4-3交流绕组的磁势

1 2 f c N ci N c I c sin t Fcm sin t 2 2
矩形波磁动势可能分解为基波和一系列高次谐波: 3 f c ( x , t ) Fc1 sin t cos x Fc 3 sin t cos x ... Fc sin t cos x ...
一、单相绕组的脉振磁势
1、整距线圈的磁势
一台两极气隙均匀的交流电机,一个整距 绕组通入交流电流,线圈磁动势在某瞬间的分 布如图,由全电流定律得:
Hdl i N
c
i
忽略铁心磁阻,磁动势完全降落在两 个气隙上.每个气隙的磁动势为:
空间分布为矩形波,随时间按正弦规律变 化.变化频率为电流频率。 空间位置不变而幅值和方向随时间变化的磁动势称为脉动磁 动势。
（2）短距线圈组磁势
图中，给出了一个 q 3, 9, y 8 的双层短距绕组 在一对极下的属于同一相两个线圈组。可见，上下层导 体移开一个距离 ，即节距缩短而对应的电角度。
由于绕组所建立的 磁势的大小和波形 只取决于导体的分 布情况和导体中电 流的方向，而与导 体间的连接次序无 关。因此可将上层 绕组边等效的看成 一个单层整距分布 线圈组；下层绕组 边等效的看成另一 个单层整距分布线 圈组，而上下两个 线圈组在空间上相 差 电角度。
（3）单相绕组脉振磁势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
Nkw 1 f p1 (x,t) Fp1 sin t cos x 0.9 I p sin t cos x p
不难看出，求整距线圈组合成磁势的方法与求线圈组电 势的方法相同，同样要引入一个基波分布系数kq1，相当 于由于线圈分布而造成的基波磁势的折扣系数。于是得 到整距线圈组基波磁势的最大幅值为：
Fqm1 qFcm1kq1 0.9(qNC I C )Kq1
式中基波分布系数：
k q1 q个线圈磁势矢量和 Fq1 2 2 q个线圈磁势代数和 qFC1 q 2 R sin q sin 2 2 2 R sin q sin q
每个线圈组是由若干个节距相等，匝数相同，依次 沿定子圆周错开同一角度（通常为一槽距角）的线 圈串联而成，下面按整距线圈组和短距线圈组两种 情况分别分析线圈组的磁势。
（1）整距线圈组磁势
以q=3的整距线圈组为 例。 每个线圈磁势大小相 等，不同的仅是各个 线圈在空间相隔 电 角度。所以q个线圈组 成线圈组时，把q个线 圈的基波磁势逐点相 加，可得合成磁势， 如图（a）。可见合成 磁势并不等于每个线 圈磁势的q倍，而是等 于个线圈磁势的矢量 和，如图（b）。
Fp1 2 Fq1k y1 0.9( 2 qNc ) k y1kq1 Ic
综合以上分析，绕组采用短距和分布后，其磁势 较整距和集中放置有所改变。 ①分布系数可理解为绕组分布排列后所形成的磁势 较集中排列时应打的折扣； ②短距系数表示线圈采用短距后所形成的磁势较整 距时应打的折扣； ③采用分布和短距后，可大大削弱谐波的影响，从 而改善磁势波形。
f c1 ( x , t ) Fc1 sin t cos x 基波磁动势最大值为:
Fc1 4
基波磁动势为:


2 N c I c 0.9 N c I c 2
整距绕组基波磁动势在空间按余弦分布，幅值位于绕组轴线， 空间每一点的磁动势大小按正弦规律变化——仍然为脉动磁动势。
2、线圈组的磁势
如图（a），每个线圈组都可用求整距线圈组磁势的方法求得其 基波磁势。如图（b）（c），短距分布线圈组的磁势，可如同求 电势一样引入短距系数来计入由于线圈短距对基波磁势的影响。
பைடு நூலகம்
于是，双层短距分布线圈组基波磁势的最大幅值为：
Fm1 2Fqm1k y1 2(0.9qNC IC )Kq1k y1 0.9(2qNC )KW1IC
即一个脉动磁动势可以分解成两个幅值大小相等的磁动势。
1 先分析 f ( x , t ) F p1 sin( t x ) 2
p1
取幅值点分析 t x 2 t 0时 , x ; 2 2 t 时 , x 0 ; 2 t 时 , x ; 2 2
第三节 交流绕组的磁势
在对称三相交流绕组中通入对称三相交流 电流时，会建立旋转磁场，旋转磁场对电 机的能量转换和运行性能都有很大的影响。 本节讨论三相旋转磁势的性质、大小和分 布情况。 为了分析三相绕组的旋转磁势，首先分析 单相绕组的磁势。
一、单相绕组的脉振磁势 二、三相绕组的基波合成磁势
单相绕组的基波磁动势是在空间按余弦规律分布， 幅值大小随时间按正弦规律变化的脉动磁动势。
单相脉动磁势分解：
1 1 f p1 (x,t) Fp1 sin t cos x Fp1 sin( t x) Fp1 sin( t x) 2 2 = f p+1 (x,t)+ f p-1 (x,t)
y1 0 K sin 90 其中： y1
（短距系数）
KW 1 K y1 K q1
（绕组系数 ）
总结：
整距分布绕组的磁动势：
每个绕组由q 个线圈串联构成，依次在定子圆周空间错开 槽距角α,绕组的基波磁动势为q个线圈基波磁动势的空间矢量 和： Fq1 qFc1kq1
一组双层短距分布绕组的基波磁动势： 双层短距分布绕组的基波磁动势为两个等效绕组基波磁动 势的相量和，用短距系数计及绕组短距的影响：
f p1(x,t)


2


2
x
动画显示
综上分析
( 1 )随 着 时 间 推 移 f p1 ( x , t )朝x轴 正 方 向 移 动 , 故f p1 ( x , t )称 为 正 向旋转磁动势 。