第402章_交流电机绕组的基本理论(磁动势)

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交流电机绕组的基本理论共95页文档

39、没不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
交流电机绕组的基本理论
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只在愚人的字典中找得到。--拿破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突破，不要嫉妒要欣赏，不要托延要积极，不要心动要行动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。(注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐观是成功的第三要素。

交流电机绕组的基本理论

2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
τ τ τ
y1 =τ 整距线圈
y1
y1 <τ 短距线圈
y1
y1 >τ 长距线圈
y1
01
0203Leabharlann 2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
分类：按照线圈的形状和端部连接方法的不同，三相单层绕组主要可分为链式、同心式和交叉式等型式。
单层绕组：三相交流绕组由于每槽中只包含一个线圈边，所以其线圈数为槽数的一半。三相单层绕组比较适合于10KW以下的小型交流异步电机中，很少在大、中型电机中采用。
极对
各相槽号
A
Z
B
X
C
Y
第一对极
1， 2， 3
4， 5， 6
7， 8， 9
10，11，12
13，14，15
16，17，18
第二对极
19，20，21
22，23，24
25，26，27
28，29，30
31，32，33
34，35，36
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
线圈组的串并连接
2006年3月20日星期一
2006年3月20日星期一
交流电机
武汉大学电气工程学院应黎明
发电机定子
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
汽轮发电机转子
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
武汉大学电气工程学院应黎明
同步电机

交流电机电枢绕组的电动势与磁通势

B
Z A
X Y
C C
Y
X
A
Z
B
二、交流绕组的排列和联接
3、确定相带每个极距内有一个组，每个组内含有的槽数即为每极每相槽数 q Q1 2 pm 2 。每个极距内属于同相槽所占有的区域称为“相带”。可见，每个相带为60度电角度。 4、画定子槽的展开图
1 23 4 56
910 17 21 15 13 18 22 14 16 19 23 11 12 20 24

Bm L

相电动势求出以后，根据星形或三角形的接法，可以求出线电动势。

三相六极异步电动机，额定频率50Hz。已知定子槽数36，绕组为单层整距分布绕组，每相两条支路，每个线圈的匝数为40匝，每相绕组的基波感应电势为200V，求每极磁通量。
Q 36 q 2 2 pm 2 3 3
1三相基波合成磁动势是一个旋转磁动势转速为同步转速旋转方向决定于电流的相序即从超前电流相转到滞后电流相二三相绕组的磁动势旋转磁动势当对称三相绕组中通过对称三相电流时所建立的三相基波合成磁动势的性质如下
交流电机电枢绕组的电动势与磁通势

电枢
是电机中机电能量转换的关键部分。直流电机电枢：转子交流电机电枢：定子

交流电机电枢绕组的要求
能感应出有一定大小而波形为正弦的电动势三相电机：三相电动势对称因此，电枢绕组每一个线圈除了有一定的匝数
外，还要在定子内圆空间按一定的规律分布与连接。安排绕组时，既能满足电动势要求，又能满足绕组产生磁通势的要求。
6.1 交流电机电枢绕组的电动势
本节讨论：由正弦分布、以同步转速旋转的旋转磁场在定子绕组中所感应产生的电动势。

电机学交流绕组及其电动势和磁动势课件

22
电机学
Electric Machinery
4-21 试分析下列情况下是否会产生旋转磁动势，转向怎样？（1）对称两相绕组内通以对称两相正序电流时（图4-26）；三相绕组的一相（例如C相）断线时（图4-27）。
(1)
B
iB iA A
23
电机学
Electric Machinery
解(1)
单相交流绕组产生脉振磁动势
三相交流电机定子绕组设计成分布及短距以后，
其优点主要是__(_1_) _： ⑴改善了电动势和磁动势的波形； ⑵可以增加基波电动势和磁动势。
19
电机学
Electric Machinery
当采用短距绕组希望同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波电动势，线圈节距应当为
_(3_)_⑴（4τ/5）； ⑵（6τ/7）τ； ⑶（5τ/6） ⑷τ
它们的平均值之比也满足这个关系，即：B5av 1 , B7av 1 B1av 25 B1av 49
且已知基波磁通量1 B1avl 0.74Wb
5次谐波磁通量 5
B5avl 5
1 25
B1avl 5
1 125
1
0.00592(Wb)
7次谐波磁通量 7
B7avl 7
1
49 B1avl 7
1 343
21
电机学
Electric Machinery
一台50HZ的三相电机通以60 HZ的三相对称电流, 保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁动势的幅值大小不变转速变大极数不变。
三相对称绕组极对数及有效匝数一定，当接三相对称电源后产生的基波旋转磁动势幅值大小由__三__相_电_流__的_大__小__决定，其转向由 __三_相__电_流__的_相__序__决定，其转速由 _三__相_电__流_的__频_率___决定。

交流电机绕组的基本理论3

三相合成的三次谐波磁动势
f3 fa3 fb3 fc3 0
三相合成的三次谐波磁动势为零
这个结论可推广到＝6k－3的谐波次数
21
五次谐波磁势
（2）五次谐波磁动势的极对数是基波的五倍，三相绕组各自建立的五次谐波磁动势表达式
fa5 F5 cos 5 cos t

1 2
F 5
k y1
cos

2

sin( y1

900 )
7
3、单相绕组磁势的统一表达式
• 为了统一表示相绕组的磁势，引入每相电流I、每相串联
匝数N 等概念
I Ic a ;
N 2 pqNc (双层绕组); a
N pqNc (单层绕组） a
将单层绕组磁势公式 F1 0.9Ic (qNc )kq1ky1
cos(

t

480 0
)
14
• 三相合成磁势为
f1 fa fb fc 3 F1 cos( t )
2
• 三相对称交流绕组通过三相对称电流时将产生旋转磁势
15
关于旋转磁势的进一步讨论
• 三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时，三个反向旋转磁势在空间错开120电角度相互抵消，三个正向旋转磁势在空间同相位，合成一个圆形旋转磁势
26

sinq 2
q sin
2
5
（2）双层短距绕组的磁势
• 双层整距绕组可以等效为两个整距单层绕组
• 双层短距绕组的磁势可以等效为两个错开的单层整距绕组的磁势在空间的叠加，错开的角度等于短距角
6
• 双层短距绕组的磁势振幅为

电机学-交流绕组的磁动势

2
fc
1 —c 2
转子
i wc
π — 2
A
X
π 定子 — -2
A
0
X
α - i wc
1 —c 2
§9-2 一相绕组的磁动势
一、整距线圈的磁动势 1. 磁动势分布图为了研究磁动势的空问分布，把气隙圆周展开成一直线，横坐标放在定子内圆表面上，且表示沿气隙圆周方向的空间距离，用电角度α量度；选线圈AX的轴线作为纵坐标，纵坐标表示线圈磁动势的大小，用fc表示，如图9－1(b)所示。
A
X
π 定子 — -2
A
0
X
α 1 -— c wc 2i
(a)
(b) 图9-1 整距线匝的磁动势
§9-2 一相绕组的磁动势
一、整距线圈的磁动势设线圈电流为ic ，线圈匝数为wc，根据全电流定律，任一闭合磁力线回路的磁动势，等于它所包围的全部电流数，由图9－1(a)可以看出，沿任意一根磁力线环绕一周所包围的全电流为ic Nc，由于磁力线经过N、S两个极，所以总磁动势的单位为安／对极。按照前面的假设，定、转子铁心间的气隙均匀，且忽略铁心磁压降，则全部磁动势消耗在两个气隙上，每个气隙消耗的磁动势 1 为 ic N c ，称为气隙磁动势或每极安匝数。
为ν次谐波磁动势最大幅值。它的大小为基波磁动势最大幅值的倍。
1
ν
Fcν = Fcmν
21 0.9 π π cos ωt = I c N c sinν cos ωt = I c N c sinν cos ωt 2 2 π 2 ν ν 4
为ν次谐波磁动势的幅值。
结论：一、整距线圈的磁动势整距线圈的磁动势沿气隙空间的分布为一矩形波，它可分解成基波和一系列奇数次高次谐波，基波和各次谐波都是空间电角度α 的不同函数，它们的幅值都随时间 t 以相同的频率脉振，因此它们又是时间 t 的函数。ν 次谐波磁动势与基波磁动势相比较，其

交流电机的绕组、磁通势和电动势

机。
绕组的连接方式
01
02
03
04
并联
将两个或多个绕组并联连接，以增加电机输出电流。
串联
将两个或多个绕组串联连接，以增加电机输出电压。
星形连接
将绕组的三个末端连接在一起，形成一个中性点，通常用于
三相电机。
三角形连接
将三相电机的三个绕组首尾相接，形成一个闭合回路，通常
用于高压电机。
02 交流电机磁通势
作用。
转矩产生
02
反电动势与电源电动势的相互作用产生转矩，驱动电机旋转。
调速控制
03
通过改变电源电动势的相位和大小，可以调节电机的转速，实
现调速控制。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
基于磁路的分析
通过对电机磁路的建模和分析，可以计算出磁通势的大小和分布。这种方法需要建立磁路的数学模型，并进行求解。
实验测量
通过实验测量电机的磁场强度和分布，可以间接得到磁通势的大小和分布。这种方法需要专业的测量设备和实验条件。
03 交流电机电动势
电动势的概念
电动势是描述电源将其他形式的能量转换为电能的能力的物理量。
电动势的方向规定为电源内部电流的方向，即从负极指向正极。
在电路中，电动势表示为电压源或电压降落。
电动势的计算方法
欧姆定律
E=IR，其中E为电动势，I为电流， R为电阻。
基尔霍夫定律
在电路中，电动势的代数和等于零，即∑E=0。
叠加原理
在多个电源共同作用的电路中，每个电源产生的电动势单独作用，然后求和。
电动势的分类与特性
直流电动势
方向和大小保持不变的电动势，如电池提供的电源。

交流电机磁动势

CHAPTER
总结与展望
关键知识点回顾与总结
磁动势概念
磁动势是描述磁场源产生磁场能力的物理量，对于交流电机而言
，其产生的磁场是交变磁场。
磁动势波形
交流电机磁动势波形通常为正弦波，其幅值和相位随时间和空间
变化。
磁动势与电机性能
磁动势是影响交流电机性能的关键因素之一，其大小、分布和变化规律决定了电机的电磁转矩、
结果分析与讨论
结果分析方法
通过对实验数据进行处理和分析，可以得到交流电机的磁动势分布情况和变化规律。常用的分析方法包括时域分析、频域分析和图像处理等。
结果讨论
根据实验结果和分析结果，可以讨论交流电机的磁动势特性及其对电机性能的影响。同时，还可以探讨不同测试条件和方法对实验结果的影响及其原因。
06
多物理场耦合分析方法优缺点分析
优点在于可以更全面地评估电机的性能；缺点在于计算复杂度更高，需要更高的计算机性能。
仿真软件介绍及使用技巧
01
常见电磁场仿真软件
02
仿真软件使用技巧
如ANSYS、COMSOL Multiphysics 等，这些软件提供了丰富的功能和工具，可以方便地进行电磁场数值计算。
有限元法优缺点分析
优点在于计算精度高，适用范围广；缺点在于计算量大，需要较高的计算机性能。
多物理场耦合分析方法
多物理场耦合分析原理
考虑多个物理场之间的相互作用，如电磁场、温度场、应力场等，通过求解多物理场的耦合方程得到整体的解。
多物理场耦合分析方法在交流电机中的应用
可以综合考虑电机在多种工况下的性能表现，如温度对电磁性能的影响、电磁力对机械结构的影响等。
实践能力提升
通过实验和实践环节，我提高了动手能力和实践技能，熟悉了相关仪器设备和软件工具的使用，为今后从事相关领域工作打下基础。

交流绕组的电动势和磁动势

交流绕组的电动势和磁动势
三相对称绕组在一对磁极中相带具有什么分布规律？
课程导入
课程导入
A-Z-B-X-C-Y
课程讲解
课程总结
课后作业
2023年4月25日星期二11时0分23秒
课程导入
课程导入
旋转磁场是交流电机工作的基础，在交流电机理论中有两种旋转磁场
1、机械旋转磁场
课程讲解
通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场。
课程导入
课程讲解
课程总结
课后作业
用图解法分析——不同时刻三相合成磁动势
三相对称绕组通入三相对称电流，产生的
课程导入
基波合成磁动势是一个幅值恒定不变的圆
形旋转磁动势，它有以下主要性质：
课程讲解
(1)幅值是单相脉动磁动势最大幅值的3/2倍。
课后作业
Bm——磁通密度的最大值
Bav——正弦分布磁通密度的平均值， Bav=
2 Bm

一根导体电动势的有效值与电动势的频率和每极磁通量成正比，频率一定时，电动势
仅与每极磁通量的大小成正比。
二、线圈中的感应电动势
课程导入
1、整距线圈的电动势
课程讲解
课程总结
c1
E t Ec1-Ec2
Et
E c1 2.22 fΦ1
ky1 sin
y1

90
采用短距线圈主要为了削弱高次谐波，从而改善波形。
c2
三、线圈组的电动势
2、分布绕组
课程讲解
课程总结
课后作业
E q 4.44fqk y1Φ1
S
q个线圈为集中绕组
N
课程导入
S
N
1、集中绕组

交流绕组的磁动势

要点二
技巧
利用有限元分析、电磁仿真等工具进行设计优化，提高设计效率。
设计实例分析与应用前景展望
实例
以某型电机为例，通过优化绕组磁动势设计，实现了电机性能的提升和能耗的降低。
前景
随着技术的不断进步，交流绕组磁动势的优化设计将具有更广泛的应用前景，为电机行
业的发展注入新的活力。
06
交流绕组磁动势在电机中的应用案例分析
04
交流绕组磁动势的测量与计算方法
测量方法及原理
80%
电流测量法
通过测量绕组中的电流，结合绕组的匝数和磁动势的计算公式，得到磁动势值。
100%
磁通测量法
通过测量绕组周围的磁通量，结合绕组的匝数和磁动势的计算公式，得到磁动势值。
80%
霍尔效应法
利用霍尔效应原理，通过测量绕组周围的磁场强度，结合绕组的匝数和磁动势的计算公式，得到磁动势值。
02
大小，实现电能的传输和分配。
• 分析评价：交流绕组磁动势在变压器中的应用能够提高变压
03
器的效率，降低能耗，同时保证变压器的稳定运行。
应用前景展望与挑战应对策略
应用前景展望
随着科技的不断进步和新能源的发展，交流绕组磁动势在电机中的应用将更加广泛，如高效电机、永磁电机等领域。
挑战应对策略
针对交流绕组磁动势在电机应用中的挑战，需要加强技术研发和创新，提高电机的性能和效率，同时加强电机的维护和保养，保证电机的稳定运行。
02
交流绕组磁动势的数学模型
磁动势的向量表示
磁动势的向量定义
磁动势是一个向量，其大小等于磁通势的幅度，方向与磁通势的旋转方向相同。
磁动势的向量运算
磁动势的向量可以通过加减、数乘等运算进行变换，以满足不同应用场景的需求。

交流电机电枢绕组的电动势和磁动势

? There are two types of AC motors, depending on the type of rotor used:
? The synchronous motor, which rotates exactly at the supply frequency or a submultiple of the supply frequency. The magnetic field on the rotor is either due to current transported with slip rings or a permanent magnet.
? The induction motor, which turns slightly slower than the supply frequency. The magnetic field on the rotor of this motor is created by an induced current.
? This sets up a time changing and counterbalancing moving electromagnetic field that causes the rotor to turn in the direction the field is rotating.
The INDUCED ELECTROMOTIVE FORCE IN AC WINDINGS
6.1.1 导体电动势
The fundamental electromotive force in conductor
设电机的基波气隙磁相交流电，产生的旋转磁场切割转子导体产生感应电动势和感应电流,在旋转磁场的作用下产生电磁转矩,使转子转动.

交流电机绕组、电动势和磁动势

8
9
10
11
12 13
14
15 16
17
18
19
2 0 21 22 23
24
25
26
27 28
29
30
31 32
33 34 35 36
Z
A相绕组的连接顺序为：A-1-10-2-11-3 相绕组的连接顺序为： 3-12-19-28-20-29-21-30-X 相绕组的连接顺序为
A
B
C
X
Y
交叉式绕组
1
已知：＝，＝，＝，已知：Q＝36，2p＝4，q＝3，试给出三相等元件单层绕组展开图。单层绕组展开图。由于q＝采用60º相带即每相带包含有3个槽相带，个槽，由于＝3 ，采用相带，即每相带包含有个槽，相带划分如下：相带划分如下：
相带槽号
A 1，2，3 19，20，21
同心式绕组同心式绕组
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
A
Z
B
C
X
Y
A相绕组的连接顺序为：A-1-12-2-11-3 相绕组的连接顺序为： 3-10-19-30-20-29-21-28-X 相绕组的连接顺序为
相带的划分与单相绕组相同，每一相带占有两槽。相带的划分与单相绕组相同，每一相带占有两槽。
相带槽号
A 1，2 ， 13，14 ，
Z 3，4 ， 15，16 ，
B 5，6 ， 17，18 ，

交流电机绕组的电动势和磁动势

交流电机绕组的电动势和磁动势第四章交流电机绕组电动势及磁动势4.1交流电机的绕组、交流绕组的基本知识（⼀）构成原则合成电动势和合成磁动势的波形要接近正弦形（基波、谐波）三相绕组对称（节距、匝数、线径相同、空间互差 120电⾓度）（即保证各相电动势磁动势对称，电阻电抗相同）4. 绝缘可靠、机械强度⾼、散热条件好、制造⽅便（⼆）交流绕组的分类1. 按相数分为：单相、三相、多相2. 按槽内层数分为：单层（同⼼式、链式、交叉式）、双层组）、单双层3.按每极每相槽数q 分为：整数槽、分数槽（三）基本概念4.每极每相槽数q:5. 电⾓度=p ^360° =pX 机械⾓度计量电磁关系的⾓度称为电⾓度（电⽓⾓度）。

电机圆周在⼏何上占有⾓度为360^，称为机械⾓度。

⽽从电磁⽅⾯看，⼀对磁极占有空间电⾓度为 360。

⼀般⽽⾔，对于P 对极电机，电⾓度=pX 机械⾓度。

1. 2.3. 铜耗P u 减⼩，⽤铜量减少。

1.极距T : "匹或"22p2p2.线圈节距 y : 整距y= T ; 短距yv T 。

3.槽距⾓a（电⾓度）：⼝=于6. 并联⽀路数a120 度相带 ------- 将⼀对磁极分成 m 份，每份所占电⾓度8.极相组⼀⼀将⼀个磁极下属于同⼀相（即⼀个相带）的q 个线圈，按照⼀定⽅式串联成⼀组，称为极相组（⼜称为线圈组）9.线圈组数=线圈个数/ q例：下图是⼀台三相同步发电机的定⼦槽内导体沿电枢内圆周的分布情况，已知2p=4,电枢槽数Z=24,转⼦磁极逆时针⽅向旋转，试绘出槽电动势星形图。

解:先计算槽距⾓:P X3602X360°a = ------- = --------- = 30Z 24设同步电机的转⼦磁极磁场的磁通密度沿电机⽓隙按正弦规律分布，则当电机转⼦逆时针旋转时，均匀分布在定⼦圆周上的导体切割磁⼒线，感应出电动势。

由于各槽导体在空间电⾓度上彼此相差⼀个槽距⾓a ，因此导体切割磁场有先有后，各槽导体感应电动势彼此之间存在着相位差，其⼤⼩等于槽距⾓ a 。

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由此看来，这个磁动势既和空间位置有关，又和
时间有关。我们把这种空间位置不变，而幅值随时间
变化的磁动势叫做脉振磁动势。若线圈流过的电流为
ic 2 I c sin t
则气隙中的磁动势为：
1 2 f c N cic N c I c sin t Fcm sin t 2 2
2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明
利用三角公式将每相脉振磁动势分解为两个旋转磁动势，得:
f A1 (t , ) sin(t ) sin(t ) 2 2 F1 F1 f B1 (t , ) sin(t ) sin(t 240 ) 2 2 F1 F1 f C1 (t , ) sin(t ) sin(t 120 ) 2 2 F1 F1

t
2006年3月20日星期一

2
, ic 2 I c
武汉大学电气工程学院应黎明
脉振磁动势
2006年3月20日星期一
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两对极整距线圈的磁动势来自2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明
二、矩形波磁动势的谐波分析
为什么要将矩形波用傅立叶级数进行分解？
武汉大学电气工程学院应黎明
一、磁动势的波形
将（a）予以展开，可得到图（b）所示的磁动势波形图。从图中可以看到，整距线圈的磁动势在空间中的分布为一矩形波，其最大幅值为Nci/2。当线圈中的电流随时间按正弦规律变化时，矩形波的幅值也随时间按照正弦规律变化。
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明
2006年3月20日星期一
武汉大学电气工程学院应黎明
双层短距线圈组的基波磁动势
F1 2 Fq1 cos

2 0.9k N 1 2qNc I c
0.9k y1kq1 2qN c I c
ν次谐波磁动势的幅值为
F 0.9kN 2qNc I c
Fcm为脉振磁动势的最大值
2006年3月20日星期一武汉大学电气工程学院应黎明
ic 2 I c sin t
t

2
0, ic 2 I c
1 t , ic 2Ic 2 4 2

t

2

2
, ic 0
3 1 t , ic 2 I c 2 4 2
一般每一线圈组总是由放置在相邻槽内的q个线圈组成。如果把q 个空间位置不同的矩形波相加，合成波形就会发生变化，这将给分析带来困难。将矩形磁动势波形通过傅立叶级数将其进行分解，化为一系列正弦形的基波和高次谐波，然后将不同槽内的基波磁动势和谐波磁动势分别相加，由于正弦波磁动势相加后仍为正弦波，所以可简化对磁动势的分析。矩形波用傅立叶级数进行分解，若坐标原点取在线圈中心线上，横坐标取空间电角度α，可得基波和一系列奇次谐波（因为磁动势为奇函数），
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Fcm Fc1 cos Fc 3 cos3 Fc 5 cos5 Fcv cosv 1 1 0.9 I c N c (cos cos3 cos5 ) 3 5
其中Fc1=0.9IcNc为基波幅值，其它谐波幅值为:
1

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4.6.4 单相绕组的磁动势
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 Nk N 1 是q个线圈产生的磁动势，即
流绕组，而它们中的电流则是随时间变化的交流电，因
此，交流绕组的磁动势及气隙磁通既是时间函数，又是空间的函数。
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4.6 单相绕组的脉振磁动势
先分析单相绕组的脉振磁动势，再研究三相绕组的旋转磁动势，最后讨论谐波磁动势。
为了简化分析过程，我们作出下列假设：
① 绕组中的电流随时间按正弦规律变化（实际上就是只考虑绕组中的基波电流）； ② 槽内电流集中在槽中心处； ③ 转子呈圆柱形，气隙均匀；
④ 铁心不饱和，铁心中磁压降可忽略不计（即认为磁
动势全部降落在气隙上）。
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4.6.1 单个整距线圈的磁动势
线圈是构成绕组的最基本单位，所以磁动势的分析首先从线圈开始。由于整距线圈的磁动势比短距线圈磁动势简单，因此我们先来分析整距线圈的磁动势。
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从图中我们可以看到电机中每条磁力线路径所包围的电流都等于Ncic，其中Nc为线圈匝数，ic为导体中流过的电流。由于忽略了铁心上的磁压降，所以总的磁动势Ncic可认为是全部降落在两段气隙中，每段气隙磁动势的大小为Ncic/2。
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1 1 f c x，t 0.9 I c N c (cos x cos 3x cos 5 x ) sin t 3 5
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三、结论
1. 整距线圈产生的磁动势是一个在空间上按矩形分布，幅值随时间以电流频率按正弦规律变化的脉振波。 2. 矩形磁动势波形可以分解成在空间按正弦分布的基波
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4.7.1 数学分析法
三相电机的绕组一般采用对称三相绕组，即三相绕组在空间上互差120°电角度，绕组中三相电流在时间
上也互差120°电角度。这样,我们设通入三相电流所产
生的磁动势为:
f A1 (t , ) F1 cos sin t
f B1 (t , ) F1 cos( 120 ) sin(t 120 ) f C1 (t , ) F1 cos( 240 ) sin(t 240 )
4. 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。
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4.7 三相电枢绕组产生的基波磁动势
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
磁势的表达式为：
f ( x, t ) F cos x sint

既是一个空间函数又是一个时间函数
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
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一相绕组磁动势的高次谐波幅值为
IN F 0.9 kN1 p
交流绕组的磁动势
电机是一种利用电磁感应原理进行机电能量转换装置，而这种能量转换必须有磁场的参与，因此，研究电
机就必须研究分析电机中磁场的分布及性质,不论是定子
磁动势还是转子磁动势，它们的性质都取决于产生它们的电流的类型及电流的分布，而气隙磁通则不仅与磁动势的分布有关，还和所经过的磁路的性质和磁阻有关。同步电机的定子绕组和异步电机的定、转子绕组均为交
F 1 0.9k N 1 2qN c I c 0.9 p I
N
I ——相电流 Ic
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2 pqNc N —— 电机每相串联匝数, 双层绕组： a pqNc N 单层绕组： a I
a
, a —— 电机每相并联支路数；
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单相基波磁势为正弦脉振磁势
为了分析方便起见，可以把这短距线圈组的上层边看作一组q=3的单层整距分布绕组，再把下层边看成另一组q=3的单层整距分布绕组。这两个单层整距分布绕组在空间彼此错开β电角度（对双层整距绕组，上、下层互相重叠， β =0），这角恰好等于线圈节距缩短的电角度，即β＝(τ-y1)/τ∙180°，从而这两个单层整距线圈组产生的基波磁动势在空间相位一也应彼此错开电角度。
和一系列奇次谐波，各次谐波均为同频率的脉振波，
其对应的极对数 p p ，极距为 / 。 3. 电机定。
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波都有一个波幅在线圈轴线上，其正负由谐波次数决
次谐波磁动势的幅值: Fc 0.9 N c I c,各次谐
Fcv= Fc1/v
所以整距线圈磁动势瞬时值的表达式为：
1 1 f c ，t 0.9 I c N c (cos cos 3 cos 5 ) sin t 3 5
若把横坐标由电角度α换成距离x, 显然α=(π/τ)x，则：
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1 1 k N 5cos5 k Nv cosva) sin t 5 v
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单相绕组磁动势的性质
1. 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。 2. 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。 3. 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。