第402章交流電機繞組的基本理論磁動勢課件

交流繞組的磁動勢電機是一種利用電磁感應(yīng)原理進行機電能量轉(zhuǎn)換裝置，而這種能量轉(zhuǎn)換必須有磁場的參與，因此，研究電機就必須研究分析電機中磁場的分布及性質(zhì),不論是定子磁動勢還是轉(zhuǎn)子磁動勢，它們的性質(zhì)都取決于產(chǎn)生它們的電流的類型及電流的分布，而氣隙磁通則不僅與磁動勢的分布有關(guān)，還和所經(jīng)過的磁路的性質(zhì)和磁阻有關(guān)。同步電機的定子繞組和異步電機的定、轉(zhuǎn)子繞組均為交流繞組，而它們中的電流則是隨時間變化的交流電，因此，交流繞組的磁動勢及氣隙磁通既是時間函數(shù)，又是空間的函數(shù)。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明交流繞組的磁動勢電機是一種利用電磁感應(yīng)原理進行機電能量轉(zhuǎn)14.6單相繞組的脈振磁動勢先分析單相繞組的脈振磁動勢，再研究三相繞組的旋轉(zhuǎn)磁動勢，最后討論諧波磁動勢。為了簡化分析過程，我們作出下列假設(shè)：繞組中的電流隨時間按正弦規(guī)律變化（實際上就是只考慮繞組中的基波電流）；槽內(nèi)電流集中在槽中心處；轉(zhuǎn)子呈圓柱形，氣隙均勻；鐵心不飽和，鐵心中磁壓降可忽略不計（即認(rèn)為磁動勢全部降落在氣隙上）。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6單相繞組的脈振磁動勢先分析單相繞組的脈振磁動勢，24.6.1單個整距線圈的磁動勢線圈是構(gòu)成繞組的最基本單位，所以磁動勢的分析首先從線圈開始。由于整距線圈的磁動勢比短距線圈磁動勢簡單，因此我們先來分析整距線圈的磁動勢。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.1單個整距線圈的磁動勢線圈是構(gòu)成繞組的最基本3從圖中我們可以看到電機中每條磁力線路徑所包圍的電流都等于Ncic，其中Nc為線圈匝數(shù)，ic為導(dǎo)體中流過的電流。由于忽略了鐵心上的磁壓降，所以總的磁動勢Ncic可認(rèn)為是全部降落在兩段氣隙中，每段氣隙磁動勢的大小為Ncic/2。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明從圖中我們可以看到電機中每條磁力線路徑所包圍的電流都等于4將（a）予以展開，可得到圖（b）所示的磁動勢波形圖。從圖中可以看到，整距線圈的磁動勢在空間中的分布為一矩形波，其最大幅值為Nci/2。當(dāng)線圈中的電流隨時間按正弦規(guī)律變化時，矩形波的幅值也隨時間按照正弦規(guī)律變化。一、磁動勢的波形2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明將（a）予以展開，可得到圖（b）所示的磁動勢波形圖。從圖5Fcm為脈振磁動勢的最大值由此看來，這個磁動勢既和空間位置有關(guān)，又和時間有關(guān)。我們把這種空間位置不變，而幅值隨時間變化的磁動勢叫做脈振磁動勢。若線圈流過的電流為則氣隙中的磁動勢為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明Fcm為脈振磁動勢的最大值由此看來，這個磁動勢既和空間位62006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明7脈振磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明脈振磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎8兩對極整距線圈的磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明兩對極整距線圈的磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣9二、矩形波磁動勢的諧波分析為什么要將矩形波用傅立葉級數(shù)進行分解？一般每一線圈組總是由放置在相鄰槽內(nèi)的q個線圈組成。如果把q

個空間位置不同的矩形波相加，合成波形就會發(fā)生變化，這將給分析帶來困難。將矩形磁動勢波形通過傅立葉級數(shù)將其進行分解，化為一系列正弦形的基波和高次諧波，然后將不同槽內(nèi)的基波磁動勢和諧波磁動勢分別相加，由于正弦波磁動勢相加后仍為正弦波，所以可簡化對磁動勢的分析。矩形波用傅立葉級數(shù)進行分解，若坐標(biāo)原點取在線圈中心線上，橫坐標(biāo)取空間電角度α，可得基波和一系列奇次諧波（因為磁動勢為奇函數(shù)），2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明二、矩形波磁動勢的諧波分析為什么要將矩形波用傅立葉級數(shù)進行10各奇次諧波磁動勢幅值的計算：將基波和各奇次諧波的幅值算出來后，就可得出磁動勢幅值的表達(dá)式為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明各奇次諧波磁動勢幅值的計算：將基波和各奇次諧波的幅值算出11

其中Fc1=0.9IcNc為基波幅值，其它諧波幅值為:Fcv=Fc1/v若把橫坐標(biāo)由電角度α換成距離x,顯然α=(π/τ)x，則：所以整距線圈磁動勢瞬時值的表達(dá)式為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

12

2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

13三、結(jié)論電機次諧波磁動勢的幅值:,各次諧波都有一個波幅在線圈軸線上，其正負(fù)由諧波次數(shù)決定。整距線圈產(chǎn)生的磁動勢是一個在空間上按矩形分布，幅值隨時間以電流頻率按正弦規(guī)律變化的脈振波。

矩形磁動勢波形可以分解成在空間按正弦分布的基波和一系列奇次諧波，各次諧波均為同頻率的脈振波，其對應(yīng)的極對數(shù)，極距為。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明三、結(jié)論電機次諧波磁動勢的幅值:144.6.2整距線圈組的磁動勢磁動勢的波形2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.2整距線圈組的磁動勢磁動勢的波形2006年3月2015基波，先分解后疊加2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明基波，先分解后疊加2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程16由于基波磁動勢在空間按正弦規(guī)律分布，故可用空間矢量表示。把去q個互差α1電角的基波磁動勢矢量相加，即可求得線圈組的合成磁動勢基波幅值Fq1。用磁動勢矢量相加求線圈組合成磁動勢的方法與用電動勢相量相加求分布繞組合成電動勢的方法相同。線圈組基波磁動勢大小的計算2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明由于基波磁動勢在空間按正弦規(guī)律分布，故可用空間矢量表示。174.6.3雙層短距線圈組的磁動勢磁動勢的大小與波形只取決于槽內(nèi)線圈邊的分布情況及導(dǎo)體中電流的大小與方向，而與線圈邊之間的連接順序無關(guān)。為了分析方便起見，可以把這短距線圈組的上層邊看作一組q=3的單層整距分布繞組，再把下層邊看成另一組q=3的單層整距分布繞組。這兩個單層整距分布繞組在空間彼此錯開β電角度（對雙層整距繞組，上、下層互相重疊，β

=0），這角恰好等于線圈節(jié)距縮短的電角度，即β＝(τ-y1)/τ?180°，從而這兩個單層整距線圈組產(chǎn)生的基波磁動勢在空間相位一也應(yīng)彼此錯開電角度。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.3雙層短距線圈組的磁動勢磁動勢的大小與波形只取182006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明19雙層短距線圈組的基波磁動勢ν次諧波磁動勢的幅值為2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明雙層短距線圈組的基波磁動勢ν次諧波磁動勢的幅值為2006年3204.6.4單相繞組的磁動勢由于各對極下的磁動勢和磁阻分別組成一個對稱獨立的分支磁路，所以一相繞組的磁動勢就等于雙層短距線圈組的磁動勢。相繞組的磁動勢不是一相繞組的總磁動勢，而是一對磁極下該相繞組產(chǎn)生的磁動勢。對單層繞組而言，就是q個線圈產(chǎn)生的磁動勢，即I——相電流,a——電機每相并聯(lián)支路數(shù)；N——電機每相串聯(lián)匝數(shù),雙層繞組：

單層繞組：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.4單相繞組的磁動勢由于各對極下的磁動勢和磁阻21單相基波磁勢為正弦脈振磁勢空間上：正弦分布固定不動，波幅在相繞組軸線上，時間上：波幅的大小隨電流正弦交變既是一個空間函數(shù)又是一個時間函數(shù)磁勢的表達(dá)式為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明單相基波磁勢為正弦脈振磁勢空間上：正弦分布固定不動，波幅在相22基波磁動勢

用電角度來表示空間的位置，即有一相繞組磁動勢的高次諧波幅值為2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明基波磁動勢用電角度來表示空間的位置，即有一相繞組磁動勢的23

若將空間坐標(biāo)的原點放在一相繞組的軸線上，可得一相繞組磁動勢瞬時值的一般表達(dá)式為:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

24單相繞組磁動勢的性質(zhì)單相繞組產(chǎn)生的磁動勢是一脈振磁動勢，沿圓周呈階梯形分布?？梢詫㈦A梯形分布的磁動勢分解為基波和一系列高次諧波，基波和高次諧波均為脈振波?；ù艅觿莺透叽沃C波磁動勢既是時間的函數(shù)，空間某處的磁動勢隨時間正弦變化，又是空間的函數(shù)，基波磁動勢和高次諧波磁動勢沿空間正弦分布。磁動勢繞組系數(shù)和電動勢的相同，說明磁動勢的計算和電動勢的計算相似，反映了時間波和空間波的統(tǒng)一。磁動勢基波幅值的位置在該相繞組的軸線上，高次諧波磁動勢也必有一個幅值處在該相繞組的軸線上。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明單相繞組磁動勢的性質(zhì)單相繞組產(chǎn)生的磁動勢是一脈振磁動勢，沿圓254.7三相電樞繞組產(chǎn)生的基波磁動勢由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用三相制，這樣無論是同步電機還是異步電機大多采用三相繞組，因此分析三相繞組的合成磁動勢是研究交流電機的基礎(chǔ)。三相繞組合成磁動勢的分析方法主要有三種，即數(shù)學(xué)分析法、波形疊加法和空間矢量法。

本節(jié)將采用數(shù)學(xué)分析法和波形疊加法來對三相繞組合成磁動勢的基波進行分析。三相對稱繞組流過三相對稱電流時如下圖所示。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7三相電樞繞組產(chǎn)生的基波磁動勢由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用26三相對稱的繞組通以三相對稱的交流電。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明三相對稱的繞組通以三相對稱的交流電。2006年3月20日星期274.7.1數(shù)學(xué)分析法三相電機的繞組一般采用對稱三相繞組，即三相繞組在空間上互差120°電角度，繞組中三相電流在時間上也互差120°電角度。這樣,我們設(shè)通入三相電流所產(chǎn)生的磁動勢為:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.1數(shù)學(xué)分析法三相電機的繞組一般采用對稱三相28

利用三角公式將每相脈振磁動勢分解為兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢，得:后3項和為零2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

29可見,F1為三相合成磁動勢基波的幅值,即:三相合成磁動勢基波上一個波幅恒不變的旋轉(zhuǎn)波。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明可見,F1為三相合成磁動勢基波的幅值,即:三相合成磁動勢基波302006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明31ω為三相合成磁動勢基波在相平面上旋轉(zhuǎn)的電角速度。因為ω=2πf，并考慮到電機的極對數(shù)為p，合成磁動勢基波旋轉(zhuǎn)一周所轉(zhuǎn)過的電角度為p?2π合成磁動勢基波旋轉(zhuǎn)一周的時間則三相合成磁動勢基波的轉(zhuǎn)速（單位：轉(zhuǎn)/分）為:推移的速度？磁動勢的轉(zhuǎn)速？2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明ω為三相合成磁動勢基波在相平面上旋轉(zhuǎn)的電角速度。因為ω=2π324.7.2圖解法用圖解法來分析三相繞組合成磁動勢，知三相電流：繪出不同時刻各相磁動勢基波的波形和合成磁動勢基波的波形，可以得到合成磁動勢基波是一個幅值不變的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。這個方法比前面的數(shù)學(xué)分析法更直觀。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.2圖解法用圖解法來分析三相繞組合成磁動勢，知三332006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明342006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明352006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明36XABCZY＋A＋B＋C三各比較典型時刻的磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明XABCZY＋A＋B＋C三各比較典型時刻的磁動勢2006年3374.7.3三相合成磁動勢基波的性質(zhì)對稱的三相繞組內(nèi)通以對稱的三相電流時，三相結(jié)合成磁動勢的基波是一個正弦分布、波幅恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢波，其波幅為每相脈振磁動勢振幅的3/2倍進一步推廣，若對稱的m相繞組通以對稱的m相電流，則合成磁動勢基波也為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，其幅值為每相脈振勢基波幅的m/2倍，即2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.3三相合成磁動勢基波的性質(zhì)對稱的三相繞組內(nèi)通以對38當(dāng)某相電流達(dá)量大值時，合成磁動勢波的波幅就與該相繞組的軸線重合。合成磁動勢波的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速為合成磁動勢基波的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序和三相繞組在空間上的排列。合成磁動勢波從電流超前的相繞組軸線轉(zhuǎn)向電流滯后的相繞組軸線；改變?nèi)嚯娏鞯南嘈蚓涂梢愿臑樾D(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明當(dāng)某相電流達(dá)量大值時，合成磁動勢波的波幅就與該相繞組的軸線重392006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明404.7.4脈振磁動勢的分解一相繞組產(chǎn)生的脈振磁動勢的基波表達(dá)式為這是一個行波的表達(dá)式。行波推移的方向為α的方向，磁動勢為一旋轉(zhuǎn)磁動勢這也是一個行波的表達(dá)式。行波推移的方向為-α的方向，磁動勢為一反向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.4脈振磁動勢的分解一相繞組產(chǎn)生的脈振磁動勢的基波表41結(jié)論：一個按正弦波分布的脈振磁動勢，可分解為兩個轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢，其幅值為原脈振磁動勢最大幅值的一半。當(dāng)脈振磁動勢達(dá)到正的最大值時,兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢分量位于該相繞組的軸線上。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明結(jié)論：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明424.8圓形和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢4.8.1兩相繞組產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢:交流電機電樞繞組除了采用三相繞組外，也可由兩相繞組或多相繞組構(gòu)成。三相對稱繞組通以三相對稱的交流電，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，同樣m相對稱繞組通以m相對稱的交流電，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。對稱兩相繞組在空間上互差90°電角度，繞組中對稱兩相電流在時間上互差90°電角度。各相磁動勢:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.8圓形和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢4.8.1兩相繞組產(chǎn)生的圓形43則合成基波磁動勢為:空間相距90°電角度的兩相對稱繞組，當(dāng)分別通入時間相差90°電角度的正弦交流電流，產(chǎn)生的合成基波磁動勢是一個圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。兩相繞組合成磁動勢的基波是一個正弦分布、幅值恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢，其幅值等于每相基波脈振磁動勢的最大幅值，即2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明則合成基波磁動勢為:空間相距90°電角度的兩相對稱繞組，44成磁動勢的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速:合成磁動勢的轉(zhuǎn)向取決于兩相電流的相序及兩相繞組在空間的排列。合成磁動勢是從電流超前相的繞組軸線轉(zhuǎn)向電流滯后相的繞組軸線。改變電流相序即可改變旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁動勢的瞬時位置視相繞組電流大小而定，當(dāng)某相電流達(dá)到正最大值時，合成磁動勢的正幅值就與該相繞組軸線重合。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明成磁動勢的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速:合成磁動勢的轉(zhuǎn)向取決于兩相電流的454.8.2橢圓旋轉(zhuǎn)磁動勢前面我們所分析的電流都是大小相等,完全對稱的,如果電流不對稱或者繞組不對稱呢??連接三相繞組?內(nèi)部某相斷線內(nèi)部C相斷線，A、B相電流可以表示為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.8.2橢圓旋轉(zhuǎn)磁動勢前面我們所分析的電流都是大小46A、B相繞組產(chǎn)生的磁動勢基波為：合成磁動勢基波2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明A、B相繞組產(chǎn)生的磁動勢基波為：合成磁動勢基波2006年347合成磁動勢基波相當(dāng)于兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等的磁動勢的疊加：正向旋轉(zhuǎn)磁動勢和反向旋轉(zhuǎn)磁動勢，而且它們的幅值大小不相等。脈振磁動勢可以分解為兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等且幅值相等的旋轉(zhuǎn)磁動勢，或者說，兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等且幅值相等的旋轉(zhuǎn)磁動勢的合成為一脈振磁動勢。但現(xiàn)在兩個磁動勢幅值大小不等，合成磁動勢又是什么性質(zhì)的磁動勢？2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明合成磁動勢基波相當(dāng)于兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等的磁動勢的48用空間矢量表示正向、反向旋轉(zhuǎn)磁動勢及合成磁動勢。取兩矢量同相時的方向作為小x軸正方向，并以這一瞬間作為時間的起點（t=0）。當(dāng)經(jīng)過任何一段時間t之后，正向旋轉(zhuǎn)磁動勢F+和F-沿相反方向旋轉(zhuǎn)時，合成磁動勢F的大小和位置也隨之變化。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明用空間矢量表示正向、反向旋轉(zhuǎn)磁動勢及合成磁動勢。取兩矢量49設(shè)F的橫軸分量為x，縱軸分量為y,則這是一個橢圓方程，表明合成磁動勢矢量F矢量端點的軌跡是一個橢圓，是一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明設(shè)F的橫軸分量為x，縱軸分量為y,則這是一個橢圓方程，表502006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明511)合成磁動勢的幅值為合成磁動勢的幅值是隨時間變化的。2)設(shè)合成旋轉(zhuǎn)磁動勢F與x軸的夾角為β矢量F的旋轉(zhuǎn)角速度為其轉(zhuǎn)速不是均勻的，其平均轉(zhuǎn)速為2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1)合成磁動勢的幅值為合成磁動勢的幅值是隨時間變化的。52當(dāng)F+

和F-中有一個為零時，合成磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。當(dāng)F+≠

F-時，合成磁動勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。當(dāng)F+

＝F-時，合成磁動勢為脈振磁動勢。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件：繞組在空間上有空間相位差電流在時間上有時間相位差2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明當(dāng)F+和F-中有一個為零時，合成磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁53問題1三相對稱繞組流過同一電流，求基波合成磁動勢。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明問題1三相對稱繞組流過同一電流，求基波合成磁動勢。2006542006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明55問題2三相對稱繞組一相斷線，求基波合成磁動勢。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明問題2三相對稱繞組一相斷線，求基波合成磁動勢。2006年3562006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明574.9高次諧波磁動勢每相的脈振磁動勢中，除了基波外，還有3、5、7…等奇次諧波。這些諧波磁動勢都隨著繞組中的電流頻率而脈振，除了極對數(shù)為基波的v倍外，其它性質(zhì)同基波并無差別，所以上節(jié)中分析三相基波磁動勢的方法，完全適用于分析三相高次諧波磁動勢。需要指出的是，我們說三相繞組是對稱的，三相繞組在空間上彼此相差120°電角度，這是相對基波磁動勢而言。對于ν次諧波磁動勢，三相繞組在空間上彼此相差電角度不是120°，而是ν?120°。各相繞組的電流在時間相位上還是彼此相差120°電角度。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.9高次諧波磁動勢每相的脈振磁動勢中，除了基波外，還581.三相繞組3次諧波磁動勢當(dāng)v=3時:將上式三式相加，可得三相繞組3次諧波合成磁動勢為:

在對稱三相繞組合成磁動勢中，不存在3次及3倍次諧波合成磁動勢。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1.三相繞組3次諧波磁動勢當(dāng)v=3時:將上式三式相加，可得592.三相繞組5次諧波磁動勢仿照3次諧波的分析:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2.三相繞組5次諧波磁動勢仿照3次諧波的分析:2006年360

將上三式相加，可得三相繞組5次諧波合成磁動勢為:三相繞組的五次諧波合成磁動勢也是一個正弦分布，幅值恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢，但由于磁動勢的極對數(shù)為基波的5倍，故其轉(zhuǎn)速為基的1/5，轉(zhuǎn)向與基波相反。對于ν＝6k－1次諧波，轉(zhuǎn)速為基波的1/ν

轉(zhuǎn)向與基波相反。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

613.三相繞組7次諧波磁動勢仿照5次諧波的分析:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明3.三相繞組7次諧波磁動勢仿照5次諧波的分析:2006年3月62

將上三式相加，可得三相繞組7次諧波合成磁動勢為:三相繞組的7次諧波合成磁動勢也是一個正弦分布，幅值恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢，但由于磁動勢的極對數(shù)為基波的7倍，故其轉(zhuǎn)速為基的1/7，轉(zhuǎn)向與基波相同。對于ν＝6k+1次諧波，轉(zhuǎn)速為基波的1/ν

轉(zhuǎn)向與基波相同。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

63繞組諧波磁動勢在氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場，也在繞組中感應(yīng)出電動勢，不過這種感應(yīng)電動勢具有自感應(yīng)性質(zhì)，感應(yīng)電動勢的頻率:即繞組諧波磁場在繞組自身的感應(yīng)電動勢的頻率與產(chǎn)生繞組諧波磁動勢的基波電流頻率相同，因此它可與基波電動勢相量相加。由于這些原因，我們把繞組諧波磁場歸并到繞組漏磁場中，成為電樞繞組漏抗的一部分。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明繞組諧波磁動勢在氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場，也在繞組中感應(yīng)出電動勢64時間矢量與空間矢量

一個隨時間正弦變化的物理量可以用一矢量來表示，該矢量的長度即為其有效值，矢量長度的倍在時間參考軸上的投影即為該物理量的瞬時值任意一個沿空間按正弦規(guī)律分布的物理量可以用一空間矢量來表示。矢量所在位置或方向表示磁動勢波正波幅所在的位置。單相繞組產(chǎn)生的磁動勢基波是沿空間正弦分布的脈振磁動勢，可用一空間矢量來表示，矢量的大小隨時間變化，而矢量的位置始終不變；若是圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，則矢量的大小不變，而矢量的位置隨時間變化。對橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，矢量的大小、位置都隨時間變化。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明時間矢量與空間矢量一個隨時間正弦變化的物理量可以用一矢65當(dāng)某電流達(dá)正的最大值，該相電流相量與其時軸重合，三相合成磁動勢基波的正波幅就正好與該相相軸重合，這時合成磁動勢基波矢量F1正處在在該相的相軸上。如果將相電流的時軸取在該相軸上，則電流相量?恰好和磁動勢矢量F1重合。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明當(dāng)某電流達(dá)正的最大值，該相電流相量與其時軸重合，三相合成磁動66交流繞組的磁動勢電機是一種利用電磁感應(yīng)原理進行機電能量轉(zhuǎn)換裝置，而這種能量轉(zhuǎn)換必須有磁場的參與，因此，研究電機就必須研究分析電機中磁場的分布及性質(zhì),不論是定子磁動勢還是轉(zhuǎn)子磁動勢，它們的性質(zhì)都取決于產(chǎn)生它們的電流的類型及電流的分布，而氣隙磁通則不僅與磁動勢的分布有關(guān)，還和所經(jīng)過的磁路的性質(zhì)和磁阻有關(guān)。同步電機的定子繞組和異步電機的定、轉(zhuǎn)子繞組均為交流繞組，而它們中的電流則是隨時間變化的交流電，因此，交流繞組的磁動勢及氣隙磁通既是時間函數(shù)，又是空間的函數(shù)。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明交流繞組的磁動勢電機是一種利用電磁感應(yīng)原理進行機電能量轉(zhuǎn)674.6單相繞組的脈振磁動勢先分析單相繞組的脈振磁動勢，再研究三相繞組的旋轉(zhuǎn)磁動勢，最后討論諧波磁動勢。為了簡化分析過程，我們作出下列假設(shè)：繞組中的電流隨時間按正弦規(guī)律變化（實際上就是只考慮繞組中的基波電流）；槽內(nèi)電流集中在槽中心處；轉(zhuǎn)子呈圓柱形，氣隙均勻；鐵心不飽和，鐵心中磁壓降可忽略不計（即認(rèn)為磁動勢全部降落在氣隙上）。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6單相繞組的脈振磁動勢先分析單相繞組的脈振磁動勢，684.6.1單個整距線圈的磁動勢線圈是構(gòu)成繞組的最基本單位，所以磁動勢的分析首先從線圈開始。由于整距線圈的磁動勢比短距線圈磁動勢簡單，因此我們先來分析整距線圈的磁動勢。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.1單個整距線圈的磁動勢線圈是構(gòu)成繞組的最基本69從圖中我們可以看到電機中每條磁力線路徑所包圍的電流都等于Ncic，其中Nc為線圈匝數(shù)，ic為導(dǎo)體中流過的電流。由于忽略了鐵心上的磁壓降，所以總的磁動勢Ncic可認(rèn)為是全部降落在兩段氣隙中，每段氣隙磁動勢的大小為Ncic/2。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明從圖中我們可以看到電機中每條磁力線路徑所包圍的電流都等于70將（a）予以展開，可得到圖（b）所示的磁動勢波形圖。從圖中可以看到，整距線圈的磁動勢在空間中的分布為一矩形波，其最大幅值為Nci/2。當(dāng)線圈中的電流隨時間按正弦規(guī)律變化時，矩形波的幅值也隨時間按照正弦規(guī)律變化。一、磁動勢的波形2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明將（a）予以展開，可得到圖（b）所示的磁動勢波形圖。從圖71Fcm為脈振磁動勢的最大值由此看來，這個磁動勢既和空間位置有關(guān)，又和時間有關(guān)。我們把這種空間位置不變，而幅值隨時間變化的磁動勢叫做脈振磁動勢。若線圈流過的電流為則氣隙中的磁動勢為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明Fcm為脈振磁動勢的最大值由此看來，這個磁動勢既和空間位722006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明73脈振磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明脈振磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎74兩對極整距線圈的磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明兩對極整距線圈的磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣75二、矩形波磁動勢的諧波分析為什么要將矩形波用傅立葉級數(shù)進行分解？一般每一線圈組總是由放置在相鄰槽內(nèi)的q個線圈組成。如果把q

個空間位置不同的矩形波相加，合成波形就會發(fā)生變化，這將給分析帶來困難。將矩形磁動勢波形通過傅立葉級數(shù)將其進行分解，化為一系列正弦形的基波和高次諧波，然后將不同槽內(nèi)的基波磁動勢和諧波磁動勢分別相加，由于正弦波磁動勢相加后仍為正弦波，所以可簡化對磁動勢的分析。矩形波用傅立葉級數(shù)進行分解，若坐標(biāo)原點取在線圈中心線上，橫坐標(biāo)取空間電角度α，可得基波和一系列奇次諧波（因為磁動勢為奇函數(shù)），2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明二、矩形波磁動勢的諧波分析為什么要將矩形波用傅立葉級數(shù)進行76各奇次諧波磁動勢幅值的計算：將基波和各奇次諧波的幅值算出來后，就可得出磁動勢幅值的表達(dá)式為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明各奇次諧波磁動勢幅值的計算：將基波和各奇次諧波的幅值算出77

其中Fc1=0.9IcNc為基波幅值，其它諧波幅值為:Fcv=Fc1/v若把橫坐標(biāo)由電角度α換成距離x,顯然α=(π/τ)x，則：所以整距線圈磁動勢瞬時值的表達(dá)式為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

78

2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

79三、結(jié)論電機次諧波磁動勢的幅值:,各次諧波都有一個波幅在線圈軸線上，其正負(fù)由諧波次數(shù)決定。整距線圈產(chǎn)生的磁動勢是一個在空間上按矩形分布，幅值隨時間以電流頻率按正弦規(guī)律變化的脈振波。

矩形磁動勢波形可以分解成在空間按正弦分布的基波和一系列奇次諧波，各次諧波均為同頻率的脈振波，其對應(yīng)的極對數(shù)，極距為。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明三、結(jié)論電機次諧波磁動勢的幅值:804.6.2整距線圈組的磁動勢磁動勢的波形2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.2整距線圈組的磁動勢磁動勢的波形2006年3月2081基波，先分解后疊加2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明基波，先分解后疊加2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程82由于基波磁動勢在空間按正弦規(guī)律分布，故可用空間矢量表示。把去q個互差α1電角的基波磁動勢矢量相加，即可求得線圈組的合成磁動勢基波幅值Fq1。用磁動勢矢量相加求線圈組合成磁動勢的方法與用電動勢相量相加求分布繞組合成電動勢的方法相同。線圈組基波磁動勢大小的計算2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明由于基波磁動勢在空間按正弦規(guī)律分布，故可用空間矢量表示。834.6.3雙層短距線圈組的磁動勢磁動勢的大小與波形只取決于槽內(nèi)線圈邊的分布情況及導(dǎo)體中電流的大小與方向，而與線圈邊之間的連接順序無關(guān)。為了分析方便起見，可以把這短距線圈組的上層邊看作一組q=3的單層整距分布繞組，再把下層邊看成另一組q=3的單層整距分布繞組。這兩個單層整距分布繞組在空間彼此錯開β電角度（對雙層整距繞組，上、下層互相重疊，β

=0），這角恰好等于線圈節(jié)距縮短的電角度，即β＝(τ-y1)/τ?180°，從而這兩個單層整距線圈組產(chǎn)生的基波磁動勢在空間相位一也應(yīng)彼此錯開電角度。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.3雙層短距線圈組的磁動勢磁動勢的大小與波形只取842006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明85雙層短距線圈組的基波磁動勢ν次諧波磁動勢的幅值為2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明雙層短距線圈組的基波磁動勢ν次諧波磁動勢的幅值為2006年3864.6.4單相繞組的磁動勢由于各對極下的磁動勢和磁阻分別組成一個對稱獨立的分支磁路，所以一相繞組的磁動勢就等于雙層短距線圈組的磁動勢。相繞組的磁動勢不是一相繞組的總磁動勢，而是一對磁極下該相繞組產(chǎn)生的磁動勢。對單層繞組而言，就是q個線圈產(chǎn)生的磁動勢，即I——相電流,a——電機每相并聯(lián)支路數(shù)；N——電機每相串聯(lián)匝數(shù),雙層繞組：

單層繞組：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.6.4單相繞組的磁動勢由于各對極下的磁動勢和磁阻87單相基波磁勢為正弦脈振磁勢空間上：正弦分布固定不動，波幅在相繞組軸線上，時間上：波幅的大小隨電流正弦交變既是一個空間函數(shù)又是一個時間函數(shù)磁勢的表達(dá)式為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明單相基波磁勢為正弦脈振磁勢空間上：正弦分布固定不動，波幅在相88基波磁動勢

用電角度來表示空間的位置，即有一相繞組磁動勢的高次諧波幅值為2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明基波磁動勢用電角度來表示空間的位置，即有一相繞組磁動勢的89

若將空間坐標(biāo)的原點放在一相繞組的軸線上，可得一相繞組磁動勢瞬時值的一般表達(dá)式為:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

90單相繞組磁動勢的性質(zhì)單相繞組產(chǎn)生的磁動勢是一脈振磁動勢，沿圓周呈階梯形分布?？梢詫㈦A梯形分布的磁動勢分解為基波和一系列高次諧波，基波和高次諧波均為脈振波。基波磁動勢和高次諧波磁動勢既是時間的函數(shù)，空間某處的磁動勢隨時間正弦變化，又是空間的函數(shù)，基波磁動勢和高次諧波磁動勢沿空間正弦分布。磁動勢繞組系數(shù)和電動勢的相同，說明磁動勢的計算和電動勢的計算相似，反映了時間波和空間波的統(tǒng)一。磁動勢基波幅值的位置在該相繞組的軸線上，高次諧波磁動勢也必有一個幅值處在該相繞組的軸線上。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明單相繞組磁動勢的性質(zhì)單相繞組產(chǎn)生的磁動勢是一脈振磁動勢，沿圓914.7三相電樞繞組產(chǎn)生的基波磁動勢由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用三相制，這樣無論是同步電機還是異步電機大多采用三相繞組，因此分析三相繞組的合成磁動勢是研究交流電機的基礎(chǔ)。三相繞組合成磁動勢的分析方法主要有三種，即數(shù)學(xué)分析法、波形疊加法和空間矢量法。

本節(jié)將采用數(shù)學(xué)分析法和波形疊加法來對三相繞組合成磁動勢的基波進行分析。三相對稱繞組流過三相對稱電流時如下圖所示。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7三相電樞繞組產(chǎn)生的基波磁動勢由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用92三相對稱的繞組通以三相對稱的交流電。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明三相對稱的繞組通以三相對稱的交流電。2006年3月20日星期934.7.1數(shù)學(xué)分析法三相電機的繞組一般采用對稱三相繞組，即三相繞組在空間上互差120°電角度，繞組中三相電流在時間上也互差120°電角度。這樣,我們設(shè)通入三相電流所產(chǎn)生的磁動勢為:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.1數(shù)學(xué)分析法三相電機的繞組一般采用對稱三相94

利用三角公式將每相脈振磁動勢分解為兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢，得:后3項和為零2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明

95可見,F1為三相合成磁動勢基波的幅值,即:三相合成磁動勢基波上一個波幅恒不變的旋轉(zhuǎn)波。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明可見,F1為三相合成磁動勢基波的幅值,即:三相合成磁動勢基波962006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明97ω為三相合成磁動勢基波在相平面上旋轉(zhuǎn)的電角速度。因為ω=2πf，并考慮到電機的極對數(shù)為p，合成磁動勢基波旋轉(zhuǎn)一周所轉(zhuǎn)過的電角度為p?2π合成磁動勢基波旋轉(zhuǎn)一周的時間則三相合成磁動勢基波的轉(zhuǎn)速（單位：轉(zhuǎn)/分）為:推移的速度？磁動勢的轉(zhuǎn)速？2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明ω為三相合成磁動勢基波在相平面上旋轉(zhuǎn)的電角速度。因為ω=2π984.7.2圖解法用圖解法來分析三相繞組合成磁動勢，知三相電流：繪出不同時刻各相磁動勢基波的波形和合成磁動勢基波的波形，可以得到合成磁動勢基波是一個幅值不變的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。這個方法比前面的數(shù)學(xué)分析法更直觀。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.2圖解法用圖解法來分析三相繞組合成磁動勢，知三992006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1002006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1012006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明102XABCZY＋A＋B＋C三各比較典型時刻的磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明XABCZY＋A＋B＋C三各比較典型時刻的磁動勢2006年31034.7.3三相合成磁動勢基波的性質(zhì)對稱的三相繞組內(nèi)通以對稱的三相電流時，三相結(jié)合成磁動勢的基波是一個正弦分布、波幅恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢波，其波幅為每相脈振磁動勢振幅的3/2倍進一步推廣，若對稱的m相繞組通以對稱的m相電流，則合成磁動勢基波也為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，其幅值為每相脈振勢基波幅的m/2倍，即2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.3三相合成磁動勢基波的性質(zhì)對稱的三相繞組內(nèi)通以對104當(dāng)某相電流達(dá)量大值時，合成磁動勢波的波幅就與該相繞組的軸線重合。合成磁動勢波的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速為合成磁動勢基波的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序和三相繞組在空間上的排列。合成磁動勢波從電流超前的相繞組軸線轉(zhuǎn)向電流滯后的相繞組軸線；改變?nèi)嚯娏鞯南嘈蚓涂梢愿臑樾D(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明當(dāng)某相電流達(dá)量大值時，合成磁動勢波的波幅就與該相繞組的軸線重1052006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1064.7.4脈振磁動勢的分解一相繞組產(chǎn)生的脈振磁動勢的基波表達(dá)式為這是一個行波的表達(dá)式。行波推移的方向為α的方向，磁動勢為一旋轉(zhuǎn)磁動勢這也是一個行波的表達(dá)式。行波推移的方向為-α的方向，磁動勢為一反向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.7.4脈振磁動勢的分解一相繞組產(chǎn)生的脈振磁動勢的基波表107結(jié)論：一個按正弦波分布的脈振磁動勢，可分解為兩個轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢，其幅值為原脈振磁動勢最大幅值的一半。當(dāng)脈振磁動勢達(dá)到正的最大值時,兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢分量位于該相繞組的軸線上。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明結(jié)論：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1084.8圓形和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢4.8.1兩相繞組產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢:交流電機電樞繞組除了采用三相繞組外，也可由兩相繞組或多相繞組構(gòu)成。三相對稱繞組通以三相對稱的交流電，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，同樣m相對稱繞組通以m相對稱的交流電，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。對稱兩相繞組在空間上互差90°電角度，繞組中對稱兩相電流在時間上互差90°電角度。各相磁動勢:2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.8圓形和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢4.8.1兩相繞組產(chǎn)生的圓形109則合成基波磁動勢為:空間相距90°電角度的兩相對稱繞組，當(dāng)分別通入時間相差90°電角度的正弦交流電流，產(chǎn)生的合成基波磁動勢是一個圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。兩相繞組合成磁動勢的基波是一個正弦分布、幅值恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢，其幅值等于每相基波脈振磁動勢的最大幅值，即2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明則合成基波磁動勢為:空間相距90°電角度的兩相對稱繞組，110成磁動勢的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速:合成磁動勢的轉(zhuǎn)向取決于兩相電流的相序及兩相繞組在空間的排列。合成磁動勢是從電流超前相的繞組軸線轉(zhuǎn)向電流滯后相的繞組軸線。改變電流相序即可改變旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁動勢的瞬時位置視相繞組電流大小而定，當(dāng)某相電流達(dá)到正最大值時，合成磁動勢的正幅值就與該相繞組軸線重合。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明成磁動勢的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速:合成磁動勢的轉(zhuǎn)向取決于兩相電流的1114.8.2橢圓旋轉(zhuǎn)磁動勢前面我們所分析的電流都是大小相等,完全對稱的,如果電流不對稱或者繞組不對稱呢??連接三相繞組?內(nèi)部某相斷線內(nèi)部C相斷線，A、B相電流可以表示為：2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明4.8.2橢圓旋轉(zhuǎn)磁動勢前面我們所分析的電流都是大小112A、B相繞組產(chǎn)生的磁動勢基波為：合成磁動勢基波2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明A、B相繞組產(chǎn)生的磁動勢基波為：合成磁動勢基波2006年3113合成磁動勢基波相當(dāng)于兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等的磁動勢的疊加：正向旋轉(zhuǎn)磁動勢和反向旋轉(zhuǎn)磁動勢，而且它們的幅值大小不相等。脈振磁動勢可以分解為兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等且幅值相等的旋轉(zhuǎn)磁動勢，或者說，兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等且幅值相等的旋轉(zhuǎn)磁動勢的合成為一脈振磁動勢。但現(xiàn)在兩個磁動勢幅值大小不等，合成磁動勢又是什么性質(zhì)的磁動勢？2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明合成磁動勢基波相當(dāng)于兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速相等的磁動勢的114用空間矢量表示正向、反向旋轉(zhuǎn)磁動勢及合成磁動勢。取兩矢量同相時的方向作為小x軸正方向，并以這一瞬間作為時間的起點（t=0）。當(dāng)經(jīng)過任何一段時間t之后，正向旋轉(zhuǎn)磁動勢F+和F-沿相反方向旋轉(zhuǎn)時，合成磁動勢F的大小和位置也隨之變化。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明用空間矢量表示正向、反向旋轉(zhuǎn)磁動勢及合成磁動勢。取兩矢量115設(shè)F的橫軸分量為x，縱軸分量為y,則這是一個橢圓方程，表明合成磁動勢矢量F矢量端點的軌跡是一個橢圓，是一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明設(shè)F的橫軸分量為x，縱軸分量為y,則這是一個橢圓方程，表1162006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1171)合成磁動勢的幅值為合成磁動勢的幅值是隨時間變化的。2)設(shè)合成旋轉(zhuǎn)磁動勢F與x軸的夾角為β矢量F的旋轉(zhuǎn)角速度為其轉(zhuǎn)速不是均勻的，其平均轉(zhuǎn)速為2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明1)合成磁動勢的幅值為合成磁動勢的幅值是隨時間變化的。118當(dāng)F+

和F-中有一個為零時，合成磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。當(dāng)F+≠

F-時，合成磁動勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。當(dāng)F+

＝F-時，合成磁動勢為脈振磁動勢。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件：繞組在空間上有空間相位差電流在時間上有時間相位差2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明當(dāng)F+和F-中有一個為零時，合成磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁119問題1三相對稱繞組流過同一電流，求基波合成磁動勢。2006年3月20日星期一武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)黎明問題1三相對稱繞組流過同一電流，求基波合成磁動勢。20061202006年3月