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1、Page: 1 Date:2022-8-23关于交流绕组的磁关于交流绕组的磁动势动势现在学习的是第1页，共23页Page: 2 Date:2022-8-23第一节第一节 单相绕组的磁动势单相绕组的磁动势一、线圈的磁动势v 性质：脉振磁势v 波形：矩形波v 幅值大小：随时间按正弦规律变化。v 幅值位置：固定不变v 极对数：一对现在学习的是第2页，共23页Page: 3 Date:2022-8-23现在学习的是第3页，共23页Page: 4 Date:2022-8-23 )5sin513sin31(sin4sin22xxxtINfcc xtFxtFxtFccc5sinsin3sinsinsinsi
2、n531 cccINF 4221 ccIN9 . 0 v 基波幅值v 次谐波幅值ccccINFF 9 . 011 现在学习的是第4页，共23页Page: 5 Date:2022-8-23二、线圈组的磁动势二、线圈组的磁动势1、整距分布绕组的磁动势v 波形：阶梯波v 基波幅值cdcdcqIKqNKqFF11119 . 0 v 次谐波幅值cdcdcqIKqNKqFF 9 . 0 现在学习的是第5页，共23页Page: 6 Date:2022-8-232、短距分布绕组的磁动势结论：双层短距分布绕组可以看成两个错开 角（短距角）的单层整距绕组。现在学习的是第6页，共23页Page: 7 Date:20
3、22-8-23v 双层短距绕组磁动势的基波幅值cNccdpcpqmIKqNIKKqNKFF111111)2(9 . 0)2(9 . 02 v 次谐波幅值cNccdpcpqmIKqNIKKqNKFF )2(9 . 0)2(9 . 02 v 设 S 为每槽导体数，对于单层绕组，S = Nc，对于双层绕组，S = 2Nc，则每相绕组总的串联匝数可以用统一表示为：aSqpN v 绕组相电流caII 现在学习的是第7页，共23页Page: 8 Date:2022-8-23 xKxKtqSIfNNc3sin31sinsin9 . 031 xKxKtIpNNN3sin31sinsin9 . 031 v 每对
4、磁极的磁动势可表示为： xtFxtFmm3sinsinsinsin31 v 磁动势基波幅值IpNKFNm119 . 0 v 磁动势的 次谐波幅值IpNKFNm 9 . 0 现在学习的是第8页，共23页Page: 9 Date:2022-8-23三、单相绕组的磁动势三、单相绕组的磁动势v 对于一对极的电机，一相绕组只有一个线圈组，线圈组的磁动势就是相绕组的磁动势。v 对于多对极的电机，每对极有一个线圈组，各对极分别有各自的磁路，各对极磁动势的空间分布规律和随时间变化规律都一样。相绕组的磁动势是一相绕组通过电流后产生的处于各对磁极下不同空间的所有磁动势。现在学习的是第9页，共23页Page: 10
5、 Date:2022-8-23单相绕组磁动势的性质单相绕组磁动势的性质v 单相绕组通入交流电产生的磁动势为脉动磁动势。该磁动势具有以下性质： 波形呈阶梯状分布，幅值大小随时间按正弦规律变化，节点和振幅所在的位置不变。 磁动势可分解为基波和高次谐波，采用分布绕组和短距绕组有利于改善磁动势的波形。 基波和高次谐波的脉动频率都与电流频率相同。 次谐波极对数 p = vp，极距 = /v 基波磁动势xtIpNKfNsinsin9 . 011 现在学习的是第10页，共23页Page: 11 Date:2022-8-23一、脉动磁动势分解成两个旋转磁动势v 脉动磁动势基波可分解为第三节第三节 对称三相电流
6、流过对称三相绕组的基波磁动势对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁动势xtFfmsinsin11 )cos(21)cos(2111 xtFxtFmmv 等式右边第一项磁动势在空间按正弦规律分布，振幅大小保持不变，振幅位置出现在 x = wt 处，是正向旋转磁势。等式右边第二项磁动势在空间按正弦规律分布，振幅大小保持不变，振幅位置出现在 x = - wt 处，是负向旋转磁势。现在学习的是第11页，共23页Page: 12 Date:2022-8-23现在学习的是第12页，共23页Page: 13 Date:2022-8-23 空间矢量：在空间按正弦规律分布的量，基波磁动势可以用空间矢量来表示。v
7、用空间矢量表示的脉动磁动势分解用空间矢量表示的脉动磁动势分解脉动磁动势正向旋转磁动势负向旋转磁动势磁轴现在学习的是第13页，共23页Page: 14 Date:2022-8-23v 结论：一个在空间按正弦规律分布、幅值随时间按正弦规律变化的脉动磁动势，可以分解成两个幅值相等，转向相反的旋转磁动势，每个旋转磁动势的幅值为脉动磁动势振幅的一半。现在学习的是第14页，共23页Page: 15 Date:2022-8-23二、三相对称绕组流过三相对称电流的基波磁动势二、三相对称绕组流过三相对称电流的基波磁动势v 三相对称绕组：跨距、匝数相同，空间分布互差120电角度。则各相的磁轴在空间也互差120。v
8、 三相对称电流：幅值相同，时间相位差120。现在学习的是第15页，共23页Page: 16 Date:2022-8-23v 设流过A、B、C三相绕组的电流相序为A B C，它们产生的各相绕组磁动势为 )120sin()120sin()120sin()120sin(sinsin111111xtFfxtFfxtFfmCmBmA v 将各相脉动磁动势分解成两个大小相等，转向相反的旋转磁动势： )120cos(5 . 0)cos(5 . 0)120cos(5 . 0)cos(5 . 0)cos(5 . 0)cos(5 . 0111111111xtFxtFfxtFxtFfxtFxtFfmmCmmBmmA
9、 现在学习的是第16页，共23页Page: 17 Date:2022-8-23v 三相基波磁动势幅值v 从上式可以看出：三个正序旋转磁动势的大小及空间位置均相同，叠加后是单个正序旋转磁动势的 3 倍。三个负序旋转磁动势大小相同、在空间互差120，合成的结果为零。因此，三相绕组合成磁动势的基波为：1111CBAffff )cos(231xtFm )cos(1xtF IpNKFFNm11135. 123 v 结论：三相绕组合成磁动势是圆形旋转磁动势。现在学习的是第17页，共23页Page: 18 Date:2022-8-23 极数：基波旋转磁动势的极数与绕组的极数相同。 幅值：每相脉动磁动势的1.
10、5倍。 幅值位置：x = t 处，当某相电流达到最大值时，基波振幅恰好移到该相的轴线处。 转速：由dx/dt = =2f（电弧度/秒），得 n1 = 60/2p = 60f /p（r/min)，称为同步速。 转向：由超前电流的相转向滞后电流的相。改变流入各相绕组的电流的相序就可以改变旋转磁场的转向。v 三相绕组合成磁动势的性质三相绕组合成磁动势的性质现在学习的是第18页，共23页Page: 19 Date:2022-8-23现在学习的是第19页，共23页Page: 20 Date:2022-8-23第四节第四节 三相绕组磁动势的空间谐波分量三相绕组磁动势的空间谐波分量v 考虑高次谐波的各相磁动
11、势表达式为 )120(7sin)120sin()1205sin()120sin()120(3sin)120sin()120sin()120sin()120(7sin)120sin()1205sin()120sin()120(3sin)120sin()120sin()120sin(7sinsin5sinsin3sinsinsinsin753175317531xtFxtFxtFxtFfxtFxtFxtFxtFfxtFxtFxtFxtFfmmmmCmmmmBmmmmA 现在学习的是第20页，共23页Page: 21 Date:2022-8-23v 基波合成：正向旋转磁动势v 3次谐波合成：空间位置相
12、同，相位互差120，相互抵消，合成为零。同理，3 的倍数次谐波合成也为零。v 5次谐波合成：)5cos(23)120(5120cos(21)120(5120cos(21)120(5120cos(21)120(5120cos(21)5cos(21)5cos(2155555555555xtFxtFxtFxtFxtFxtFxtFffffmmmmmmmCBA 现在学习的是第21页，共23页Page: 22 Date:2022-8-23v 旋转速度：5515nndtdx ，即即 v 结论：三相合成 5 次谐波磁动势是负向旋转磁动势，其转速大小为基波分量的 1/5。同理，v = 6k 1的各次三相空间谐波磁动势也是负向旋转磁动势。v 用同样的方法推导，三相合成 7 次谐波磁动势以及 v = 6k + 1的各次三相空间谐波磁动势均为正向旋转磁动势。v 与削弱谐波电动势一样，可以采用适当的短距和分布绕组等措施来削弱空间磁动势，以改善磁动势的波形。现在学习的是第22页，共23页Page: 23 Date:2022-8-23感谢大家观看现在学习的是第23页，共23页