关于三相交流交流发电机磁极转动方向的问题

电机试题(中级)15
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电机试题(中级)15
交流异步电动机;选择题;1、三相交流异步电动机定子上布置结构完全相同,在;子的空气隙间将会产生旋转磁场;A直流电B交流电C脉动直流电D三相对称交流电;2、三相异步电动机同一相绕组的各个有效边在同性磁;A相同B相反C一半相同,一半相反D随意;3、三相异步电动机定子各相绕组的电源引出线应彼此;A60OB90OC120OD180O;4、三相异步电动机定子各相绕组在
交流异步电动机选择题1、 三相交流异步电动机定子上布置结构完全相同,在空间位置上互差120O 电角度相绕组通入(
),则在定子与转子的空气隙间将会产生旋转磁场。A 直流电
C脉动直流电
D 三相对称交流电2、三相异步电动机同一相绕组的各个有效边在同性磁极下的电流方向应(
)。A 相同
C 一半相同,一半相反
D 随意3、三相异步电动机定子各相绕组的电源引出线应彼此相隔(
)电角度。A 60 O
D 180 O4、三相异步电动机定子各相绕组在每个磁极下应均匀分布,以达(
)的目的。A 磁场均匀
B 磁场对称
C 增强磁场
D 减弱磁场5、一台三相异步电动机定子槽数为36,磁极数为4,定子每槽电角度是(
D 206、一台三相异步电动机,磁极对数为2,定子槽数为36,则极距是(
)槽。A 18
D 37、一台三相异步电动机磁极数为6,定子圆周对应的电角度为(
D 21608、一台三相异步电动机,定子槽数为24,磁极数为4,各相绕组电源引出线首端应相隔(
D 69、一台三相异步电动机磁极数为4,定子槽数为24,定子绕组形式为单层链式,节距为5,并联支路数为1,在绘制绕组展开图时,同相各线圈的联接方法应是(
)。A 正串联
D 反并联10、三相单速异步电动机定子绕组概念图中每相绕组的每个极相组应(
)着电流箭头方向链接。A 逆
C 1/3顺着,2/3逆着
D 1/3逆着,2/3顺着11、三相异步电动机定子绕组圆形接线参考图中,沿圆周绘制了若干段带箭头的短圆弧线,一段短圆弧线代表(
)。A 一相绕组
B 一个线圈
C 一个节距
D 一个极相组12、中小型单速异步电动机定子绕组概念图中,每个小方块上面的箭头表示的是该段线圈组的(
)。A 绕向
B 嵌线方向
C 电流方向
D 电流的大小13、三相鼠笼式异步电动机直接启动电流过大,一般可达额定电流的(
D1014、三相异步电动机降压启动的常见方法有( )种。A 2
D515、适用于电机容量较大且不允许频繁起动的降压启动方法是( )。A 星―三角
B 自耦变压器
C 定子串电阻
D 延边三角形16、异步电动机采用启动补偿启动时,其三相定子绕组的接法( )。A 只能采用三角形接法
B 只能采用星形接法C 只能采用星形/三角形接法
三角形接法及星形接法都可以17、当异步电动机采用星形―三角形降压启动时,每相定子绕组承受的电压是三角形接法全压起动时的( )倍。A 2
C 1/D 1/318、三相异步电动机采用y-△降压启动时,启动转矩是△接法全压起动时( )倍。AD 1/319、转子绕组串电阻启动适用于(
)。A 鼠笼式异步电动机
B 绕线式异步电动机C 串励直流电动机
D 并励直流电动机20、三相异步电动机按转速高低划分,有( )种。A 2
D 521、双速电动机属于(
)调速方法。A 变频
B 改变转差率
C 改变磁极对数
降低电压22、三相异步电动机变极调速的方法一般只适用于(
)。A 笼型异步电动机
B 绕线式异步电动机
C 同步电动机
D 滑差电动机23、采用yy/△接法的三相变极双速异步电动机,变极调速时,调速前后电动机的(
)基本不变。A 输出转矩
B 输出转速
C 输出功率
D 磁极对数24、绕线式异步电动机的 转子电路中串入一个调速电阻属于(
)调速。A 变极
C 变转差率
D 变容25、三相绕线式转子异步电动机的调速控制可采用(
)的方法。A 改变电源频率
B 改变定子绕组磁极对数
C 转子回路串联频敏变阻器
D 转子回路串联可调电阻26、由可控硅整流器和可控硅逆变器组成的调速装置的调速原理是(
)调速。A 变极
C 改变转差率
D 降压27、要使三相异步电动机的旋转磁场方向改变,只需要改变(
)。A 电源电压
C 电压电流
D 负载大小28、三相异步电动机的正反转控制关键是改变(
)。A 电源电压
B 电源相序
C 电源电流
D 负载29、反接制动时,旋转磁场与转子的相对运动速度很大,致使定子绕组中的电流一般是额定电流的(
)倍左右。A 5
D 1530、三相异步电动机反接制动时,采用对称制电阻接法,可以在限制制动转矩的同时,也限制了(
)。A 制动电流
B 启动电流
C 制动电压
D 启动电压31、对于要求制动准确、平稳的场合,应采用(
)。A 反接制动
B 能耗制动
C 电容制动
D 再生发电制动32、三相异步电动机能耗制动时,电动机处于(
)状态。A 电动
D 调速33、三相异步电动机采用能耗制动,切断电源后,应将电动机(
)。A 转子回路串电阻
B 定子绕组两相绕组反接
C 转子绕组进行反接
D 定子绕组送入直流电34、对于存在机械摩擦和阻尼的生产机械和需要多台电动机同时制动的场合,应采用(
)制动。A 反接
D 再生发电35、交流电动机耐压试验的试验电压种类应为(
)。A 直流
B 工频交流
C 高频交流
D 脉冲电流36、交流电动机作耐压试验时,对额定电压为380V,功率在1―3KW以内的电动机,试验电压应取(
)伏。A 500
D 200037、对额定电压为380V,功率3KW及以上的电动机作耐压试验时,试验电压应取(
)伏。A 500
D 176038、交流电动机作耐压试验时,试验时间应为(
D 10min39、耐压试验时交流异步电动机应处于(
)状态。A 启动
B 正转运行
C 反转运行
D 静止40、三相交流电动机耐压试验中,不包括(
)之间的电压。A 定子绕组相与相
B 每相与机壳
C 绕线式转子绕组与地
D 机壳与地41、交流电动机作耐压试验时,绝缘被击穿的原因可能是(
)。A 试验电压高于的额定电压的两倍
B 鼠笼转子断条
C 长期停用的电机受潮
D 转轴弯曲42、交流电机在耐压试验中,绝缘被击穿的原因可能是(
)。A 试验电压偏低
B 试验电压偏高
C 试验电压为交流
D 电机没经过烘干处理43、绕线式电动机的定子绕组作耐压试验时,转子绕组应(
)。A 开路
D 严禁接地44、在保证电动机性能的前提下,合理选择电动机(
)能达到节能的效果。A 电压等级
B 电流等级
C 功率等级
D 温升等级45、异步电动机不希望空载或轻载的主要原因是(
)。A 功率因素低
B 定子电流较大
C 转速太高有危险
D 转子电流较大46、某台电动机的效率高,说明电动机(
)。A 做功多
C 功率因素大
D 本身功率损耗小47、天车在工作过程中,如(
)台电动机的电流超过允许值时,所有的电动机都会脱离电源而停车。A 一
D 任何一48、在桥式起重机线路中,每台电动机的制动电磁铁都是在(
)时制动。A 电压升高
B 电压降低
D 断电49、起重机采用电磁抱闸制动的原理是(
)。A 电力制动
B 反接制动
C 能耗制动
D 机械制动50、起重设备上的移动电动机和提升电动机均采用(
)制动。A 反接
C 电磁离合
D 电磁抱闸51、为克服起重机再生发电制动没有低速段的缺点,采用了(
)方法。A 反接制动
B 能耗制动
C 电磁抱闸
D 单相制动判断题01、一台三相异步电动机磁极数为4,转子旋转一周为360电角度。02、三相异步电动机产生旋转磁场的条件是,一在定子上布置有结构完全相同,在空间位置互差120电角度的三相绕组,二是向这三个绕组中通入三个交流电。3、 只要在三相交流异步电动机的每相定子绕组中都通入交流电流,便可产生定子旋转磁场。4、 对照实物绘制的三相单速异步电动机定子绕组的概念图中,一相绕组的一半极相组电流箭头方向与另一半极相组的串联方向相反,说明该定子绕组接线错误。5、 三相电动机接在同一电源中,作△形联接时的总功率是作Y形联接时的3倍。6、 电源容量在180千伏安以上,电动机容量在7千瓦以下的三相异步电动机可直接启动。7、 三相异步电动机的变极调速属于无级调速。8、 中小型三相变极双速异步电动机只能实现倍极比的变极调速。9、中小型三相变极双速异步电动机,欲使极对数改变一倍,只要改变定子绕组的接线,使其中一半绕组中的电流反向即可。10、由可控硅整流器和可控硅逆变器组成的变频调速装置,可使鼠笼式异步电动机无级调速。11、只要在绕线式电动机的转子电路中接入一个调速电阻,改变电阻的大小,就可以平滑调速。12、要使绕线式异步电动机的启动转矩为最大转矩,可以在转子电路中串入合适电阻的方法来实现。13、只要任意调换三相异步电动机两相绕组所接电源相序,电动机就反转。14、反接制动由于制动时对电动机产生的冲击比较大,因此应串入限流电阻,而且仅用于小功率异步电动机。15、三相异步电动机的制动转矩可以是电磁转矩,也可以是机械转矩。16、耐压试验时交流异步电动机必须处于静止状态。17、交流电机耐压试验的目的是考核各相绕组之间及各相绕组对机壳之间的绝缘性能好坏,以确保电动机安全运行及操作人员的安全。18、交流电机在耐压试验中,绝缘被击穿的原因之一可能是试验电压超过额定电压的两倍。同步电机选择题1、 按功率转换关系,同步电机可分(
D 42、 同步电动机的转子励磁绕组的作用是通电后产生一个(
)磁场。A 脉动
C 极性不变但大小变化的
D 大小和极性都不变的恒定3、同步电动机不能自行启动,其原因是(
)。A 本身无启动转矩
B 励磁绕组开路
C 励磁绕组串电阻
D 励磁绕组短路4、同步电动机的启动方法有(
D 55、同步电动机的启动方法多采用(
)启动方法。A 降压
D y―△6、同步电动机采用异步启动时,启动过程可分为(
)打过程。A 2
D 5 7、异步启动时,同步电动机的励磁绕组不能直接短路,否则(
)。A 引起电流太大电机发热
B 将产生高电势影响人身安全C 将发生漏电影响人身安全
D 转速无法上升到接近同步转速,不能正常启动8、三相同步电动机的转子在(
)时才能产生同步转矩。A 直接启动
B 同步转速
C 降压启动
D 异步启动9、同步电动机停车时,如需进行电力制动,最方便的方法是(
)。A 机械制动
B 反接制动
C 能耗制动
D 电磁抱闸10、三相同步电动机的制动控制应采用(
)。A 反接制动
B 再生发电制动
C 能耗制动
D 机械制动11、三相同步电动机采用能耗制动时,电源断开后,同步电动机就成为(
)被外接电阻短接的同步发电机。A 电枢
B 励磁绕组
D 直流励磁绕组12、三相同步电动机采用能耗制动时,电源断开后保持转子励磁绕组的直流励磁,同步电动机就成为电枢被外电阻短接的(
)。A 异步电动机
B 异步发电机
C 同步发电机
D 同步电动机13、同步电动机采用能耗制动时,将运行中的同步电动机定子绕组(
),并保留转子励磁绕组的直流励磁。A 电源短路
B 电源断开
D 串联14、同步电动机采用能耗制动时,将运行中的定子绕组电源断开,并保留转子励磁绕组的(
)。A 直流励磁
B 交流励磁
D 交直流励磁15、同步电动机能耗制动时,将运行中定子绕组电源断开,并保留(
)的直流励磁。A 线路
C 转子励磁绕组
D 定子励磁绕组16、同步电动机出现失步的现象是(
)。A 电源电压过高
B 电源电压过低
C 电动机轴上负载转矩太大
D电动机轴上负载转矩太小17、现代发电厂的主体设备是(
)。A 直流发电机
B 同步电动机
C 异步发电机
D 同步发电机18、汽轮发电机的转子一般做成隐极式,采用(
)。A 良好导磁性能的硅钢片叠加而成
B 良好导磁性能的高强度合金钢锻成C 1―15毫米厚的钢片冲制后叠成
D 整块铸钢或锻钢制成19、同步发电机的定子装有一套在空间上彼此相差(
)的三相对称绕组。A 60°
B 60°电角度
D 120°电角度20、同步发电机他励式半导体励磁系统中的主励磁机是一个(
)。A 工频(50赫兹)三相交流发电机
B 直流发电机
C 中频(100赫兹)三相交流发电机
D直流电动机21、在水轮发电机中,如果n=100r/min,则电机应为(
)对磁极。A 10
D 10022、同步补偿机实际上就是一台(
)。A 空载运行的同步电动机
B 负载运行的同步电动机
C 空载运行的同步发电机
D 负载运行的同步发电机23、在变电站中,专门用来调节电网的无功功率,补偿电网功率因素的设备是(
)。A 同步发电机
B 同步补偿机
C 定子绕组
D 直流励磁绕组判断题1、同步电机与异步电机一样,主要是由定子和转子两部分组成。2、同步电机主要分同步发电机和同步电动机两大类。3、同步电动机一般都采用同步启动法。4、异步启动时,同步电动机的励磁绕组不准开路,也不能将励磁绕组直接短路。5、对于重载启动的同步电动机,启动时应将励磁绕组电压调到额定值。6、同步电动机运行时,必须在励磁绕组中通入直流电来励磁。7、同步电动机停车时,如需电力制动,最常见的方法是反接制动。8、同步电动机停车时,如需进行电力制动,最常见的方法是能耗制动。9、同步电动机能耗制动停车时,不需另外的直流电源设备。10、汽轮发电机转子一般采用整块有良好导磁性能的高强度合金钢锻成。11、同步发电机运行时,必须在励磁绕组中通入直流电来励磁。12、同步补偿机实际上就是一台满载运行的同步电动机。直流电机选择题1、按励磁方式分类,直流电机可分为(
D 52、直流电动机的电枢铁心一般用(
)制成。A 0.5毫米厚的薄钢板_制成形后再用铆钉铆紧
B 0.5毫米厚的表面有绝缘层的硅钢片叠压C 整块钢板
整块铸铁3、直流电动机的换向器由(
)而成。A 相互绝缘特殊形状的梯形硅钢片组装
B 相互绝缘特殊形状的梯形铜片组成C 特殊形状的梯形铸铁加工
D 特殊形状的梯形整块钢板加工4、直流电机中的电刷是为了引导电流,实际应用中一般都采用(
)。A 铜质电刷
B 银质电刷
C金属石墨电刷
D 电化石墨电刷5、直流并励电动机中换向器的作用(
)。A 把交流电压变成电机的直流电流
B 把直流电压变成电机的交流电流C 把直流电压变成电枢绕组的直流电流
D 把直流电流变成电枢绕组的交流6、直流电机的电刷因磨损而需要更换时,应选用(
)的电刷。A 与原电刷相同
B 较原电刷稍硬
C较原电刷稍软
D任意软硬7、直流电机主磁极上两个励磁绕组,一个与电枢绕组串联,一个与电枢绕组并联,称为(
)电机。A 他励
D 复励8、直流电机的换向由(
)组成。A 换向极铁心
B 换向极绕组
D 换向极铁心和换向极绕组9、直流电机换向极的作用是(
)。A 削弱主磁场
B 增强主磁场
C 抵消电枢磁场
D 产生主磁场10、直流电机的主磁极的作用是(
)。A 产生换向磁场
B 产生主磁场
C 削弱主磁场
D 削弱电枢磁场11、在直流电机中,为了改善换向,需要装置换向极,其换向极绕组应与(
)。A 主磁极绕组串联
B 主磁极绕组并联
C 电枢绕组串联
D 电枢绕组并联12、一台牵引列车的直流电机(
)。A 只能作电动机运行
B 只能做发动机运行
C 只能产生牵引力
D 既能产生牵引力,又能产生制动力矩13、直流电动机是利用(
)的原理工作的。A 导体切割磁力线
B 通电线圈产生磁场
C 通电导体在磁场中受力运动
D电磁感应14、直流电动机的某一个电枢绕组在旋转一周的过程中,其通过的电流是(
)。A 直流电流
B 交流电流
C 脉冲电流
D 互相抵消正好为零15、对于没有换向极的小型直流电动机,带恒定负载向一个方向旋转,为了改善换向可将电刷几何中性线面处沿电枢转向(
)。A 向前适当移动β角
B 向后适当移动β角
C 向前移动90°
D 向后移动到主磁极轴线上16、直流串励电动机的机械特性曲线是(
)。A 一条直线
D 圆弧线17、直流并励电动机的机械特性是(
)。A 陡降的直线
B 水平一条直线
D 硬特性18、直流电动机除极小容量外,不允许(
)启动。A 降压
C 电枢回路串电阻
D 降低电枢电压19、直流电动机采用电枢回路串变阻器启动时,将启动电阻(
)。A 由大往小调
B 由小往大调
C 不改变其大小
D 不一定向哪个方向调20、直流电动机采用电枢回路串电阻启动,应把启动电流限制在额定电流的(
)倍。A 4―5
D 2―2.521、并励直流电动机启动时,励磁绕组两端电压(
)额定电压。A 大于
D 略小于 包含各类专业文献、高等教育、幼儿教育、小学教育、中学教育、专业论文、电机试题(中级)15等内容。 
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关于三相交流电机的型号和规格
请问三相交流电机有哪些型号和规格?举三个例子,还有断路器,交流接触器,热继电器,各给我说三个例子,谢谢了或者给我点这方面的资料,谢谢了
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随着现代工业的不断发展,电机作为重要的电器元件, 广泛应用在各种自动化控制系统中。在现代生活生产中,电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。人们对电机学方面知识的需求也越来越多。 本文浅显的介绍控制电机中非常重要的一种电机:步进电机的工作原理及步进电机和其他常见电机的相关问题,希望能对不了解电机学的读者有所帮助。 2 步进电机: 2.1步进电机的工作原理简述: 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 2.2步进电机分类: 步进电机可以大概分为一下几种: 永磁式步进电机:一般为两相,转矩和体积较小; 反应式步进电机:一般为三相,可实现大转矩输出; 混合式步进电机:是指混合了永磁式和反应式的优点的电机,它又分为两相和五相。这是目前应用最广泛的一种步进电机。 2.3永磁式步进电机工作原理简述: 永磁式步进电动机是一个永久磁铁电动子, 卷绕并且磁性地导电性定子。 通电导线形成一个磁场, 定子磁场分布的改变, 定子在磁场的作用下转动来带动负载。 上图说明典型的步进电动机作用原理:一个两相绕阻。两相绕阻中的A向通电产生磁场,磁场方向显示如图, 因为转子受定子磁极吸引由向A向绕阻转动。然后对B向绕阻通电,使转子由A向绕阻向B向绕阻转动,即转子随磁场方向转动。磁场转到A向绕阻,转子由B向绕阻向A向绕阻转动。重覆以上这个过程。每使电动机转子顺时针转过90度,即步进电机向前进一步(一个步距角)。 3 步进电机与其他类型电动机的区别与联系: 3.1步进电机与交流伺服电动机的性能比较: 步进电机与伺服电动机同样属于执行电动机,同样是将电信号转变为机械信号。其控制方式也基本相似,同样是用脉冲串和方向信号实现电机控制。但在性能和应用场合上存在较大差异: 3.1.1控制精度不同: 步进电机的控制精度由步距角决定,电机P(步进电机相数)值受物理条件限制,而交流伺服电动机的控制精度则是由一个旋转编码器保证,由脉冲当量控制,能够实现较高的精度。 3.1.2输出力矩不同: 步进电机的输出力矩会随电机转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,而交流伺服电机为恒力矩输出。 3.1.3过载能力不同: 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。步进电机因为没有过载能力,在选型时为了克服惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。 3.1.4运行性能不同 步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。 3.1.5速度响应性能不同 步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,从静止加速到其额定转速3000RPM有的仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。 3.2步进电机与同步、异步电机的性能比较: 步进电机与伺服电机属于执行电机,而同、异步电机均属交流动力电机,是靠50周交流电网供电而转动。异步电机是定子送入交流电,产生旋转磁场,而转子受感应而产生磁场。这样两磁场作用,使得转子跟着定子的旋转磁场而转动。其中转子比定子旋转磁场慢,有个转差,不同步所以称为异步机。而同步电机定子同异步电机,其转子是人为加入直流电形成不变磁场,这样转子就跟着定子旋转磁场一起转而同步,始称同步电机。 【参考文献】: [1]步进电机的基本原理 论文网: [2]步进电机和交流伺服电机性能比较 木蚂蚁论文基地: [3]陈理壁 步进电机机器应用 [M]上海:上海科学技术出版社,1989 [4]王宗培 步进电动机及其控制系统 [M]哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1986 [5]王玉琳,王强 步进电机的速度调节方法 [M]合肥:合肥工业大学机械玉汽车工程学院,2005 [6]温舜方 用永磁磁极取代励磁绕组 [M]中国电机日报 以上资料请参见: http://www.gznf.net/column/blog.php?do=showone&tid=164317 至于步进电机的重量,则视不同规格不同型号会有不同的重量。比如用于房间空调器分体系列室内机导风板,以及暖风器等导风板上的四相八拍步进电机,重量为32克;39BYG601为250克;86BYGX450C-005混合式步进电机则有3.8Kg。所以不同的电机的重量是从几十克到几千克甚至更重。参考资料:http://www.gznf.net/column/blog.php?do=showone&tid=164317
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三相异步电动机的基本原理 详细内容
三相异步电动机的基本原理
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第一节 三相异步电动机的工作原理及结构
交流电机分为:
同步电机――多为发电机,电机的转速与频率之间有严格关系;
异步电机――多为电动机,转速与频率间没有严格关系。
均有单、三相之分,我们将主要讨论三相异步电动机。
定子绕组接上电源,转子电流是靠定子绕组感应而来,也称感应电机。定、转子绕组无电的联系。可以将定子绕组看成变压器原方,转子绕组看成付方。从广义上讲,异步电机是变压器的一个特殊形式,其基本原理、分析方法均和变压器类似。我们主要讨论他们的不同之处。
优点:结构简单,制造方便,价格低廉,与同容量的直流电机比较,价格为其1/3,重量为其一半。
缺点:调速性差,或讲调速范围很小。在感性负载下,满载
,空载 &,使整个电网 &变坏。
用途:大多数负载调速要求不高,
低可用其它方法补偿,在拖动系统中广泛使用。
何为异步电机呢?
先看其基本电磁关系:
原理上讲:导体与磁场有相对运动会感应电势,方向用右手定则判定;载流导体在磁场中受力,方向用左手定则判定。
可见,电动势和转矩产生的条件有:
1)旋转磁场的存在;
2)感应电流(闭合绕组);
3)转差存在。
若:1)线圈中通以直流电产生磁场――同步电机;
2)线圈电流是感应而来的――异步电动机;
3)转速n 是顺旋转磁场转的,改变n 转向――改变磁场转向。
不可能人为摇动手柄,电机内部要有个旋转磁场,且转速稳定。为了产生旋转磁场,实际电机结构与模型是不同的,采用一定的电机结构,确实可以产生一个要求的旋转磁场。
一、三相异步电动机的结构
与直流电机一样,静止部分------定子,
转动部分------转子,
不同的是定子上无明显的磁极,极数是由旋转磁场在气隙中形成的。
(一)定子
1)铁心:硅钢片0.5mm 冲片,迭装,压紧,环状,内圆均匀开槽,
2)绕组:铜铝线,漆包线。绕好的成型线圈,下线,入槽内。槽绝
3)机座:铸铁,支撑转子。端盖
(二)转子
1)铁心:硅钢片0.5mm,外圆均匀开槽,冲、迭压;
2)轴:中碳钢,两边由轴承支撑
3)绕组:鼠笼式,绕线式
(三)气隙
异步电机定转子之间有气隙, 气隙大小对电机有影响
• 定子铁心
• 叠片结构,定子冲片(圆形冲片,扇形冲片),径向通风沟(风道),槽,槽型。
• 定子绕组:成型线圈(2),散嵌线圈,单层,双层,绕组联结方法。
• 其他部件:机座,端盖,风罩,铭牌等。
• 转子铁心(1,2):转子冲片。
• 转子绕组:
1. 鼠笼式绕组
2. 绕线式绕组
• 其他部件:轴,轴承,风扇等
二、三相异步电动机的工作原理及运行状态
通过模型了解了异步电动机的工作原理,并介绍了实际电动机的结构。电机的磁路是:定子铁心-气隙-转子铁心-气隙-定子铁心,由于气隙存在,磁路磁阻比变压器达,相应的励磁电流较大。一般变压器Im为(3~8)%I1N; 异步机Im 为20%I1N,小电机可达50%I1N原理上讲,异步电动机就是2 个磁极相互吸引。转子磁极是转子电流产生的,而转子电流又是由定子绕组感应的,可以说是变压器的推广,但它们的磁场性质是不同的,要专门讨论。
(一)旋转磁场的产生
已知异步电动机的工作三个条件首先是要有个旋转磁场。对磁场的要求是:磁场的极性不变、大小不变、转速不变(稳定的转速)。旋转磁场是定子绕组按一定规律排列而产生的。理论与实践证明:三相对称绕组中通入三相对称电流后,空间能产生
一个旋转磁场,且极性、大小、转速均不变。
三相对称电流:指A,B,C 三相电流大小相等,时间上互差
三相对称绕组:指A,B,C 三相绕组匝数相等,空间上互差
为构成三相对称绕组,绕组在定子中安放有一定的规律,规定:
1)三相定子绕组头尾标志为:A-X,B-Y,C-Z;
2)三相定子绕组按A-Z-B-X-C-Y 的顺序放入定子槽内,使之空间互差
**每相绕组可能不止一个线圈,每个线圈也不是一匝;
**最简单的是每相一个线圈,三相绕组共3 个线圈-6 个线圈边,定子上开有6 个槽。
三相电流的表达式为 :
三相电流变化的频率是f=50HZ.A,B,C 三相是随t 变化的,ABC 交替出现最大值――称之为正序。规定:电流为正值时,从每相线圈的首端(A、B、C)流出,由线圈末端(X、Y、Z)流入;电流为负值时,从每相线圈的末端流出,由线圈首端流入。符号⊙表示电流流出, 表示电流流入。
取 4 个特定时间:
可见,旋转磁场有如下特点:
1)相当空间有一个大小、极性、转速不变的磁极在旋转;
2)产生一对极,共开6 个槽,3 个线圈,跨矩为1/2 圆周;
3)按A,B,C 相序,磁场逆时针旋转――称正转;
4)当电流变化一个周期3600 时,磁场在空间转一圈( )。若电流每秒变化f1 周,磁场转n0 转――即n0=f1 转/秒;习惯上用每分钟表示。n0=60f1 转/分――同步转速。如2 极电机,p=1,n0=60*f1=3000 转/分
若要求磁场产生4 个极呢?p=2 或3,4……?
只需在绕组排列上作些变动即可,原则仍为1)三相对称绕组,空间互差120;2)放置次序为A-Z-B-X-C-Y,不同的是每相不是一个线圈,而是p 个!
一对极,每相绕组一个线圈A-X,跨矩为1/2 圆周,3 个线圈,6 个槽;
二对极,每相绕组二个线圈A-X,A’-X’,跨矩为1/4 圆周,6 个线圈,12 个槽;
p 对极,每相绕组p 个线圈A-X,Ap-Xp……,跨矩为1/2p 圆周,p*3个线圈,p*6 个槽
换言之,在定子360 内圆上,
一对极,有一套绕组,次序为 A-Z-B-X-C-Y
二对极,有二套绕组,次序为A-Z-B-X-C-Y,A’-Z’-B’-X’-C’-Y’串联
p 对极,有p 套绕组,有p 套线圈串联最后通入三相对称电流即可
下面以4 极电机为例进行分析:
1)电流变化一周360,磁场在空间只旋转半圈180;
2)转向仍为逆时针,正转――逆时针;
3)转速1500 转/分;
4)电机极数多,磁场转速慢的原因是:每个线圈只占1/4 圆周,较2极电机少一半,一个极矩是180,电流变化一周是360,导体应当经过一对极。现在一对极只占半个圆周,固磁场转动速度较2 极电机慢一半。
(二)三相异步电动机的工作原理
已知定子能产生一个极性、大小、转速均不变的旋转磁场,以n0旋转――相当于模型中的大磁铁。
当转子导条受磁场切割,右手定则(相对运动)可知,导条中感应电势的方向,又转子是闭合的――产生电流i2――受力――使转子顺磁场方向旋转(以n 转速)。
三)异步电机的转速与运行状态
已知异步电动机转子是顺磁场转向,且有 n0≠n,由于i2 是n0 切割导条而来,n0 与n 要有相对运动(n0-n),即存在转差。所以异步电动机n&n0 是必要条件,引入一个参数――转差率。
转差率是异步电机的一个基本参量。一般情况下,异步电机的转差率变化不大,空载转差率在0.5%以下,满载转差率在5%以下。
若在电流相序不变时:
1)用外力顺转向加速转子,使n&n0;
2)用外力迫使转子反转;那么电机内转子电流、转矩性质如何呢?
下面我们通过转差率的值来说明电机的运行状态:
1)电动状态:
&,0s1,s为正
、 、 同方向, 为驱动性
电能→机械能
2)发电状态:
&,0s ,s为负
外力拖转子加速, 、 同方向,
与n反方向,制动性, →反方向
输入机械能→输出电能
3)制动状态:外力拖转子反转,输入机械能+电能=内部损耗,消耗
能量较大,如电梯起重下放重物
0,1s ,s为正
、 反方向, 与n反方向,为制动性
磁场与转子相对运动更大, + → ↑
第二节 三相异步电动机的铭牌数据
• 额定电压: UN(V),额定运行时,规定加在定子绕组上的线电压;
• 额定电流:IN(A),额定运行时,规定加在定子绕组上的线电流;
• 额定功率: PN(kW),额定运行时,电动机的输出功率;
• 额定转速: nN(r/min),额定运行时,电动机的转子转速;
• 额定频率: fN(Hz),规定的电源频率(50Hz);
• 额定效率 ,额定功率因数:cos N 等
第三节 三相异步电动机的定子绕组
三相异步电动机工作对旋转磁场要求除了转速、大小、极性、极数之外,还要求磁场在空间按正弦分布,在绕组中产生――正弦电势。实际电机定子绕组不是前述:2 极-6 个槽,4 极-12 个槽,每相每个线圈不是放在一个槽内,而是放在若干个槽内。
但绕组放置原则不变:1)三相绕组空间互差120;2)仍按A-Z-B-X-C-Y 顺序;3)只是每相一个线圈分成几个线圈,放在几个槽内,组成一个线圈组――分布绕组;4)分布绕组散热好、铁心利用率高、改善磁势波形
转子绕组:鼠笼式、绕线式
定子绕组:1)单层、双层、单双层;2)整矩、短矩;3)形式:单
层有同心式、链式、交叉式;双层有迭绕、波绕
每相绕组有若干个线圈组可串、可并,但要保持对称。
集中绕组:2极,每相一个线圈,共6个槽――每相占2槽
4 极,每相二个线圈,共12个槽――每相占4个槽
分布绕组:把集中绕组中的一个线圈再分成几个串联的线圈――线圈组――分开放在几个槽内――槽数增加,这个线圈组可以由(2个、3个、4个……线圈组成),那么,4极原是每相2个线圈,共12个槽,每相占4个槽。现在是,每个线圈再分成2个线圈,这2个线圈就是线圈组,每相占8个槽――2个线圈组-共24槽。
我们主要介绍三相定子绕组,为分析方便,先介绍基本量:
一、交流绕组的基本知识与基本量
(一)电角度与机械角度
1、定子内圆在几何上是360度――称机械角度;
2、按电磁观点,磁场在空间是正弦分布,一个极是180电角度。若导体切割磁场,经过N,S一对极,导体中电势变化360度,一个周期。几何圆上可以放一对极,也可以放p对极;
3、那么,导体沿几何圆上转一圈,经过一对极,电势变化一个周期,经过2对极,变化2个周期,经过p对极,变化p个周期,则有:
电角度=p 机械角度
(二)线圈
&&& 组成交流绕组的单元是线圈,习惯上不像直流电机那样称为元件。线圈由一匝或多匝串联而成,它有两个引出线,一个叫首端,另一个叫末端。
(三)节距
&&& 一个线圈的两个边所跨的定子圆周上的距离成为节距,用 表示,一般用槽数计算。节距应接近极距 。 = 的绕组称为整距绕组,
的绕组称为短距绕组,
的绕组称为长距绕组。常用的是整距和短距绕组。
(四)槽距角
&&& 相邻槽之间的电角度叫槽距角 。由于定子槽在定子内圆上,是均匀分布的,如 为定子槽数,p为极对数,则槽距角
(五)每极每相槽数
&&& 每一个极下每相绕组所占的槽数,称为每极每相槽数,用符号q表示q= 式中 m――相数。
定子槽数被:
每相平分――每相占有的槽数不集中在一起,要按极平分
每相平分――每个极下都是由三相槽组成
二、交流绕组的排列与联接
三相绕组在空间是对称的,只需画一相即可,余按120 电角度类推另2 相。步骤如下,以2p=4,Q1=24 槽为例:
(一)计算极矩
, ,则 ,这个数据说明,一个极距应跨过6个槽,24个定子槽在定子内圆上是均匀分布的,所以跨6个槽占1/4定子内圆圆周。推广来说,极数为2 的电机,一个极距 ,D是定子内径,也可表示为 槽,是 的定子内圆圆周。
(二)线圈中的电流方向
算出极距以后,根据所给定极数,弄清各个极距内属于一个相绕组的线圈边,线圈边也相距一个极距,线圈边中通过相反方向的电流时,这种情况在讨论直流电机电枢磁通势时分析过,线圈边中的电流所形成的磁通势波是一个以 为周期的矩形波,这就形象地说明这种磁通势所建的磁场具有两个极性。
对4 极电机,同理!每个线圈电流相同,匝数相同,产生的磁势幅值一样,各线圈空间位置不同,产生磁势空间位置也不同。
(三)确定相带
因对称所要求,每个相绕组在定子内圆上应占有相等的槽数 (m=相数,
必须是整数)。一般属于每个相的槽,不集中在一起,而是将他们按极距对称而均匀地分组。每个极距内有一个组,每个组内含有的槽数极为每极每相的槽数 ,若 =24,
m=3,2p=4,则q=2。这种每个极距内属于每相的槽所占有的区域称为“相带”。按照上面所分析的磁极极性的要求;每个相绕组所有相带均需相隔一个极距。因为一个极距为 电角度,而三相绕组每个极距内共有三个相带,则每个相带为 。这样排列的对称三相绕组称为 相带绕组。一般的三相异步电动机中都采用这种 相带的三相绕组。
(四)定子展开图画法,
⑴将槽编号,计算 ,q,
⑵划分相带,即按A-Z-B-X-C-Y顺序列表
⑶按已知节距画线圈,q个线圈为一个线圈组
⑷顺电流方向,联接各线圈组,可串、可并,是对称的
把上面所说的几点归纳起来,可得出一般三相绕组的排列和联接的方法为:①计算极距 ;②计算每极每相槽数q;③划分相带④组成线圈组;⑤按极性对电流方向的要求分别构成相绕组。
下面以三相单层和双层为例介绍:
三、三相单层绕组
1、单层绕组是每槽内一层线圈,总线圈数=1/2 槽数;2、q 不等于1,是分布绕组,每个极下有q 个线圈,一对极下是一个线圈组;3、p对极有p 个线圈组,可串、可并,但要顺电流方向。
例如:24 槽,2p=4,整矩(请同学们注意书上的例题)
&& ⑴计算, , , ,
&& ⑵分相带,列表,q=2
可见:1)12 个相带,12 个线圈,每相有4 个线圈;
2)每相有2 个线圈组,1,7~2,8 为一个线圈组,每个线圈组
有2 个线圈,13,19~14,20 为另一个线圈组。
绕组联接形式多样,但有效部分没动,只是改变了端部――假短矩!
四、三相双层绕组(重点介绍)
1)每槽有上下两层,有层间绝缘,上下层可能是一相,也可能不是一相;
2)每个线圈节距一样,一个边在上层,一个边在下层,中型以上电机均用;
3)双层绕组多为迭绕,三相联接为星形或三角形;
4)线圈数=槽数;每个极下是一个线圈组,共有2p 个线圈组;
5)有效边可以任意短矩,以改善电势波形,双层多为短矩。三相双层绕组画法与单层基本相同,不同之处是:
1)分相带列表,所标的槽号是上层边,下层不计,电流方向只计上层边;
2)上层边画实线,下层边画虚线;
3)三相对称,只画一相,余2 相互差120 电角度,且可任意短矩,一般短矩一个槽。
例如:双层绕组,Q1=36,2p=4
(1)&&& 计算极距:
(2)选择节距
&&&&& 采用短节距
(3) 计算每极每相槽数
并计算槽距角
(4)画展开图& 画出槽内线圈边(上层边用实线表示,下层边用虚线表示)。并编号如图3-16a所示。按每极每相槽数划分相带,如表3-2所示:
10,11,12
13,14,15
16,17,18
19,20,21
22,23,24&
25,26,27
28,29,30
31,32,33
34,35,36
1)单层是每对极下一个线圈组――线圈组为p 个;双层是每个极下一个线圈组――线圈组为2p 个――4 个
2)联过桥线,线圈组联接是顺电流方向的,相邻线圈组尾-尾,头-头,4 个线圈组――每个是3 个线圈串联而成的,4 个线圈组可串、可并。
第四节 三相异步电动机的定子磁势及磁场
三相异步电动机进行机电能量转换的介质是磁场,这种磁场是由定子三相对称绕组通入三相对称电流产生的旋转磁场――由磁势产生,现在需进一步讨论其幅值、波形、空间位置。
一、单相绕组磁势――脉振磁势
(一)整矩线圈的磁势
就每一瞬间而言,分析方法与直流电机相同。
&&&& 设想在将电机在放置A线圈边的地方切开并展平,如图3-21b。如确定磁极轴线为y轴,定子内圆圆周为x轴,A边在- 处,X边在 处,A,X边各含 根导线,线圈Ax共有 线匝串联而成。设线圈中通过随时间按余弦规律变化的交流电流 。因为电流是随时间变化的,我们选择 这一个合适的时间来分析。
&&&&&&&&&&
与直流电机不同,通入电流i 是随着时间变化的――矩形波幅值随t变化,磁势是(x,t)的函数,一般表达式为:
通过几个不同瞬间的磁势,我们发现:
1)幅值随t 变化――称脉振磁势;
2)幅值变化大小在正负最大值之间;
3)脉振频率――电流频率;
4)空间分布是矩形波,且位置固定
说明:1)多极电机情况相同,只是磁势周期增加p 倍;
2)我们的目的是要分析三相合成磁势,矩形波给分析带来不便;
3)可用富氏级数对矩形波分解,分解出基波+一系列谐波,再分别分
析基波和谐波,这样会给后边带来方便。
这样按傅氏级数展开的磁通势波可用下式表示:
从图形上看:1)纵坐标取在相绕组的轴线上;2)图形对称于横轴,只含奇次波;3)图形对称于纵轴,只含cos 项;4)基波幅值大于矩形波,是其 倍――积分常数;5)谐波幅值是基波的 倍,谐波频率是基波频率的ν 倍。
(1)矩形波在 内各点的x幅值相同
(2)分解后的基波、谐波在 内各点的x幅值不同,且随x而变,用 表示空间各点的幅值, 将是空间距离转变为角度的一个量纲。
(3)分解后的磁势f应当是时间t、空间各点x的函数,那么完整的单相、集中、整距线圈的磁势表达式为:
二、线圈组的磁势
&&& 异步电动机的定子绕组是分布的,所以不论是单层绕组还是双层绕组,组成线圈组的线圈或者是等效的线圈组的线圈,相互之间隔一个槽距角 ,并且是串联的。下面按整距线圈和短距线圈两种情况,分析线圈组磁通势。
1、单层整矩线圈
例如:q=3,每个相带中线圈边电流方向、大小相同,每个线圈产生的磁势是矩形波,但空间互差α 角,富氏级数分解后基波可用矢量表示。
通势矢量相加就可得出线圈组的基波合成磁通势
利用几何知识可以求得:
&& 而每个基波磁通势矢量的幅值为
物理意义:
就是说:在同样的匝数、电流下,线圈分布后的磁势要比集中绕组磁势小些,或说分布绕组就当成整矩绕组,但磁势要大一个折扣。
同理可推得线圈组高次谐波磁通势的幅值 为:
从上例中看出,五次、七次谐波分布系数比基波分布系数小得多,这意味着着采用分布绕组,使基波合成磁通势有所减小,但5,7…等高次谐波磁通势却消弱更多。换句话说,分布绕组的合成磁通势中谐波含量要不集中绕组小。
结论:1)绕组采用分布是改善电势波形的有效措施之一;
2)但是q 也不宜过大,分布过多使基波削弱多也不行。
双层绕组常用短矩线圈,节距缩短后,也能改善磁势、电势波形,甚至能完全消除某次谐波,当然对合成基波磁势也有所削弱,现讨论如下:
双层绕组特点:1)槽数=线圈数,可任意短矩,一般短一个槽;
2)每个极下有一个线圈组,一对极下有2 个线圈组
分析原理:1)双层绕组一对极下同一相的两个线圈组;
2)磁势与线圈中的电流方向有关,而和联接次序无关;
3)线圈组中是同一个电流,可以分别等效成2 个整矩线圈组,但这两个线圈组空间有位移,正好是ε
从电角度看,上下层各等效为一个整矩线圈组,但这两个整矩线圈组空间有位移角:
双层绕组是一个极下一个线圈组,把一对极下的2 个线圈组等效成一个极下的2 个整矩线圈组,再把这两个整矩线圈组磁势相加,得合成磁势。把上下层分别等效成整矩线圈,由几何关系得:
& 称为基波磁通势的短距系数。
短距系数 和分布系数 有相似的物理意义,它代表线圈采用短距后所形成的磁通势比整距时应打的折扣。
由于两短距线圈的线圈组的基波合成磁通势矢量是两个整距线圈的线圈组的基波合成磁通势矢量的矢量和,因此它总小于两个整距线圈的线圈组的基波合成磁通势矢量的代数和,所以线圈采用整距是 ,而采用短距时 。
同理,对于 次谐波,可得出合成磁通势的幅值 为:
&&&&&&&&&&&&&&&& 称为谐波磁通势的短距系数。
采用短矩绕组也是削弱谐波、改善磁势波形的有效措施之一。
(三)相绕组磁势
综合以上关于整距线圈和线圈组的磁通势分析,可得出这么一个结论,绕组由集中的改为分布的,基波合成磁通势的幅值打一个折扣 ;线圈由整距的改为短距的,基波合成磁通势的幅值也打一个折扣 ;那么,如果绕组由整距的、集中的改为短距的、分布的时候,基波合成磁通势的幅值打一个折扣 ;对谐波磁通势应打折扣 。换句话说,由短距线圈组成的分布绕组的基波合成磁通势幅值等于具有相同匝数的整距集中绕组的基波合成磁通势的幅值乘以系数 ;我们把分布系数 与短距系数的乘积称为基波绕组系数并以 表示,即:
单层绕组――相磁势指一对极下一个线圈组磁势;
双层绕组――相磁势指一对极下二个线圈组磁势,谐波磁势指vp 对极下的合成磁势
极对数为p,每极每相槽数为q的双层短距绕组,每个线圈组由q个线圈,如每个线圈的匝数为 ,则一个相绕组每对极下线圈匝数是 。如果相绕组串联总匝数为 ,应有下列关系:
次谐波磁通势的幅值 为:
相绕组基波合成磁势的幅值的空间位置在该相绕组的轴线上――故我们把坐标取在相绕组的轴线上,单相磁势的表达式为:
单相磁势是我们学习电机电磁关系的重要部分,归纳如下:
(1)单相绕组的磁通势是一种在空间位置固定、幅值随时间变化的脉振磁通势,基波及所有谐波磁通势的幅值在时间上都以绕组中电流变化的振动。
(2)单相绕组基波磁通势幅值的位置与绕组的轴线相重合。
(3)单相绕组脉振磁通势中基波磁通势的幅值 ; 次谐波磁通势的幅 ; ,所以谐波次数越高,幅值越小。
补充:4)单相绕组磁势指一对极下线圈组磁势;
5)采用分布、短矩后,能有效削弱谐波磁势,改善电势波形,但对基波磁势也有减弱,但不大。打的折扣是绕组系数
6)理解分布系数、短矩系数的物理意义
二、三相绕组的磁势――旋转磁势
分析了单相磁势,A,B,C 三相的单相基波磁势逐点相加,就可以得到三相合成旋转磁势。旋转磁势和单相磁势有许多不同之处,我们只考虑基波。分析方法有:1、数学法(重点介绍);2、图解法。三相对称电流,通入三相对称绕组――产生三个单相磁势,叠加之:
去A相绕组的轴线处作为空间坐标的原点,并以正相序方向作为x轴的正方向;同时选择A相电流达到最大值的瞬间为时间的起始点,则A,B,C三个磁通势表达式为:
式中 表示各个单位基波脉振磁通势的幅值。
用三角公式展开――积化和差
把 , , 相加,得出三相绕组的基波合成磁通势为:
为三相绕组的基波合成磁通势幅值,如令 ,并将 的表达式代入,可得
合成磁势是t,x 的函数:
通过上面的分析,我们可以得出结论:
1)合成磁势是幅值不变,沿气隙旋转的磁势;
2)合成磁势幅值为单相磁势的3/2 倍;
3)不同的t 内,波形是移动的。
另有如下特点:
(1)旋转速度n:已知合成磁通势幅值不变, ,即 ,从原点开始,对应任何时间t,在图形上都能找到一个对应的x点,而t,x,满足方程式: 的关系。
如:当 ,F在 处;当t增大θ,x对应的 就会离开原点增大,空间角度是 ,由于 , 对t求导→得这点的旋转速度,
(2)合成磁势得空间位置在:某相电流出现最大值时,就在该相绕组的轴线上,注意合成磁势的转向与其他电流相序无关。
正转合成磁势为:
反转合成磁势为:
通过上面的分析可得这样一个物理意义:
单相磁势是脉振磁势――富氏分解,三相叠加――旋转磁势
式中 为正向旋转磁通势波, 为反向旋转磁通势波。
由此可见,一个正弦分布幅值为 的脉振磁通势波可以分解为两个波长相同,幅值相等、但转向相反的旋转磁通势波,其幅值均为 ,转速均为同步转速 。所以将A,B,C三相脉振磁通势分解以后,经式(3-32)
三个反相旋转磁通势波互相抵消而消失;三个正相旋转磁通势波互相叠加而增强。于是三相基波合成磁通势成为一个正向旋转,幅值等于 的旋转磁通势。
如用图解分析,就更直观的看到合成磁势是旋转的(略)
注意几个问题:1)旋转磁场产生的条件;2)转速;3)幅值;4)磁势位置。5)用同样的方法对谐波分析,把各相脉振磁势谐波按上述方式合成――也是旋转磁势,不同的是:
&& 用同样的方法,可以分析各次谐波磁通势。其中 次(K=1、2、3…),谐波合成磁通势均为一种旋转磁通势,转速 &。 (K=1、2、…即 =5、11…)次的旋转方向与基波合成磁通势相反, (K=1、2、…即 =7、13…)。三相中,3 次及3 的倍数次谐波=0;改善电势波形主要削弱5,7…谐波!
三、三相异步电动机的定子磁场
合成磁势――主磁场――切割定转子绕组――感应电势,尽管定子绕组分布、短矩后,谐波分量已不大,但还是存在谐波。它们也是旋转磁场,也能经过气隙进入转子,并在转子中感应电势,谐波磁势与基波磁势不同(转速、极数),所以它在转子绕组中感应电势的频率与基波不同,因而它与转子电流作用时产生无效的转矩。另一方面,谐波分量在定子绕组中也要产生电势,其频率为:
可见,谐波磁场在定子绕组中感应的电势频率和基波相同。谐波问题是个复杂的问题,我们不作深入讨论,把它们作漏磁处理。漏磁分布是不规则的,主要有端部漏磁、槽漏磁、谐波漏磁等。最后把漏磁等效为一个漏电抗――电流通过产生一个漏磁压降――使之向电路参数化靠近。
第五节三相异步电动机定子绕组的电动势
&&& 三相异步电动机定子绕组接到三相电源以后,气隙内建立旋转磁场。这个磁场以同步转速 旋转,幅值不变,其分布近乎正弦,好像一种旋转的磁极。它同时切割定、转子绕组,则在其中感应出电动势。虽然在定、转子绕组中所感应出电动势的频率有所不同(下章讨论)。但两者的定量计算的方法是一样的。在本节,我们将讨论由正弦分布、以同步转速 旋转的旋转磁场在定子绕组中所感应产生的电动势。
一、线圈感应的电势
设气隙磁场是正弦分布、转速为 n0,并用一对磁极来表示,磁密分布:
若转子转速用每秒钟内转过电角度 来表示,那么当时间为t时,磁极转过 电角度,则 = 。旋转磁场转速为同步转速 所以以电角度表示的同步转速 , 亦为角频率 。
则磁密表达式为: &,正弦分布的磁场以n 速切割的定子绕组,在定子绕组中产生的电势也是正弦的。
(一)整矩线圈的电势
求解思路:
⑴ 一个极下的平均磁密是最大磁密的 倍,
⑵ 一个极下的磁通量是平均磁密 每极面积――积分求之
⑶ 用平均磁密法求出磁通量
⑷ 最后求得整距线圈电势
(二)短矩线圈的电动势
有两种方法来求得短矩线圈的电势:
1)电势推导和整矩一样,只是积分区域为 ;
2)短矩线圈节距缩短 。
法二:和分析磁通势相似,利用电动势相量的矢量和求得。
――线圈的短距系数。
二、线圈组的感应电动势
分布后,由 q 个线圈串联组成一个线圈组,每个线圈空间互差角,线圈组电势为各个线圈的矢量和(各线圈电势大小、波形相同,时间上差α 角)
由几何关系,如前边磁势分析一样:
――绕组的分布系数。
因此一个线圈组电动势的有效值为
――q个线圈的总串联匝数;
& ――绕组的绕组系数。
注:1)实际上,各线圈电势并非正弦,总有少量谐波,分布、短矩后,各线圈电势相位也有所不同。各线圈电势因有谐波而略平顶,各平顶波互差一个电角度叠加后,合成磁势会接近正弦;2)反之,两平顶波同相位叠加,叠加后合成磁势不趋于正弦。
三、相绕组感应电势――相电势
1)一相绕组电势,是各个线圈组串联后的电势(对单、双层均是),这一点与磁势不同;
2)由于各线圈组匝数、结构相同,在磁场中相对位置也是对应的,故各线圈的电势大小、相位均相同。若把各线圈组串联,相绕组电势就是一条串联支路的电势(为各线圈组的算术和)。
3)对单层:p 个线圈组、a 条支路、每个线圈组q 个线圈、每个线圈为 匝,每支路串联匝数为
4)对双层:2p 个线圈组、a 条支路、每个线圈组q 个线圈、每个线圈为 &匝,每支路串联匝数为
5)相绕组电势有效值为:
6)谐波电势有效值为:
(提醒同学们注意P123,例题4-3)
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