諧波效應分析 電機運行時在氣隙中伴隨著基波磁場而產生的諧波磁場 是異步電動機附加轉矩 雜散損耗 電磁噪聲產生的根源 對電動機起動及運行性能影響很大氣隙磁場b F F 磁動勢波 磁導波 1 諧波磁場 F Fp F F Fp 基波磁動勢 F 定子諧波磁動勢 F 轉子諧波磁動勢 0 1 2 0 平滑氣隙磁導 1 定子齒槽磁導 2 轉子齒槽磁導 Fp 0 基波磁場 F 0 定子磁動勢諧波磁場 F 0 轉子磁動勢諧波磁場Fp 1 定子磁導諧波磁場Fp 2 轉子磁導諧波磁場基波磁場極對數p轉速n1 60f p r min f 電源頻率 磁動勢諧波分解1 實際磁動勢2 相帶電流均布時磁動勢3 齒諧波磁動勢 1 2之差 4 基波磁動勢5 相帶諧波磁動勢 2 4之差 定子相帶諧波次數 以2極為基本波 2mk 1 pm為相數 k 1 2 定子齒諧波次數 kZ1 pZ1為定子槽數有磁勢齒諧波及磁導齒諧波定子諧波磁場轉速n 60f 相帶諧波與繞組型式 分布及節距有關 可用短距繞組 低諧波含量繞組 如六相繞組 等消除或削弱相帶諧波齒諧波與繞組分布無關 只能用斜槽削弱齒諧波60 相帶諧波和齒諧波的繞組系數見p 33表2 7表2 8 由定子 次諧波磁場感應產生的轉子諧波磁場次數 對籠型轉子僅有齒諧波 kZ2 Z2為轉子槽數k 1 2 其中由基波磁場感應產生的轉子諧波次數 kZ2 p 轉子任一 次諧波磁場轉速n 1 p 1 s 60f 見p35式 2 15 對籠型轉子 k Z2n 1 k Z2 1 s p 60f 諧波分析示例見p 35表2 94極 Z1 36 Z2 28諧波譜 2 異步附加轉矩 定子各次諧波磁場與由它感應的轉子同次諧波磁場相互作用產生轉矩 其特性與基波轉矩相似 故稱之為異步附加轉矩 異步附加轉矩疊加在基波轉矩上 使電動機轉矩特性形成異步谷 從而在起動過程中出現最小轉矩 其中以5次和7次磁動勢諧波影響最為顯著 異步附加轉矩1 合成轉矩2 基波電磁轉矩3 5次諧波電磁轉矩4 7次諧波電磁轉矩 3 同步附加轉矩 同步附加轉矩產生條件 產生轉矩的定子 轉子磁場彼此獨立 定子 轉子磁場極對數相等 定子 轉子磁場相對靜止 即在某一轉子轉速下該定子 轉子磁場空間轉速相同 以上條件見p 36式 2 16 2 17 當 a b 堵轉時產生同步附加轉矩當 a b 產生同步附加轉矩時轉子轉速nst 120f kZ2見p 36式 2 18 產生同步附加轉矩的槽配合見p 47表2 15 應注意避免或采取措施削弱 4 雜散損耗 氣隙諧波磁通相對于定 轉子齒鐵心表面移動而產生表面損耗氣隙諧波磁通相對于定 轉子齒鐵心移動 使進入定 轉子齒中的諧波磁通脈動而產生脈振損耗轉子諧波電流損耗 橫向泄漏電流損耗少槽 近槽配合可降低雜散損耗 但電磁噪聲高 5 電磁噪聲 氣隙基波及諧波磁場 周期性變化徑向力 定子鐵心徑向振動 周圍空氣脈動引起噪聲徑向力波階次數mi越低 鐵心變形相鄰支點距離越遠 剛性較差 鐵心徑向變形量就越大 故低階次徑向力波是引起電磁噪聲的主要根源 徑向力fr b2 2 0基波bp見p 32式 2 11 定子諧波b 見p 32式 2 12 轉子諧波b 見p 35式 2 14 徑向力可表示為各種不同階次和角頻率的旋轉力波的合成見p 38式 2 20 圖示見圖2 14重點注意mi 4低階次徑向力波 定子徑向振動振型a mi 0b mi 1c mi 2d mi 3 基波磁場產生的徑向力由式 2 11 代入式 2 19 求得徑向力波階次為2p 力波頻率為2f 即產生電源頻率兩倍的電磁噪聲 倍頻噪聲 該噪聲常只見于二極電機諧波磁場產生的徑向力由式 2 12 2 14 代入 2 19 得p 39式 2 21 式 2 21 最后一項 b b 可能包含低階次徑向力由 b次定子磁場與 a次轉子磁場作