電機Electric（第4流繞組—磁動勢 4.3交流繞組磁動單相繞單相繞組磁動單層集單層集中相繞組的磁動單層分單層分布相繞組的磁動雙層短雙層短距分布相繞組的磁動三相繞三相繞組合成磁動勢基三相繞三相繞組合成磁動勢諧圓形和圓形和橢圓形旋轉磁動交流電機主磁通、漏磁通和漏電單層集中相繞組的磁動Z=6，p=1，三相單層繞組。q=1有1個整距線圈A相通交流電流i后，將產生每根磁力線所構成的磁通閉合回路的磁動勢均為iNc略去定、轉子鐵心中的磁阻，該磁動勢消耗在兩個氣隙中，每個氣隙中消耗的磁動勢為iNc/2。將氣隙圓周展開，得到磁動勢沿圓周的空間分布波形如圖所示。氣隙圓周某點的磁動勢表示由該定子磁動勢所產生的氣2磁動勢波形為矩形波。當線圈電流i隨時間按正弦規律交變時，矩形波的高度2Fy

Nci2

Nc

cos矩形波的高度和正負隨時間變化，變化的快慢取決將坐標原點 圈的中心線上，利級數將該磁動勢波形展為如fy(t,

1,3,5,

2

Nc

π)cost

Nc

π)costν=1稱為基波，ν=3，5，7...在空間的任何一點，磁動勢的大小隨時間按正弦規律變化。這種空間位置固定不動，但波幅的大小和正負隨時間變化的磁動勢稱為脈振磁動勢基波磁動勢表達fy1(t, Fy1

0.9Nc

cos基波磁動勢沿氣隙圓周有p個完整的正弦波，極對數為例如Z=12，p=2的三相單層繞組。q=1，每相有24極電機單層繞組（q=1）的脈振磁動單層分布相繞組的磁動以Z=18p=1的三相單層繞組為例。每相有1個線圈組，q=3，每個線圈組有3個整距線圈。A1X1、A2X2、A3X3串聯成一個線圈A相通交流電流i后，產生一個2極磁采用磁動勢迭加原理，三個線圈分別產生矩形波磁動勢。磁動勢波形一樣，依次位各線圈磁動勢的基波分量為空間分布正弦波，和時間相量相似可以用空間矢量來磁動勢空間矢量的長度代表幅值的大小，矢量的位置代表幅值，得到分布繞組磁動勢合成磁動勢為脈振合成磁動勢基波幅值位于線圈組的中將坐標原點取圈組的中心線上，基波磁動勢波表達f將各線圈的基波磁動勢矢量相加得到分布相繞組磁動勢考慮到一般情況，對于q個線圈構成的線圈組，與線圈組電動勢的推導相似，可推導出單層分布相繞組合成磁動勢基波幅值

qsin 120.9qNckq1Iccos

為基波磁動勢的分布系數

qsin 12

動勢的分布系數具有相同的物理意義。雙層短距分布相繞組的磁動以Z=18，p=1，y1=7的三相雙層繞組為例。每相有2個線圈組，q=3，每個線圈組有3個短距線圈。線圈11、22、33成一個線圈組，線圈4、5、6構成一另個線圈組。A相通交流電流i后，產生一采用磁動勢迭加原理，A1—A6中電流單獨作用，將A1A4、繞組；X1—X6中電流單獨作用，將X1X4、X2X5、X3X6分別兩個單層分布繞組產生的磁動勢如上述分析，均為階梯波兩個階梯波合成即得相相繞組磁動勢為脈振磁將兩個單層整距分布繞組的基波磁動勢矢量相加得到相繞組磁動勢基波矢量。

π)

π)2Fq1kky1為基波磁動勢的短距系數， 相繞組磁動勢基波幅22

kN1=ky1kq1為基

2

qNc

cost

波磁動勢繞 系222 π

ky1k

q1aIc

cos

I=aIc為相電流有效N為雙層繞組2 2

cos

cos

每相串聯匝F1稱為相繞組脈振磁動勢的振幅，它表示相繞組脈振磁動勢幅值的最大值2 2

NkN2p2

NkNp將坐標原點取在相繞組軸線（即線圈組中心線）上，從而得到相繞組磁動勢基波的表達式ff1(t,)F1cosFm1cost對于相繞組磁動勢中的ν次諧波，采用同樣的方法可以推導出，當坐標原點f(t,)

cost2 2

NkN

NkN

①單相繞組磁動勢的性質是脈振磁動勢，它既是時間函數又是空間角度函數②基波、諧波的波幅必在相繞組的軸線上③ν次諧波磁動勢幅值與kNν成正比，與ν成反比，因此，可以采用短距和分布繞組來削弱高次諧波。三相電流對稱電流，設三相iAiB

2Icost2Icos(

120

2Icos(

240動勢均為脈振磁動勢，其基波的幅值位于各相繞組軸線三相繞組軸線在空間相差°電角度，各相繞組磁動勢基波空間相位差為12°電角度。將空間坐標原點取在A相繞組的軸線上，于是三相繞組脈振磁動勢基波的表達式分別為fA1(t,)Fm1cos (t,)

120

120 (t,)

240

240t0t0fA1() 120 240三相合成磁動勢基波表f1(t,)

fA1(t,)

fB1(t,)

fC1(t, costcos cos(

120

120 cos(t240

240332

cos(

)

F1為三相合成磁動勢基波的幅

2

NkNp這是一種行波，即三相合成磁動勢基波在空間旋轉，波幅不變。三相合成磁動勢1

電弧度秒n1

602π

60p

(r/tCCB某相電流達到正最大值時，合成磁動勢與該相繞組的軸線重合。旋轉磁動勢的轉向與三相電流的相序有關。改變電流的相序可以改變旋轉磁動勢的轉向。三相繞組合成磁動勢基①三相對稱繞組通入三相對稱電生的三相合成磁動勢基波是一個波幅恒定不變的旋轉磁動勢，其幅值等于每相脈振磁勢振幅的／倍；②合成磁動勢基波的轉速與三相電流的頻率和繞組的極對③當某相電流達到最大值時，合成磁動勢的波幅剛好該相④電流在時間上經過多少角度，合成磁動勢在空間上轉過⑤旋轉磁動勢由超前相電流所在的相繞組軸線轉向滯后相電流所在的相繞組軸線。改變電流的相序，則旋轉磁動勢改變轉向。fA1(t,)Fm1cos (t,) cos(

120

120 (t,) cos(

240

240

(t,)

2

[cos(t)cos(t

(t,)(t,)

212

240)cos(t120)cos(t一個單相脈振磁動勢可以分解為大小相等、方向相反、轉相等的兩個旋轉例一臺三相異步電，定子采層短距疊繞組，Y聯接，定A相繞組所產生的磁動勢基波極

2

2

槽12槽距電

p1 每極每相槽每相串聯匝

q N2a

23224224短距系

ky1

y1π)

π)2

4分布系

q 2

4

2繞組系

kN

0.9577

(1)每相脈振磁動勢基波的振

NkNp

0.9880.9252

1355將空間坐標原點取在相繞組的軸線上，相繞組脈振磁動勢基波的表達式為fA1(t,)Fm1cos3三相合成磁動勢基波幅3

2Fm1

313552

2033合成磁動勢基波的表達f1(t,)

合成磁動勢基波的轉n1

Z=三相合成磁動勢是階梯除基波外，有奇數次諧3次諧波各相的3次諧波磁動勢表達式fA3

costcosfC3

cos(tcos(

120)cos240)cos

120240f3

fA3

fB3

fC3在三相對稱繞組中，合成磁動勢不存在3次及3的倍數次諧波，即不存在，9，次諧波5次諧波和7次諧 352m 372mcos(t7三相5次諧波的合成磁動勢是一個幅值恒定的旋轉波，其轉速是基波轉速的15，即n5n/5，轉向與基波磁動勢轉向相反。三相7次諧波的合成磁動勢也是一個幅值恒定的旋轉波，其轉速是基波轉速的7，即71/7，轉向與基波磁動勢轉向相同。普遍講，當ν=6k-1(k=1,2,…)；當=6k＋1k=1,2,…)時，三相合成諧波磁動勢與基波轉向相同。合成ν諧波磁動勢的轉速是基波轉速的/ν，即nν=n1。四、圓形和橢圓形旋轉在對稱的三相繞組中流過對稱的三相電流時，氣隙中的合成磁動勢是一個幅值恒定、轉速恒定的旋轉磁動勢，其波幅的軌跡是一個圓，故這種磁動勢稱為圓形旋轉磁動勢，相應的磁場稱為圓形旋轉磁場。當三相電流不對稱時，可以利用對稱分量法，將它們分解成為正序分量和負序分量以及零序分量。三相零序電生的合成磁動勢為零。正序電流將產生正向旋轉磁動勢F+，而負序電流將產生反向旋轉的磁動勢F，即在氣隙中建立磁動勢ff(t,θ)Fcos(ωtθ)Fcos(ωtθ)上式是交流繞組磁動勢當F+=0或F-=0當F+和F-都存在、且F+≠F-時，便是橢圓形旋轉磁動勢當F+=F-一個脈振磁動勢五、交流電機主磁通、漏磁通和漏電當交流電機定子繞組接至三相電源時，便有對稱三相電流在繞組中流過，在氣隙中建立旋轉磁動勢、產生相應的旋轉磁主磁通：由基波旋轉磁動勢所產生的穿隙與定子繞組、轉子繞組同時相交鏈的基波磁通稱為主磁通。圖示一臺4極交流電機中主磁通分布情況。主磁通經過的路徑為：氣隙、漏磁通：定子三相電生與定