交流电机绕组的基本理论.ppt

4.6.4单相绕组的磁动势2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明由于各对极下的磁动势和磁阻分别组成一个对称独立的分支磁路，所以一相绕组的磁动势就等于双层短距线圈组的磁动势。相绕组的磁动势不是一相绕组的总磁动势，而是一对磁极下该相绕组产生的磁动势。对单层绕组而言，就是q个线圈产生的磁动势，即I——相电流,a——电机每相并联支路数；N——电机每相串联匝数,双层绕组：单层绕组：单相基波磁势为正弦脉振磁势2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明空间上：正弦分布固定不动，波幅在相绕组轴线上，时间上：波幅的大小随电流正弦交变既是一个空间函数又是一个时间函数磁势的表达式为：一相绕组磁动势的高次谐波幅值为基波磁动势用电角度来表示空间的位置，即有若将空间坐标的原点放在一相绕组的轴线上，可得一相绕组磁动势瞬时值的一般表达式为:单相绕组磁动势的性质2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明单相绕组产生的磁动势是一脉振磁动势，沿圆周呈阶梯形分布。可以将阶梯形分布的磁动势分解为基波和一系列高次谐波，基波和高次谐波均为脉振波。基波磁动势和高次谐波磁动势既是时间的函数，空间某处的磁动势随时间正弦变化，又是空间的函数，基波磁动势和高次谐波磁动势沿空间正弦分布。磁动势绕组系数和电动势的相同，说明磁动势的计算和电动势的计算相似，反映了时间波和空间波的统一。磁动势基波幅值的位置在该相绕组的轴线上，高次谐波磁动势也必有一个幅值处在该相绕组的轴线上。4.7三相电枢绕组产生的基波磁动势2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明由于现代电力系统采用三相制，这样无论是同步电机还是异步电机大多采用三相绕组，因此分析三相绕组的合成磁动势是研究交流电机的基础。三相绕组合成磁动势的分析方法主要有三种，即数学分析法、波形叠加法和空间矢量法。本节将采用数学分析法和波形叠加法来对三相绕组合成磁动势的基波进行分析。三相对称绕组流过三相对称电流时如下图所示。2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明Φv为v次谐波的每极磁通量v次谐波的短距系数kNv为v次谐波的绕组系数,kNv=kyvkqvv次谐波的分布系数相电动势的有效值为2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明三相绕组中，线电动势没有3次和3的倍数次谐波，其有效值为4.5.2谐波电动势的削弱方法2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明高次谐波产生的不良影响：使发电机电动势波形变坏；使电机本身的附加损耗增加，效率降低，温升增高；使输电线上的线损增加，并对邻近的通信线路或电子装置产生干扰；可能引起输电线路的电感和电容发生谐振，产生过电压；使感应电机产生附加损耗和附加转矩，影响其运行性能。削弱电动势中的高次谐波的方法：使气隙磁场沿电枢表面的分布尽量接近正弦波形。用三相对称绕组的联结来消除线电动势中的3次及其倍数次奇次谐波电动势。用短距绕组来削弱高次谐波电动势。采用分布绕组削弱高次谐波电动势。采用斜槽或分数槽绕组削弱齿谐波电动势。削弱齿谐波电动势的方法主要有：用斜槽削弱齿谐波电动势。采用分数槽绕组1.利用三相对称绕组的联结2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明当采用△连接时，由于闭合回路中的3次谐波环流引起附加损耗，使电机效率降低、温升增加，所以现代同步发电机一般采用Y形连接。来消除线电动势中的3次及其倍数次奇次谐波电动势2.采用短距绕组削弱高次谐波电动势2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明节距缩短ν次谐波的一个极距（即缩短），就能消除次谐波电动势y1缩短τ/5,元件两导体边的5次谐波电动势的相位相同，元件的5次谐波电动势为零。2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明νy1/τ18/95/64/57/92/313571.0000-1.00001.00001.00000.9848-0.86600.6428-0.34200.9659-0.70710.25880.25880.9511-0.587800.58780.9397-0.5000-0.17360.76600.86600-0.86600.8660基波和部分高次谐波的短距系数削弱5次和7次，y1取5τ/6消除5次，y