交流绕组的磁动势

关于交流绕组的磁动势第一节单相绕组的磁动势一、线圈的磁动势

性质：脉振磁势波形：矩形波幅值大小：随时间按正弦规律变化。幅值位置：固定不变极对数：一对第2页,共23页，2024年2月25日，星期天第3页,共23页，2024年2月25日，星期天

基波幅值

ν次谐波幅值第4页,共23页，2024年2月25日，星期天二、线圈组的磁动势1、整距分布绕组的磁动势波形：阶梯波基波幅值

ν次谐波幅值第5页,共23页，2024年2月25日，星期天2、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β角（短距角）的单层整距绕组。第6页,共23页，2024年2月25日，星期天

双层短距绕组磁动势的基波幅值

ν次谐波幅值

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：

绕组相电流第7页,共23页，2024年2月25日，星期天

每对磁极的磁动势可表示为：

磁动势基波幅值

磁动势的ν次谐波幅值第8页,共23页，2024年2月25日，星期天三、单相绕组的磁动势

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。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。第9页,共23页，2024年2月25日，星期天单相绕组磁动势的性质

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。

ν次谐波极对数pν=vp，极距τν=τ/v

基波磁动势第10页,共23页，2024年2月25日，星期天一、脉动磁动势分解成两个旋转磁动势

脉动磁动势基波可分解为第三节对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁动势

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=π-

wt处，是负向旋转磁势。第11页,共23页，2024年2月25日，星期天第12页,共23页，2024年2月25日，星期天

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。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第13页,共23页，2024年2月25日，星期天

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。第14页,共23页，2024年2月25日，星期天二、三相对称绕组流过三相对称电流的基波磁动势

三相对称绕组：跨距、匝数相同，空间分布互差120º电角度。则各相的磁轴在空间也互差120º。三相对称电流：幅值相同，时间相位差120º。第15页,共23页，2024年2月25日，星期天

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

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：第16页,共23页，2024年2月25日，星期天

三相基波磁动势幅值

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120º，合成的结果为零。因此，三相绕组合成磁动势的基波为：

结论：三相绕组合成磁动势是圆形旋转磁动势。第17页,共23页，2024年2月25日，星期天

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1.5倍。幅值位置：x=ωt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=ω=2πf（电弧度/秒），得n1=60ω/2πp=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。三相绕组合成磁动势的性质第18页,共23页，2024年2月25日，星期天第19页,共23页，2024年2月25日，星期天第四节三相绕组磁动势的空间谐波分量

考虑高次谐波的各相磁动势表达式为第20页,共23页，2024年2月25日，星期天

基波合成：正向旋转磁动势

3次谐波合成：空间位置相同，相位互差120º，相互抵消，合成为零。同理，3的倍数次谐波合成也为零。

5次谐波合成：第21页,共23页，2024年2月25日，星期天

旋转速度：

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。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