2022-2023学年高二物理竞赛课件：线圈组的感应电动势

线圈组的感应电动势 线圈组的感应电动势 单个线圈组所感应的电动势 考虑到一般情况，每个线圈组所感应的基波电动势相量为： 由图b有： 鉴于每个线圈是由 匝组成，因此，短距线圈所感应 的基波电动势为： 对 次谐波，短距线圈所感应的谐波电动势为： （ =3，5，7…） 其中， 为交流绕组的v次谐波节距因数。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 结论： 采用短距线圈尽管使线圈所感应的基波电动势有所降低，但却大大削弱了高次谐波电动势，使电动势波形更接近正弦。 若取 ，即线圈节距比整距缩短 ，考虑到 一 般为奇数，则有： 若取 ，则 ，即通过适当地选择线圈的节距，则可消除5次谐波电动势 对实际交流电机而言，为了尽量削弱对电动势波形影响较大的5次和7次谐波，使电动势波形接近正弦，通常线圈节距 。 式中， 为交流绕组的基波分布因数 一个线圈组所感应电动势的有效值为： 其中， 为基波绕组因数。 结论： 由于交流绕组采用了短距和分布绕组, 线圈组的有效匝数减少，由 减少 为 匝， 故基波电动势有所降低。 故有： 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 对于 次谐波，一个线圈组所感应的谐波电动势为： （ =3，5，7…） 式中， 为 次谐波的绕组因数。 其中， 次谐波的分布系数为： 结论： 采用分布线圈可以削弱高次谐波，改善电动势波形，使电 势接近正弦。 一般结论： 交流绕组采用短距和分布后，尽管所感应的基波电动势有所降低，但谐波电动势却会大大削弱，从而使得非正弦磁场作用下交流绕组的感应电动势波形接近正弦。 对于单层绕组，由于线圈组数=极对数，即每相绕组是由 个线圈组组成。又考虑到每相绕组是由多条支路组成，一相绕组所感应的电动势即每相每条支路所感应的电动势。 基波相电动势为： 式中， 为每相绕组（每条支路）串联的匝数。 相绕组的感应电动势 1、单层绕组相电动势的计算 双层绕组相电动势的计算 对于双层绕组，由于线圈组数=极数，即每相绕组是由 个线圈组组成。则基波相电动势为： 式中， 为每相绕组（每条支路）串联的匝数。 同理，可得出 次谐波的相电动势为： 三相绕组的联结与线电动势 对于基波（包括其它奇次谐波）电动势，其线电动势与相电动势大小以及相位之间的关系同一般三相电路相同。 对于三次谐波电动势，当三相绕组对称时，无论是采用Y接还是D接，其线电压中都不会含有三次谐波电动势以及三的倍数次谐波电动势。 [例4-3]一台四极三相异步电动机的定子绕组为双层叠绕，定子槽数Q1=36，线圈节距y1=8槽，支路数为a=2，已知电动机的定子绕组为星形接法，线电压380V，工作时每相绕组的感应电动势为相电压的87.7%，气隙基波密度为0.738T，定子内径D=10.4cm，定子铁心长度L=9.5cm，试求该绕组的每相串联匝数。 解 极距 基波磁通量 相电动势 基波分布因数、节距因数和绕组因数分别为 每相串联匝数为 $