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1、交流绕组的磁动势交流绕组的磁动势第1页，共22页，编辑于2022年，星期四第一节第一节 单相绕组的磁动势单相绕组的磁动势一、线圈的磁动势一、线圈的磁动势v 性质：脉振磁势性质：脉振磁势v 波形：矩形波波形：矩形波v 幅值大小：随时间按正弦规律幅值大小：随时间按正弦规律变化。变化。v 幅值位置：固定不变幅值位置：固定不变v 极对数：一对极对数：一对第2页，共22页，编辑于2022年，星期四第3页，共22页，编辑于2022年，星期四v 基波幅值基波幅值v 次谐波幅值次谐波幅值第4页，共22页，编辑于2022年，星期四二、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、整距分布绕组的磁动势
2、v 波形：阶梯波波形：阶梯波v 基波幅值基波幅值v 次谐波幅值次谐波幅值第5页，共22页，编辑于2022年，星期四2、短距分布绕组的磁动势、短距分布绕组的磁动势结论：结论：双层短距双层短距分布绕组可以看成两个错开分布绕组可以看成两个错开 角（短距角）角（短距角）的的单层整距单层整距绕组。绕组。第6页，共22页，编辑于2022年，星期四v 双层短距绕组磁动势的基波幅值双层短距绕组磁动势的基波幅值v 次谐波幅值次谐波幅值v 设设 S 为每槽导体数，对于单层绕组，为每槽导体数，对于单层绕组，S=Nc，对于双层，对于双层绕组，绕组，S=2Nc，则每相绕组总的串联匝数可以用统一表示，则每相绕组总的串联匝
3、数可以用统一表示为：为：v 绕组相电流绕组相电流第7页，共22页，编辑于2022年，星期四v 每对磁极的磁动势可表示为：每对磁极的磁动势可表示为：v 磁动势基波幅值磁动势基波幅值v 磁动势的磁动势的 次谐波幅值次谐波幅值第8页，共22页，编辑于2022年，星期四三、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。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
4、时别有各自的磁路，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流后产生的处于各对磁极下不同空间不同空间的所有磁动势。的所有磁动势。第9页，共22页，编辑于2022年，星期四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。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：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。点和振幅所在的位置不
5、变。磁动势可分解为基波和高次谐波，采用分布绕组和短距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。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。基波和高次谐波的脉动频率都与电流频率相同。次谐波极对数次谐波极对数 p=vp，极距，极距=/v 基波磁动势基波磁动势第10页，共22页，编辑于2022年，星期四一、脉动磁动势分解成两个旋转磁动势一、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脉动磁动势基波可分解为第三节第三节 对称三相电流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v 等式右边第一项磁动势在空间按
6、正弦规律分布，振幅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，振幅位置出现在大小保持不变，振幅位置出现在 x=wt 处，是正向旋处，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，振幅位置出现在布，振幅大小保持不变，振幅位置出现在 x=-wt 处，处，是负向旋转磁势。是负向旋转磁势。第11页，共22页，编辑于2022年，星期四第12页，共22页，编辑于2022年，星期四 空间矢量：在空间按正弦规律分布的量，基波磁动空间矢量：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。势可以用空间矢量来表示。
7、v 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脉动磁动势正向旋转磁动势正向旋转磁动势负向旋转磁动势负向旋转磁动势磁轴磁轴第13页，共22页，编辑于2022年，星期四v 结论：一个在空间按正弦规律分布、幅值随时间按正结论：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弦规律变化的脉动脉动磁动势，可以分解成两个磁动势，可以分解成两个幅值相等幅值相等，转向相反转向相反的的旋转旋转磁动势，每个旋转磁动势的磁动势，每个旋转磁动势的幅值幅值为脉动磁为脉动磁动势动势振幅振幅的一半。的一半。第14页，共22页，编辑于2022年，星期四二、三相对称绕组流过三相对称电流的基波磁动
8、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，空间分布互差三相对称绕组：跨距、匝数相同，空间分布互差120电角电角度度。则各相的磁轴在空间也互差。则各相的磁轴在空间也互差120。v 三相对称电流：幅值相同，时间相位差三相对称电流：幅值相同，时间相位差120。第15页，共22页，编辑于2022年，星期四v 设流过设流过A、B、C三相绕组的电流相序为三相绕组的电流相序为A B C，它们产，它们产生的各相绕组磁动势为生的各相绕组磁动势为v 将各相脉动磁动势分解成两个大小相等，转向相反的旋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：转磁动势：第16页，共
9、22页，编辑于2022年，星期四v 三相基波磁动势幅值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均相同，叠加后是单个正序旋转磁动势的 3 倍。三个负序旋倍。三个负序旋转磁动势大小相同、在空间互差转磁动势大小相同、在空间互差120，合成的结果为零。，合成的结果为零。因此，三相绕组合成磁动势的基波为：因此，三相绕组合成磁动势的基波为：v 结论：三相绕组合成磁动势是结论：三相绕组合成磁动势是圆形旋转圆形旋转磁动势。磁动势。第17页，共22页，编辑于2022年，星期四 极数：基波旋转磁动
10、势的极数与绕组的极数相同。极数：基波旋转磁动势的极数与绕组的极数相同。幅值：每相脉动磁动势的幅值：每相脉动磁动势的1.5倍。倍。幅值位置：幅值位置：x=t 处，当某相电流达到最大值时，基处，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。波振幅恰好移到该相的轴线处。转速：由转速：由dx/dt=2f（电弧度（电弧度/秒），得秒），得 n1=60/2p=60f/p（r/min)，称为同步速。，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。相绕组的电流的相序就可以改变旋转磁场的转向。v 三
11、相绕组合成磁动势的性质三相绕组合成磁动势的性质第18页，共22页，编辑于2022年，星期四第19页，共22页，编辑于2022年，星期四第四节第四节 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势表达式为考虑高次谐波的各相磁动势表达式为第20页，共22页，编辑于2022年，星期四v 基波合成：正向旋转磁动势基波合成：正向旋转磁动势v 3次谐波合成：空间位置相同，相位互差次谐波合成：空间位置相同，相位互差120，相互抵消，相互抵消，合成为零。同理，合成为零。同理，3 的倍数次谐波合成也为零。的倍数次谐波合成也为零。v 5次谐波合成：次谐波合成：第21页，共22
12、页，编辑于2022年，星期四v 旋转速度：旋转速度：v 结论：三相合成结论：三相合成 5 次谐波磁动势是负向旋转磁动势，其转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速大小为基波分量的 1/5。同理，。同理，v=6k 1的各次三相空的各次三相空间谐波磁动势也是间谐波磁动势也是负向负向旋转磁动势。旋转磁动势。v 用同样的方法推导，三相合成用同样的方法推导，三相合成 7 次谐波磁动势以及次谐波磁动势以及 v=6k+1的各次三相空间谐波磁动势均为的各次三相空间谐波磁动势均为正向正向旋转磁动势。旋转磁动势。v 与削弱谐波电动势一样，可以采用适当的与削弱谐波电动势一样，可以采用适当的短距短距和和分分布布绕组等措施来削弱空间磁动势，以改善磁动势的波形。绕组等措施来削弱空间磁动势，以改善磁动势的波形。第22页，共22页，编辑于2022年，星期四