《電機學》第三篇 第10、11、12章 交流旋轉電機的共同問題

 


第10章 交流旋轉電機(同步電機、異步電機)的繞組

電角度 = 極對數p*機械角度

每極每相槽數 = 總槽數/(極對數*相數)

相帶

槽距角  = 極對數p * 360°/總槽數

 

均勻對稱原則

電勢相加原則

 

電勢星形圖

 

單層繞組(整距繞組):同心式繞組、等元件式整距繞組、交叉鏈式繞組

雙層繞組(短距繞組):疊繞組、波繞組

 

小結:

       單層繞組:整距繞組,只用在小容量電機上

       雙層繞組:短距繞組,改善電勢波形,節約端部材料等優點,廣泛應用


第11章 交流繞組中的感應電勢

電勢有效值

Em = Bm L v

f = p n /60

1. 導體電勢:

單根導體: Em = 2.22f φ1 

多匝導體: Em = 2.22f Ny φ1 

2. 線圈電勢

整距線圈 Em = 4.44 f Ny φ1     

短距線圈 Em = 4.44 f Ny φ1 ky   (短距係數 ky = cos(β/2))

雖然短距線圈電勢減小了,但是短距可以減小諧波問題

3. 線圈組電勢

q個線圈

Eq = 

4. 相電勢

Ep = 4.44 f N φ kw

(單層整距:N =  pqNy/a

                     短距係數ky = 1

                     kw = ky kq = kq = sinqa/2   /  qsina/2

 

    雙層短距: N = 2pqNy/a

                     kw = ky kq  =  cosβ/2 · sinqa/2   /  qsina/2

 

高次諧波電勢削弱方法:

1. 不均勻氣隙:圓弧磁極 而不是 矩形形狀磁體,減小中間氣隙,增大電勢,更像正弦波

2。短距線圈

3. 分佈繞組

4.三相連接:消除3次諧波線電勢

 


第12章 交流繞組產生的磁勢

單相繞組磁勢——脈振磁勢

矩形波幅值瞬時值:fy = Ny iy / 2  = Ny √2 Iycoswt /2  = Fy coswt(Iy是交變電流)     

矩形波幅值最大值:Fy = √2 NyIy / 2

基波: Fy1 = 0.9 IyNy      n次諧波:Fyn = 0.9 IyNy / n 

整距分佈繞組磁勢:

Fq1 = 0.9 Iy q Ny kq1

單層短距繞組磁勢:

Fq1 = 0.9 Iy (q Ny) kq1 ky1

雙層短距繞組磁勢:

Fq1 = 0.9 Iy (2q Ny) kq1 ky1

單相脈振磁勢的幅值最大值的統一表達式:

Fp1 =  0.9 I1 N1 kw1 / p(I1 = a Iy       N1 = 2pqNy/a) 

 

單相脈振磁勢的分解

1. 數學分解、圖解

一個基波的單相脈振磁勢可以分解爲 大小相等、方向相反、轉速相同n1 = 60f/p 的圓轉旋轉磁勢

fp1 = f+ + f-

2. 幅值式 :

Fp1 =  0.9 I1 N1 kw1 / p(I1 = a Iy       N1 = 2pqNy/a) 

3.瞬時式 :

 fp1 = Fp1 coswt · cosπx/t

 

三相基波合成磁勢——旋轉磁勢(圓形)

三相對稱繞組通過三相對稱電流,三相基波合成磁勢是一個圓形旋轉磁勢,

轉速n1 = 60f/p  ,幅值F1 = 3/2Fp1(每相脈振磁勢幅值)

轉向:永遠是從超前電流的相轉到落後電流的相。

 

交流旋轉電機(異步電機)的主磁通和漏磁通

漏磁:

槽壁漏磁通

端部漏磁通

諧波漏磁通

 

 

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