绕组磁动势

Fm1 sin t
✓ kw1=ky1kq1 为 基 波磁动势绕组
系数
✓ I=aIc为相电流
有效值
谐波磁动势绕组系数 kwv kq ky
5 相绕组磁动势
相绕组磁动势的分析
• 相绕组的结构特点； • 相绕组磁动势中的分数次项（抵消）； • 相绕组磁动势中的偶数次项（抵消？） ； • 相绕组磁动势中的奇数次项。
相绕组磁动势基波幅值
F1 2Fq1ky1 2qF1kq1ky1 2qF1kw1
同样，对于高次谐波磁动势 F 2Fq ky
基波磁动势短距系数
k yv
cos
sin(
2
2
y1 )
• 3. 单层分布绕组的磁动势
以Z=18，p=1的三相单 层绕组为例。每相有1 个 线 圈 组 ， q=3 ， 每 个 线圈组有3个整距线圈 。A1X1、A2X2、A3X3串 联成一个线圈组，构成 A相绕组。
Fm1
22 π
Nkw1I p
0.9
Nkw1I p
对于相绕组磁动势中的ν次谐波，其磁动势的表达式
f (t, ) Fm sin t cos
Fm
22 π
Nkw I
p
0.9
Nkw I
p
f (t, )
1,3,5,
Fm kw
cos
0.9
NI p
[kw1 cos
1 3
kw3
cos 3
1 5
kw5
cos 5
A相通交流电流i后，将产生一 个2极磁场。
每根磁力线所构成的磁通闭合 回路的磁动势均为iNc。
略去定、转子铁心中的磁阻， 该磁动势消耗在两个气隙中， 每个气隙中消耗的磁动势为 iNc /2。
将气隙圆周展开，得到磁动势沿圆周的空间分布波形。 气隙圆周某点的磁动势表示由该定子磁动势所产生的气 隙磁通通过该点气隙的磁压降。
磁动势波形为矩形波。当 线圈电流i随时间按正弦规
律交变时，矩形波的高度 为
Fy
Nci 2
2 2
NcIc
sin
t
矩形波的高度和正负随时 间变化，变化的快慢取决 于电流的频率。
将坐标原点取在线圈AX 的中心线上，利用傅里叶 级数将该磁动势波形展开 为如下级数形式
f y (t, ) Fy cos 1,3,5,
合成磁动势为脉振 磁动势。
合成磁动势基波幅 值位于线圈组的中 心线上。
将坐标原点取在线 圈组的中心线上， 基波磁动势波表达 式为
fq1(t, ) Fq1 cos
将各线圈的基波磁动势矢量相 加得到分布相绕组磁动势基波 矢量。
考虑到一般情况，对于q个线
圈Baidu Nhomakorabea成的线圈组，与线圈组电
动势的推导相似，可推导出单
四、交流电机电枢绕组磁场
交流绕组磁动势
• 单相绕组磁动势
– 单层集中绕组的磁动势
– 单层短距绕组的磁动势
– 单层分布绕组的磁动势 – 单层相绕组的磁动势 – 双层短距分布相绕组的磁动势
• 三相绕组合成磁动势
• 圆形和椭圆形旋转磁动势
一、单相绕组磁动势
• 1. 单层集中绕组的磁动势
Z=6，p=1，三相单层绕组。q=1，相当于集中绕组，每相只 有1个整距线圈，匝数为 Nc。
特点
在空间的任何一点，磁动势的大小随时间 按正弦规律变化。这种空间位置固定不动 ，但波幅的大小和正负随时间变化的磁动 势称为：
脉振磁动势 。
2. 短距绕组的磁动势
短距绕组磁势合成
将短距绕组形成的磁动势看成是整距绕组磁动势的合成。
1上 1'
1下
y1
极距
等效为整距绕组
Fqy1
Fqm1下 Fqm1上
单绕组的磁动势； 短距绕组的磁动势； 分布绕组的磁动势； 相绕组的磁动势；（分数次，奇数次，偶数
次）
相绕组磁动势基波幅值
F1 2Fq1ky1 2qF1kq1ky1 2qF1kw1
2q
22 π
NcIc
sin t
22 π
2
pqNc a
p
aI
c
kw1
sin
t
22 π
Nkw1I p
sin t
Fy
22 π
NcIc
sin(
π )sin t
2
0.9
NcIc
sin(
π )sin t
2
ν=1称为基波，ν=3，5，7...称为谐波。
基波磁动势表达式（v = p)
f y1(t, ) Fy1 cos 幅值 Fy1 0.9NcIc sin t
基波磁动势沿气隙圆周有p个完整的正弦波，极对数为p 例如Z=12，p=2的三相单层绕组。q=1，每相有2个整距线圈。
层分布相绕组合成磁动势基波
幅值为
sin q1
Fq1
qFy1
q sin
2
1
2
0.9qNckq1Ic sin t
sin q1
kq1
q sin
2
1
2
kq1为基波磁动势的分布系数
4. 短距分布绕组的磁动势
若绕组既是分布绕组又是短距绕组，和整距线圈磁动 势幅值相比较则需打两个折扣:
基波磁动势绕组系数 kw1 kq1k y1
A相通交流电流i后，产 生一个2极磁场。
采用磁动势迭加原理 ，三个线圈分别产生 矩形波磁动势。磁动 势波形一样，依次位 移槽距电角α1度。
各线圈磁动势的基波 分量为空间分布正弦 波，既是时间相量， 又是空间向量
磁动势空间矢量的长 度代表幅值的大小， 矢量的位置代表幅值 所处的空间位置。
将三个矩形波叠加起来 ，得到分布绕组磁动势 波形—阶梯波。
2q
22 π
NcIc
sin t
22 π
2
pqNc a
p
aI
c
kw1
sin
t
22 π
Nkw1I p
sin t
Fm1 sin t
✓ kw1=ky1kq1 为 基 波磁动势绕组
系数
✓ I=aIc为相电流
有效值
✓
N=
2 pqNc a
为双层绕组每
相串联总匝数
Fmφ1称为相绕组脉振磁动势的振幅，它表示相绕组脉振磁 动势幅值的最大值
2
Fqm1下
2'
Fqy1
Fqm1上
(1 y1 )
两个整距线圈磁动势幅值均为Fq1，相互间的位移为ε角。
两矢量相加，得到短距绕组的磁动势
F1
2Fq1
cos
2
2 Fq1k y1
基波磁动势短距系数
k y1
Fqy1 2Fq1
cos
2
(1
cos 2
y1 )
sin(
2
y1 )
代表采用短距线圈后磁动势比整距时打的折扣
1 7
kw7
cos
7
...]sin
t
单相绕组磁动势特点
• ①单相绕组磁动势的性质是脉振磁动势， 它既是时间的函数又是空间角度函数；
• ②基波、谐波的波幅必在相绕组的轴线上； • ③ν次谐波磁动势幅值与kwν成正比，与ν
成反比，因此可以采用短距和分布绕组来 削弱高次谐波； • ③ν为奇数次的。
6 双层短距分布相绕组的磁动势