交流電樞繞組的磁動勢

1、交流電樞繞組的磁動勢,重點討論的問題: 單相繞組磁動勢——脈振磁動勢 三相繞組合成磁動勢——旋轉(zhuǎn)磁動勢要求： 1. 掌握磁動勢的理論分析及公式； 2. 掌握產(chǎn)生各磁勢的條件及特點； 3. 了解用三角函數(shù)和向量來表示磁動勢。,分析推導(dǎo)過程,單個線圈磁動勢：Nk匝、整距、集中線圈組磁動勢：q個整距線圈串聯(lián)、分布單相繞組磁動勢每相單

2、個線圈三相繞組合成磁動勢：整距、集中每相q個線圈串聯(lián)三相繞組合成磁動勢：短距、分布,單層集中整距繞組的一相磁動勢 交流電機模型圖（A相集中繞組）,1. 磁動勢表示方法,線圈中通入電流(i≠0）所產(chǎn)生的磁場分布圖單一線圈通直流電的磁場,,,,,線圈磁動勢的空間分布,在定子內(nèi)圓表面建立空間坐標，以A相繞組軸線與定子內(nèi)表面的交點作為空間坐標的原點，用空間電角度α表示。把氣隙圓周展成直線，讓橫坐標表示沿氣隙圓周

3、方向的空間距離。,正磁勢規(guī)定：磁感應(yīng)線方向是出轉(zhuǎn)子進定子為負值。,結(jié)論： 通入電流的線圈，它所產(chǎn)生的氣隙磁動勢沿圓周分布是一個矩形波，在通電流的線圈處，氣隙磁動勢發(fā)生突跳。,不計鐵心磁壓降，每個空氣隙所消耗的磁動勢等于整個磁路磁動勢的一半，為 Nki /2 ，即：,2. 用傅里葉級數(shù)分解矩形波磁動勢,結(jié)論: 1.基波磁動勢的幅值為4/πfk，是矩形波磁動勢的4/π倍； 諧波磁動勢幅值為基波幅值的1/ν倍；2.基

4、波磁動勢波長與原矩形波長一樣，磁極對數(shù)亦相同； 諧波的波長為基波的1/ν，極對數(shù)為極波的ν倍。,3. 線圈中通入交變電流產(chǎn)生脈振磁動勢,一個線圈通交流電的磁場,當線圈電流交變時，線圈磁勢在空間上沿氣隙分布仍是矩形，而且軸線固定不動，但其幅值在時間上按余弦規(guī)律變化，也就是說整個磁勢波不能移動而只能脈振。,結(jié)論：1) 單個線圈當通入交流電流時所產(chǎn)生的磁動勢波是一個在空間 按矩形波分布、波的位置在

5、空間不動、但波幅的大小和正負 隨時間在變化的磁動勢波，稱該種磁動勢為脈振磁勢。 2) 線圈磁勢除包含基波磁勢外，還包含有 3、5、7 等諧波磁勢 分量。,A相電流表達式,A相脈振磁勢表達式,A相脈振磁勢幅值,線圈磁場模擬分布圖,,B相與C相電流建立的脈振磁場,,4. 脈振磁動勢分解為兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢,結(jié)論： 1) 一個

6、脈振磁動勢波，可分解為兩個波長與原脈振波完全相同，分別朝相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)波，旋轉(zhuǎn)角速度（ω）與脈振波的脈振頻率（f）有關(guān)，每個旋轉(zhuǎn)波的幅值是原脈振波的一半。 2) 當線圈中電流為正的最大值時，脈振波的波幅為正的最大值，此時兩個旋轉(zhuǎn)波的正波幅正好轉(zhuǎn)到α=0°的位置，即在通電線圈的軸線處，兩個旋轉(zhuǎn)波重疊在一起。,脈振磁場,單層集中整距繞組的三相磁動勢,,,,條件: 三相繞組在空間對稱分布, 三相電流為對稱

7、、正弦交變。,,,,,,,,,,,,,.,,不同時刻合成磁場分布圖,,圖 A ωt =0° iA= Im iB= -0.5Im iC= -0.5Im,,圖 B ωt =90° iA= 0 iB= +0.866Im iC= -0.866Im,,圖 C ωt =180° iA= - Im iB= + 0.5Im iC= + 0.5Im,,圖

8、D ωt =270° iA= 0 iB= - 0.866Im iC= + 0.866Im,1. 三相合成基波磁動勢,三個脈振基波磁動勢表達式,三相合成基波磁動勢表達式,三相合成基波磁動勢表達式,合成基波磁動勢幅值：,2. 三相合成諧波磁動勢,f3=0,f5= F5 cos(5α+ωt),f7= -F7 cos(7α-ωt),三相繞組合成磁動勢的特點,1. 在三相對稱分布的繞組中，通入三相對稱的交流電流時，

9、所產(chǎn)生的合成磁動勢波為一個沿空間按一定規(guī)律分布、波幅恒定、隨時間在空間旋轉(zhuǎn)的磁動勢波；,2. 合成磁動勢中除包含基波磁動勢分量外，還 包含5、7、11等一系列奇數(shù)次諧波磁動勢分 量。,磁動勢表達式,三相合成磁動勢 f = f1 + f3 + f5 + f7 + …,三相雙層分布短距繞組的磁動勢,三相繞組合成磁動勢的特點一,在三相對稱分布的繞組中，通入三相對稱的交流電流時，所產(chǎn)生的合成基波磁動勢是一個沿空間按正

10、弦規(guī)律分布、波幅恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢，磁場的極數(shù)與繞組的極數(shù)相同。,三相繞組合成磁動勢的特點二,磁動勢（磁場）的轉(zhuǎn)向總是從電流的超前相轉(zhuǎn)到滯后相。,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向,三相繞組合成磁動勢的特點三,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為:,旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速,三相繞組合成磁動勢的特點四,哪一相電流達到最大值，合成基波磁場的正波幅一定位于該相繞組的軸線處。,旋轉(zhuǎn)磁場幅值在電流最大相的線圈軸線,三相繞組合成磁動勢的特點五,合成磁動勢中除包含基波磁動勢分量外，還包含5、7、11等