物理繞組磁動勢課件

交流繞組磁動勢單相繞組磁動勢單層集中繞組的磁動勢單層短距繞組的磁動勢單層分布繞組的磁動勢單層相繞組的磁動勢雙層短距分布相繞組的磁動勢三相繞組合成磁動勢圓形和橢圓形旋轉磁動勢1.單層集中繞組的磁動勢

A相通交流電流i后，將產(chǎn)生一個2極磁場。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。Z=6，p=1，三相單層繞組。q=1，相當于集中繞組，每相只有1個整距線圈，匝數(shù)為Nc。一、單相繞組磁動勢磁動勢波形為矩形波。當線圈電流i隨時間按正弦規(guī)律交變時，矩形波的高度為

矩形波的高度和正負隨時間變化，變化的快慢取決于電流的頻率。將氣隙圓周展開，得到磁動勢沿圓周的空間分布波形。氣隙圓周某點的磁動勢表示由該定子磁動勢所產(chǎn)生的氣隙磁通通過該點氣隙的磁壓降。將坐標原點取在線圈AX的中心線上，利用傅里葉級數(shù)將該磁動勢波形展開為如下級數(shù)形式ν=1稱為基波，ν=3，5，7...稱為諧波?；ù艅觿荼磉_式（v=p)基波磁動勢沿氣隙圓周有p個完整的正弦波，極對數(shù)為p

例如Z=12，p=2的三相單層繞組。q=1，每相有2個整距線圈。特點在空間的任何一點，磁動勢的大小隨時間按正弦規(guī)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。2.短距繞組的磁動勢短距繞組磁勢合成將短距繞組形成的磁動勢看成是整距繞組磁動勢的合成。兩個整距線圈磁動勢幅值均為Fq1，相互間的位移為ε角。兩矢量相加，得到短距繞組的磁動勢基波磁動勢短距系數(shù)代表采用短距線圈后磁動勢比整距時打的折扣同樣，對于高次諧波磁動勢基波磁動勢短距系數(shù)3.單層分布繞組的磁動勢以Z=18，p=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(lián)成一個線圈組，構成A相繞組。

A相通交流電流i后，產(chǎn)生一個2極磁場。采用磁動勢迭加原理，三個線圈分別產(chǎn)生矩形波磁動勢。磁動勢波形一樣，依次位移槽距電角α1度。各線圈磁動勢的基波分量為空間分布正弦波，既是時間相量，又是空間向量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所處的空間位置。將三個矩形波疊加起來，得到分布繞組磁動勢波形—階梯波。合成磁動勢為脈振磁動勢。合成磁動勢基波幅值位于線圈組的中心線上。將坐標原點取在線圈組的中心線上，基波磁動勢波表達式為將各線圈的基波磁動勢矢量相加得到分布相繞組磁動勢基波矢量?？紤]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為kq1為基波磁動勢的分布系數(shù)基波磁動勢繞組系數(shù)

若繞組既是分布繞組又是短距繞組，和整距線圈磁動勢幅值相比較則需打兩個折扣:諧波磁動勢繞組系數(shù)4.短距分布繞組的磁動勢

5相繞組磁動勢相繞組磁動勢的分析相繞組的結構特點；相繞組磁動勢中的分數(shù)次項（抵消）；相繞組磁動勢中的偶數(shù)次項（抵消？）；相繞組磁動勢中的奇數(shù)次項。相繞組磁動勢基波幅值Fmφ1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kw1=ky1kq1為基波磁動勢繞組系數(shù)I=aIc為相電流有效值N=為雙層繞組每相串聯(lián)總匝數(shù)對于相繞組磁動勢中的ν次諧波，其磁動勢的表達式單相繞組磁動勢特點

①單相繞組磁動勢的性質是脈振磁動勢，它既是時間的函數(shù)又是空間角度函數(shù)；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kwν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；③ν為奇數(shù)次的。6雙層短距分布相繞組的磁動勢

單繞組的磁動勢；短距繞組的磁動勢；分布繞組的磁動勢；相繞組的磁動勢；（分數(shù)次，奇數(shù)次，偶數(shù)次）相繞組磁動勢基波幅值Fmφ1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kw1=ky1kq1為基波磁動勢繞組系數(shù)I=aIc為相電流有效值N=為雙層繞組每相串聯(lián)總匝數(shù)對于相繞組磁動勢中的ν次諧波，其磁動勢的表達式7.脈振磁勢分解幅值只有原脈振磁動勢的幅值的一半為行波的表達式：給定時間，磁動勢在空間按正弦規(guī)律分布隨著時間推移，磁動勢位置發(fā)生偏移7.1脈振磁場中的正向分量把上式微分，可得行波速度行波在電機里即為旋轉波！7.2脈振磁場中的反向分量與正向旋轉磁場分量相似只不過行波方向相反，即在電機內旋轉方向相反只要形如均為行波7.3脈振磁場中的分量合成為什么兩個旋轉的磁動勢，合成以后是一個空間位置不動的脈振磁動勢？問題演示動畫問題如何僅保留一個方向的旋轉磁場？A、B、C三相對稱繞組流過三相電流對稱電流，設三相電流瞬時值表達式如下A、B、C每相繞組產(chǎn)生的磁動勢均為脈振磁動勢，其基波的幅值位于各相繞組軸線上。1基波磁動勢二、三相繞組磁動勢三相合成磁動勢基波表達式為F1為三相合成磁動勢基波的幅值這是一種行波，即三相合成磁動勢基波在空間旋轉，波幅不變。三相合成磁動勢基波旋轉的電角速度和轉速

行波在電機定子內環(huán)形成圓周運動2、磁動勢矢量合成法可以看出：空間上依次相差120°矢量和為0疊加后，只有正向分量，且幅值為①三相對稱繞組通入三相對稱電流產(chǎn)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3／2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數(shù)有關；③當某相電流達到最大值時，合成磁動勢的波幅剛好轉到該相繞組的軸線上；④電流在時間上經(jīng)過多少角度，合成磁動勢在空間上轉過相同的電角度；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。三相繞組合成磁動勢基波的特點總結如下：三相合成磁動勢及其基波A、B、C相繞組磁動勢及其基波三相合成磁動勢是階梯波；除基波外，有奇數(shù)次諧波。四、三相繞組合成磁動勢諧波(1)

在同步電機中，諧波磁通勢所產(chǎn)生的磁場在轉子表面產(chǎn)生渦流損耗，使電機發(fā)熱，

。(2)

在感應電機中，諧波磁場產(chǎn)生寄生轉矩，影響其起動性能；損耗，cos

，溫升，

。

諧波磁通勢的影響

對于ν次諧波A相磁勢B相磁勢C相磁勢三相合成磁勢1)3次諧波

各相的3次諧波磁動勢表達式為

在三相對稱繞組中，合成磁動勢不存在3次及3的倍數(shù)次諧波，即不存在3，9，15，…次諧波

2)5次諧波和7次諧波

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1/5，即n5=n1/5，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1/7，即n7=n1/7，轉向與基波磁動勢轉向相同。普遍講，當ν=6k-1(k=1,2,…)時，三相合成與基波轉向相反；當ν=6k＋1(k=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1/ν，即nν=n1/ν。

3）ν=6n-1的合成磁勢ν=6n-1，n=0,1,2,3,……時的合成磁勢合成磁勢4）ν=6n+1的合成磁勢ν=6n+1，n=0,1,2,3,……時的合成磁勢合成磁勢5）ν=3n的合成磁勢ν=3n，n=0,1,2,3,……時的合成磁勢合成磁勢三相對稱繞組通入三相對稱電流后，每次諧波的兩個旋轉分量中被抵消一個三次及3的整數(shù)倍諧波恒為0ν次諧波幅值為基波幅值的1/ν,ν諧波磁動勢的轉速是基波轉速的1/ν問題能否將除基波外的其他諧波全部消除？如何消除？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。三、圓形和橢圓形旋轉磁動勢問題是不是只有空間對稱三相繞組中通入對稱三相電流時，才能形成圓形旋轉磁動勢？是不是只有空間對稱三相繞組中通入對稱三相電流時，才能形成旋轉磁動勢？前面知道：橢圓磁動勢

電機定子槽中放置兩個空間相距90度電角度的線圈AX，BY（兩相對稱線圈），但串聯(lián)有效匝數(shù)不相等