目录
一、交流旋转电机的绕组结构
二、交流绕组中的基本概念
（1）机械角度与电角度
（2）槽距角
（3）每极每相槽数
（4）相带
（5）极距和节距
三、交流绕组的感应电动势
（1）基波的感应电动势
（2）高次谐波的感应电动势
（3）感应电动势的电频率分析
四、交流绕组的磁动势
（1）脉动磁场与旋转磁场
（2）为什么旋转磁场的强度是恒定的？
在实际工程中，同步电机、异步电机都是比较常见的电机种类，而他们的核心思想就是交流旋转电机，本文我们先来分析二者公共的部分—定子为什么能产生旋转磁场，为以后学习同步、异步电机打好基础。
一、交流旋转电机的绕组结构
然后我们抽离其中的一小部分绕组进行分析，可以得到串联、并联两种形式的绕行连接方式：
二、交流绕组中的基本概念
（1）机械角度与电角度
这里电角度是因为我们单抽离一个绕组出来（螺线管形状的绕组），会发现中间的磁场
从N->S->N变化刚好就是导线通交流电后一个周期的变化，于是在磁场中我们认为只要发生了完整的N->S->N就为一个周期，即电学中的360°
（2）槽距角
槽距角的定义是：相邻两个定子凹槽之间的电角度。比方说一个4极24槽的交流旋转电机，由于他的磁极对数是2，所以机械角度转1圈=电角度转2圈，即720度。那么每个凹槽之间的电角度就间隔720/24=30°。直接通过下方的公式计算出来也是相同的。
槽距角决定了相邻凹槽内电动势的相位差，也是后续学习分析的基础概念。
（3）每极每相槽数
定义是：每个极下，每相绕组所占的槽数。
依旧以4极24槽的交流旋转电机为例，他的每一个极占据的槽数是24/4=6个槽，而这6个槽要平均分配给ABC三相，所以每一相都只能分得2个凹槽。而这6个槽我们称为一组，每一组线圈都负责产生一个磁极。
注意：这里说的磁极，是ABC三相分别产生磁极的合成，而非单单指其中一相产生的磁极。
每极每相槽数q反映了绕组的分布情况。q值越大，则用于产生一个极的槽数越多，即ABC三相用来合成这一相磁极的线圈数量也越多，合成也约平滑，高次谐波抑制效果越好。
（4）相带
相带其实是每极每相槽数引申出来的一个概念，他表示一相绕组在一个磁极下所占据的电角度范围。
比如以4极24槽的交流旋转电机为例，每一个磁极由6个槽合成而来，于是ABC三相各分得2槽，按平滑的角度来说应该是ABCABC的排布方式最好，但实际由于工艺的限制，真正的排布方式是AABBCC，于是也就产生了相带的概念，两个A相连在一起了，他们占据了2个凹槽，槽距角又是30°，所以相带就是60°。
60°相带也是三相电机中最为常见的形式，能有效抑制高次谐波。
（5）极距和节距
极距就是每一个磁极所占据的槽数，比如4极24槽的交流电机，每一个磁极都占据6个槽位。
而节距指的是一个绕组线圈（比如说A相的一个绕组线圈）两端之间的槽数距离，在平均分的思想下，我们会很直白的想到4极24槽的交流电机，那不就是6槽距离的间隔吗？
其实确实如此，这种极距和节距相等的情况我们称为“整距”，他是单层绕组中用的最多的。
但是极距和节距之间的不同，可以有不同的影响：
整距的感应电动势最大，幅值最高。但是波形最差。
短距通过削弱磁通量的接受范围，让幅值可接受的降低，却让波形更好。
长距与短距类似，用相邻磁极来削弱一定的磁通量，也能让波形变好。
三、交流绕组的感应电动势
这里主要讨论的是把交流旋转电机当做发电机来使用，即用磁+切割去生电的应用场景。
（1）基波的感应电动势
我们之前在变压器章节学过4.44公式：他指的是当电网电压固定时，产生的磁场大小也是固定的。
但这是在变压器这种磁通量损耗极小的场景中，而在交流绕组中，由于绕组的空间分布问题（圆形），势必会让绕组线圈中感受到的磁通量有所不同，一般会变小一点。
我们把这个变小的百分比抽离出来，称为绕组系数Kw，他也是磁通量的打折系数。它是短距+分布情况共同削弱磁通量的结果。
于是现在的基波感应电动势公式变成了：E=4.44fnφ0*Kw
（2）高次谐波的感应电动势
由于线圈中看到的磁通量是一个平顶波，再由傅里叶思想可以拆解成很多的高次谐波磁通量。比如可以拆解成3次、5次、7次、9次谐波，他们都是造成波形偏离正弦波的原因。所以我们需要想办法削弱高次谐波。
削弱3次、9次等3的倍数的高次谐波非常容易，只需要让定子绕组接成Y型连接即可，因为我们之前分析过，只要让Y型连接没有中性引出点，就无法让3的倍数次谐波通过，从而直接由电路约束削减掉该次谐波的影响。
但其他的高次谐波由于相位不同，无法简单的用Y型连接来消除，所以通常会采取短距的连接方式。经过工程实践上的验证，一般想削减哪一次谐波，就把节距削减成多少。比如我们想要削减5次谐波的干扰，就让节距为1-1/5的极距；想要削减7次谐波，就让节距为1-1/7的极距。而如果都想要削弱，则取中间值，让节距为1-1/6的极距。
（3）感应电动势的电频率分析
电机定子绕组感应电动势的频率，由极对数和转速决定，公式为：
其中，p为磁极对数，n为转子的机械转速。他们乘积的结果就是每分钟磁场旋转的电角度圈数（1圈360度），然后除以60秒得到的就是每秒的电角度圈数，即频率f。
这个频率f也是后续交流电机调速的原理，通过调整交流电的频率，直接改变旋转磁场的旋转频率，从而间接改变电机转子的旋转频率。
比如一个4极的交流电机，磁极对数是p=2，国家电网交流电频率为50HZ，则机械转速n=50*60➗️2=1500r/min。
四、交流绕组的磁动势
以下的分析是把交流旋转电机当做电动机而言的。
（1）脉动磁场与旋转磁场
磁场是由定子绕组产生的。当定子中某一相绕组单独通入交变电流时，会产生一个随电流大小同步变化的磁场。
由于绕组的几何位置是固定的，这个磁场的宏观轴线（N/S 极连线）方向也始终固定不变，只是磁场的大小随电流正弦规律 “强弱交替变化”，我们把这种方向固定、大小脉动的磁场，称为脉动磁场。
仅仅靠单相绕组产生的脉动磁场，是无法让转子持续旋转的，交流电机的工作，必须依赖旋转磁场。好在我们的定子采用的是三相对称绕组，空间上互差 120° 电角度；通入的也是三相对称交流电，时间上也互差 120° 电角度。三个绕组各自产生的脉动磁场，通过矢量叠加后，会合成一个幅值恒定、方向随时间匀速旋转的磁场，这就是我们需要的旋转磁场。
（2）为什么旋转磁场的强度是恒定的？
于是我们后续就可以理解成：
旋转磁场就好比一个正弦波，趴在圆周上面绕行。
