交流电机理论的共同问题 电机学(教学课件).ppt

单相绕组的谐波磁动势 （2）单相绕组的谐波磁动势，根据傅立叶级数可知，单个整距线圈所产生矩形磁动势波中可以分解出一系列高次（奇次）谐波磁动势，其中第v次谐波分量应为： 按照与基波磁动势同样的方法，单相余弦电流通入到单相绕组中所产生的v次谐波磁动势（包括基波磁动势）为： 空间上按?次谐波分布 时间上按?t的余弦规律脉振（同基波磁动势） 注：1、谐波磁动势的产生是由于谐波绕组系数 2、目前没有考虑电流谐波引起的磁动势波形变化 §7 正弦电流下三相绕组的磁动势 前面分析了单相绕组的磁势为一脉振磁势。将三个单相磁势相加，即得三相绕组的合成磁势——旋转磁势。为了清楚的理解由单相到三相合成时，脉振磁势如何变为旋转磁势，用解析法和图解法两种方法进行分析。 一、三相绕组的基波合成磁势 二、三相合成磁动势中的高磁谐波 解析法和图解法 内容： 分析方法： 三相对称绕组：绕组分布相同；三相绕组在空间互差120?电角度（轴线相差120? ） A相绕组 B相（落后A相120?） C相（落后B相 120?） 三相对称绕组 三相对称电流（正序电流） 7.1 三相绕组基波合成磁动势 解析法： 坐标原点： 在A相绕组轴线上 A相绕组的磁动势： B相绕组的磁动势： C相绕组的磁动势： 利用积化和差，将各个磁动势分解成两个磁动势之和 三相磁势共同作用于气隙，则合成磁动势： 合成磁动势： 比较t1和t2时刻的磁动势分布可以看出： 幅值不变，时间变化了?t=?角度，在空间上磁势波形沿+?s向前移动了?角度。随着时间的推移， ?角不断增大，即磁动势波不断地向+?s方向移动， 是一个恒幅、正弦分布的正向行波 定子气隙呈圆柱形，因此，三相合成磁势实质上沿着气隙圆周连续推移的旋转磁动势波---圆形旋转磁势 计算旋转速度： 当电流变化一个周期（T=1/f），磁势波推移2?电弧度，相当于2? / p机械弧度。 ns------- 同步转速(磁场的旋转速度) 回忆： 电机绕组在转速为ns的旋转磁场下感应电势的频率为： 绕组相电流达最大值与磁动势幅值位置之间的关系 A相电流达最大值， 磁动势幅值位于?s=0的位置，即A相绕组轴线处 B相电流达最大值， 磁动势幅值位于?s=120?的位置，即B相绕组轴线处 C相电流达最大值， 磁动势幅值位于?s=240?的位置，即C相绕组轴线处 所以，旋转磁动势波向前推移的角频率与电流交变的频率一致 分析结论： 对称三相绕组通有对称三相（正序）电流时，基波合成磁动势是一个正弦分布、以同步转速向前推移的正向旋转磁动势，即从A相轴线移向B相轴线、再移向C相轴线。合成磁动势的幅值是单相磁动势幅值的3/2。 图解法 脉振磁动势用空间相来表示：相量的长度表示磁动势幅值大小；相量的方向表示磁动势幅值的正负 绕组轴线 1、合成磁势幅值不变（3F?1/2）； 2、时间推进多少电角度，合成磁势在空间上同时推进多少电角度； 3、转动方向由超前电流相转向滞后电流相； 4、合成磁势相量的轨迹为圆形：圆形旋转磁势 结论：改变电流的相序导致磁势的旋转方向发生变化 从以上分析可知：三相对称绕组通入三相对称电流后，所形成的三相基波合成磁势具有以下特性。 ①三相合成磁势为正弦分布的旋转磁势，转向由超前 电流相转到滞后电流相。要改变磁场转向，只须改变三相电流的相序即可。 ②幅值F1不变，为各相脉振磁势幅值的3/2倍，且旋 转幅值的轨迹是圆，所以称为圆形旋转场。 ③当某相电流达最大值时，合成旋转磁势的幅值恰在 这一相绕组轴线上。 7.2三相合成磁动势中的高次谐波 则单相v次谐波磁势为： 前面已推出单相基波磁势为： 对应各单相基波磁动势： 得各单相高次谐波磁动势： 三相高次谐波合成磁动势： 计算结果表明： 1、当 即ν=3，9，15，… 时 2、当 即ν=7，13，19，? 时 合成磁势为一正向旋转，转速为 ns/ν ，幅值为 的旋转 磁动势，转向与基波相同。 即三相对称通入三相对称绕组时，不存在3及3的倍数次谐波合成磁动势 3、当 即ν=5，11，17，…时 合成磁势为一负向旋转，转速为 ns/ν ，幅值为 的旋转 磁动势，转向与基波相反。 在同步电机中,谐波磁动势产生