車用驅動電機原理與控制基礎-課件-第4章-交流繞組及其磁動勢

車用驅動電機原理與控制基礎第4章交流繞組及其磁動勢24.1典型交流繞組結構4.1.1交流繞組的分類和主要設計參數(shù)1.交流繞組的分類一般采用表面絕緣的銅材料導體先繞制成多匝線圈（也稱為線圈元件），將線圈放置在合適的定子槽中。一個線圈是由多圈導線繞制而成的多匝線圈，嵌在鐵芯槽內的部分稱為有效邊，在鐵芯兩邊的稱為端部。

34.1.1交流繞組的分類和主要設計參數(shù)2.繞組/線圈的主要幾何參數(shù)名稱符號公式表述定義相數(shù)

定子引出電端口相數(shù)極對數(shù)

電機磁場極對數(shù)槽數(shù)

定子開槽總數(shù)線圈節(jié)距

線圈元件跨越的槽數(shù)極距（轉子）每磁極對應的定子槽數(shù)每極每相槽數(shù)每極下每相所占的槽區(qū)域槽距角相鄰兩個槽相差的空間電角度

44.1.1交流繞組的分類和主要設計參數(shù)2.繞組/線圈的主要幾何參數(shù)

54.1.2三相分布繞組的設計1.單層分布繞組名稱符號數(shù)值相數(shù)3極對數(shù)1槽數(shù)6線圈節(jié)距3極距3每極每相槽數(shù)/相帶1槽距角60o3相1對極6槽定子單層分布繞組參數(shù)表采用相帶劃分來設計繞組是一種常用的方法，主要步驟為：1）

繪出所有槽的圓圖（逆時針為正方向）2）

劃分相帶（U、V、W，60o相帶，并假設當前時刻1、2、3槽為N極，4、5、6槽為S極）3）

連接端部，構成線圈

（分別是A-X（U相）、B-Y（V相）、C-Z（W相），三個元件空間對稱布置）4）

連接線圈，構成繞組（線圈的末端X、Y、Z連接在一起，構成星形連接方式。）對于更復雜的繞組，“繞組展開圖”可以更好地描述繞組的連接關系（如圖4-4c所示）。6槽電機的鐵芯利用率太低，提高鐵芯利用率的手段之一是在定子鐵芯上多開槽，增加嵌線匝數(shù)。槽數(shù)增加的直接效果是在其他設計參數(shù)不變的情況下每極每相槽數(shù)增加。圖4-46槽單層繞組接線圖和繞組展開圖（m=3，Z=6，p=1，q=1，y=6）64.1.2三相分布繞組的設計1.單層分布繞組

74.1.2三相分布繞組的設計2.雙層疊繞組

圖4-7三相雙層繞組的槽電動勢星形圖84.1.2三相分布繞組的設計2.雙層疊繞組

表4-3各個相帶的槽號分配（60度相帶）極對\相帶AZBXCY1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，1819，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，3694.1.2三相分布繞組的設計2.雙層疊繞組

圖4-8三相雙層疊繞組中A相繞組的展開圖（Z=36，p=2，m=3，y=8，兩極相組串聯(lián)）104.1.2三相分布繞組的設計2.雙層疊繞組/并聯(lián)支路

圖4-9A相繞組內12個線圈的連接（一條支路）圖4-10A相繞組內12個線圈的連接（兩條支路）114.2正弦電流激勵單相繞組的磁動勢

4.2.1單相繞組的磁動勢1.整距線圈的矩形波磁動勢圖4-11單個線圈的磁動勢a）

整距線圈所產(chǎn)生的磁場b）整距線圈的磁動勢波函數(shù)

124.2.1單相繞組的磁動勢2.單相繞組的合成磁動勢

134.2.2余弦電流激勵下單相繞組的（脈振）磁動勢單相繞組的基波脈振磁動勢波圖4-13不同瞬間，單相繞組的基波脈振磁動勢波（駐波）

144.2.2余弦電流激勵下單相繞組的（脈振）磁動勢單相繞組的諧波磁動勢圖4-14諧波磁動勢的空間分布

154.2.2余弦電流激勵下單相繞組的（脈振）磁動勢相繞組磁動勢的時空關系這里應特別強調由相繞組磁動勢反映出的時空關系，也就是磁動勢空間矢量的時空特征。第一，相繞組磁動勢的實際波形（矩形波或梯形波）決定于空間因素，即僅決定于繞組的分布形式，而與激磁電流無關。第二，相繞組匝數(shù)和分布形式確定后，相繞組基波磁動勢的幅值和方向僅決定于相電流（時間變量）的大小和方向；或者說，任意波形的相電流都可產(chǎn)生沿氣隙中心線（余弦）分布的磁動勢波，只是某時刻（基波）磁動勢的幅值和方向決定于相電流的瞬時值。164.3對稱三相電流激勵三相繞組的磁動勢4.3.1三相繞組的基波合成磁動勢

174.3對稱三相電流激勵三相繞組的磁動勢4.3.1三相繞組的基波合成磁動勢圖4-16

不同時刻的三相基波圖4-17

旋轉磁動勢波

184.3.2電機的時空一致性、空間矢量圖4-18

電機軸向斷面對應的空間復平面

194.3.3平面旋轉磁動勢的空間矢量表達

圖4-19軸線圈及其對應的原理圖、對應空間矢量圖畫法204.3.3平面旋轉磁動勢的空間矢量表達

214.5定子電壓、電流及磁鏈矢量4.5.1定子電流矢量和電壓矢量圖4-21定、轉子電流矢量與“軸線圈”等效

224.5.1定子電流矢量和電壓矢量電流矢量

234.5.1定子電流矢量和電壓矢量電壓矢量圖4-21定、轉子電流矢量與“軸線圈”等效

244.5.2定子磁鏈矢量

圖4-22

A相繞組產(chǎn)生的余弦分布磁場a)余弦分布磁動勢波

b)余弦分布磁場展開254.6空間矢量的微分運算和線性變換4.6.1空間矢量的矢量變換

圖4-23

靜止ABC軸系與靜止αβ軸系264.6.1空間矢量的矢量變換

274.6.1空間矢量的矢量變換2．靜止αβ軸系到任意同步旋轉DQ軸系的變換

284.6.1空間矢量的矢量變換2．靜止αβ軸系到任意同步旋轉DQ軸系的變換

294.