第二篇交流电机共同理论

1、第二篇 交流电机的共同理论问题,主要内容： 第6章 交流电机的电枢绕组及其电动势 第7章 交流绕组的磁动势,退出,下一页,交流电机的共同问题包括：,(1) 三相交流绕组的结构 (2) 三相交流绕组产生的感应电势分析 (3)三相交流绕组产生的磁势分析,返回,上一页,下一页,第6章 交流电机的电枢绕组及其电动势,6.1 交流绕组的基本要求和分类 6.2 槽电动势星形图 6.3 三相单层绕组 6.4 三相双层绕组 6.5 正弦分布磁场下绕组的电动势 6.6 非正弦分布磁场下电动势中的 高次谐波及其削弱方法,下一页,上一页,返回,退出,交流绕组的基本要求和分类 有关交流绕组的几个概念 交流绕组排列及连

2、线的原则 单层绕组和双层绕组 交流电机的电枢绕组的电动势,内容提要,下一页,上一页,返回,6.1 交流绕组的基本要求和分类,6.1.1 交流绕组的基本要求 6.1.2 绕组的分类,下一页,上一页,返回,退出,6.1.1 交流绕组的基本要求 交流绕组尽管形式多样，但其基本功能相同，即感应电动势、导通电流和产生电磁转矩，所以其构成原则也基本相同。 一般来说，对交流绕组的基本要求有: （1）在一定的导体数下，有合理的最大绕组合成电动势和磁动势。 （2）各相的相电动势和相磁动势波形力求接近正弦波，即要求尽量减少它们的高次谐波分量。,下一页,上一页,返回,（3）对三相绕组，各相的电动势和磁动势要求对称（

3、大小相等且相位上互差120），并且三相阻抗也要求相等。 （4）绕组用铜量少，绝缘性能和机械强度可靠，散热条件好。 （5）绕组的制造、安装和检修要方便。,下一页,上一页,返回,6.1.2 绕组的分类: 由于交流电机应用范围非常广，不同类型的交流电机对绕组的要求也各不相同，因此交流绕组的种类也非常多。其主要分类方法有： （1）按槽内层数分，可分为单层和双层绕组。其中，单层绕组又可分为链式、交叉式和同心式绕组；双层绕组又可分为叠绕组和波绕组。,下一页,上一页,返回,（2）按相数分，可分为单相、两相、三相及多相绕组。 （3）按每极每相槽数，可分为整数槽和分数槽绕组。 尽管交流绕组种类很多，但由于三相双

4、层绕组能较好地满足对交流绕组的基本要求 ，所以现代动力用交流电机一般多采用三相双层绕组。,下一页,上一页,返回,6.2 槽电动势星形图,6.2.1 极对数、电角度、极距和每极每相槽数 6.2.2 槽电动势星形图,下一页,上一页,返回,退出,6.2.1 极对数、电角度、极距 和每极每相槽数,认识交流绕组（与绕组有关的几个概念） 线圈（绕组元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈按一定规律的排列和联结。线圈可以区分为多匝线圈和单匝线圈（图6-1，6-2）。 与线圈相关的概念包括：有效边；端部；线圈节距等（看图6-3）相关概念的介绍:,下一页,上一页,返回,图6-1 多匝线圈 图6-2 单匝线圈,

5、下一页,上一页,返回,图6-3 线圈的有效边；端部；线圈节距等,下一页,上一页,返回,极距：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围 用长度表示：,下一页,上一页,返回,用槽数表示： （36槽4极电机的极距为多少槽？）,电角度： 转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为360度。 从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期，即1对磁极为360电角度； 电机的极对数为p时，气隙圆周的角度数为p*360电角度。（看图6-4）,下一页,上一页,返回,图6-4 电角度、机械角度,下一页,上一页,返回,节距 一个线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线圈的节距。用y表示。（看下图） y时，线圈称为长距线圈。,下一页,

6、上一页,返回,下一页,上一页,返回,单层绕组和双层绕组 单层绕组：一个槽中只放一个元件边 双层绕组：一个槽中放两个元件边,下一页,上一页,返回,槽距角，相数，每极每相槽数 一个槽所占的电角度数称为槽距角，用表示：,相数用 表示,每个极域内每相所占的槽数称为每极每相槽数，用 表示。,下一页,上一页,返回,6.2.2 槽电动势星形图： 槽电动势星形图：当把电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电动势分别用相量表示时，这些相量构成一个辐射星形图，槽电动势星形图是分析交流绕组的有效方法，下面我们用具体例子来说明。,下一页,上一页,返回,例：下图是一台三相同步发电机的定子槽内导体沿电枢内圆周的分布情况，已知2

7、p=4,电枢槽数Z=24,转子磁极逆时针方向旋转，试绘出槽电动势星形图。,下一页,上一页,返回,解：先计算槽距角： 设转子磁极磁场的磁通密度沿电机气隙按正弦规律分布，则当电机转子逆时针旋转时，定子圆周上的导体切割磁力线，感应出电动势。由于各槽导体在空间电角度上彼此相差一个槽距角，因此各槽导体感应电动势彼此之间存在着相位差，其大小等于槽距角。,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,从槽电动势星形图上我们可以看出： 槽电动势星形图的一个圆周的距离使用电角度3600，即一对磁极的距离。所以，112号相量和1324重合。 一般来说,当用相量表示各槽的导体的感应电动势时,由于

8、一对磁极下有Z/P个槽,因此一对磁极下的Z/P个槽电动势相量均匀分布在3600的范围内,构成一个电动势星形图.,下一页,上一页,返回,6.3 三相单层绕组：,三相交流绕组由于每槽中只包含一个线圈边，所以其线圈数为槽数的一半。三相单层绕组比较适合于10KW以下的小型交流异步电机中，很少在大、中型电机中采用。 按照线圈的形状和端部连接方法的不同，三相单层绕组主要可分为链式、同心式和交叉式等型式。,下一页,上一页,返回,退出,构造方法和步骤： 分极分相: 将总槽数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。；将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相错开120电角度。,下一页,上一页,返回,连线

9、圈和线圈组：（看图） 将一对极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？） 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？3q） 以上连接应符合电势相加原则。,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,连相绕组：将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。串联与并联。,下一页,上一页,返回,按照同样的方法构造其他两相。将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组:,下一页,上一页,返回,接法或者Y接法,下一页,上一页,返回,以上是等元件式整距叠绕组，同心式绕组、链式 绕组、交叉链式绕组如下：,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,下一页,上

10、一页,返回,6.4 三相双层绕组 构造方法和步骤：（Z1=24,2p=4,整距,m=3) 将总槽数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向； 分极分相:将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。,下一页,上一页,返回,退出,连线圈和线圈组： 根据给定的线圈节距连线圈（上层边与下层边合一个线圈），以上层边所在槽号标记线圈编号。 将同一极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线圈。,下一页,上一页,返回,连相绕组：将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。,按照同样的方法构造其他两相。将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组 。,下一页,上一页,返回,双层叠

11、绕组亦有接法或者Y接法. 双层叠绕组的主要优点在于： 1）可以灵活地选择线圈节距来改善电动势和磁 动势波形； 2）各线圈节距、形状相同，便于制造； 3）可以得到较多的并联支路数； 4）可采用短距线圈以节约端部用铜。,下一页,上一页,返回,主要缺点在于： 1）嵌线较困难，特别是一台电机的最后几个线圈； 2）线圈组间连线较多，极数多时耗铜量较大。 一般10KW以上的中、小型同步电机和异步电机及大型同步电机的定子绕组采用双层叠绕组。,下一页,上一页,返回,6.5 正弦分布磁场下绕组的电动势,6.5.1 导体中的感应电势 6.5.2 线圈的电动势和短距系数 6.5.3 线圈组电动势和分布系数 6.5.

12、4 相电动势和线电动势 6.5.5 感应电动势和绕组所链磁 通的相位关系,下一页,上一页,返回,退出,正弦分布磁场下绕组的电动势,在交流电机中，一般要求电机绕组中的感应电动势随时间作正弦变化，这就要求电机气隙中磁场沿空间为正弦分布。要得到完全严格的正弦波磁场很难实现，但是可以采取各种方法使磁场尽可能接近正弦波。在国家标准中，常用波形正弦性畸变率来控制电动势波形的近似程度。 本节首先研究在正弦分布磁场下定子绕组中感应出的电动势。,下一页,上一页,返回,交流同步电机的模型结构 同步电机的模型结构如图所示：转子上有成对磁极，定子上有三相对称交流绕组。原动机带动转子旋转，形成旋转磁场，该磁场在气隙空间

13、可以取基波（正弦）进行研究。,下一页,上一页,返回,基波磁场示意图,下一页,上一页,返回,6.5.1 导体中的感应电势 感应电势随时间变化的波形和磁感应强度在空间的分布波形相一致。,下一页,上一页,返回,感应电势的频率 磁场转过一对磁极，导体中的感应电势变化一个周期； 磁场旋转一周，转过 （电机的极对数）对磁极； 转速为 （r/min)的电机，每秒钟转过( )对极； 导体中感应电势的频率 =( )Hz. 问题：四极电机，要使得导体中的感应电势为50Hz,转速应为多少？,下一页,上一页,返回,感应电势的大小,下一页,上一页,返回,感应电势的最大值：,导体与磁场的相对速度：,磁感应强度峰值和平均值

14、之间的关系：,感应电势最大值：,感应电势的有效值：,下一页,上一页,返回,每极磁通为：,小结：绕组中均匀分布着许多导体，这些导体中的感应电势有效值，频率，波形均相同；但是他们的相位不相同。 6.5.2 线圈的电动势和短距系数： 线圈一般由 匝构成，当 时，为单匝线圈。单匝时： y1= 称为整距线圈。如图所示：由于整距线匝两有效边感应电动势的瞬时值大小相等而方向相反，故整距线匝的感应电动势为：,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,其有效值为： 而对于 的短距线圈，其有效边的感应电动势相量相位差 所以短距线匝的电动势为：,y1,下一页,上一页,返回,其有效值为： 其中,ky1称为线圈的短距

15、系数，其大小为:,下一页,上一页,返回,很明显，不管第一节距大于极距还是小于极距，短距系数总是小于1。由于线圈内的各匝电动势相同、大小相等，所以当线圈有Nc匝时，其整个线圈的电动势为：,下一页,上一页,返回,6.5.3 线圈组电动势和分布系数：,线圈在下线时，是以线圈组为单位的，每个极（双层绕组时）或每对极（单层绕组时）下有个线圈串联，组成一个线圈组，所以线圈组的电动势等于 个串联线圈电动势的相量和。,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,每对极下属于同一相的 个线圈，构成一个线圈组。图中 每个线圈的感应电势由两个线圈边的感应电势矢量相加而成。 整个线圈组的感应电势由所有属于该组的导体电

16、势矢量相加。 在该例中，该组的感应电势为三个线圈的感应电势矢量相加。 矢量式对应于图1100-8,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,由图可知，线圈组电动势的有效值为： 式中：,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,-绕组的分布系数,当 时， ，称为集中绕组。,线圈组电动势的有效值为：,式中 称为绕组系数，它计及由于短距和分布引起线圈组电动势减小的程度。,下一页,上一页,返回,6.5.4 相电动势和线电动势： 我们知道在多极电机中每相绕组均由处于不同极下一系列线圈组构成，这些线圈组既可串联，也可并联。此时绕组的相电动势等于此相每一并联支路所串联的线圈组电动势之和。,下一页,上一页

17、,返回,如果设每相绕组的串联匝数（即每一并联支路的总匝数）为N，每相并联支路数为a时，相电动势为：,下一页,上一页,返回,三相绕组由在空间错开120电角度对称分布的三个单相绕组构成，三相相电势在时间上相差120度。 三相线电势与相电势的关系： 三角形接法，线电势=相电势； 星形接法，,下一页,上一页,返回,6.5.5 感应电动势和绕组所链磁通的相位关系 当绕组所链磁通最大时，绕组线圈感应电动势为0，故感应电动势滞后绕组所链磁通900。,下一页,上一页,返回,6.6.1 磁极磁场非正弦分布所引起的谐波电动势 6.6.2 磁极磁场非正弦分布引起的谐波电动势的削弱方法,6.6 非正弦分布磁场下电动势

18、中的高次谐波及其削弱方法,下一页,上一页,返回,退出,一般在同步电机中，磁极磁场不可能为正弦波。比如在凸极同步电机中，磁极磁场沿电机电枢表面一般呈平顶波形，见图所示。应用傅立叶级数将其分解可得到基波和一系列奇次谐波，图中分别画出了其第3和第5次谐波。,6.6.1 磁极磁场非正弦分布所引起的谐波电动势,下一页,上一页,返回,下一页,上一页,返回,对于第v次谐波磁场，其极对数为基波的v倍，而极距则为基波的1/v。谐波磁场随转子旋转而形成旋转磁场，其转速与基波相同，均为转子的转速n。因此谐波磁场在定子绕组中感应电动势的频率为,下一页,上一页,返回,对比式（6-15）可以得出v次谐波电动势的有效值为,

19、下一页,上一页,返回,于是v次谐波的的短距系数和分布系数分别,下一页,上一页,返回,在计算出各次谐波电动势的有效值之后，相电动势的有效值应为：,下一页,上一页,返回,6.6.2 磁场非正弦分布引起的谐波电动势的削弱方法 由于电机磁极磁场非正弦分布所引起的发电机定子绕组电动势的高次谐波，产生了许多不良的影响，例如： （1）使发电机电动势波形变坏； （2）使电机本身的附加损耗增加，效率降低，温升增高；,下一页,上一页,返回,（3）使输电线上的线损增加，并对邻近的通信线路或电子装置产生干扰； （4）可能引起输电线路的电感和电容发生谐振，产生过电压； （5）使感应电机产生附加损耗和附加转矩，影响其运行

20、性能。,下一页,上一页,返回,削弱电动势中的高次谐波的方法有： （1）使气隙磁场沿电枢表面的分布尽量接近正弦波形。 （2）用三相对称绕组的联结来消除线电动势中的3次及其倍数次奇次谐波电动势。 （3）用短距绕组来削弱高次谐波电动势。,下一页,上一页,返回,（4）采用分布绕组削弱高次谐波电动势。 （5）采用斜槽或分数槽绕组削弱齿谐波电动势。 削弱齿谐波电动势的方法主要有： 用斜槽削弱齿谐波电动势。 采用分数槽绕组,下一页,上一页,返回,退出,作业：6-4，6-5，6-10,第7章 交流绕组的磁动势,主要内容： 7.1 单相绕组的脉振磁动势 7.2 三相电枢绕组产生的基波合成磁动势 7.3 三相电枢

21、绕组合成磁动势的高次谐波 7.4 二相电枢绕组产生的磁动势,上一页,下一页,返回,退出,内容提要,旋转磁场是交流电机工作的基础。在交流电机理论中有两种旋转磁场： (1)机械旋转磁场：通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场（动画1，动画2） (2)电气旋转磁场：三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机的气隙空间产生电气旋转磁场 （动画3，动画4）,上一页,下一页,返回,两种旋转磁场尽管产生的机理不相同，但在交流绕组中形成的电磁感应效果是一样的。 本章研究交流绕组的磁动势问题 单相绕组通过交流电流时产生的磁动势分析 三相绕组通过三相对称交流电流时产生的基波磁动势分析 两相绕组产生的基

22、波磁动势分析 三相绕组的谐波磁动势分析,上一页,下一页,返回,为了简化分析过程，我们作出下列假设： （1）绕组中的电流随时间按正弦规律变化（实际上就是只考虑绕组中的基波电流）； （2）槽内电流集中在槽中心处； （3）转子呈圆柱形，气隙均匀； （4）铁心不饱和，铁心中磁压降可忽略不计（即认为磁动势全部降落在气隙上）。,上一页,下一页,返回,7.1 单相绕组的脉振磁动势,7.1.1 单个线圈（元件）的磁动势 7.1.2 相绕组的磁动势 7.1.3 脉振磁动势的分解,上一页,下一页,返回,退出,7.1.1 单个线圈（元件）的磁动势： 线圈是构成绕组的最基本单位，所以磁动势的分析首先从线圈开始。由于整

23、距线圈的磁动势比短距线圈磁动势简单，因此我们先来分析整距线圈的磁动势。如图所示：,上一页,下一页,返回,一、整距集中绕组的磁势 一个整距线圈在异步电机中产生的磁势示意图：,磁力线穿过转子铁心、定子铁心和两个气隙,上一页,下一页,返回,相对于气隙而言，由于铁心磁导率极大，其上消耗的磁压势可以忽略不计 ,线圈在一个气隙上施加的磁势为：,如果通过线圈的电流为正弦波：,上一页,下一页,返回,则矩形波的高度也将按正弦变化。 整距集中绕组产生的磁势是一个位置固定，幅值随时间按正弦变化的矩形脉振磁势（动画5） 则气隙中的磁动势为：,上一页,下一页,返回,二、矩形波脉振磁势的分解,上一页,下一页,返回,按照傅

24、立叶级数分解的方法可以把矩形波分解为基波和一系列谐波；基波幅值为：,高次谐波的幅值为：,基波是一个正弦脉振磁势（动画6）。其表达式为：,上一页,下一页,返回,将基波和各奇次谐波的幅值算出来后，就可得出磁动势幅值的表达式为：,所以整距线圈磁动势瞬时值的表达式为：,上一页,下一页,返回,由上述分析可得出以下结论： 整距线圈产生的磁动势是一个在空间上按矩形分布，幅值随时间以电流频率按正弦规律变化的脉振波；,矩形磁动势波形可以分解成在空间按正弦分布的基波和一系列奇次谐波，各次谐波均为同频率的脉振波，谐波的极对数 ，极距为 ； 电机v次谐波的幅值 ； 各次谐波都有一个波幅在线圈轴线上，其正负由 决定。,

25、上一页,下一页,返回,7.1.2 相绕组的磁势： 由 个线圈构成的线圈组，由于线圈与线圈之间错开一个槽距角，称为分布绕组（看图） 个正弦脉振磁势在空间依次错开一个槽距角。线圈组的磁势等于 个线圈磁势在空间的叠加，其叠加方法类似于感应电势的叠加。,上一页,下一页,返回,上一页,下一页,返回,上一页,下一页,返回,结论：线圈组的磁势为： 绕组的分布系数：,上一页,下一页,返回,二. 双层短距绕组的磁势：双层短距绕组的磁势等于错开一个短距角的两个单层绕组的磁势在空间叠加。,上一页,下一页,返回,因而一相绕组基波磁动势的最大幅值为：,上一页,下一页,返回,绕组的短距系数：,上一页,下一页,返回,单相绕

26、组磁势的统一表达式：引入每相电流I及每相串联匝数N等概念。,，,统一公式：,。,，,上一页,下一页,同理双层绕组一相磁动势的高次谐波幅值：,综上所述，磁动势的短距系数和磁动势的分布系数一样，对基波的影响较小，但可以使高次谐波磁动势有很大的削弱。因此采用短距绕组也可以改善磁动势的波形。,上一页,下一页,返回,7.1.3 脉振磁动势的分解 一相绕组产生的脉振磁动势的基波表达式为 先看第一项 ，这是一个行波的表达式。当我们给定一个时刻，磁动势沿气隙圆周方向按正弦波分布，其幅值为原脉振磁动势最大幅值的一半。但随着时间的推移，该磁动势的位置沿 方向移动，而幅值不变（动画7）。,上一页,下一页,返回,同理

27、， 磁动势的位置沿 方向移动，而幅值不变。,上一页,下一页,返回,沿空间按正弦波分布的磁动势也可以用空间矢量表示，如图所示。,上一页,下一页,返回,由上述分析可得出以下结论： （1）单相绕组的磁动势是空间位置固定(在相绕组的轴线上)、幅值随时间以电流的频率按正弦规律变化的脉振磁动势。 （2）单相绕组的脉振磁动势可分解为空间基波和一系列奇次谐波。基波和各次谐波为沿气隙圆周方向按正弦波分布的脉振磁动势。采用短距和分布绕组可以改善磁动势的波形。,上一页,下一页,返回,（3）一个按正弦波分布的脉振磁动势，可分解为两个转速相等、转向相反的旋转磁动势，其幅值为原脉振磁动势最大幅值的一半。当脉振磁动势达到正

28、的最大值时, 两个旋转磁动势分量位于该相绕组的轴线上（动画8）。,上一页,下一页,返回,7.2 三相电枢绕组产生的基波合成磁动势,7.2.1 数学分析法 7.2.2 空间矢量法,上一页,下一页,返回,退出,由于现代电力系统采用三相制，这样无论是同步电机还是异步电机大多采用三相绕组，因此分析三相绕组的合成磁动势是研究交流电机的基础。由于基波磁动势对电机的性能有决定性的影响，因此本节将首先分析基波磁动势。,上一页,下一页,返回,三相绕组合成磁动势的分析方法主要有三种，即数学分析法、波形叠加法和空间矢量法。本节将采用数学分析法和空间矢量法来对三相绕组合成磁动势的基波进行分析。三相对称绕组流过三相对称

29、电流时如下图所示。,上一页,下一页,返回,上一页,下一页,返回,7.2.1 数学分析法: 三相电机的绕组一般采用对称三相绕组，即三相绕组在空间上互差120电角度，绕组中三相电流在时间上也互差120电角度（如下图）。则三相电流所产生的磁动势为:,上一页,下一页,返回,利用三角公式将每相脉振磁动势分解为两个旋转磁动势，得:,上一页,下一页,返回,三式相加，后三项代表的三个旋转磁动势空间互差120，其和为零，于是三相合成磁动势的基波为,上一页,下一页,返回,可见,三相绕组产生的基波合成磁动势为旋转磁动势（动画9）。F1为三相合成磁动势基波的幅值，即: 合成磁动势的转速为,上一页,下一页,返回,7.2

30、.2 空间矢量法 用空间矢量法来分析三相绕组合成磁动势，即用空间矢量把一个脉振磁动势分解为两个旋转磁动势，然后进行矢量相加，这个方法比前面的数学分析法更直观。 画空间矢量图时，只能画出某一时刻旋转磁动势的大小和位置。无论画哪个时刻的都可以，各矢量间的相对关系是不会变的。,上一页,下一页,返回,例如画t=0的时刻:当t=90时 A相电流达到正的最大值, A相的两个旋转磁动势分量位于A相的相轴上 。现在t=0，它们各自应从A相的轴线上后退90。 由于I b 在时间上经过210后才能达到最大值，因此B相的两个旋转磁动势各自应从相的轴线上后退210。同理， I c在时间上经过330后才能达到最大值，因

31、此C相的两个旋转磁动势分量各自应从C相的轴线上后退330（或前进30 ）。,上一页,下一页,返回,上一页,下一页,返回,当t=0时，动画10,如右图所示:,再如画t=90的时刻，即 A相电流达到正的最大值，A相的两个旋转磁动势分量位于A相的相轴上 。 由于I b在时间上经过120后才能达到最大值，因此B相的两个旋转磁动势分量需经过120 后才能到达B轴，它们各自应从相的轴线上后退120。,上一页,下一页,返回,同理，I c在时间上经过240后才能达到最大值，因此C相的两个旋转磁动势分量需经过240 后才能到达C轴，它们各自应从C相的轴线上后退240。,下一页,上一页,返回,上一页,下一页,返回

32、,当t=90时，动画11,如右图所示:,例1.三相对称绕组流过同一电流，求基波合成磁动势。,上一页,下一页,返回,上一页,下一页,返回,例2.三相对称绕组（Y接）一相断线，求基波合成磁动势。,上一页,下一页,返回,上一页,下一页,返回,a) 为外接线一相断开;b)为电机绕组一相断开,思考题：三相对称绕组（接）一相断线，求基波合成磁动势。,上一页,下一页,返回,通过以上分析，可以得出以下结论： (1)对称的三相绕组内通有对称的三相电流时，三相绕组基波合成磁动势是一个在空间按正弦分布、幅值恒定的圆形旋转磁动势，其幅值为每相基波脉振磁动势最大幅值的3/2倍，即 (2)合成磁动势的转速， 即同步转速,

33、上一页,下一页,返回,(3)合成磁动势的转向取决于三相电流的相序及三相绕组在空间的排列。即合成磁动势是从电流超前相的绕组轴线转向电流滞后相的绕组轴线。 改变电流相序即可改变旋转磁动势的转向。 (4) 旋转磁动势的瞬时位置视相绕组电流大小而定，当某相电流达到正的最大值时，合成磁动势的正幅值就与该相绕组轴线重合。,上一页,下一页,返回,7.3 三相电枢绕组合成磁动势的高次谐波,7.3.1 三相绕组的3次谐波磁动势 7.3.2 三相绕组5次谐波磁动势,上一页,下一页,返回,退出,从前面的分析中我们知道，每相的脉振磁动势中，除了基波外，还有3、5、7等奇次谐波。这些谐波磁动势都随着绕组中的电流频率而脉

34、振，除了极对数为基波的v倍外，其它性质同基波并无差别，所以上节中分析三相基波磁动势的方法，完全适用于分析三相高次谐波磁动势。下面我们将简单的介绍三相绕组中合成磁动势的高次谐波。,上一页,下一页,返回,7.3.1 三相绕组的3次谐波磁动势: 当v=3时: 将上式三式相加，可得三相绕组3次谐波合成磁动势为: 可见，不存在3次及3倍次谐波合成磁动势。,上一页,下一页,返回,7.3.2 三相绕组5次谐波磁动势:,上一页,下一页,返回,三相绕组5次谐波合成磁动势为: 三相绕组的五次谐波合成磁动势也是一个正弦分布，波幅恒定的旋转磁动势，但由于磁动势的极对数为基波的5倍，故其转速为基波的1/5，转向与基波相

35、反。 同理，三相绕组的七次谐波合成磁动势也是一个正弦分布，波幅恒定的旋转磁动势。其转速为基波的1/7，转向与基波相同。,上一页,下一页,返回,绕组谐波磁动势在气隙中的旋转磁场，也在绕组中感应出电动势，感应电动势的频率为: 即绕组谐波磁场在绕组中的感应电动势的频率与产生绕组谐波磁动势的基波电流频率相同，但它不参与机电能量转换，我们把绕组谐波磁场归并到绕组漏磁场中，成为电枢绕组漏抗的一部分。,上一页,下一页,返回,7.4 两相电枢绕组产生的磁动势,7.4.1 二相绕组产生的圆形旋转磁动势 7.4.2 椭圆旋转磁动势,上一页,下一页,返回,退出,741 两相绕组产生的圆形旋转磁动势: 1数学分析法: 对称两相绕组在空间上互差90电角度，绕组中对称两相电流在时间上互差90电角度。分析方法和三相时相同。这样,我们就可以得到磁动势的表达式:,上一页,下一页,返回,则合成基波磁动势为: 可见，空间相距90电角度的两相对称绕组，通入时间相差90