2015交流绕组的磁动势

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1、第六章交流绕组的磁动势第六章交流绕组的磁动势电动势研究“磁生电”问题Ö分析研究Ø磁动势的空间上的分布、时间上的变化（大小、波形、性质）磁动势研究“电生磁”问题学习思路Ø恒定磁动势在空间上的分布交流电机的磁动势Ø脉振磁动势随时间的变化Ø励磁绕组通入直流电流，产生恒定的磁动势；Ø交流绕组通入交流电流，产生变化的磁动势；Ø单个线圈的脉振磁动势（既是空间函数，也是时间的函数）Ø单相绕组的脉振磁动势注意：各相绕组空间位置不同Ø三相绕组脉振磁动势的合成各相电流时间相位不同Ø分布、短距绕组对合成磁动势的影响第六章交流绕组的磁动势6.1单层集中整距绕组的磁动势6.1单层集中整距

2、绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势线圈电流iª磁动势ª气隙磁场Ø气隙磁场沿圆周方向的空间分布与磁动势的空间分布有关。Ø建立空间坐标系来描述磁动势的空间分布。6.1单层集中整距绕组的磁动势6.1单层集中整距绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势——建立空间坐标系一个整距线圈的磁动势——空间坐标系展开正方向的规定为表述方便，将电机展开成直n电流：如图线，定子在下，转子在上。n磁动势：出定子、进转子为正in横坐标：逆时针为正+AfNKØ在定子内圆表面圆周上（静止）NKØ横坐标：沿圆周方向的空间位置，a以a（电角度）表示；aπaa=0a=0ππ3πØ纵坐标：磁动势f的大小；-2

3、22Ø坐标原点：线圈轴线+A的位置16.1单层集中整距绕组的磁动势6.1单层集中整距绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时！一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时磁动势分布的数学描述不计铁心磁阻，气隙均匀，因此线+Af圈磁动势NKi被两段气隙均分。1+AfiNK2a1iN-ppp3pK2222重要结论Na：K-ppp3p整距线圈通入恒定a2221ππa=0f(aa)=fKK=NiÎ-(],电流产生的气隙磁动势，222沿气隙圆周的空间分布线圈磁动势的空间分布1π3πf(aa)=-fKK=-Î2Ni(]22,波形为矩形波。6.1单层集中整距绕组的磁动势6.1

4、单层集中整距绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时¥将矩形波分解为正、余弦波之和：傅立叶级数f(a)=fK1++fK3fcK5+=Låncosnan=1,3,5,L波形的对称性：关于纵轴呈偶对称；关于横轴呈奇对称。各次谐波的幅值为：12π41π¥波形分解后只含奇数次余弦项。cn==òff(a)cosnadanKsinπ0πn2ff()a=åKn4n=1,3,5,L基波磁动势为：ffK1K=cosaπ¥=åcncosnaff=-14cos3a3次谐波磁动势为：KK3n=1,3,5,L3π14其中,n为谐波次数。5次谐波

5、磁动势为：ffKK5=cos5a5π6.1单层集中整距绕组的磁动势6.1单层集中整距绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时谐波磁动势与矩形波幅值间的关系基波磁动势与矩形波磁动势之间的波长关系4符号项基波磁动势ffK1K=cosa一个波长为一对极，π相当于一对N、S极。14πn次谐波磁动势ffKKn=cosnna(sin)nπ2重要结论：441Ø基波磁动势的幅值为fKK=NiØ基波磁动势的波长与原矩形波相同ππ2Ø其极对数也与原矩形波的极对数相同Ø第n次谐波的幅值等于基波幅值的1/n26.1单层集中整距绕组的磁动势6.

6、1单层集中整距绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时一个整距线圈的磁动势——电流i恒定时谐波磁动势与基波磁动势间的波长关系基波磁动势与谐波磁动势的幅值位置Ø线圈的轴线（坐标原点）磁动势空间基波处是基波和各次谐波的磁动势空间谐波幅值所在位置。Ø基波波长=2tpØ该位置的不同次数的（即：2p电角度）谐波幅值，有的是正Øn次谐波波长=基波波长/n值(n=4k+1)，有的是负值(n=4k–1)。n次谐波极对数=pn6.1单层集中整距绕组的磁动势6.1单层集中整距绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势——电流i交变时！一个整距线圈的磁动势——电流i交变时if设i=2I

7、kcoswt3p2wt10pp2p-p0pp3pa则f=Ni2222KK2owt=02=NKIkcoswtif23pwt2pp2pppp3pa0-02222pwt=46.1单层集中整距绕组的磁动势6.1单层集中整距绕组的磁动势一个整距线圈的磁动势——电流i交变时一个整距线圈的磁动势——电流i交变时特征：if矩形波磁动势被分解为空间谐波之和3p42线圈通入交变电流时，2wtØ基波磁动势f=NIcoswtcosa=Fcoswtcosa0pp2p-p0pp3paK1p2KkK1Ø磁动势空间分布仍为222242wt=0o基波磁动势的最大振幅F=NI=0.9NI矩形波；K

8、1p2KkKkØ幅值大小