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《电机学》听课笔记:15

三相绕组的基波合成磁动势

一单相绕组脉动磁动势的分解

fΦt(Θ,T)=FΦtcosΘcoswt

                =FΦtcos(wt-Θ)/2+FΦtcos(wt+Θ)/2=fΦ+fw

单相磁动势分解单相磁动势分解


fΦ=FΦtcos(wt-Θ)/2正向圆形旋转磁场

fw=FΦtcos(wt+Θ)/2反向圆形磁场

结论 :一个在空间呈正弦分布随时间做正弦变化的脉振磁动势可以分解为两个幅值为脉振磁动势一半,转速相同,转向相反的圆形旋转磁动势

二、对称三相绕组流过对称三相电流时基波合成的磁动势    设

iA(t)=  √2Icoswt

iB(t)= √2Icos(wt-120′)

iC(t)= √2Icos(wt-240′)

以A相绕组的轴线作为空间坐标为起点,则三相绕组的磁动势分别为:

fA(Θ,t)=FΦtcosΘcoswt==FΦtcos(wt-Θ)/2+FΦtcos(wt+Θ)/2=fA+ + fA-

fB(Θ,t)=FΦtcos(wt-Θ)/2+FΦtcos(wt+Θ-240')/2=fB+ +fB-

fC(Θ,t)=FΦtcos(Θ+120)cos(wt+120)         

          = FΦtcos(wt-Θ)/2+FΦtcos(wt+Θ-120')/2=fC+ +fC-

三相绕组的合成磁动势为

fi(Θ,t)=fA+ + fA- +fB+ +fB- +fC+ +fC- =3FΦtcos(wt-Θ)/2

        =3*4*√2NKIcos(wt-Θ)/2*Π*2*p

        =1.35NKIcos(wt-Θ)/p

不同瞬间三相基波磁动势的合成

A、当wt=0时tA=√2t, tb= =√2t/2, tC= --√2t/2
fA=FΦtcosΘ,fB=--FΦtcos(Θ-120)/2,fC=-FΦtcos(Θ+120)/2,

fi=3FΦtcosΘ/2

此时合成磁动势的最大幅值在cosΘ=1,Θ=0处,也即A相的相轴重合。

B、当wt=-120时tA=√2t/2, tb= =√2t, tC= --√2t/2

fA=- FΦtcosΘ/2   fB=--FΦtcos(Θ-120),fC=-FΦtcos(Θ+120)/2,

fi=3FΦtcos(Θ-120)/2

此时合成磁动势的最大幅值在cos(Θ-120)=1,Θ=120处 ,B相与相轴重合

C、wt=240时tA=-√2t/2,tB=-√2t/2,tC==√2t

fA=-FΦtcosΘ/2,fB=-FΦtcos(Θ-120),fC=FΦtcos(Θ+120)

fi=FΦtcos(Θ+120)/2

此时合成的磁动势的最大幅值cos(Θ+120)=1,Θ=-120处,C相与相轴重合

结论 当三相对称绕组流过三相对称电流时,其三相绕组的合成磁动势基波为一圆形旋转磁动势

1磁动势的磁极极对数与绕组的极对数相同;

2磁动势的最大幅侄为单相脉振磁动势振幅的二分之三倍:

Fi=1.35NKI/p

3转向由电流超前相的相轴转向电流滞后相的相轴

4转速:w=2Πf  或者n1=60f/p  n1为同步转速

5最大幅值的位置:当某相电流达到最大时,合成磁动势与该相的相轴重合,一般情况Θ=wt

第五章异步电机

一基本类型和结构

主要作为电动机使用

主要优点:机构简单运行可靠 制造容易 价格低廉 坚固耐用有较高的效率和相当好的工作特性

缺点:目前不能经济地在较大范围内平滑调速,以及它必须从电网吸收之后的无功功率

分类:

按相数分:单相异步电机和三相异步电机

按转子结构分:饶线型异步电机和笼型异步电机

二基本结构:

1定子

定子铁心:电机主磁路的组成部分并嵌放定子绕组,由厚度为0.5MM的硅钢片叠装而成。为了嵌放定子绕组,在定子冲片内圆周均匀地冲制若干形状相同的槽

定子铁心的槽形主要有三种:半闭口槽适用于小型异步电机,其绕组是用圆导线饶成。半开口槽适用于低压中型异步电机,其绕组是戚线圈,开口槽适于高压大中型异步电机,其绕组是用绝缘带包扎并浸处理过的成型线圈。

定子铁心槽形定子铁心槽形

定子绕组:构成电路部分,其作用是感应电动势,流过电流实现电机能量转化。

三相对称的单层或双层绕组。

机座:固定和支撑顶子铁心,此时要求有足够的机械强度。

2转子:转子铁心 电机主磁路的组成部分,并放置转子绕组,由厚度0.5MM的硅钢片叠装而成。在转子外圆周上冲制均匀分布的形状相同的槽。

转子绕组:构成电路部分,有两种结构型式:笼型绕组和绕组型绕组

转子转子

笼型绕组:在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置一根导体,在铁心两端放置两个端环。分别把所有的导体伸出槽外部分与端环联接起来。这个笼形绕组一般为铝浇铸的,对中大型电机为减少损耗、提高效率,往往采用铜条焊接而成。

绕线型绕组:与定子绕组相似、极数相同的三相对称绕组,一般接成星形,将三相绕组的三个引出分别接到转轴上三个滑环上,再通过电刷与外电路接通,绕线型转子的特点是可以通过滑环电刷在转子回路中接入附加电阻,以改善电动机的起动性能。调节其转速。

转子 绕线型转子 绕线型

转轴:支撑转子铁心和输出、输入机械转矩

3气隙

定子、转子之间的间隙,也是电机主磁路的组成部分。

气隙大小对异步电机的性能形影响很大。

为了减小电机主磁路的磁阻,降低电机的励磁电流提高电机的功率因数,气隙应尽可能小,异步电机气隙长度为定子,转子在运行中不发生机械摩擦所允许的最小值。

中小型异步电机中,气隙长度一般为0.2--1.5MM

 

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