[工学]第6章 交流绕组的磁动势

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1、目录第一章12第二章3第三章4第四章5第五章第6章交流绕组的磁动势磁动势是电机内部能量转换的关键问题。交流电机的磁动势有励磁绕组通入直流电产生的磁动势；交流绕组中流过交流电流时产生的磁动势，既是空间函数，也是时间的函数。——各相空间位置不同——各相电流相位不同交流电枢绕组的磁动势研究磁动势的空间上的分布、时间上的变化。研究磁动势的大小、波形和性质。由简单到复杂，先研究一相绕组产生的磁动势，再分析三相绕组的合成磁动势。6.1单层集中整距绕组的磁动势单层集中整距绕组线圈通入电流i，产生磁动势，产生磁场。参考方向规定电流（如图）磁动势（磁感应线出定子，进转子为正

2、）NK——线圈匝数一相单层集中整距绕组的磁动势在定子内圆表面，建立直角坐标系原点（线圈的轴线）横坐标（用空间电角度衡量的气隙圆周方向距离原点的距离）纵坐标（气隙磁动势的大小）一相单层集中整距绕组的磁动势将定子展开成直线，定子在下，转子在上。一相单层集中整距绕组的磁动势磁动势的空间分布一相单层集中整距绕组的磁动势结论通电的一个线圈产生的气隙磁动势沿圆周方向的空间分布呈矩形波，在通电线圈处发生突跳。磁动势的分解傅里叶级数分解矩形波关于纵轴和横轴都对称，所以分解后只有奇数次的余弦项。磁动势的分解各次的幅值为基波磁动势为：3次谐波磁动势为：5次谐波磁动势为：磁动势

3、的分解结论基波磁动势的幅值为。第次谐波的幅值等于基波幅值的1/。线圈的轴线（横坐标的原点）处是各次谐波的幅值所在位置；该位置的不同次数的谐波幅值，有的是正值，有的是负值。电流交变时的磁动势线圈通入交变电流时，磁动势空间分布仍为矩形波，但幅值大小随时间交变。电流交变时的磁动势基波磁动势FK1为基波磁动势的最大振幅。电流交变时的磁动势3次、5次谐波磁动势FK3、FK5分别为3次、5次谐波磁动势的最大振幅，分别是基波最大振幅的1/3和1/5。电流交变时的磁动势结论（1）线圈通入交流电产生的气隙磁动势沿定子内圆周呈矩形波分布，磁动势幅值随时间脉动。（2）矩形波

4、磁动势分解成的基波和谐波磁动势，都是在空间按余弦分布，都是空间电角度的函数；幅值都随时间角频率按余弦变化，是时间电角度的函数。所以基波和谐波磁动势都既是空间函数，又是时间函数。电流交变时的磁动势（3）基波和各次谐波磁动势的振幅位置均在线圈轴线＋A处，即空间坐标的原点，振幅位置不随时间变化，称为脉振磁动势。脉振磁动势的分解基波脉振磁动势脉振磁动势的分解第一部分既随时间变化，又与位置有关。的最大值始终出现在cos(－t)＝1即＝t的位置。随着t的推移在向的正方向移动。实际上是正向旋转的磁动势波。脉振磁动势的分解脉振磁动势的分解特点在空间按余弦分布，

5、随时间的推移向的正方向移动，是一个行波。行波旋转的电角速度为，数值上与线圈电流的电角频率相等。脉振磁动势的分解第二部分旋转的角速度为正幅值位置脉振磁动势的分解特点在空间按余弦分布，随时间的推移向的反方向移动，是一个行波。行波旋转的电角速度为－，其大小与线圈电流的电角频率相等。脉振磁动势的分解一个脉振磁动势可看成是两个朝相反方向旋转的磁动势波的合成。脉振磁动势的分解结论一个脉振磁动势可以分解为两个波长与原脉振波完全一样，朝相反方向旋转的旋转波，旋转的电角速度分别为和－，每个旋转波的幅值是原脉振波最大振幅的一半，等于FK1/2。当通电电流为正的

6、最大值时，脉振波的振幅为最大值，两个旋转波的正振幅正好都转到＝0的地方，即在通电线圈的轴线处，这时两个旋转波重叠在一起。磁动势的矢量表示法矢量的长度等于幅值，位置表示磁动势波正幅值所在的位置。只要知道幅值和位置，就可以确定其他位置的磁动势值。矢量图只能表示某一时刻矢量的位置。磁动势的矢量表示法三相单层集中整距绕组的磁动势三相绕组空间上互差120电角度；三相电流在时间上互差120电角度。三相单层集中整距绕组的磁动势A相绕组基波磁动势空间上以A相绕组的轴线为中心按余弦分布。时间上则随着A相电流以角频率脉振。线圈电流（其中I为相电流）三相单层集中整距绕组

7、的磁动势B、C相绕组基波磁动势空间上分别以B、C相绕组的轴线为中心按余弦分布。时间上则分别随着B、C相电流以角频率脉振。三相单层集中整距绕组的磁动势（1）解析法求三相绕组合成基波磁动势将每相脉振磁动势分解为正、反转旋转磁动势；分别求和，得到正、反转合成磁动势；再将两者合成，求出总的磁动势。三相单层集中整距绕组的磁动势结论三相合成产生基波旋转磁动势f1。每相基波脉振磁动势的振幅大小随时间变化，而三相合成基波磁动势幅值F1是不变的，F1是基波脉振磁动势最大振幅FK1的3/2倍。三相合成基波磁动势的波长和单相时的一样，即极对数相同。三相单层集中整距绕组的磁动势

8、结论三相合成基波磁动势旋转的方向是＋α方向（正转）。三相合成基波磁