4交流电机理论的共同问题v3研究.ppt

4.9　交流电机的电磁转矩 1.电磁转矩不等于零的一个准则2.交流电机的电磁转矩公式3.电磁转矩公式的分析，产生恒定电磁转矩的条件 1.电磁转矩不等于零的一个准则 图4-35　定、转子极数不等时，平均电磁转矩恒等于0 2.交流电机的电磁转矩公式 1 定子表面为光滑的圆柱形，转子既可以是隐极、也可以是凸极式；铁心的磁导率μFe ∞。 2 定子的载流导体均匀地分布在定子表面。 3 气隙合成磁场为正弦分布，定子的磁动势波也是正弦分布，两者的极数相等。 4 每对极下定子载流导体的分布均为相同，即定子绕组为三相整数槽绕组。 图4-36　气隙基波合成磁场b1与定子基波线负载a1相作用产生电磁转矩Tea 定子单位周向长度上的电磁转矩te和总电磁转矩Te　 b 和c 线负载的基波与磁动势基波的关系 3.电磁转矩公式的分析，产生恒定电磁转矩的条件 1 对于气隙合成磁场和定子磁动势为正弦分布的三相交流电机，电磁转矩Te与气隙合成磁场的磁通量Φ、定子基波磁动势的幅值F1以及转矩角δ1的正弦成正比。 2 从电磁转矩的角度来看，发电机和电动机的差别，就在于转矩角δ1的正、负 或小于还是大于180· 。 3 由于定子磁动势的基波幅值F1 √2 m1N1kw1I1 / ∏ p ,气隙合成磁场的磁通量Φ E1/ √2∏f1N1kw1 ，而sinδ1 cosψ1，所以电磁转矩也可以写成下列形式： 单相绕组的谐波磁动势 （2）单相绕组的谐波磁动势，根据傅立叶级数可知，单个整距线圈所产生矩形磁动势波中可以分解出一系列高次（奇次）谐波磁动势，其中第v次谐波分量应为： 按照与基波磁动势同样的方法，单相余弦电流通入到单相绕组中所产生的v次谐波磁动势（包括基波磁动势）为： 空间上按?次谐波分布 时间上按?t的余弦规律脉振（同基波磁动势） 注：1、谐波磁动势的产生是由于谐波绕组系数 2、目前没有考虑电流谐波引起的磁动势波形变化 §7 正弦电流下三相绕组的磁动势 前面分析了单相绕组的磁势为一脉振磁势。将三个单相磁势相加，即得三相绕组的合成磁势——旋转磁势。为了清楚的理解由单相到三相合成时，脉振磁势如何变为旋转磁势，用解析法和图解法两种方法进行分析。 一、三相绕组的基波合成磁势 二、三相合成磁动势中的高次磁谐波 解析法和图解法 内容： 分析方法： 三相对称绕组：绕组分布相同；三相绕组在空间互差120?电角度（轴线相差120? ），三相基波磁动势亦然。 A相绕组 B相（落后A相120?） C相（落后B相 120?） 三相对称绕组 三相对称电流（正序电流） 7.1 三相绕组基波合成磁动势 解析法： 坐标原点： 在A相绕组轴线上 A相绕组的磁动势： B相绕组的磁动势： C相绕组的磁动势： 利用积化和差，将各个磁动势分解成两个磁动势之和 三相磁势共同作用于气隙，则合成磁动势： 合成磁动势： 比较t1和t2时刻的磁动势分布可以看出： 幅值不变，时间变化了?t ?角度，在空间上磁势波形沿+?s向前移动了?角度。随着时间的推移， ?角不断增大，即磁动势波不断地向+?s方向移动， 是一个恒幅、正弦分布的正向行波 定子气隙呈圆柱形，因此，三相合成磁势实质上沿着气隙圆周连续推移的旋转磁动势波---圆形旋转磁势 计算旋转速度： 当电流变化一个周期（T 1/f），磁势波推移2?电弧度，相当于2? / p机械弧度。 ns