第四章-磁動勢

§4－4交流繞組建立的磁動勢一、交流電機定子單相繞組的磁勢1、單個整距集中繞組的磁勢一個整距線圈在異步電機中產(chǎn)生的磁勢單個整距線圈的磁動勢ωt=0,i=Imωt=90°,i=0ωt=180°,i=-Im結(jié)論：1整距線圈所形成的磁動勢在任何瞬時，空間的分布總是一個矩形波。2這種從空間上看位置固定，從時間上看大小在正負(fù)最大值之間變化的磁動勢，稱為脈振磁動勢。脈振的頻率就是交流電流的頻率。

磁力線穿過轉(zhuǎn)子鐵心，定子鐵心和兩個氣隙相對于氣隙而言，由于鐵心磁導(dǎo)率極大，其上消耗的磁勢降可以忽略不計，線圈在一個氣隙上施加的磁勢為：

如果通過線圈的電流為正弦波，則矩形波的高度也將按正弦變化。一個位置固定，幅值隨時間按正弦變化，矩形脈振磁勢。矩形脈振磁勢

脈振磁勢可以表示為為幅值

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

基波幅值為：

高次諧波的幅值為矩形波脈振磁勢的分解基波在空間按正弦分布；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：2、（1）整距分布繞組的磁勢

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；

線圈組的磁勢為：線圈組的合成基波磁動勢——基波磁動勢的分布因數(shù)基波磁動勢矢量相加線圈組的合成v次諧波磁動勢（1）單層整距線圈組磁動勢

一臺四極三相異步電動機，定子槽數(shù)為36，計算其基波和5次、7次諧波磁動勢的分布因數(shù)。例題解每相每極槽數(shù)q和槽距角α值分布繞組的合成磁動勢中諧波含量要比集中繞組中小得多。采用分布繞組是改善磁動勢波形的有效措施之一。單層整距線圈組磁動勢（2）雙層短距繞組的磁勢

雙層整距繞組可以等效為兩個整距單層繞組

兩個等效單層繞組在空間分布上錯開一定的角度，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繞組的磁勢在空間疊加。雙層短距繞組的磁勢為：如果只看每對極產(chǎn)生的磁動勢，與上面的兩極電機完全一樣，所以多極電機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。-90090027003、單相繞組磁勢的統(tǒng)一表達(dá)式

為了統(tǒng)一表示相繞組的磁勢，引入每相電流I、每相串聯(lián)匝數(shù)N1等概念。

統(tǒng)一公式：

單相繞組產(chǎn)生的基波磁勢仍然是正弦脈振磁勢，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。

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：3、單相繞組的磁動勢結(jié)論：1）單相繞組的磁動勢是一種空間位置上固定、幅值隨時間變化的脈振磁動勢。2）單相繞組的基波磁動勢幅值的位置與該相繞組的軸線相重合。3）單相繞組脈振磁動勢中的基波磁動勢幅值v

次諧波磁動勢幅值為諧波次數(shù)越高，幅值越小v次諧波繞組系數(shù)kwv=kqvkyv?？偨Y(jié)：4繞組由集中的改為分布的，基波合成磁動勢幅值應(yīng)該打一個折扣kq1；5線圈由整距改為短距的基波合成磁動勢幅值應(yīng)該打一個折扣ky1；6

基波繞組系數(shù)kw1=kq1ky1，由短距線圈組成的分布繞組的基波合成磁動勢幅值等于具有相同匝數(shù)的整距集中繞組的基波合成磁動勢幅值乘以系數(shù)二三相繞組的磁動勢1三相繞組的合成基波磁動勢1三相繞組的合成基波磁動勢三相繞組的合成基波磁動勢的性質(zhì)及特點：1一個空間上正弦分布，幅值大小不變的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢波。2合成基波磁動勢的幅值是單相基波磁動勢幅值的3/2倍。3

若電流是正序A-B-C的，則磁動勢波旋轉(zhuǎn)方向是從A相轉(zhuǎn)向B相，再轉(zhuǎn)向C相。

如果電流是負(fù)序A-C-B的，則磁動勢波旋轉(zhuǎn)方向是從A相轉(zhuǎn)向C相，再轉(zhuǎn)向B相。

因此，如果要改變?nèi)喈惒诫妱訖C磁場的旋轉(zhuǎn)方向，只要改變定子電流的相序，把定子繞組三個出線端的任意兩個（例如B端和C端）對調(diào)即可。4旋轉(zhuǎn)磁場的電角速度在數(shù)值上等于定子電流的角速度，其基波磁動勢的同步轉(zhuǎn)速5產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件：必須有兩個或兩個以上的繞組；繞組的軸線在空間上必須錯開（但不能互差0

或180）；繞組內(nèi)的電流在時間上必須有相位差（但不能互差0

或180）。6對稱m相繞組通過對稱m相電流時，所生成的磁動勢是一個圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，轉(zhuǎn)速為三相繞組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)式三相合成的三次諧波磁動勢三相合成的三次諧波磁動勢為零。這個結(jié)論可推廣到＝6k－3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)式五次諧波磁勢三相合成五次諧波磁動勢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：結(jié)論可推廣到＝6k－1次的諧波。（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)式七次諧波磁勢三相合成七次諧波磁動勢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；幅值結(jié)論可推廣到＝6k＋1次的諧波。例題：P135，4-4交流繞組建立的磁動勢總結(jié)

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，如二極電機為3000r/min;這些固定的轉(zhuǎn)速叫同步轉(zhuǎn)速。同步轉(zhuǎn)速三、定子三相繞組建立的磁場

在氣隙中以同步速n1旋轉(zhuǎn)的基波磁動勢及一系列以各種不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的諧波磁動勢在氣隙中形成各自的旋轉(zhuǎn)磁場?；ù艌鰹椋?/p>

若氣隙均勻，基波磁場也是以同步速旋轉(zhuǎn)的圓形磁場；忽略鐵耗，基波磁密波的幅值位置與產(chǎn)生它的基波磁動勢波的幅值位置重合；考慮鐵耗，基波磁密波的幅值位置落后于產(chǎn)生它的基波磁動勢波的幅值位置一個鐵耗角。

主磁通和漏磁通基波旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的經(jīng)過氣隙，同時匝鏈定子和轉(zhuǎn)子繞組的磁通叫主磁通。轉(zhuǎn)子繞組切割主磁通并在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流；感應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流在磁場中受到電磁力的作用而形成驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，使電機旋轉(zhuǎn)。諧波磁動勢建立的諧波磁場也匝鏈定轉(zhuǎn)子，但是對轉(zhuǎn)子的作用不會產(chǎn)生有效的轉(zhuǎn)矩，定子繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的頻率與基波頻率一致，影響定子回路的電壓平衡，作為漏磁場處理。主磁通槽漏磁通：由槽的一壁橫越至槽的另一壁的漏磁通。端部漏磁通：匝聯(lián)繞組端部的漏磁通。諧波漏磁通：諧波磁勢會產(chǎn)生諧波磁通。

漏磁通定子繞組的漏磁通電機正常運轉(zhuǎn)時，諧波磁通不會產(chǎn)生有用的轉(zhuǎn)矩。

漏電抗：漏磁通在定子繞組中會感應(yīng)漏磁電勢，該電勢用漏抗壓降表示:稱為漏電抗。

轉(zhuǎn)子繞組通過電流時，也會有漏磁通。對應(yīng)的漏抗電勢

漏電抗電抗公式：

影響漏電抗大小的因素漏電抗對電機的性能有很大的影響。電流頻率，繞阻匝數(shù)，漏磁路的磁阻是決定漏磁通大小的主要因素。比如，槽口寬，在槽口漏磁通??；端部長，則端部漏磁通大。

轉(zhuǎn)差率

切割磁力線是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件。轉(zhuǎn)子必須與旋轉(zhuǎn)磁場保持一定的速度差，才可能切割磁力線。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速用n1表示，稱為同步轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速用n表示，轉(zhuǎn)差Δn=n1-n。

轉(zhuǎn)差率是異步電動機的一個基本變量，在分析異步電動機運行時有著重要的地位。轉(zhuǎn)差率：