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交流电枢绕组的磁动势 重点讨论的问题 : 单相绕组磁动势 —— 脉振磁动势 三相绕组合成磁动势 —— 旋转磁动势 要求: 1. 掌握磁动势的理论分析及公式; 2. 掌握产生各磁势的条件及特点; 3. 了解用三角函数和向量来表示磁动势。

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Παρουσίαση με θέμα: "交流电枢绕组的磁动势 重点讨论的问题 : 单相绕组磁动势 —— 脉振磁动势 三相绕组合成磁动势 —— 旋转磁动势 要求: 1. 掌握磁动势的理论分析及公式; 2. 掌握产生各磁势的条件及特点; 3. 了解用三角函数和向量来表示磁动势。"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 交流电枢绕组的磁动势 重点讨论的问题 : 单相绕组磁动势 —— 脉振磁动势 三相绕组合成磁动势 —— 旋转磁动势 要求: 1. 掌握磁动势的理论分析及公式; 2. 掌握产生各磁势的条件及特点; 3. 了解用三角函数和向量来表示磁动势。

2 分析推导过程 单个线圈磁动势: N k 匝、整距、集中 线圈组磁动势: q 个整距线圈串联、分布 单相绕组磁动势 每相单个线圈三相绕组合成磁动势:整距、集中 每相 q 个线圈串联三相绕组合成磁动势:短距、分布

3 单层集中整距绕组的一相磁动势 交流电机模型图( A 相集中绕组)

4 1. 磁动势表示方法 线圈中通入电流 (i≠0 )所产生的磁场分布图 单一线圈通直流电的磁场

5 线圈磁动势的空间分布 在定子内圆表面建立空间坐标,以 A 相绕组轴 线与定子内表面的交点作为空间坐标的原点,用空 间电角度 α 表示。把气隙圆周展成直线,让横坐标 表示沿气隙圆周方向的空间距离。

6 正磁势规定:磁感应线方向是出转子进定子为负值。 结论: 通入电流的线圈,它所产生的气隙磁动势沿圆 周分布是一个矩形波,在通电流的线圈处,气隙磁 动势发生突跳。 不计铁心磁压降,每个空气隙所消耗的磁动势等 于整个磁路磁动势的一半,为 N k i /2 ,即:

7 转子 定子 2. 用傅里叶级数分解矩形波磁动势 3 次谐波 5 次谐波

8 结论 : 1. 基波磁动势的幅值为 4/πf k ,是矩形波磁动势的 4/π 倍; 谐波磁动势幅值为基波幅值的 1/ν 倍; 2. 基波磁动势波长与原矩形波长一样,磁极对数亦相 同; 谐波的波长为基波的 1/ν ,极对数为极波的 ν 倍。

9 3. 线圈中通入交变电流产生脉振磁动势 一个线圈通交流电的磁场

10 当线圈电流交变时,线圈磁势在空间上沿气隙分布仍 是矩形,而且轴线固定不动,但其幅值在时间上按余弦规 律变化,也就是说整个磁势波不能移动而只能脉振。 结论: 1) 单个线圈当通入交流电流时所产生的磁动势波是一个在空间 按矩形波分布、波的位置在空间不动、但波幅的大小和正负 随时间在变化的磁动势波,称该种磁动势为脉振磁势。 2) 线圈磁势除包含基波磁势外,还包含有 3 、 5 、 7 等谐波磁势 分量。 A 相电流表达式 A 相脉振磁势表达式 A 相脉振磁势幅值

11 线圈磁场模拟分布图

12 B 相与 C 相电流建立的脉振磁场 B 相电流建立的磁场的磁极与对称轴 i B i B 相磁势空间分布波形

13 4. 脉振磁动势分解为两个旋转磁动势 结论: 1) 一个脉振磁动势波,可分解为两个波长与原脉振波完 全相同,分别朝相反方向旋转的旋转波,旋转角速度( ω ) 与脉振波的脉振频率( f )有关,每个旋转波的幅值是原脉 振波的一半。 2) 当线圈中电流为正的最大值时,脉振波的波幅为正的最 大值,此时两个旋转波的正波幅正好转到 α=0° 的位置,即在 通电线圈的轴线处,两个旋转波重叠在一起。 脉振磁场

14 单层集中整距绕组的三相磁动势 条件 : 三相绕组在空间对称分布, 三相绕组在空间对称分布, 三相电流为对称、正弦交变。

15 . 不同时刻合成磁场分布图 图 A ωt =0° i A = I m i B = -0.5I m i C = -0.5I m

16 图 B ωt =90° i A = 0 i B = I m i C = I m

17 图 C ωt =180° i A = - I m i B = + 0.5I m i C = + 0.5I m

18 图 D ωt =270° i A = 0 i B = I m i C = I m

19 1. 三相合成基波磁动势 三个脉振基波磁动势表达式 三相合成基波磁动势表达式

20 合成基波磁动势幅值:

21 2. 三相合成谐波磁动势 f 3 =0 f 5 = F 5 cos(5α+ωt) f 7 = -F 7 cos(7α-ωt)

22 三相绕组合成磁动势的特点 1. 在三相对称分布的绕组中,通入三相对称的 交流电流时,所产生的合成磁动势波为一个 沿空间按一定规律分布、波幅恒定、随时间 在空间旋转的磁动势波; 2. 合成磁动势中除包含基波磁动势分量外,还 包含 5 、 7 、 11 等一系列奇数次谐波磁动势分 量。

23 磁动势表达式 三相合成磁动势 f = f 1 + f 3 + f 5 + f 7 + … 三相合成基波磁动势 f 1 = F 1 cos(α-ωt) 波幅 F 1 = 1.35 N 1 k dp1 I /p 三相双层分布短距绕组的磁动势 三相双层分布短距绕组的磁动势 三相合成谐波磁动势 f ν = F ν cos(να±ωt) 波幅 F ν = ×1.35 N 1 k dpν I/p 1 v

24 三相绕组合成磁动势的特点一 在三相对称分布的绕组中,通入三相对称的 交流电流时,所产生的合成基波磁动势是一个沿 空间按正弦规律分布、波幅恒定的旋转磁动势, 磁场的极数与绕组的极数相同。 三相绕组合成磁动势的特点二 磁动势(磁场)的转向总是从电流的超前相 转到滞后相。 旋转磁场的转向

25 三相绕组合成磁动势的特点三 旋转磁场的转速为 : 旋转磁场转速三相绕组合成磁动势的特点四 哪一相电流达到最大值,合成基波磁场的正 波幅一定位于该相绕组的轴线处。 旋转磁场幅值在电流最大相的线圈轴线

26 三相绕组合成磁动势的特点五 合成磁动势中除包含基波磁动势分量外,还 包含 5 、 7 、 11 等一系列奇数次谐波磁动势分量。


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