交流电枢绕组的磁动势 重点讨论的问题: 要求： 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

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1 交流电枢绕组的磁动势 重点讨论的问题: 要求： 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
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：Nk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。
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 Nki /2 ，即： 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。

7 2. 用傅里叶级数分解矩形波磁动势 转子 定子 5次谐波 3次谐波

8 结论: 1.基波磁动势的幅值为4/πfk，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 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
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。 A相电流表达式 A相脉振磁势表达式 A相脉振磁势幅值 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。

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 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 脉振磁场 结论： ) 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。

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° iA= Im iB= -0.5Im iC= -0.5Im .

16 图 B ωt =90° iA= 0 iB= Im iC= Im

17 图 C ωt =180° iA= - Im iB= + 0.5Im iC= + 0.5Im

18 图 D ωt =270° iA= 0 iB= Im iC= Im

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 三相合成基波磁动势表达式 合成基波磁动势幅值：

21 2. 三相合成谐波磁动势 f3=0 f5= F5 cos(5α+ωt) f7= -F7 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 三相双层分布短距绕组的磁动势 磁动势表达式 三相合成磁动势 f = f1 + f3 + f5 + f7 + …
三相合成基波磁动势 f1 = F1 cos(α-ωt) 波幅 F1= 1.35 N1kdp1I /p 三相合成谐波磁动势 fν = Fν cos(να±ωt) 波幅 Fν= ×1.35 N1kdpν I/p 1 v

24 三相绕组合成磁动势的特点一 三相绕组合成磁动势的特点二
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 三相绕组合成磁动势的特点四 旋转磁场的转速为: 旋转磁场转速
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。