每相的基波感應(yīng)電勢有效值為： apqNN y?111111 ??? qkNfE雙層繞組 ?雙層繞組：采用短距分布形式 ?每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為： ?每相的基波感應(yīng)電勢有效值為： ? 為基波繞組系數(shù)。 如果線圈的節(jié)距 y1τ，則為短距線 圈，令短距線圈的節(jié)距 y1=yπ，其中 0y1，短距線圈基波感應(yīng)電勢有效值： 繞組基波短距系數(shù)： 1111111 i i n2 ????? yyyAy kNfyNfyEE??2s in1 ?yk y ?基波短距系數(shù)含義 基波短距系數(shù)，它是一個小于 1 的數(shù)，其含義是：短距線圈要比整 距線圈的基波感應(yīng)電勢小。 整距分布線圈的基波感應(yīng)電動勢 整距分布線圈的基波感應(yīng)電勢為： 繞組的基波分布系數(shù)： 111111 ??? qyqyq kqNfkqEE2s in2s in1??qqkq?基波分布系數(shù)含義 基波分布系數(shù)是一個小于 1的 數(shù)，其含義是：分布放置的線圈要 比將各線圈集中放置在一個槽中的 基波感應(yīng)電勢小。 它們中的感應(yīng)電勢總是大小相等，方向 相反。當電機轉(zhuǎn)子上 有 p對主磁極，電機每旋轉(zhuǎn)一圈，導體 A中的基波感 應(yīng)電勢變化 p周，則導體 A中基波感應(yīng)電勢頻率為： ? (53) 當電機的極對數(shù) p和轉(zhuǎn)速 n1一定時， f1頻率便為 固定的數(shù)值。 單層繞組 雙層繞組 交流繞組的感應(yīng)電勢 設(shè)定子內(nèi)表面槽中嵌放導體 A，有效長 度為 l(m)，轉(zhuǎn)子只有一對磁極，它由原動機 拖動以恒定轉(zhuǎn)速 n1(r/min)逆時針旋轉(zhuǎn)，沿氣 隙圓周方向分布的基波磁密波形，大小為： 式中 Bδ1m為基波氣隙磁密幅值。 電角度，三相繞組的每相繞組在一個極下只占三分之一，即 60176。當電機有 p對磁極時，電角度 =p 機械角。對于一對磁極由 N→S→N 變化一周相當于 360176。 ?機械角 ：電機圓周空間角度為 360176。 ?極距 是指每一磁極所占定子內(nèi)圓周的距離，即有 ?節(jié)距 y是指線圈兩有效邊之間的距離。中小容量的異步電動機通常將定子三相繞組的六個端點引出到接線板上，用戶根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)和使用電源情況，接成 Y接或 Δ接。 主要銘牌數(shù)據(jù) 3 轉(zhuǎn)差率 11nnns??定義： (52) %) % ,6~( 0 ?? ss N舉例 有一臺 50Hz的感應(yīng)電機，其額定轉(zhuǎn)速為 730r/min，空載轉(zhuǎn)差率為 ，試求該機的空載轉(zhuǎn)速和額定負載時的轉(zhuǎn)差率。 銘牌上還標有絕緣等級、溫升、工作方式、連接方法等，對繞線式異步電動機還標有轉(zhuǎn)子繞組的額定電壓和額定電流。 氣隙 ： 中、小容量的電動機氣隙一般在 ~ mm范圍。 轉(zhuǎn)子鐵芯 ： 一般用 ，它是 磁路的一部分。 ? 繞組分類： 單層繞組和雙層繞組。 ? 定子繞組 :是電機電路部分，它由三個在空間相差 120176。 三相鼠籠異步電動機結(jié)構(gòu)圖 ? 定子鐵芯 :是電機磁路的一部分，定子鐵芯內(nèi)圓上均勻開有槽，安放定子繞組。 ? ? 難點 ： ? 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的基本電磁關(guān)系。 ? 關(guān)系的基本方程式 、 等值電路和相量圖 ， 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時異步電動機的運行原理 ， 轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算； ? ，各功率之間的相互關(guān)系 ， 電磁轉(zhuǎn)矩物理表達式； ? 。第五章 三相異步電動機原理 The Principles of the Threephase Induction Machines 本章基本教學要求 ? 。 ? 、 圓形旋轉(zhuǎn)磁勢的特性和產(chǎn)生條件 ， 了解分布和短距繞組對消除高次諧波電勢的作用 。 重點和難點 ? 重點 ： ? 關(guān)系 ， 掌握基本方程式 、 等值電路和相量圖三種分析方法 ， 并注意與變壓器的對比 ， 著重分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的情況 ， 轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算； ? 、電磁轉(zhuǎn)矩的表達式。 本次課程教學要求 ： ? 數(shù)據(jù)； ? 、基本方程式 、 等值電路和相量圖； ? 。 ? 機座 :是用作固定與支撐定子鐵芯。 電角度、結(jié)構(gòu)相同的繞組連接而成，按一定規(guī)律嵌放在定子槽中。 ? 繞組應(yīng)用： 單層繞組一般用在 10kW以下的電機，雙層短距繞組用在較大容量的電機中。 轉(zhuǎn)子繞組 ： 是用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 它分鼠籠式和繞線式兩種。 轉(zhuǎn)子 鼠籠轉(zhuǎn)子 鼠籠轉(zhuǎn)子 繞線轉(zhuǎn)子 提刷裝置 主要銘牌數(shù)據(jù) 1 (1)額定功率 PN：指電動機在額定運行時，軸上輸出的機械功率，單位： W或 kW； (2)額定電壓 U1N：指電動機額定運行時，加在定子繞組上的線電壓，單位： V； (3)額定電流 I1N：指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時定子繞組中的線電流，單位： A； 主要銘牌數(shù)據(jù) 2 (4)額定頻率 f1N：我國規(guī)定電網(wǎng)工頻為50Hz； (5)額定轉(zhuǎn)速 nN：指電動機在定子額定電壓、額定頻率下，軸上輸出額定功率時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位： r/min； (6)額定功率因數(shù) cosφN：指電動機在額定運行時定子側(cè)的功率因數(shù)。 ? (7)轉(zhuǎn)子繞組額定電壓 U2N：指定子繞組加額定電壓、轉(zhuǎn)子繞組開路時，滑環(huán)間的線電壓，單位： V； ? (8)轉(zhuǎn)子額定電流 I2N：指電動機額定運行、轉(zhuǎn)子短路狀態(tài)下，滑環(huán)之間流過的線電流，單位： A。 解 空載轉(zhuǎn)速： 額定轉(zhuǎn)差率： 0 2 7 5 07 3 07 5 011 ?????nnns Nm i n/ 4 7)0 0 (7 5 0)1( 010rsnn?????? 設(shè) ηN為異步電動機的效率，額定功率： ? 電動機的輸入功率為： ? ? 接線： ? 高壓異步電動機定子繞組采用 Y接，只有三根引出線。 NNNNN IUP ?? c o s3 11?NNN IUP ?c o s3 111 ?小型鼠籠異步電動機 三相異步電動機的引出線 ? 國產(chǎn)電機型號由漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字組成，大寫漢語拼音字母表示電機的類型、結(jié)構(gòu)特征和使用范圍，數(shù)字表示設(shè)計序號和規(guī)格，例如： Y2 160 L 12 Y和 YR系列 ?一般用途三相異步電動機應(yīng)用最廣的產(chǎn)品是 Y系列和 YR系列，其中 Y系列為鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動機， YR系列為繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動機。單層繞組是整距繞組，即有 y=τ ?每極每相槽數(shù) q是指一個磁極下一相繞組所占有的槽數(shù)，即有： pZ21??112 pmZq ?交流繞組 ?相帶 ：是指一相繞組在一個磁極下連續(xù)所占的范圍。 或為 2π弧度，稱這種角度為機械角。 電角度或為 2π電弧度。 ?分析 ：每一磁極占 180176。 相帶。 ??? s i n11 mBb ?感應(yīng)電動勢 導體 A切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小為： ?? s i n111 vlBvlbe mx ??????tEtE m 1111 s i n2s i n ?? ??導體的基波感應(yīng)電動勢 最大值為： 1111 222flBlvBE mmm ?????? ?????mav BB