Chpt 5.2.2 电枢绕组的感应电动势VIP专享VIP免费

5.2.2交流电机电枢绕组的感应电动势在旋转磁场作用下，在交流绕组内会产生感应电动势。旋转磁场可由有固定极性的转子磁极(如同步发电机)旋转产生，也可以由三相对称绕组流过三相对称电流(如异步电动机)产生。本节讨论时，采用固定极性的转子磁极所产生的磁场（同步机），所得结论同样适用于异步电机。5.1.1同步电机原理模拟装置图5.1.2异步电动机原理模拟装置图1集中整距绕组的感应电势(1)计算电势所用磁场模型（vBl）(2)一根导体的感应电势(3)整距线圈的感应电势2分布整距/短距绕组的感应电势(1)分布整距绕组的感应电势(分布系数)(2)双层分布短距绕组的感应电势及相间感应电势（短距系数）3感应电动势和磁通的时空矢量图4*非正弦分布磁场下的绕组感应电势仅仅讨论：正弦分布磁场下的绕组感应电势1集中整距绕组的感应电势(1)计算电势所用磁场模型a)b)c)图5.2.21研究感应电势所用磁场及绕组模型由右手螺旋定则可知，图5.2.21b)所标出的与代表线匝X-A的感应电势1Te的正方向，即图5.2.21c)中线圈端部所标示的电势方向。导体A与X的感应电动势1Ae与1Xe的正方向规定在图5.2.21b)中出纸面为正。坐标系及磁场分布的数学表示将定子铁心仍然按图5.2.3的方式展开，就得到展开后的直线坐标系如图5.2.18(b)所示。当转子位于图示位置时，定子内圆表面由转子所产生的磁密分布()b的数学表示为()cosmBb（5.2-26）(a)(b)图5.2.18仅考虑基波磁场时的气隙磁密分布波形()b+b当转子沿逆时针方向旋转，假设经过时间t转过电角度，到达图5.2.19的位置，则转子轴线在定子坐标系中的位置为处，因而相应的磁密波的幅值也在该处，于是定子表面磁密分布曲线的数学表示为()cos()mbB（5.2-26）由于转子以速度匀速旋转，所以t，于是在任意时刻t，定子表面坐标为的任意一点的磁密就为()cos()mbBt（5.2-27）图5.2.19磁极转过任意角度时定子内圆的磁密导体A初始位置+b()b分析任意位置处一根导体的感应电势的频率、波形、大小与相位。先考虑导体A的感应电势Ae。①频率:对2极电机，感应电势的频率等于转子每秒钟转的圈数，对极对数为pn的一般情况，显然，感应电势的频率等于转子每秒钟转的圈数与pn之乘积60nnfp(5.2-28）以机械角速度表示260n(5.2-30)以电角度表示，fnnp2602(5.2-31)（2）一根导体的感应电动势②大小与波形:线速度为222260260ppnnnnvRf(5.2-32)设导体A处的坐标为A,显然，在所建立的坐标系中有90A所以，在任意时刻t，导体A处的磁密为cos()cos(90)sinAmAmmBBtBtBt（5.2-33）此处的负号表示磁力线进入定子铁心。根据式（5.2-32,-33,-29），得导体A的感应电动势为12sinAAmeBlvBlft（5.2-34）导体A初始位置+b()b因为每极磁通lBmm2（5.2-35）所以导体A的感应电动势可改写为11sin2sinAmeftEt（5.2-36）用感应电动势的有效值表示则有mmffE22.221（5.2-37）③相位导体A的感应电动势可改写为11sin2sinAmeftEt（5.2-36）从图5.2.19可以看出，线匝AX中导体X感应电动势为11(2)sin(180)2sin2sinXmmeBftBlftEt(5.2-40）导体B相对于导体A，在旋转方向的前方B电角度的位置处，即BAB,则任意时刻导体B处对应的磁密为1cos()sinBmBmBBBtBt（5.2-38）于是对于导体B感应电动势可写为1(2)sin()BBmBeBlvBlft（5.2-39）(3)整距线圈的感应电势整距线匝的两个导体的感应电动势大小相等、方向相反，于是它们反向串联后得到一个整距线匝的电动势ET1。根据图5.2.17（b)中导体A与X的电动势正方向以及整个线圈电动势的正方向，有111111()(2sin(2sin))2sinTXATeeeEtEtEt（5.2-42）其中，ET1为线匝电动势有效值为mTfEE44.4211（5.2-43）用相量表示则有11112AXATEEEE（5.2-44）其相量图如图5.2.20(a)所示。显然，匝数为kW的整距线圈的感应电动势为mkTkkfWEWE44.411（5.2-45）2分布整距和分布短距绕组的感应电...