从电磁感应定律可见,绕组中的感应电动势在时间相位上滞后于与绕组相交链的磁通90°电角度。这一点在变压器中已经证明过。旋转电机与变压器的差别在于:在变压器中,与绕组交链磁通的变化是由于主磁通本身随时间变化(脉振)所引起的;而在旋转电机中,一般是气隙磁密波本身的大小没有变化,但随时间相对于绕组而旋转,因此它与绕组交链的磁通也随时间而正弦变化(这里只考虑基波),可以表示为 (1) 上式中,为正弦变化磁通的幅值,其大小即为电机的每极磁通量。虽然引起与绕组交链的磁通随时间变化的原因不同,但从“交链磁通发生变化而感应电动势”这一原理来看,却是一样的,所以交流绕组电动势滞后于所交链的磁通90°电角度。 例1 有一台汽轮发电机,定子槽数Z=36,极数2p=2,节距y1=14,每个线圈匝数Nc=1,并联支路数a=1,频率为50Hz,每极磁通量=2.63Wb。试求:(1)导体电动势;(2)匝电动势;(3)线圈电动势;(4)线圈组电动势;(5)相电动势。 解 (1)由式(4.24)可得导体电动势 (2)极距 (槽) 由式(4.27)可得短距系数 由式(4.26)可得匝电动势 (V) 或 (V) (3)由式(4.28)可得线圈电动势 (V) (4)每极每相槽数q和槽距电角为 由式可得分布系数 绕组系数 由式可得线圈组电动势 (V) (5)每相串联的匝数为,则绕组的相电动势为: (V) 相应的matlab计算程序为: |
2p个(或p个)线圈组或并或串构成一相绕组,把一相所串联的线圈组电动势相加便得相电动势,相电动势的计算和绕组的并联支路数有关,如果每相有条并联支路,则条支路的电动势应同大小、同相位,以免产生环流。这时相电动势等于每一支路的电动势。在一般情况下,每条支路所串联的各线圈组的电动势都是同大小、同相位,可以直接相加。若是双层绕组,则每条支路有2p/a个线圈组串联,相电动势为 (1) 若是单层绕组,则每条支路有p/a个线圈组串联,相电动势为 (2) 将式(4.33)代入(4.35)和式(4.36),相电动势可以统一写成: (3) 式中N为每相绕组的串联匝数(即一支路的匝数)。对于双层绕组,;对于单层绕组有。 式(4.37)和变压器绕组电动势的计算公式相似,只不过由于交流电机采用短距和分布绕组,公式中多乘了一个绕组系数而已。 |