a) 同步电机的转子 b) 异步电机的转子 图 5.1.7 同步电机和鼠笼式异步电机的转子
(1) 额定容量 SN 或额定功率 PN： 发电机: 指出线端的额定视在功率（KVA） （MVA） 。 电动机: 指轴上输出的有效机械功率（KW） （MW） 同步调相机: 线端的额定无功功率表示其容量，千乏（KVar）和兆乏（MVar） 。 (2) 标称电压 UN ：指额定运作时的状态下，定子绕组上的线) 额定电流 IN：指电机额定运行时定子的线) 额定功率因数 cos N ：电机额定运行时的功率因数； (5) 额定效率η N ：电机额定运行时的效率。
5.1 交流电机基本结构和基本工作原理 5.1.1反映交流电机工作原理的两个实验模型 5.1.2 交流电机的基本类型和基本结构 5.1.3 交流电机绕组简介 5.2交流电机电枢绕组的电动势与磁通势 5.2.1交流电机电枢电流建立｀｀｀｀｀的磁场和磁动势 5.2.2交流电机电枢绕组的感应电动势
5.3 交流异步电动机原理 5.3.1 异步电动机的工作原理 5.3.1.1 转子静止转子绕组开路时的电磁关系 5.3.1.2转子堵转的电磁过程 5.3.1.3 转子旋转时的电磁关系 5.3.2 三相异步电机的功率与转矩 5.3.3 三相异步电动机的机械特性 5.4 *交流同步电机 5.4.1 同步电动机的电磁关系 5.4.2 同步电动机的功率、转矩与矩角特性 5.4.3 同步电动机的起动方法介绍
2 基本结构 （1） 同步电机 主要结构 （动画）； （2） 异步电机 运行原理（电动机动画）
（3） 结构的异同 定子：相同。三相绕组在空间位置上互差120度电角度。
(1) 多极绕组与电角度 从机械结构看，电机圆周对应的角度为 360°机械ຫໍສະໝຸດ Baidu；两极电机 N、S 极 中心线 极电机的相邻的 N、S 极中心 线°机械角度。如果从电磁的角度来看，相邻 N 极、S 极中 心线之间跨越的角度永远是 180°。于是定义相邻 N、S 极的角度为 180°电 角度。两极电机的机械角等于电角度。 4 极电机的电角度为机械角的 2 倍。 对 np 对极的电机而言，其电角度等于机械角的 n p 倍。 用电角度可以十分方便地统一地描述绕组的分布。 例如， 对于上述两极 和四极绕组， 两个线圈边在定子内圆跨越的角度都是 180 度电角度； 对于任 意极数的电机，为了构成三相对称绕组，A、B、C 三相绕组依次隔开的角 度都是 120 度的电角度。
2 最简单的交流绕组 （1）构成特征 1) 在一定导体数下，获得较大的基波电动势和基波磁动势， 合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正弦波； 2) 对三相绕组、对基波而言，各相的电动势和磁动势要对 称，即三相感应电势大小相等、相位上互差120时间电角 度、三相阻抗相等； 3) 绕组的铜耗要小，用铜量要省；绝缘要可靠，机械强度、 散热条件要好，制造要方便。
(5) 每极每相槽数 q ：每相绕组在每一个极下所占有的槽数称为每极每 相槽数。
(6) 集中绕组和分布绕组 每极每相槽数 q 等于 1 的绕组称为集中绕组。 q 大于 1 的绕组称为分布 绕组。显然，前面介绍的 6 槽 3 相两极绕组模型，以及图 5.1.13 中的 4 极电 机的绕组，均为集中整距绕组，而且，它们都属于单层绕组，即在一个槽内 只有一个线圈边的绕组。实际的电机一般都采用分布绕组或短距分布绕组， 而且，功率达到十千瓦以上的电机，多采用双层绕组，即在槽内的上层与下 层各有一个线a)是一个十分简单的双层短距分布绕组的原理 性结构图。图 b)是对应的绕组展开图。
(3) 节距 y ：一个线圈的两个有效边所跨定子内圆上的圆弧为节距。一 般节距 y 用槽（距）数表示，也可以用电角度表示。 当 y = τ 时，称为整距绕组；显然，在本节前面介绍过的绕组都是 整距绕组， 5.1.14a)则为两极 12 槽的整距绕组， 图 其极距与节距均为 6。 当 y τ 时，称为短距绕组，图 5.1.14b)是两极 12 槽的短距绕组，其节 距为 5；当 y τ 时，称为长距绕组。长距绕组端部较长，浪费铜，故 一般不采用。 (4) 槽距角 α1 ：相邻两槽之间的电角度称为槽距角 α1 。
5.1.1反映交流电机工作原理的两个实验模型 5.1.2 交流电机的基本类型和基本结构 5.1.3 交流电机绕组简介
1 主要类型 按能量转换：电动机，发电机 按供电：单相、三相 按原理：同步、异步（感应）电机
(1) 流入定子电流，建立旋转磁场。 (2) 产生感应电动势。只要电机中存在旋转磁场，它必然 会切割固定不动的定子绕组，于是在其中产生感应电动 势。实际上，正是由于在电动机中有感应电动势出现，电 能才能转换为机械能。在发电机中，正是由于有感应电动 势出现，机械能才能转换为电能。
(1) 额定功率 PN：额定运行时，转轴输出的机械功率，单位是 kW； (2) 标称电压 UN：指额定运作时的状态下，定子上的线电压，单位为 V； (3) 额定电流 IN：在标称电压、转轴输出额定功率时，定子绕组中的线电流， 单位为 A； (4) 额定转速 nN： 标称电压，且轴端输出额定功率时电机的转速(r／min) (5) 额定功率因数 cos N ：额定负载时，定子边的功率因数 (6) 额定效率ηN ：电机额定运行时的效率。
该绕组的极对数 nP ：1 极距 τ ：180o，或 12/(2*1)=6 槽 节距 y ：5 槽 每极每相槽数 q ：12/(2*3*1)=2 （12/3/2＝2） 槽距角 α1 ：1*360o/12=30o 与集中整距相比， 采用双层短距分布绕组一个最大的作用是可以轻松又有效削弱 气隙磁场和感应电势的谐波，在本章的后续部分将对此做多元化的分析。 相数 m1 ：3
本章要点： 交流电机旋转磁场产生机理及其特点。包括交流电机的基 本结构；旋转磁场产生的机理；旋转磁场的特点基波磁场 的矢量表示；削弱谐波磁场的措施。 交流电机实现机电能量转换的条件。最重要的包含：交流电枢 绕组的感应电势及时空矢量图；交流电机电磁转矩产生的 机理；交流电机运行的可逆性。 异步电机运行分析。最重要的包含：异步电机的气隙磁场及感 应电势；异步电机的基本方程（与变压器的类比，绕组归 算与频率归算）；异步电机的等效电路；异步电机的机械 特性；异步电机的起动、制动和调速。 同步电机运行分析。同步电机的气隙磁场和感应电势；隐 极同步电机的基本方程；凸极同步电机的双反应理论及基 本方程；同步电机的功角特性及运行稳定性；同步电机的 启动和调速。
a) 两极电机 b) 四极电机 图 5 1 13 两极电机与四极电机的磁极与绕组
(2) 极距 τ ：相邻两个磁极的中心线在定子铁心内圆所隔开的距离，称为 极距,通常用τ 代表。τ 可用圆弧长度或定子槽数或电角度表示为，