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交流绕组的感应电势

2015-2-26 09:28| 编辑:电工学习网| 查看: 8645| 评论: 0

  • 研究电势的次序：导体--线圈--线圈组--每相绕组的电势
    1.导体中的感应电势
  • 感应电势的波形
  • ex (t) = Bx l v
  • 感应电势随时间变化的波形和磁感应强度在空间的分布波形相一致。
  • 只考虑磁场基波时,感应电势为正弦波。
  • 感应电势的频率
  • 转速为n（r/min)的同步电机，导体中感应电势的频率 f = ( div n / 60)  Hz.
    问题1：4极同步电机，要使得导体中的感应电势为50Hz,转速应为多少？
  • 感应电势的大小： 看图1100-4 Em= l  v Bδ
    v = 2 fτ
    Bδ=πBdiv / 2=πΦ1/( lτ2）
    Em=l ×2τf ×πΦ1/( lτ2）=πfΦ1
  • 导体电势的有效值为 Ed = 2.22 f Φ1
  • 小结：绕组中均匀分布着许多导体，这些导体中的感应电势有效值、频率、波形均相同；但是它们的相位不相同。
    2.线圈中的感应电势
  • 整距线圈中的感应电势
  • 线圈的两个有效边处于磁场中相反的位置，其感应电势相位差为180电角度。
  • Ey=En1-En2=2En1
  • 考虑匝数后: Ey= 4.44 Ny  f Φ1
  • 短距线圈中的感应电势
  • 线圈两有效边在磁场中相距为y,其感应电势相位差是180-β电角度。
  •  β=α(τ-y) (电角度)
  •  Ey= 2 En1cos(β/2)= 4.44Ny fΦ1ky
  • 短距系数: ky=(短距线圈电势)/(整距线圈电势)=cos(β/2)
  • 小结：短距系数ky小于等于1，故短距线圈感应电势有所损失；但短距可以削弱高次谐波（后面要讲）。
    • 属于同一相的q个线圈，构成一个线圈组。 本例的图中q=3
    • 每个线圈的感应电势由两个圈边的感应电势相量相加而成。
    • 整个线圈组的感应电势由所有属于该组的导体电势相量相加。
    • 在该例中，该组的感应电势为3个线圈的感应电势相量相加。
         Eq=Ey1+Ey2+Ey3   对应于图1100-8
    • 分布系数：kq = Eq/(qEy)= sin(qα/2)/(q sinα/2)
    • 线圈组的电势：Eq= 4.44 f q NyΦ1kqky
    • 注：本书中的分布系数小于1，而且 kq在 0.93~1.0之间。
      4.每相绕组的电势
    • 单层绕组的相电势：
             
      单层绕组每对极每相q个线圈，组成一个线圈组，共p个线圈组。
      若p个线圈组全部并联时： 相电势=线圈组的电势
      若p个线圈组全部串联时： 相电势=div * 线圈组电势
      实际线圈组可并可串，单层绕组每相每个支路的总(串联)匝数：N1= div q Ny /a
      则此时每相电势：Ediv = 4.44 f N1Φ1kq
    • 双层绕组的电势
      双层绕组每极每相有q个线圈，构成一个线圈组，共有2p个线圈组
      这2p个线圈组可并可串，则双层绕组每相每个支路的总（串联）匝数：
    • N1= 2div q Ny /a
    • 双层绕组要考虑到短距系数，则
    • 每相电势：Ediv  = 4.44 f  N1Φ1 Kw1
    • 其中，绕组系数：Kw1= ky kq
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