电机学 交流绕组的磁动势.ppt

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1、第七章交流绕组的磁动势第一节概述交流绕组的磁势流经异步电机定子绕组与转子绕组的电流，以及同步电机定子绕组的电流是交流电流，其所产生的磁势不仅是空间函数，且是时间函数。研究磁势的空间分布规律；研究磁势的时间变化规律。研究步骤：①单相绕组的磁势；②对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁势；③不对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁势；④磁势的高次谐波分量。假设：绕组中的电流随时间按正弦规律变化，不考虑高次谐波电流；槽内电流集中在槽中心处；定、转子间气隙均匀，不考虑由于齿槽引起的气隙磁阻变化，即气隙磁阻是常数；铁芯

2、不饱和，忽略定、转子铁芯的磁压降。第二节单相绕组的磁动势一、整距线圈的磁势整距线圈——y=，通以电流后：在气隙空间形成一对磁极，且两个气隙的磁通密度相同。磁力线穿过转子铁心，定子铁心和两个气隙相对于气隙而言,由于铁心磁导率极大,铁芯消耗的磁势降可以忽略不计一个气隙上消耗的磁势为：fc=Ncic/2如果通过线圈的电流为正弦波:ic=Iccosωt则矩形波的高度也按正弦变化。整距元件的磁势（a）两极磁势（b）磁势分布波性质：脉动磁势脉动磁势每极磁势沿气隙分布呈矩形波，纵坐标的正负表示极性。由于电流随时间按正

3、弦规律变化，所以磁势波的高度也随时间按正弦规律变化，但空间位置固定不变（磁轴不变）。脉动的频率决定于电流的频率。矩形波可分解为基波及各次谐波。脉动磁势的分解N极下磁密与S极下磁密对称由于结构对称，每极下磁密波对磁极中心线对称，偶数次谐波对中心线非对称，因而不存在基波也是脉动的基波在空间按正弦分布；在时间上，任何一个位置的磁势都按正弦变化。所以基波是一个正弦分布的正弦脉振磁势。二、单层绕组的磁势单层绕组：每对极下由q个线圈组成线圈组，各线圈在空间依次相距电角度，设各线圈的匝数相等，当流过电流，便产生q个振

4、幅相等、空间依次相距电角度的矩形磁势波。把每个矩形波分别进行分解，都含有基波分量和一系列高次谐波分量阶梯形分析：设q=3，a=20°三个矩形磁势波的3个基波磁势分量，它们的振幅相等，空间相位差20°电角度，把三个正弦波曲线相加得到线圈组的磁势基波。线圈组（合成）磁势的基波振幅为：v次谐波振幅：三、双层绕组的磁势双层绕组：每对极有两个线圈组，把两个线圈组的磁势叠加，便得到双层绕组的磁势。双层绕组通常是短矩绕组，从产生磁场的观点来看，磁势只决定于槽内导体电流的大小和方向，与线圈的组成次序无关。把实际的短距绕

5、组所产生的磁势，等效地看成由上、下层整距绕组产生的磁势之和。双层短距绕组的磁势在分析磁场分布式时，双层绕组可以等效为两个整距单层绕组两个等效单层绕组在空间分布上错开一定的角度，这个角度等于短距角相当于单层绕组的分布情况之间相差电角度也相当于分布分析：双层绕组磁势的基波振幅：磁势的v次谐波振幅：结论：单相绕组的磁势强调：磁势是时间函数，呈空间分布，各对磁极分别有各自的磁路，不能合并不同空间的各对磁极的磁势。电势可以合并，有串联或并联(1)单相分布绕组的磁势呈阶梯形分布，随时间按正弦规律变化。(2)磁势的基

6、波分量是磁势的主要成分，谐波次数越高，振幅越小，绕组分布和适当短距有利于改善磁势波形。(3)基波和各次谐波有相同的脉动频率，都决定于电流的频率。(4)v次谐波的极对数为v次谐波的极距第三节对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁动势脉动磁势分解成两个旋转磁势脉动磁势波的节点和幅值的位置是固定不变的。在空间按正弦规律分布随时间按正弦规律变化的脉动磁势可以分解为两个旋转磁势分量每个旋转磁势：振幅为脉动磁势振幅的一半，旋转速度相同，旋转方向相反。基波分量性质：两矢量以相同角速度向相反方向旋转，任何瞬间合成磁势的空

7、间位置固定不变——在该绕组的轴线处（绕组的轴线为磁轴或定义为相轴），但大小随时间变化。脉动磁势的振幅的空间位置在相轴上。对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁势设各相的电流瞬时值为iA、iB、iC，各相磁势的基波分量分别：讨论：三个相绕组有三个磁轴。不论iA、iB、ic是否对称，就每相绕组而言，均产生一脉动磁势，作用在各自的磁轴上。对称的情况下，由于各相电流的有效值相等，各相脉动磁势的最大幅值也相等。各相脉动磁势均分解成两个相反方向旋转的旋转磁势：各相电流所产生的正向旋转磁势在空间均为同相，所产生的负向旋转

8、磁势空间相位差120°。合成后，正向旋转磁势直接相加，负向旋转磁势相互抵消结论：当对称的三相电流流过对称的三相绕组时，合成磁势为一旋转磁势1．极数基波旋转磁势的极数与绕组的极数相同。2．振幅合成磁势的振幅为每相脉动磁势振幅的3/2倍。3．转速角速度ω=2πf（电弧度/s）n1=f/p（r/s）=60f/p(r/min)同步转速，基波转速。4．幅值位置合成磁势的振幅的位置随时间而变化，出现在ωt-x＝0处。当某相电流达到最大值时