1、反裝直流電動機(jī)示意圖 標(biāo)準(zhǔn)直流電動機(jī)示意圖 第4章 交流電機(jī)理論的一般問題感應(yīng)（異步）電機(jī)：感應(yīng)（異步）電機(jī)： 通常用作電動機(jī)，是應(yīng)用最廣泛的一種電動機(jī)。交流電機(jī)同步電機(jī)：同步電機(jī)： 主要作為發(fā)電機(jī)。感應(yīng)電機(jī),同步電機(jī),1160nPfn 1160nPfn繞組和電動勢磁勢和氣隙磁場41 交流繞組的基本概念和要求 4.1.1基本概念：線圈（繞組元件）：線圈（繞組元件）：是構(gòu)成繞組的基本單元基本單元。繞組就是線圈按一定規(guī)律的排列和聯(lián)結(jié)。線圈可以區(qū)分為多匝線圈多匝線圈和單匝線圈單匝線圈。與線圈相關(guān)的概念包括：有效邊有效邊；端部端部；線圈節(jié)距線圈節(jié)距等極距極距：沿定子鐵心內(nèi)圓每個磁極所占的范圍； 用長度

2、表示/用槽數(shù)表示； 電角度：電角度： 電機(jī)圓周從幾何上量度為360度，這個角度稱為機(jī)械角度。 從電磁角度看，一對N,S極構(gòu)成一個磁場周期，即1對極為360電角度； 電機(jī)的極對數(shù)為p時，電機(jī)一周的角度數(shù)為p 360電角度。PZPD2/2槽距角：一個槽所占的電角度，用表示；每極每相槽數(shù)：每個極域內(nèi)每相所占的槽數(shù)，用q表示。pmZq2zP0360相帶: 為了三相繞組對稱，在每個極面下每相繞組應(yīng)占有相等的范圍，每極每相交流繞組在電樞圓周上連續(xù)占據(jù)的電角度稱為相帶。由于每個極對應(yīng)于180o電角度，如電機(jī)有m相，則每個相帶占有1800/m電角度。三相電機(jī)m=3, 其相帶為60o，按60o相帶排列的繞組稱為

3、60o相帶繞組。 還有一種劃分相帶的方法，把每對極所對應(yīng)的定子槽劃分為三等分，使每相帶占120o電角度。按120o相帶排列的繞組稱為120o相帶繞組。 由于120o相帶時所有相量分布較散，其相量和較小，合成感應(yīng)電動勢較小，一般不采用120o相帶，而采用60o相帶。 槽電動勢星形圖（Z36，2P4）槽電動勢星形圖 ： 相鄰兩槽空間相距電角度，相鄰兩槽中的導(dǎo)條電勢時間相位差電角度，如各槽導(dǎo)條電勢用相量表示將依次相差電角度而成輻射狀，稱為槽電勢星形圖。 單層繞組一個槽中只放一個元件邊； 雙層繞組一個槽中放兩個元件邊。單層繞組和雙層繞組單層繞組和雙層繞組4.1.2 交流繞組的構(gòu)成原則交流繞組的構(gòu)成原則

4、交流繞組的構(gòu)成原則交流繞組的構(gòu)成原則 均勻原則均勻原則：各相繞組在每個極域內(nèi)所占的槽數(shù)（線圈 數(shù)）應(yīng)相等； 對稱原則對稱原則：三相繞組的結(jié)構(gòu)完全一樣，但在電機(jī)的 圓周空間互相錯開120電角度。 如槽距角 為，則相鄰兩相錯開的槽數(shù)為120/。 電勢相加原則電勢相加原則：線圈兩個邊的感應(yīng)電勢應(yīng)該相加； 線圈與線圈之間的連接也應(yīng)符合這一原則。 線圈的一個邊在N極下，另一個應(yīng)在S極下。對交流繞組的要求（1）交流繞組通電后， 必須形成規(guī)定的磁場極數(shù)；（2）多相繞組必須對稱， 不僅要求m相繞組的匝數(shù)N、跨距y1、線徑及在圓周上的分布情況相同， 而且m相繞組的軸線在空間上互差3600/m電角度。（3）交流繞

5、組通過電流所建立的磁場在空間的分布為正弦分布，且旋轉(zhuǎn)磁場在交流繞組中感應(yīng)電動勢必須隨時間按正弦規(guī)律變化。 采用分布繞組和短距繞組。（4）在一定的導(dǎo)體數(shù)之下， 建立的磁場最強(qiáng)而且感應(yīng)電動勢最大。 因此線圈的跨距y1盡可能接近極距， 而且對于三相繞組盡可能采用600相帶。（每個極距內(nèi)屬于同一相的槽在圓周上連續(xù)所占有的電角度區(qū)域稱為相帶）。（5）用銅少；下線方便；強(qiáng)度好。 實例：Z24（槽）、m3（相）、2p4（極）的單層疊繞組基本步驟：基本步驟：4.1.3 三相單層繞組的構(gòu)成單層繞組每槽只放置一層元件邊，因此線圈數(shù)等于槽數(shù)的1/2。 （1）求出繞組的每極每相槽數(shù)q、槽距角及以槽數(shù)計算的極距 槽64

6、24230243602360234242000PZZPPmZq（2）畫出槽電動勢星形圖，劃分相帶，構(gòu)成線圈組 相帶極對AZBXCY第一對極1、23、45、67、89、1011、12第二對極13、1415、1617、1819、2021、2223、24鏈?zhǔn)嚼@組同心式繞組單層疊繞組（3） 連線圈組將一對極域內(nèi)屬于同一相的q個線圈連成一個線圈組；（共有多少個線圈組？） 以上連接應(yīng)符合電勢相加原則。 （同心，鏈繞組） 將屬于同一相的p個線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。 串聯(lián)與并聯(lián)：電勢相加原則。最大并聯(lián)支路數(shù)： ap。（4）相繞組 將三個構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組； 接法或Y接法；（5）三相繞

7、組單層繞組具有數(shù)量少、制造工時省，槽內(nèi)無層間絕緣、槽滿率高等優(yōu)點，因此多用于10KW以下的異步電機(jī)中。 三相Y連接三相連接4.1.4 三相雙層繞組雙層繞組的特點是每一個槽分成上層和下層，線圈的一個邊放在某槽的上層，而另一個邊放在相隔y1槽的另一槽的下層。整個繞組的線圈數(shù)正好與槽數(shù)相等。雙層繞組的主要優(yōu)點為：（1）可以靈活選擇節(jié)距以改善電動勢和磁動勢波形；（2）線圈尺寸相同、便于制造；（3）可以組成較多的并聯(lián)支路；（4）端部形狀整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。10KW以上的三相交流電機(jī)，均采用雙層繞組作為定子繞組。實例：實例：Z Z1 1=24=24，2p=42p=4，整距，整距，m=3 m=3

8、 雙層疊繞組雙層疊繞組 基本步驟：基本步驟：（1）求出繞組的每極每相槽數(shù)q、槽距角及以槽數(shù)計算的極距 槽6424230243602360234242000PZZPPmZq（2）畫出槽電動勢星形圖，劃分相帶，構(gòu)成線圈組 相帶極對AZBXCY第一對極1、23、45、67、89、1011、12第二對極13、1415、1617、1819、2021、2223、2423*2*2242pmZq每極每相槽數(shù) 根據(jù)給定的線圈節(jié)距連線圈； 以上層邊所在槽號標(biāo)記為線圈編號； 將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個線圈連成一個線圈組； 以上連接應(yīng)符合電勢相加原則 。（3）連線圈和線圈組642421pZy線圈節(jié)距51y如果 將屬

9、于同一相的2p個線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。 串聯(lián)與并聯(lián)，依照電勢相加原則。最大并聯(lián)支路數(shù)a2p 按照同樣的方法構(gòu)造其他兩相。 連三相繞組。 將三個構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組。（4）連相繞組（5）連三相繞組波繞組波繞組 波繞組的連接特點與直流電機(jī)電樞繞組中介紹的波繞組一樣，是把所有同極性下屬于同一相的線圈按一定次序串連起來，組成一個線圈組；最后把分屬于N極和S極下的兩大組線圈根據(jù)需要接成串聯(lián)或并聯(lián)，構(gòu)成一相繞組。 旋轉(zhuǎn)磁場是交流電機(jī)工作的基礎(chǔ)。在交流電機(jī)理論中有兩種旋轉(zhuǎn)磁場： (1) 機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場 通過原動機(jī)拖動磁極旋轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場；交流繞組處于旋轉(zhuǎn)磁場中交流

10、繞組處于旋轉(zhuǎn)磁場中，并切割旋轉(zhuǎn)磁場，并切割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電勢。產(chǎn)生感應(yīng)電勢。4.2 在基波磁場下的繞組電動勢（8 . 13 . 172. 068. 0mppb基波成分是主要的）電氣旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場(2) 電氣旋轉(zhuǎn)磁場電氣旋轉(zhuǎn)磁場 三相對稱的交流繞組通入三相對稱的交流電流時會在電機(jī)的氣隙空間產(chǎn)生電氣旋轉(zhuǎn)磁場； 交流繞組處于旋轉(zhuǎn)磁場中，并切交流繞組處于旋轉(zhuǎn)磁場中，并切割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電勢。割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 交流繞組的構(gòu)成：導(dǎo)體-線圈-線圈組一相繞組-三相繞組 。交流電機(jī)氣隙中的磁場旋轉(zhuǎn)時，在定子和轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢，下面分析在定子繞組中的感應(yīng)電勢，得到的結(jié)論同樣適用于轉(zhuǎn)子繞組。如

11、果氣隙磁場沿圓周正弦發(fā)布，且其極數(shù)等于電機(jī)極數(shù)，則稱其為基波磁場。基波磁場在繞組中的感應(yīng)電勢為基本（基波）電勢。 感應(yīng)電勢隨時間時間變化的波形和磁感應(yīng)強(qiáng)度在空間空間的分布波形相一致。 只考慮基波磁場時，感應(yīng)電勢為正弦波正弦波。 lvBtexx)(4.2.1導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢 感應(yīng)電勢的波形 說明相位關(guān)系 磁場轉(zhuǎn)過一對極，導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢變化一個周期； 磁場旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)過p（電機(jī)的極對數(shù)）對磁極； 轉(zhuǎn)速為n（r/min)的電機(jī)，每秒鐘轉(zhuǎn)過(pn/60)對極； 導(dǎo)體中感應(yīng)電勢的頻率f=(pn/60)Hz. 問題：四極電機(jī)，要使得導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢為50Hz,轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？ 感應(yīng)電勢的頻率感應(yīng)電勢的大小

12、 導(dǎo)體感應(yīng)電勢最大值： 導(dǎo)體與磁場的相對速度： lvBEmc 1max160 2n/pv 磁感應(yīng)強(qiáng)度峰值和平均值之間的關(guān)系： 感應(yīng)電勢最大值： 感應(yīng)電勢的有效值：;21avmBB1max122. 22fEEnc1max1 )( 22fBlfflBEavavc60 n/pf 繞組中均勻分布著許多導(dǎo)體，這些導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢有效值，頻率，波形有效值，頻率，波形均相同；但是他們的相相位位不相同。 導(dǎo)體感應(yīng)電勢小結(jié)：lvBtexx)(整距線圈中的感應(yīng)電勢 4.2.2 線圈中的感應(yīng)電勢 線圈的兩個有效邊處于磁場中相反的位置，其感應(yīng)電勢相差180電角度。 12112cccyEEEE 整距線圈的感應(yīng)電勢： 考

13、慮到線圈的匝數(shù)后：1144. 4cyNfE1cE2cE1yE 線圈的兩個有效邊在磁場中相距為y1,其感應(yīng)電勢相位差是180-電角度。 短距線圈中的感應(yīng)電勢 短距角：01180y 短距線圈的感應(yīng)電勢： 111144. 42cos2yccykNfEE 短距系數(shù)：)90sin(2cos22cos201111yEEkCCy整距線圈電勢短距線圈電勢 短距系數(shù)小于1，故短距線圈感應(yīng)電勢有所損失；但短距可以削弱高次諧波.y11cE2cE1yE 每對極下屬于同一相的q個線圈，構(gòu)成一個線圈組。圖中q=3 每個線圈的感應(yīng)電勢由兩個線圈邊的感應(yīng)電勢矢量相加而成。 整個線圈組的感應(yīng)電勢由所有屬于該組的線圈電勢矢量相加

14、。 4.2.3 線圈組的感應(yīng)電勢 矢量式3211yyyqEEEE 分布系數(shù)：2sin2sin111qqqEEkyqq集中繞組的感應(yīng)電勢分布繞組的感應(yīng)電勢 線圈組的電勢：q1y11q111kk 44.4kcyqqNfqEE線圈組的感應(yīng)電勢4.2.4相繞組的電動勢單層繞組的相電勢 單層繞組每對極每相q個線圈，組成一個線圈組，共p個線圈組。 若p個線圈組全部并聯(lián)則相電勢=線圈組的電勢 若p個線圈組全部串聯(lián)則相電勢=p 倍 線圈組電勢 實際線圈組可并可串，總串聯(lián)匝數(shù) )(單層并聯(lián)支路數(shù)每相總匝數(shù)apqNNc11111144. 4444wqykfNk kNf.E 相電勢： 雙層繞組每對極每相有2q個線圈

15、，構(gòu)成兩個線圈組，共2p個線圈組； 這2p個線圈組可并可串，總串聯(lián)匝數(shù) 雙層繞組的電勢apqNNc2并聯(lián)支路數(shù)每相總匝數(shù) 雙層繞組要考慮到短距系數(shù)： 1 111 1144. 444. 4wqykNfkkNfE為繞組系數(shù)：111qywkkk 三相繞組由在空間錯開120電角度對稱分布的三個單相繞組構(gòu)成，三相相電勢在時間上相差120度電角度。 三相線電勢與相電勢的關(guān)系： 三角形接法，線電勢=相電勢； 星形接法，三相繞組的電勢相電勢線電勢 3 正弦分布的以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，在三相對稱交流繞組中會感應(yīng)出三相對稱交流電勢； 感應(yīng)電勢的波形同磁場波形，為正弦波； 感應(yīng)電勢的頻率為 f=(pn/60)Hz

16、 ；2sin2sin1qqkq)90sin(2cos011yky1 111 1144. 444. 4wqykNfkkNfE 相電勢的大小為 111qywkkk 繞組系數(shù)三相繞組電勢總結(jié)（短距系數(shù)）（分布系數(shù)）變壓器磁通變壓器磁通4.3非正弦磁場下繞組的感應(yīng)電勢及其削弱方法 由于種種原因（定轉(zhuǎn)子鐵芯開槽、主極的外形）， 主極磁場在氣隙中不一定是正弦分布， 此時繞組的感應(yīng)電動勢中， 除基波外還有一系列高次諧波電動勢。 通常，主極磁場的分布與磁極中心線相對稱， 故氣隙磁場中含有奇次空間諧波。 1、3、5 ?下面以同步電機(jī)外力驅(qū)動轉(zhuǎn)子主磁極旋轉(zhuǎn)而在氣隙中產(chǎn)下面以同步電機(jī)外力驅(qū)動轉(zhuǎn)子主磁極旋轉(zhuǎn)而在氣隙中

17、產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場為例進(jìn)行分析。生的旋轉(zhuǎn)磁場為例進(jìn)行分析。 4.3.1 諧波電動勢 極對數(shù)為基波的倍，極距為基波的1/ ，隨主極一起以同步轉(zhuǎn)速在空間移動。即 ; ; 1 nn pp 諧波頻率：11 6060fpnnpf 諧波電動勢的有效值：wkNfE44. 4為次諧波的磁通量， lB2wk為次諧波的繞組系數(shù)，)2sin2sin()90(sin01qqykkkqyw齒諧波：121mqkPZkv齒諧波特點：繞組系數(shù)相等特點：繞組系數(shù)相等1)12(wmqkvwvkk（k1、2、3、.等整數(shù)） 諧波的弊害高次諧波： 對于發(fā)電機(jī)，電動勢波形變壞， 降低供電質(zhì)量； 本身雜散損耗增大， 效率下降， 溫升增高；高

18、次諧波電流產(chǎn)生的磁場對通訊電路的干擾 輸電線路可能電感和電容的諧振產(chǎn)生過壓。4.3.2 削弱諧波電勢的方法wNkfE44. 4根據(jù)減小 或 可降低諧波。wk（1）采用短距繞組適當(dāng)?shù)剡x擇線圈的節(jié)距， 使得某一次諧波的短距系數(shù)等于或接近零， 達(dá)到消除或減弱該次諧波的目的。 ), 2 , 1(2 18090 090sin100101kkykyykyv例：為消除5次諧波， ，或54 ,5211yy從不過分消除基波和用銅考慮， 應(yīng)選盡可能接近于整距的短節(jié)距。即2k1， ky21對于此時， 11y換言之， 為了消除第次諧波， 只要選比整距短 的短距線圈短距繞組往往采用 , 主要考慮同時減小5次、7次諧波。

19、 65對于5次諧波， 選用54對于7次諧波， 選用76（2）采用分布繞組就分布繞組來說， 每極每相槽數(shù)q越多， 抑制諧波電動勢的效果越好， 但q增多， 意味總槽數(shù)增多， 電機(jī)成本提高。 2sin2sinqqkqq=2q=3q=4q=5q=6q=7（3）改善磁場的分布相電動勢和線電動勢大小 相電動勢的有效值：252321EEEE 線電動勢的有效值： 三相繞組接成Y或， 對于對稱的三相系統(tǒng)， 各相電動勢的三次諧波時間上同相， 幅值相等。 Y連接， 三次諧波互相抵消； 連接， 三次諧波形成環(huán)路， E3完全消耗。 25213EEEl線電動勢：（4）采用星形接法 斜槽消除齒諧波原理圖 （5）齒諧波消除

20、以上四種方法主要用于削弱齒諧波以外的一般高次諧波，對于齒諧波，由于它的繞組系數(shù)等于基波的繞組系數(shù)，不能采用通常的短距和分布繞組的辦法來削弱它，一般都是采用斜槽和分?jǐn)?shù)槽的辦法。 例題 某三相交流電機(jī)定子槽數(shù)Z136， 極距 9槽，線圈節(jié)距y1(8 /9), 定子三相雙層繞組Y接法。 每個線圈匝數(shù)Ny2， 并聯(lián)支路數(shù)a1， 氣隙每極基波磁通10.74（Wb）， 氣隙諧波磁密與基波磁密的幅值之比為B5/B1=1/25, B7/B1=1/49, 基波及各次諧波磁場轉(zhuǎn)速相等， 均為1500r/min. 試求：（1）基波、五次諧波和七次諧波的繞組系數(shù)；（2）相電動勢中基波、五次諧波和七次諧波分量有效值；（

21、3）合成相電勢的有效值；解：根據(jù)已知條件， 電機(jī)極對數(shù)2923621Zp每相的串聯(lián)匝數(shù)：2423222apqNNy對應(yīng)于基波的槽距角01020363602360Zp33223621pmZq每極每相槽數(shù)（1） 繞組系數(shù)2sin2sin)90sin(2sin2sin)90sin(0101qqyqqykkkqyw基波五次諧波七次諧波短距系數(shù)0.9840.643-0.342分布系數(shù)0.960.218-0.177繞組系數(shù)0.9450.140.061（2）相電動勢的有效值vwvvNkfE44.4)( 9 . 4)7174. 0491(061. 024)750(44. 4)(08.22)5174. 0251

22、(14. 024) 550(44. 4)( 8 .372574. 0945. 0245044. 4751VEVEVE（3） 合成電勢)(9 .3725272521VEEEElB2例題例題例題例題 交流電機(jī)的氣隙磁通可由定子磁勢建立，也可由轉(zhuǎn)子磁勢建立。若定、轉(zhuǎn)子繞組中都有電流通過，則氣隙磁通由定、轉(zhuǎn)子磁勢共同建立。在這里只討論定子繞組電流產(chǎn)生的磁勢，所得結(jié)論同樣適用于轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁勢。 4.4 單相繞組的磁動勢-脈振磁動勢由于定子繞組是有許多線圈連接而成，所以和前面研究感應(yīng)電動勢類似，先分析整距線圈的磁動勢，然后分析線圈組的磁動勢，最后分析單相繞組的磁動勢。為簡化分析，假設(shè)：（1）槽內(nèi)導(dǎo)條集

23、中在槽中心處，槽開口忽略不計；（2）線圈中電流隨時間作正弦變化；（3）氣隙均勻；（4）鐵心不飽和，即磁動勢全部降落在氣隙上。4.4.1 單個整距集中繞組的磁動勢)232(21)22(21)(cccccNiNixf原點、繞組軸線矩形脈振磁勢)232(cos22)22(cos22),(tNItNIxtfccccctIicccos2如果線圈中電流 按照富立葉級數(shù)分解的方法可以把矩形波分解為基波和一系列諧波 基波為：cccccccININFxtFxtf9 .0224coscos),(111 高次諧波為矩形波脈振磁勢的分解12241coscos),(ccccccFINFxtFtf最大值基波在空間按正弦分

24、布；在時間上，任何一個位置的磁勢都按正弦變化。所以基波是一個正弦分布的正弦脈振磁勢。其表達(dá)式為：（說明矢量的大小、方向、位置） 軸線上xtFxtfcccoscos),(114.4.2 單層整距線圈組的磁勢 由q個線圈構(gòu)成的線圈組，由于線圈與線圈之間錯開一個槽距角，稱為分布繞組。 取單個線圈的基波進(jìn)行分析（為正弦脈振磁勢），q個正弦脈振磁勢在空間依次錯開一個槽距角； 線圈組的磁勢幅值為：11119 . 0qccqcqkqNIkqFF2sin2sin111qqqFFkcqq黑板畫電流方向4.4.3 雙層短距線圈組的磁勢 雙層短距繞組可以等效為兩個整距單層繞組 兩個等效單層整距繞組在空間分布上錯開一

25、定的角度，這個角度等于短距角； 雙層短距繞組的磁勢等于錯開一個短距角的兩個單層整距繞組的磁勢在空間疊加。雙層短距繞組的磁勢（一對極）為：111111)2(9 . 022cos2yqccyqqqkkqNIkFFF)90sin(2cos22cos201111yFFkqqy如果只看每對極產(chǎn)生的磁動勢， 與上面的兩極電機(jī)完全一樣， 所以多極電機(jī)只研究每對極磁動勢就行了。 一相繞組的總磁動勢平均作用于各個磁極， 單相繞組磁動勢， 不是一相繞組的總磁動勢， 而是作用于一個磁極的磁動勢。 2yyiN2yyiN-90090027004.4.4 單相繞組磁勢Fq1=Fq2 單相繞組產(chǎn)生的基波磁勢仍然是正弦脈振磁

26、勢，磁勢幅值位置與繞組軸線重合，時間上按正弦規(guī)律脈振。單層繞組）雙層繞組）；(2 ;apqNNapqNNaIIccc 統(tǒng)一公式：11119 . 0229 . 0wyqkpNIkkpqaNqaIF tcoscos),(11xFtxf 為了統(tǒng)一表示相繞組的磁勢，引入每相電流 、每相串聯(lián)匝數(shù)N等概念。I性質(zhì)111111)2(9.022cos2yqccyqqqkkqNIkFFFwyqkpNIkkpqNaqaIF9 . 0229 . 01 單相繞組產(chǎn)生的諧波磁勢也是正弦脈振磁勢，時間上按正弦規(guī)律脈振。 tcoscosxFf 考慮單相繞組電流產(chǎn)生的諧波磁勢， 其統(tǒng)一表達(dá)式為：4.4.5 單相繞組的諧波磁動

27、勢 脈振磁動勢和旋轉(zhuǎn)磁動勢關(guān)系單相正弦脈振磁勢的分解： 設(shè)A相繞組通過電流： tcos2Ii 其基波磁勢為:-111FF t)cos(21 t)cos(21xFxFf F最高點的運(yùn)行軌跡為 ，即最高點的位置隨時間以角速度運(yùn)動。 F最高點的運(yùn)行軌跡為 ，即最高點的位置隨時間以角速度運(yùn)動。txtx tcoscos11xFf甲乙-111FF t)cos(21 t)cos(21xFxFf F+波是一個旋轉(zhuǎn)波，在氣隙空間以角速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為：pfpfpn602260260 單相正弦脈動磁勢可以分解為兩個轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢。4.5 三相繞組的磁動勢旋轉(zhuǎn)動磁勢4.5.1 三相繞組的基波合成磁動勢 三相對稱電

28、流：)120 tcos(2)120- tcos(2 tcos200IiIiIicba電流，繞組對稱 tcoscos11xFf 三相繞組按120o電角度對稱放置，各相繞組均用一個集中線圈表示，虛線為各相繞組的軸線。對稱運(yùn)行時三相電流的時間相位差為1200電角度，因此脈振磁動勢也按1200時間相位差依次來到最大幅值。當(dāng)取A相相軸所在位置為空間電角度坐標(biāo)原點，順著ABC方向作為x的正方向，則A、B和C相軸線分別在0o、120o和240o處。再取A相電流達(dá)正最大值瞬間時為t0。)480 cos(21) cos(21)240 cos()240cos()240 cos(21) cos(21)120 cos

29、()120cos() cos(21) cos(21 coscos011001101100111111txFtxFtxFftxFtxFtxFftxFtxFtxFfcba三相對稱電流通過三相對稱繞組時各自產(chǎn)生的磁勢(A參考軸)： 三相對稱交流繞組通過三相對稱電流時將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢。三相合成磁勢為) cos(231111txFffffcba性質(zhì)：性質(zhì)：關(guān)于旋轉(zhuǎn)磁勢的進(jìn)一步討論 三相對稱交流繞組通過三相對稱交流電流時，三個反向旋轉(zhuǎn)磁勢在空間錯開120電角度相互抵消，三個正向旋轉(zhuǎn)磁勢在空間同相位，合成一個圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。 圓形旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值為：111135. 19 . 02323wwkpNIkpNIFF 圓

30、形旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速為：pfn60pfpfpn602260260)120 tcos(2)120- tcos(2 tcos200IiIiIicba) cos(2311txFf 改變旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向的方法：調(diào)換任意兩相電源線（改變相序） 旋轉(zhuǎn)磁勢 當(dāng)某相電流達(dá)到最大值時，旋轉(zhuǎn)磁勢的波幅剛好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上，旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)向:由超前電流的相轉(zhuǎn)向滯后電流的相。)120 tcos(2)120- tcos(2 tcos200IiIiIicbaX t的原點的原點) cos(2311txFf)240 cos()240cos()120 cos()120cos( coscos0011001111txFftxFftxFf

31、cba4.5.2 三相的合成次諧波磁動勢（1）三次諧波磁動勢的極對數(shù)是基波的三倍， 三相繞組各自建立的三次諧波磁動勢表達(dá)式)240 cos(3cos)240 cos()240( 3cos)120 cos(3cos)120 cos()120( 3cos cos3cos03003303003333tFtxFftFtxFftxFfcba三相合成的三次諧波磁動勢03333cbaffff三相合成的三次諧波磁動勢為零。 這個結(jié)論可推廣到6k3的諧波次數(shù)。 （2）五次諧波磁動勢的極對數(shù)是基波的五倍， 三相繞組各自建立的五次諧波磁動勢表達(dá)式) 5cos(21)240 5cos(21 )240 cos()240

32、( 5cos) 5cos(21)120 5cos(21 )120 cos()120( 5cos) 5cos(21) 5cos(21 cos5cos505005550500555555txFtxFtxFftxFtxFtxFftxFtxFtxFfcba五次諧波磁勢三相合成五次諧波磁動勢)5cos(23),(55txftxf五次諧波磁動勢性質(zhì)：轉(zhuǎn)速為基波轉(zhuǎn)速的1/5.；轉(zhuǎn)向與基波轉(zhuǎn)向相反；幅值：IpNkIpNkFFww555535. 135. 15123結(jié)論可推廣到6k1次的諧波。1551nn（3）七次諧波磁動勢的極對數(shù)是基波的七倍， 三相繞組各自建立的七次諧波磁動勢表達(dá)式)120 7cos(21)

33、 7cos(21 )240 cos()240(7cos)240 7cos(21) 7cos(21 )120 cos()120(7cos) 7cos(21) 7cos(21 cos7cos077007707700777777txFtxFtxFftxFtxFtxFftxFtxFtxFfcba七次諧波磁勢三相合成七次諧波磁動勢)7cos(23),(77txftxf七次諧波磁動勢性質(zhì)：轉(zhuǎn)速為基波轉(zhuǎn)速的1/7.；轉(zhuǎn)向與基波轉(zhuǎn)向相同；幅值IpNkIpNkFFww777735. 135. 17123結(jié)論可推廣到6k1次的諧波。1771nn 同步轉(zhuǎn)速的概念：電源頻率f=50Hz,旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速為某些固定值，如

34、二極電機(jī)為3000r/min;這些固定的轉(zhuǎn)速叫同步轉(zhuǎn)速。同步轉(zhuǎn)速Pfn60146 不對稱和非正弦電流下三相繞組的磁動勢 461 不對稱電流下三相繞組的磁動勢 不對稱電流可以用對稱分量法將其分解成正序分量、負(fù)序分量和零序分量，其有效值分別用I、I和I0。各相電流為 :)cos(2)32cos(2)34cos(2)cos(2)34cos(2)32cos(2)cos(2)cos(2)cos(2000000tItItIitItItIitItItIiCBA)cos()cos(),(),(),(11111xtFxtFtxftxftxfmm總的磁動勢表達(dá)式為 tFFtFtFytFFtFtFxmmmmmmmm

35、sin)(sinsincos)(coscos11111111)cos()cos(),(),(),(11111xtFxtFtxftxftxfmm1)()(21122112mmmmFFyFFx將以上兩式平方后相加，得 設(shè)取 和 同相時作為x軸方向，并以這一瞬間作為t0時刻 1F1F4.7 交流電機(jī)的時空矢量圖 在時間相量圖中， 一個頻率為f， 隨時間按正弦規(guī)律變化的物理量，如電流，可以用一個長度等于有效值 I， 角速度 的旋轉(zhuǎn)矢量 表示；f2當(dāng)取縱軸為時間參考軸(時軸)、任何瞬間旋轉(zhuǎn)矢量 在時軸上的投影， 即為該物理量的瞬時值；tIicos2如對于原則上， 時軸可按需任意取，但時軸取得不同， 計算時間的起點也不同， 一個時間相量只有一根時軸。*時間向量-電流、電壓、電勢等II2 三相電機(jī)中， 對稱的三相電流 、 、 如果采用一根時軸， 則用互差1200的旋轉(zhuǎn)相量 、 、 來表示。AiBiCiAIBICI 為減少相量的數(shù)目， 將各相對稱的同一物理量用一根統(tǒng)一的時間量表示，I 綜合矢量t軸AIBICI單時軸多相量IA相