电机学第七章交流电机绕组的磁动势

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2009_23电机学-交流绕组的磁动势2

在不同时刻，线圈磁动势在气隙空间的分布都呈矩形波，但其幅值在时间上却按余弦规律变化。

这种空间位置固定、幅值随时间变化的波在物理学中称为驻波，或称脉振波，故这种磁动势可称为脉振磁动势。

脉振磁动势的脉振频率与电流交变的频率相同。

由于绕组所产生的磁动势波形只与槽中导体电流大小和方向以及导体在槽内的分布有关，而与导体间连接的先后次序无关。

因此，原来由 1 -9’、2-10’、3-11’和10-18’、11-1’、12-2’所组成的两个短距线圈组，就其磁动势而言，可以把它们的上层边看作一个q＝3的整距线圈组，再把它们的下层边看作另一个q=3的整距线圈组，如图所示。

一相绕组的磁动势就等于一对极下一相线圈组的磁动势。

在计算磁动势时，习惯用每相绕组的串联匝数w和相电流有效值I 来表示。

对于双层绕组，一相共有2 p匝，所以一相总匝数个线圈组，而一个线圈组有q wc。

设并联支路数为a ，则每相绕组一条支路为2pqwc/a (或称一相串联匝数)，将2qw c 串联匝数为w=2pqwc= a w / p 和线圈电流I c=I/a 代入上式，即得一相绕组基波和谐波磁动势表达式。

讨论：对于单层绕组，一对极下一相只有一个整距线圈组，一相共有p 个整距线圈组，一相总数为pqw c ,所以每相绕组一条支路串联匝数为pqw c /a ，以qw c ＝aw/p 和I c ＝I/a 代入一相绕组的磁动势表达式，可得与双层绕组相同的一相绕组的基波和谐波磁动势表达式。

¾脉振磁动势的分解一相绕组的磁动势是在空间按一定波形分布的脉振磁动势，它可以分解为基波和一系列高次谐波，通常分别对它们进行处理。

但为了便于说明问题，常将脉振磁动势分解成两个幅值相等、转速相同、但转向相反的旋转磁动势。

现以基波脉振磁动势说明。

随着时间的增长，这个磁动势波形向α正方向移动。

物理学中称为行波，由于该磁动势在电机气隙里的移动实际上是旋转，所以这种磁动势称为正向旋转磁动势。

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。

电机中磁动势与电动势的图文分析

1.交流绕组的磁动势图1图2 图3从图中可以看出三相电流产生的总的磁场是随着转子的旋转而旋转的，设转子开始的位置就是A 相的轴线位置，也就是0α︒=时，此时a F 在轴线+A 轴上，当转子逆时针转动1α角时，a F 也转动1α角，这样最大的磁动势线就对应在1α，1α也就是t ω。

值得注意的是，上面的图是三相电流合成之后的磁动势，而对于每一相电流，他们产生的基波磁动势的表达式是11cos cos cos cos k k k f N I t F t ωαωα==，这个式子可以傅里叶变换为：'''1111111cos()cos()22k k k k k f F t F t f f αωαω=-++=+，可以发现，一个脉振磁动势可以分解为两个极对数和波长与脉振波完全一样，类比上面的合成磁动势，这里的cos()t αω-可以看成是振幅为112k F 的磁动势沿着逆时针转动，也就是转子的转动方向旋转，并且旋转的角速度为d d tdt dtαωω==，也就是说，这个行波是电角速度为ω，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。

另外，cos()t αω+部分可以看成振幅为112k F 的磁动势沿着顺时针转动，这个行波是电角速度为-ω，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。

这些都是电枢绕组上的电枢电流所产生的磁动势特征，分别通过对总的电枢磁动势a F 的旋转方向来过渡到单相电流产生的磁动势，由于转子是逆时针方向转动，所以电动势是逆时针转动，导致电枢电流逆时针转动，然后就有了a F 逆时针转动，可以形象的通过上面的图3看出随着α而转动。

1cos()f F αα=-2.图示说明分布、短距绕组的物理意义两槽单线圈磁场空间分布为矩形波，所以含有大量的谐波在里面，那么产生的电动势也就有大量的谐波。

图4 两槽单线圈磁力线分布6槽三相电机磁场空间分布为阶梯波，所以也含有大量的谐波。

交流电机的绕组、电势和磁势(PPT 57页)

一.求出每极每相槽数，要求三相电势对称，q应相等
26
单层绕组
单层——每槽中只放置一层元件边，元件数等于槽数的一半，无需层间绝缘，结构和嵌线较简单
单层绕组只适用于10kW以下的小型异步电动机，其极对数通常是p＝l,2,3,4
单层绕组通常有链式、交叉式和同心式等三种不同排列方式
27
单层绕组
单层绕组：构造方法和步骤 •1、分极分相 •2、连线圈和线圈组 •3、连相绕组 •4、连三相绕组
交流电机的绕组、电势和磁势（PPT 57页）
2
汽轮发电机结构
300MW水氢冷发电机结构
3
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导体交流绕组
同步发电机原理结构示意图（截面图） Nhomakorabea三相异步电机结构图
第七章交流电机的绕组
交流绕组的基本概念
28
单层绕组：构造方法和步骤
• 1、分极分相: 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）
并标记假设的感应电势方向。将每个极的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开
120电角度。 • 2、连线圈和线圈组：
将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？）
将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）
19
60°相带绕组
把每对极所对应的定子槽等分为六个等分。依次称为a、c'、b、a'、c、b'相带，各相绕组放在各自的相带范围内
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20
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、 B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的电角度称为相带，一般用600相带

2009_24电机学-交流绕组的磁动势3

(1) 一相绕组的磁动势为一空间位置固定、幅值随时间变化的脉振磁动势，脉振的频率等于电流的频率，脉振磁动势的幅值位于相绕组的轴线上。

(2) 一相绕组的基波(或谐波)脉振磁动势可以分解成两个幅值相等，转速相同，转向相反的旋转磁动势。

旋转电角速度w 恰恰等于角频率每分钟转数同步速n1§9-3 三相绕组的磁动势¾研究对象为研究方便，把三相绕组的每一相用一个等效的单层整距集中绕组来代替，该等效绕组的匝数等于实际一相串联匝数w 乘以绕组因数kw1, kw1w 称为一相的有效匝数，三相绕组在空间互差120度电角度。

这是一对极电机的三相等效绕组示意图。

¾分析方法如果三相等效绕组里通过三相对称电流，则每相均产生一脉振磁动势；把三个相绕组的磁动势进行合成，即得三相绕组的合成磁动势。

合成的方法有数学分析法，矢量合成法，波形合成法等。

磁动势是空间和时间的双重函数，在分析之前，首先要规定它的空间和时间参考坐标。

¾三相绕组的基波磁动势1.数学分析法A 相绕组的基波磁动势f A1 可表示为：αωϕcos cos 11t F f m A =B 相电流i B 滞后于A 相电流120度时间电角度，通过位于A 相绕组前面120度空间电角度的B 相绕组，产生基波磁动势f B1 ，它可以表示为：)120cos()120cos(11oo −−=αωϕt F f m B¾三相绕组的基波磁动势2.矢量合成、波形合成法以+A、+B、+C表示三相绕组的轴线，各相绕组基波磁动势矢量分别位于这三条轴线上，其长度代表基波磁动势的幅值，与该相电流的瞬时值成正比。

按照电流的规定正方向由末端指向首端、磁动势方向与电流方向符合右手螺旋定则，即可做出各相基波磁动势的矢量图和波形图。

然后把三相基波磁动势矢量进行合成，即得三相基波合成磁动势矢量——幅值和位置；将三相基波磁动势波形逐点相加，可得三相基波合成磁动势波形。

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

交流绕组的磁动势PPT课件

第9页/共56页
用傅里叶级数分解矩形波磁动势
A f
.
A
22
5次谐波
1 2
ic
N
c
1 2
iN
k
4
1 2
ic Nc
转子
0
X
3 . 3A a
22
2 定2子
3次谐波
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fc ()
Fcv cos v
v1,3,5...
若线圈中的电流为恒定电流，则矩形波的高度恒定不变。
而在交流绕组中通入的是交变电流即 ic 2Ic cost
第37页/共56页
三相合成磁动势中的高次谐波
f
0.9 1
Nkw p
I
cost cos
F
cost cos
f A
0.9 1
Nkw p
I
cost cos
fB
0.9 1
Nkw p
I
cos(t 120
) cos (
120
)
fC
0.9 1
Nkw p
I
cos(t 240
) cos (
0.9
Nkw1 p
I
cos t
cos
每相串联总匝数为： N qNC P（单层）
a
N 2qNC P（双层）
a
第24页/共56页
4-6正弦电流下单相绕组的磁动势
fvm
(0.9
N p
I
1 v
kqv k yv
cost) cos v
(0.9
N p
I
1 v
kwv
cost) cos v
Fv
cos v
单相绕组次谐波磁动势的瞬时值为

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.

电机学第7章

• 设m代表相数，每相带所占槽数，即每极每相槽数q为
(7-2)
• 7.4 三相单层绕组 • 7.4.1 链式绕组 • 7.4.2 交叉式绕组 • 7.4.3 同心式绕组
图7.6 q=2时A相的槽电动势相量
图7.7 单层整距线圈A相绕组展开图
图7.8 单层链式A相绕组展开图
图7.9 Z=36,2p=4的槽电动势星形图
p=2，则在360°空间角度上磁极电角度有：2× 360°=720° 。
如果电机有p对主磁极，则对应的电角度为：
5、每极每相槽数q 三相交流电机的定子绕组是三相对称绕组，每相匝数相等，在空间互差120°电角度。由于一对磁极对应的电角度是360°，故一对磁极下按
以
上顺序各槽位置互差60°电角度。而实际电机定子槽数为z，在每一极距下的槽均匀地被三相绕组所占有，那么每极每相
2、工作原理
• ◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。 ◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 ◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 ◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
对三相交流电机，要求三相绕组能感应出波形接近正弦、有一定数值的三相对称电动势；

当三相绕组中流过三相对称的电流时，能产生接近圆形的旋转磁动势。

绕组的相关概念： 1、线圈 • 绕组通常由外敷绝缘的铜线或铝线(例如漆包电磁线)绕制成一定形状的线圈组

交流电机绕组磁动势(4)解读

n1
60 f p

用同样的方法也可以分析两相磁动势在幅值相等，相位差不为90°时的合成磁动势也为一椭圆形旋转磁动势。另外，如果两相磁动势在幅值上不相等，相位差也不为 90°时的合成磁动势一般为椭圆形旋转磁动势，但也有可能为圆形旋转磁动势，这里就不作详细的分析了。

总之，当和中有一个为零时，合成磁动 F1 F1 势为圆形旋转磁动势。当 ≠ F1 势。当
两相绕组产生的圆形旋转磁动势: 1．数学分析法: 对称两相绕组在空间上互差90°电角度，绕组中对称两相电流在时间上互差90°电角度。分析方法和三相时相同,这样,我们就可以得到磁动势的表达式:

f A1 F1 cos sin t f B1
F1 cos( 90 ) sin(t 90 )
90sin90cossin?cosf11111??????????tftffffba????sin1????t?可见空间相距90电角度的两相对称绕组当分别通入时间相差90电角度的正弦交流电流产生的合成基波磁动势是一个圆形旋转磁动势
第四节
两相电枢绕组产生的磁动势
前面我们分析了三相电枢绕组产生的合成磁动势。交流电机电枢绕组除了采用三相绕组外，也可由两相绕组构成。下面我们将对两相电枢绕组产生的磁动势进行分析。

现在的A、B相绕组位置,其串联有效匝数分别为 NAkNA、NBkNB，两相绕组流过的电流分别为：
iA iB

2 I A sin t 2 I B sin(t 90 )

并且IANAkN1> IBNBkN1,则A、B两相的磁动势分别为:
f A1 FA cos sin t

其中:

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 ，

交流电机定子绕组内的磁动势谐波和反电动势谐波概述

交流电机定子绕组内的磁动势谐波和反电动势谐波概述摘要：综合分析了交流电机定子绕组内的磁动势谐波和反电动势谐波这两类谐波的原理和性质。

从谐波转矩、谐波漏抗和谐波损耗三个方面分析了谐波对交流电机性能的影响，阐述了谐波的抑制及用途。

关键词：谐波；磁动势；分数槽；电动势；齿谐波0.引言交流电机中的谐波与电机的损耗、噪声、转矩、绕组电抗等密切相关[1-5]。

现有的文章多数仅专注于某一种特定谐波，而对交流电机定子绕组内谐波的综合概述还比较少。

本文综合考虑交流电机定子绕组内的磁动势谐波和反电动势谐波，对这两种谐波的产生机理、特性，以及对电机的影响等方面进行了分析和总结，并讨论了谐波的危害和谐波的一些有利的用途。

1.定子绕组磁动势谐波1.1 磁动势谐波的成因磁动势谐波是一种空间上的谐波，由于每相绕组都是由有限个产生方波的绕组线圈去逼近正弦分布，电机中不可避免地产生磁动势谐波。

整数槽绕组基波磁动势的极对数与电机的极对数相等，谐波磁动势的极对数则为基波极对数的整数倍。

分数槽绕组更复杂，绕组的特殊结构造成极数不明显，使绕组中明显包含多种极对数的谐波。

分数槽绕组磁动势中与电机转子极对数相同的谐波成分称为“基波”；多于转子极对数的谐波称为“高次谐波”；少于转子极对数的谐波称为“次谐波”；多于转子极对数但又不能被它整除的谐波叫做“分数次谐波”。

1.2磁动势谐波的性质定子绕组中的基波电流和谐波电流都会产生谐波磁动势，为得到普遍的多相绕组谐波合成磁动势表达式，需对文献[1]中通入正弦电流的三相绕组合成磁动势的公式加以修改。

2.定子绕组反电动势谐波2.1 反电动势谐波的成因反电动势谐波通常有两个成因：一方面，即使电机的气隙磁导均匀，气隙磁动势中的谐波成分仍会产生磁密谐波，感生出谐波电动势；另一方面，电机开有齿槽，导致磁导不均匀，磁动势与不均匀磁导作用，感应出齿谐波电动势。

2.2 反电动势谐波的性质γ次转子磁动势谐波感应出的谐波电动势的电角频率是γω；而无论的取值是多少，定子绕组次谐波磁动势感应出的谐波电动势的电角频率都为。

交流电机的绕组电动势和磁动势

交流电机的绕组电动势和磁动势
一．基本概念
1．机械角度和空间电角度α= p*β
2. 槽距角α 360p q Q
⨯︒
= 每极每相槽数q 2Q
q mp =
3.极距τ和节距y1
4.整距线圈短距线圈分布线圈
二．分布系数短距系数绕组系数
基波分布因数 1sin()2sin()2d q
K q αα
=
基波节距（短距）因数 )2(1πy S i n k p =
基波绕组因数 111*p d dp k k k =
短距分布可以削弱谐波电势
三、基波电势
一根导体基波电势的有效值 E 1=2.22Φ1f
整距线匝基波电势的有效值 E T1=4.44Φ1f
整距线圈基波电势的有效值 E T1=4.44N k Φ1f
极相组基波电势的有效值 E T1=4.44N k1k dp1Φ1f
每相基波电势的有效值 E Φ1=4.44N 1k dp1Φ1f
四、磁动势
1.单层集中整距绕组通入直流电i 产生的气隙磁动势，矩形波 0.5N k i
2.单层集中整距绕组通入交流电
cos i t ω=
产生的气隙磁动势，脉振矩形波，基波磁动势的最大振幅F k1=0.9N k I
3.A 相(单层集中整距绕组)电流
cos i t ω=时产生的气隙磁动势，脉振矩形波，基波磁动势的最大振幅F k1=0.9N 1I/p
4.三相(单层集中整距绕组)对称电流时产生的气隙基波磁动势，旋转磁动势，三相合成基波磁动势的振幅F 1=3F k1/2=1.35N 1I/p 。

5.若绕组分布、短距则要乘以绕组因数。

4.4 交流电机绕组的磁动势

π fc1 ( x , t ) = Fcm1 sin ωt cos x τ 基波磁动势最大值为: 基波磁动势最大值为:
Fcm1 = 4
π
×
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，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，空间按余弦分布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。仍然为脉动磁动势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。
• V2 W1 ×
n1
•
U1
•
×
×
W2 V1
U2
4.4 交流电机绕组的磁动势
用图解法分析——不同时刻三相合成磁动势不同时刻三相合成磁动势用图解法分析
合成磁动势的转向是从载有超前电流的相转到载有滞后电流的相。流的相。
4.4 交流电机绕组的磁动势
三相对称绕组通入三相对称电流，产生的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
fU1 = Fpm1 sin ωt cos
三相的合成磁动势：三相的合成磁动势：
f 1 (x, t) =
可见：三相合成磁动势也是一个圆形旋转磁动势。可见：三相合成磁动势也是一个圆形旋转磁动势。圆形旋转磁动势
3 π π F p m 1 sin( ω t- x) = Fm 1 sin( ω t- x) 2 τ τ
fc =
空间分布为矩形波,大小随时间按正弦规空间分布为矩形波,大小随时间按正弦规矩形波变化.变化的频率为电流频率频率为电流频率。律变化.变化的频率为电流频率。空间位置固定不变而幅值和方向随时间变化的磁动势称为脉空间位置固定不变而幅值和方向随时间变化的磁动势称为脉动磁动势。动磁动势

交流电机的磁动势资料

交流电机基本理论
电机学
本节分析的前提条件
1. 线圈中流过余弦电流 ic 2Iccots
2. 定、转子铁心的磁导率μFe=∞
3. 定、转子之间的气隙均匀 4. 槽内电流集中于槽中心线处
4
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电机学
整距线圈的磁场
交流电机基本理论
5
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f 1 x ,t F 1 co t x s
当 t0时： ia2 I，波x幅 0 位置
当 t12 时 0ib ： 2I，波x 幅 12 位 0 置当 t24 时 0ic ： 2I，波x 幅 24 位 0 置
A轴 f1 C轴
x
OB
轴
29
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电机学
基波合成磁动势的转向
交流电机基本理论
sinA B sin AcosBcosAsin B cosA B cosAcosBsin Asin B
sin AcosB 1 sinA BsinA B
2
cosAcosB 1 cosA BcosA B
2
33
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电机学
交流电机基本理论
34
2
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电机学
前期磁动势知识回顾
交流电机基本理论
磁动势是怎么产生的？
– 由电流产生
磁场 Φ、B、H
– F＝NI
磁动势会产生什么？
– 产生磁场 – Φ＝F/Rm＝NI/Rm
➢电流存在的空间，存在磁场。
➢磁动势是产生磁场的 “源泉”。