交流電樞繞組的磁動(dòng)勢(shì)

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

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

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

4、波磁動(dòng)勢(shì)波長(zhǎng)與原矩形波長(zhǎng)一樣，磁極對(duì)數(shù)亦相同； 諧波的波長(zhǎng)為基波的1/ν，極對(duì)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(dòng)勢(shì),一個(gè)線圈通交流電的磁場(chǎng),當(dāng)線圈電流交變時(shí)，線圈磁勢(shì)在空間上沿氣隙分布仍是矩形，而且軸線固定不動(dòng)，但其幅值在時(shí)間上按余弦規(guī)律變化，也就是說整個(gè)磁勢(shì)波不能移動(dòng)而只能脈振。,結(jié)論：1) 單個(gè)線圈當(dāng)通入交流電流時(shí)所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)波是一個(gè)在空間 按矩形波分布、波的位置在

5、空間不動(dòng)、但波幅的大小和正負(fù) 隨時(shí)間在變化的磁動(dòng)勢(shì)波，稱該種磁動(dòng)勢(shì)為脈振磁勢(shì)。 2) 線圈磁勢(shì)除包含基波磁勢(shì)外，還包含有 3、5、7 等諧波磁勢(shì) 分量。,A相電流表達(dá)式,A相脈振磁勢(shì)表達(dá)式,A相脈振磁勢(shì)幅值,線圈磁場(chǎng)模擬分布圖,,B相與C相電流建立的脈振磁場(chǎng),,4. 脈振磁動(dòng)勢(shì)分解為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì),結(jié)論： 1) 一個(gè)

6、脈振磁動(dòng)勢(shì)波，可分解為兩個(gè)波長(zhǎng)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(gè)旋轉(zhuǎn)波的幅值是原脈振波的一半。 2) 當(dāng)線圈中電流為正的最大值時(shí)，脈振波的波幅為正的最大值，此時(shí)兩個(gè)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(gè)旋轉(zhuǎn)波重疊在一起。,脈振磁場(chǎng),單層集中整距繞組的三相磁動(dòng)勢(shì),,,,條件: 三相繞組在空間對(duì)稱分布, 三相電流為對(duì)稱

7、、正弦交變。,,,,,,,,,,,,,.,,不同時(shí)刻合成磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì),三個(gè)脈振基波磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式,三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式,三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式,合成基波磁動(dòng)勢(shì)幅值：,2. 三相合成諧波磁動(dòng)勢(shì),f3=0,f5= F5 cos(5α+ωt),f7= -F7 cos(7α-ωt),三相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn),1. 在三相對(duì)稱分布的繞組中，通入三相對(duì)稱的交流電流時(shí)，

9、所產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)波為一個(gè)沿空間按一定規(guī)律分布、波幅恒定、隨時(shí)間在空間旋轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢(shì)波；,2. 合成磁動(dòng)勢(shì)中除包含基波磁動(dòng)勢(shì)分量外，還 包含5、7、11等一系列奇數(shù)次諧波磁動(dòng)勢(shì)分 量。,磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式,三相合成磁動(dòng)勢(shì) f = f1 + f3 + f5 + f7 + …,三相雙層分布短距繞組的磁動(dòng)勢(shì),三相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)一,在三相對(duì)稱分布的繞組中，通入三相對(duì)稱的交流電流時(shí)，所產(chǎn)生的合成基波磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)沿空間按正

10、弦規(guī)律分布、波幅恒定的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，磁場(chǎng)的極數(shù)與繞組的極數(shù)相同。,三相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)二,磁動(dòng)勢(shì)（磁場(chǎng)）的轉(zhuǎn)向總是從電流的超前相轉(zhuǎn)到滯后相。,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向,三相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)三,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為:,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,三相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)四,哪一相電流達(dá)到最大值，合成基波磁場(chǎng)的正波幅一定位于該相繞組的軸線處。,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)幅值在電流最大相的線圈軸線,三相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)五,合成磁動(dòng)勢(shì)中除包含基波磁動(dòng)勢(shì)分量外，還包含5、7、11等