关于电机齿谐波
关于电机齿谐波
关于电机齿谐波关于削弱齿谐波齿谐波产生的原因：电枢铁心表面开有槽，尤其大型电机几乎都是开口槽，使得气隙磁通的波形会受到电枢齿槽的影响（齿下气隙较小，磁导大；而槽口处气隙较大，磁导小），齿谐波就是因为在转子不同的位置磁路磁阻不同产生的。
在齿槽电机的谐波中，次数为2mq+-1的谐波有这样一个特点：其短距系数和分布系数与基波的短距系数和分布系数相同，这就是说采用短距和分布绕组并不能削弱这些谐波的含量比，因为是与基波同等程度的削弱。
证明如下：基波短距系数Kd1=sin(y1/τ*π/2)2mq+-1次谐波的短距系数：Kd(2mq+-1)=sin[(2mq+-1)* y1/τ*π/2]=sin(mqy1π+- y1/τ*π/2)=+-sin(y1/τ*π/2)=+-Kd1基波分布系数Kp1=sin(qα/2)/(q*sin(α/2)2mq+-1次谐波的分布系数：Kp(2mq+-1)=sin((2m+-1) qα/2)/(q*sin((2m+-1) α/2)=sin((2m+-1) *π/2/m)/[q*sin[(2m+-1)* π/(2mq)]=sin(q*π+- qα/2)/(q*sin(π+-α/2)=+-Kp12mq+-1次谐波就是一阶齿谐波2mqν+-1是ν阶齿谐波。
阶数越高，影响越小。
削弱齿谐波的方法：1、对谐波来讲，次数越高，其幅值越小，对电机的影响也就越小，对2mqν+-1齿谐波，对电机影响最大的是一阶齿谐波2mq+-1，由此可见，增大m或q都可以提高谐波的次数，因此可以削弱齿谐波。
2、减小气隙磁导的变化。
措施有半闭口槽、闭口槽，磁性槽楔。
也可以增大磁路的磁阻，例如增大气隙，这样可减小齿槽引起磁导变化所占的百分比。
采用闭口槽可以参照小伺服电机的结构，定子是拼装式，采用极距为一的分数槽绕组，把绕组绕在齿上，然后再拼装起来，如图所示：3、采用分数槽绕组采用分数槽绕组，其优点有：①能削弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势；②能有效地削弱齿谐波电势的幅值，改善电动势的波形；③减小了因气隙磁导变化引起的每极磁通的脉振幅值，减少了磁极表面的脉振损耗。
永磁同步电机削弱齿谐波的方法
永磁同步电机削弱齿谐波的方法1.采用矩形波励磁，减小齿谐波分量。
Using rectangular wave excitation to reduce tooth harmonic components.2.通过改变电机的绕组结构来减小齿谐波。
Reducing tooth harmonics by changing the winding structure of the motor.3.优化电机的转子形状，减少齿谐波的产生。
Optimizing the shape of the motor rotor to reduce tooth harmonics.4.采用磁场调制技术来削弱齿谐波。
Using field modulation technology to weaken tooth harmonics.5.通过改进电机的磁路设计来减小齿谐波的影响。
Reducing the impact of tooth harmonics by improving the magnetic circuit design of the motor.6.优化电机的控制算法以抑制齿谐波。
Optimizing the motor control algorithm to suppress tooth harmonics.7.使用有源滤波器来滤除齿谐波。
Using active filters to filter out tooth harmonics.8.通过提高电机的开口电压来减小齿谐波的幅值。
Reducing the amplitude of tooth harmonics by increasing the open circuit voltage of the motor.9.采用多相交错绕组结构来削弱齿谐波。
Weakening tooth harmonics by using multi-phase interleaved winding structure.10.通过使用软磁材料来削减齿谐波的产生。
永磁同步电机谐波抑制_概述说明以及解释
永磁同步电机谐波抑制概述说明以及解释1. 引言1.1 概述永磁同步电机作为一种高效、高性能的电机，近年来在工业和汽车等领域得到广泛应用。
然而，由于其非线性特性以及控制策略等方面的限制，永磁同步电机会产生谐波问题，给系统的稳定性和运行效果带来了一定的挑战。
因此，为了解决永磁同步电机谐波问题，需要采取相应的谐波抑制技术。
本文将对永磁同步电机谐波抑制进行概述说明，并对谐波抑制技术的发展现状进行分析和总结。
1.2 文章结构本文分为五个部分。
首先，在引言部分概括介绍了文章要讨论的问题和目标。
接下来，第二部分将介绍永磁同步电机的基础知识，包括其工作原理、特点以及引起谐波问题的原因。
第三部分将综述谐波抑制技术，包括主动和被动两种方法，并对它们进行评估与比较。
第四部分将深入探讨永磁同步电机谐波抑制技术的研究与发展现状，包括PWM控制策略、磁链调节方法以及系统参数优化技术的应用。
最后，第五部分将对整个文章进行总结，并展望永磁同步电机谐波抑制技术的未来发展前景。
1.3 目的本文旨在提供关于永磁同步电机谐波抑制的综合概述，并介绍各种谐波抑制技术的特点和应用情况。
通过对现有研究成果和发展趋势的分析，可以为相关领域的工程师和研究人员提供参考，并鼓励更多的深入探索和创新，以进一步改善永磁同步电机系统的性能和稳定性。
2. 永磁同步电机基础知识:2.1 工作原理:永磁同步电机是一种采用永磁体产生旋转磁场与定子绕组交叉作用以实现能量转换的电动机。
它通过控制定子绕组中的电流以及永磁体的磁场，使得定子绕组中的电流产生旋转磁场，然后与永磁体的磁场相互作用，从而产生力矩使得电动机旋转。
2.2 特点与应用场景:永磁同步电机具有高效率、高功率密度、响应快等特点。
由于其无需励磁，基本上不需要无功功率支持，并且具有很好的恒功率和可调速范围广等特性，因此在工业领域中得到了广泛应用。
特别是在高性能驱动系统中，如风力发电、插入式混合动力汽车、轨道交通乘车系统以及航空航天领域等都有着重要应用。
电机转频奇数次谐波产生的原因
电机转频奇数次谐波产生的原因全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电机转频奇数次谐波产生的原因在电机运行过程中，往往会出现奇数次谐波。
奇数次谐波是指频率是基波频率的奇数倍的谐波。
这种谐波频率通常为3、5、7等，会对电机及其供电系统造成严重的潜在危害。
那么，究竟是什么原因导致了电机转频奇数次谐波的产生呢？需要了解电机运行时所产生的谐波。
电机在运行时会受到电源供应系统的影响，电源系统中存在各种非线性元件，如整流器、脉冲调制器、变频器等。
这些元件会导致电源系统中出现谐波，而这些谐波又会通过电源系统传递给电机，从而导致电机运行时产生谐波。
电机本身的结构和工作原理也是产生奇数次谐波的重要原因之一。
电机内部包含许多不同频率的谐波振动，这些谐波振动会相互干扰，从而产生新的谐波。
而奇数次谐波往往是电机内部谐波振动相互干扰的结果，因此电机运行时产生奇数次谐波是不可避免的。
电机的磁场分布也会对奇数次谐波的产生产生影响。
在电机运行时，磁场的不均匀分布会导致电机内部产生非线性特性，从而产生奇数次谐波。
特别是在高速旋转时，电机内部的磁场不均匀性会更加明显，从而导致奇数次谐波频率的产生。
电源系统的容量和阻抗不匹配也可能导致电机产生奇数次谐波。
当电源系统的容量无法满足电机的需求时，会导致电流波形不规则，从而引起奇数次谐波的产生。
同样，电源系统的阻抗也会对奇数次谐波的产生产生影响，当电源系统的阻抗不匹配时，也会导致奇数次谐波频率的产生。
电机转频奇数次谐波的产生是多种因素的综合作用结果。
通过对这些产生原因的深入了解，可以帮助我们更好地预防和解决电机运行中奇数次谐波带来的问题，保证电机及其供电系统的安全稳定运行。
第二篇示例：电机转频奇数次谐波产生的原因随着电力系统的不断发展，电机广泛应用于各种领域，其性能和效率也得到了不断提高。
在电机运行过程中，会产生各种谐波。
电机转频奇数次谐波是一种常见的谐波，对电力系统的稳定性和安全运行造成了一定的影响。
切向径向混合励磁同步发电机齿谐波抑制技术
过定、 转子 斜槽 削弱永磁电机齿槽转矩 的办法。 文 献［】 ５针对永磁 电机 的齿槽 转矩提 出了诸多削
弱的办法 ： 基于极弧系数选择的齿槽转矩削弱方 法； 基于不等槽 口 宽配合的永磁电机齿槽转矩削 弱方法； 以及基于不等厚永磁磁极或辅助槽 的齿
ｇ ｎ ｉ ｌ ａ ｉ ｌ ｙ ｒｄ ｅ ｃ ｔ ｔ ｎ ｗａ ｅ ｔ ｐ ｆｈ ｂ ｉ ｅ ｔａ／ ｄ ａ ｂ ｉ ｘ ｉａ ｉ ｓ ａ ｎ ｗ ｙ ｅ ｏ ｙ ｒｄ ｒ ｈ ｏ
槽转 矩削弱方 法等。 文献 ［～ ］ ６ ７介绍 了两种 低谐 波绕组 ， 有效地 削弱谐波磁势绕组 系数 ， 对减小
电机齿 谐波也有一定作用。 文献［】 ８ 介绍了定子斜
槽 用于 削 弱永磁 电机 齿 谐 波 。 合 ＴＲ ＨＥＳ 结 ／－ Ｍ电
ｓｏ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ Ａ ｄ ｌｗｉ ｌ － ｅ ｔｏ Ｄ ｑ ｉ ａ ｌｔｗａ ｉｃ ｓ ｅ ． ｍｏ ｅ ｔ ｍｕ ｔ ｓ ｃ ｉ ｎ ２ ｅ ｕ ｖ — ｈ ｉ
ｅ ｃｔ ｄ ｗｉ ｄ ｎ ｓ ｎ ｅ ｎ ｌ ， ｈ ｉｔ ｉ ｕ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅａ ￣ｇ ｐ ｏ ｘ ｉ ｎ ｉ ｇ ｔ ｒ ａ ｌ ｔ ｅｄ ｓｒｂ ｔ ｆ ｈ ｉ ａ ｆ ｅ ｉ ｙ ｏ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｔｃ ｆ ｌ ｅ ａ ｉｔ ｒｅ ． ｕ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｂ ｃ ｕ ｅ ｈ ｇ ｅ ｉ ｅｄ ｂ ｃ ｍｅ ｄ ｓｏ ｔ ｄ Ｆ ｒｈ ｒ ｒ ， ｅ ａ ｓ ｉ ｏ ｅ ｓｏ ｆ ｅ ｔ ｔ ｅ ｄ ｓｏ ｔ ｎ ｅ ａ ｅ ｍｏ ｅ ｓ ｒ ｏ ｓ ｔ ｆｔ ｌ ｔｅ ｆ ｃ ， ｈ ｉ ｔ ｒ ｉ ｓｂ ｃ ｍ ｒ ｅ ｉ ｕ ｏ ｈ ｏ
气 隙磁 场 分布非 正弦 ， 因齿槽 的存 在 ， 且 致使 气隙 磁 场 更加 畸 变 ， 致使 输出 电压谐 波含 量较 大 。 章重 点讨 论 文 了定子斜 槽 削弱 输出 电压谐 波 的方法 ， 建立 多截面２ 并 Ｄ
混合励磁永磁电机齿谐波绕组特性计算与分析
第二讲 交流电机的谐波问题 2.1谐波电动势 2.2谐波磁动势
谐波电动势的危害
使发电机电动势波形变坏，降低供电质量，影响用电设 备的运行性能；
使发电机本身的杂散损耗增大，效率下降，温升增加；
输电线中的高次谐波所产生的电磁场，会对附近的通信
线路产生干扰；
2.1.1.3 谐波电动势的危害
5/5
谐波电动势的危害（续）
可能引起输电线路中的电容和电感发生谐振，产生过
8/12
采用短距绕组（节距的选择方法）
p127,p146 式4-31
应选择尽可能接近于整距的短节距
1 y1 1 v
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
min
bp
max
max 1.5 ~ 2.0 min
bp 极弧系数： 0.70 ~ 0.75
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
3/12
使气隙磁场的分布接近正弦波（隐极机）
2 2
0.70 ~ 0.8
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势5ຫໍສະໝຸດ 5谐波每极磁通量基波
1
2
谐波
Bm 2 Bm l 1 νB1m
B1ml
转速 n ns 频率 f f1
极对数p p
极距
槽距电角度
2.1.1.3 谐波电动势的危害
1/5
4/12
采用三相对称绕组
采用三相对称绕组时，无论是Y联结还是D联结，其线电
动势中都不存在3次以及3的奇数倍次谐波。
当采用D联结时，3次谐波环流引起附加损耗，降低效率，
新能源汽车电机谐波机理分析（谐波初识）
新能源汽车电机谐波机理分析（谐波初识）⼀、基本概念理解1、谐波概念谐波主要是对⼀个波形进⾏频域分析，基波为需求波形，其余为谐波。
2、空间谐波研究意义空间谐波是空间波形分布的频域分析结果，分析波形沿着空间⾓度变化的谐波组成。
对于正弦波电机⽽⾔，任何转矩、反电势均是空间谐波（相带谐波、齿谐波、转⼦谐波）相互作⽤的结果。
3、时间谐波研究意义时间谐波为时间运动的频域分析，分解出来的谐波以电机时间采样长度为基本周期，体现电机各个波形的运动规律。
⽐如转矩脉动、反电动势、损耗以及损耗脉动均表明电机中存在很多时间谐波。
时间谐波体现了电机各个性能参数在电机运转中的变化规律。
4、电机时间空间谐波研究意义但从空间谐波或者时间谐波不⾜以表⽰电机转矩、损耗、反电势等参数的变化。
其次，某⼀个时刻的空间谐波由很多不同的时间谐波叠加⽽成。
以下为不同时刻ANSOFT软件FFT分析结果：谐波幅值的变化验证了时间谐波的存在以及⽆法⽤简单的FFT研究电机谐波的真实原因。
⼆、谐波简单分类1、相带谐波，个⼈也叫做组分布谐波相带谐波主要受极槽配合和槽⼝影响，主要特征：所有谐波产⽣的反电动势均为基波；所有谐波质点振动周期相等，波形运动速度为谐波次数分之⼀；谐波受极槽配合变化明显，可以产⽣分数次谐波；理想模型谐波中不含3的被数次谐波。
2、转⼦谐波转⼦谐波主要受转⼦⼏乎系数和转⼦结构影响。
主要特征：是反电动势谐波的主要来源之⼀；质点振动周期为基波乘以谐波次数，波形运动速度相等；谐波主要受极弧系数影响。
3、齿槽谐波定⼦开槽引⼊的电机谐波。
主要特征：谐波次数为齿数±1；对反电势谐波影响⼩；是转矩脉动主要来源之⼀；4、转⼦结构引⼊磁阻谐波转⼦结构以及转⼦磁钢槽导致。
主要特征：负载反电动势谐波源之⼀；负载纹波脉动源之⼀。
三、谐波分析⼯具与⽅法磁密谐波随着空间⾓度变化成分布变化，随着时间点变化成运动变化，即⼀个周期的磁密谐波既是空间函数，⼜是时间函数。
齿槽转矩与气隙磁密谐波
齿槽转矩与气隙磁密谐波齿槽转矩与气隙磁密谐波齿槽转矩与气隙磁密谐波是电机设计和分析中的重要参数。
在电机运行过程中，由于电流通过定子绕组产生的磁场会引起转子上的磁通，从而产生转矩。
而气隙磁密谐波则是指由于转子和定子之间的气隙不均匀或不完全闭合而引起的磁密度分布的非线性变化。
首先，我们来了解一下齿槽转矩。
在电机的定子铁心上有许多齿槽，这些齿槽是为了安置绕组而设计的。
当电流通过定子绕组时，产生的磁场会引起铁心上的磁通，从而产生转矩。
这个转矩就是齿槽转矩。
齿槽转矩的大小与电机的设计参数、绕组的布局、铁心的材料等因素有关。
齿槽转矩的存在对电机的性能有着重要影响。
一方面，齿槽转矩会引起机械振动和噪声，降低电机的工作效率；另一方面，齿槽转矩也会对电机的稳定性和可靠性造成影响。
因此，在电机设计和分析中，需要对齿槽转矩进行准确的计算和评估。
而气隙磁密谐波则是指由于转子和定子之间的气隙不均匀或不完全闭合而引起的磁密度分布的非线性变化。
在电机运行过程中，由于转子和定子之间存在一定的气隙，使得磁场在气隙中存在变化。
当电流通过定子绕组时，产生的磁场会引起转子上的磁通，从而产生转矩。
然而，由于气隙不均匀或不完全闭合，会导致磁场分布存在谐波成分。
气隙磁密谐波对电机性能的影响主要体现在以下几个方面：首先，气隙磁密谐波会引起铁心上的附加损耗，导致电机效率降低；其次，气隙磁密谐波还会引起铁心上的附加振动和噪声，影响电机的稳定性和可靠性；此外，气隙磁密谐波还会导致电机输出扭矩的不稳定性，影响电机的运行平稳性。
为了减小齿槽转矩和气隙磁密谐波对电机性能的影响，需要采取相应的措施。
在电机设计中，可以通过优化绕组布局、改变铁心材料等方式来减小齿槽转矩；同时，在制造过程中也要注意保证气隙的均匀闭合，以减小气隙磁密谐波。
此外，还可以采用调制控制技术来抑制气隙磁密谐波。
总之，齿槽转矩与气隙磁密谐波是电机设计和分析中需要重点关注的参数。
它们对电机性能有着重要影响，需要通过合理的设计和控制来减小其对电机性能的不利影响。
电机的三次谐波-概述说明以及解释
电机的三次谐波-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电机的三次谐波是指电机运行时所产生的频率为基波频率的三次倍的谐波信号。
在电机运行的过程中，由于非线性元件的存在，如磁性材料的饱和效应、非线性磁导率等原因，会导致电机产生谐波。
三次谐波是其中重要的一种谐波成分。
三次谐波对电机的运行和性能产生了一定的影响。
首先，三次谐波会引起电机的额外损耗，导致电机效率降低，还可能引发温升过高等问题。
其次，三次谐波还会导致电机的轴承和绝缘材料等部件的老化速度加快，降低电机的寿命。
此外，三次谐波还会对电机周围的其他设备产生干扰，影响电气系统的正常工作。
因此，对于电机产生的三次谐波的抑制具有重要的意义。
为了降低电机产生的三次谐波，有一系列的抑制方法可供选择。
一种常见的方法是在电机供电系统中加入三相变压器，通过调节变压器的接线方式和变比来抑制谐波。
此外，还可以采用滤波器、电容器等被动滤波器来消除谐波。
同时，还可以通过改善电机的设计和制造工艺，减少非线性元件的使用，以降低三次谐波的产生。
综上所述，电机的三次谐波作为一种频率为基波频率的三倍的谐波信号，在电机运行中具有一定影响。
为了降低三次谐波的影响，需要采取相应的抑制措施，以提高电机的性能和工作效率。
在未来的研究和应用中，应继续深入探索电机三次谐波的特性和抑制方法，以满足电气系统对电机稳定性和可靠性的要求。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将按照以下顺序来介绍电机的三次谐波问题。
首先，在引言部分，我们将概述本文的内容，并明确文章的目的。
接下来，正文部分将包括两个主要的小节。
第一个小节将介绍三次谐波的定义，包括它的数学表达式和物理特性。
第二个小节将探讨三次谐波的产生原因，涵盖电机本身和供电网络等方面。
最后，在结论部分，我们将总结三次谐波对电机产生的影响，并提出一些抑制三次谐波的方法。
通过这样的文章结构，我们将完整地讨论电机的三次谐波问题，希望能够对读者有所启发和帮助。
齿谐波次数推导
齿谐波次数推导
科技类
齿谐波次数推导
齿谐波是指在旋转机械中，由于齿轮齿数之间的整数关系，使得齿轮
之间的相对运动周期性地重复，从而产生的一种特殊谐波。
齿谐波的
频率与齿轮的齿数有关，因此，推导齿谐波次数是非常重要的。
首先，我们需要了解齿谐波的定义。
齿谐波是指齿轮齿数之间的整数
关系所产生的谐波。
例如，两个齿轮的齿数分别为20和40，则它们之
间的相对运动将会在每个齿轮的周期内重复两次，即产生2次齿谐波。
其次，我们需要了解齿谐波的计算公式。
齿谐波的频率可以用以下公
式计算：
f = (z1 + z2) × n / 2
其中，f为齿谐波频率，z1和z2分别为两个齿轮的齿数，n为齿轮的转速。
最后，我们需要了解如何应用齿谐波次数推导。
在机械设计中，齿谐
波次数的推导可以帮助工程师确定齿轮的齿数，从而使得机械的运转
更加稳定和可靠。
此外，在机械故障分析中，齿谐波次数的推导也可
以帮助工程师确定故障的来源，从而更加准确地进行维修和保养。
总之，齿谐波次数推导是机械设计和故障分析中非常重要的一项技术。
只有掌握了齿谐波的计算方法和应用技巧，才能更好地设计和维护机
械设备，提高机械的运转效率和可靠性。
永磁同步电机削弱齿谐波的方法
永磁同步电机削弱齿谐波的方法随着电力电子技术的发展，永磁同步电机在工业生产领域中得到了广泛的应用。
而在永磁同步电机的应用中，齿谐波的产生可能会影响电机的性能和稳定性，因此削弱齿谐波成为电机设计中的一个重要问题。
本文将介绍永磁同步电机削弱齿谐波的方法，包括采用设计优化、控制算法和磁场调节等方面的方法。
第一节永磁同步电机齿谐波分析在永磁同步电机中，齿谐波是由于转子磁场的空间谐波分量和定子齿槽的谐波分量相互作用而产生的。
齿谐波会导致磁场分布的不均匀，使得电机的性能下降，包括增加了电机的铁损耗和铜损耗，减小了电机的功率因数，并且会导致振动和噪声增加。
因此，削弱永磁同步电机的齿谐波是十分必要的。
第二节永磁同步电机削弱齿谐波的方法1.优化电机设计永磁同步电机的设计是削弱齿谐波的首要措施。
通过合理的电机设计，可以降低电机的齿槽谐波，从而减小齿谐波的影响。
在电机设计中，可以通过改变电磁设计参数、优化磁路设计和改变电机的结构等方法来削弱齿谐波。
2.优化控制算法在永磁同步电机的控制过程中，可以采用特定的控制算法来削弱齿谐波。
例如，采用空间矢量调制技术和改进的PWM控制方法，可以有效地降低电机控制中的齿谐波。
此外，还可以采用自适应控制算法和预测控制算法来优化电机的工作状态，从而降低齿谐波的影响。
3.磁场调节通过磁场调节技术可以有效地削弱永磁同步电机中的齿谐波。
可以通过改变磁场的分布，使得电机的磁场更加均匀，从而降低齿谐波的产生。
此外，通过改变永磁体的形状和材料，也可以降低电机中的齿谐波。
第三节永磁同步电机齿谐波削弱技术的应用削弱永磁同步电机中的齿谐波技术在实际应用中已经得到了广泛的应用。
通过优化设计和控制算法，可以大幅度降低永磁同步电机中的齿谐波，提高电机的性能和稳定性。
此外，磁场调节技术也可以在实际电机中得到应用，通过改变磁场的分布来降低电机中的齿谐波。
结论通过对永磁同步电机齿谐波削弱方法的研究，我们可以得出结论：通过优化设计、改进控制算法和采用磁场调节技术等方法可以削弱永磁同步电机中的齿谐波，提高电机的性能和稳定性。
永磁同步电机削弱齿谐波的方法
永磁同步电机削弱齿谐波的方法1. 齿槽设计齿槽设计是削弱齿谐波的一种常用方法。
通过改变齿槽的形状、深度和数量，可以有效地减小齿谐波产生的影响。
例如，增加齿槽的数量和深度可以降低磁场的非均匀性，减小齿谐波的产生。
此外，合理设计齿槽的形状也可以改善磁场分布，降低齿谐波的影响。
2. 磁场调节磁场调节是另一种削弱齿谐波的方法。
通过改变永磁体的磁场分布，可以减小齿谐波的产生。
例如，可以使用不同形状和数量的永磁体，在电机中创建不同的磁场分布，从而影响齿谐波的幅值和频率。
此外，可以通过增加励磁波形的谐波成分，调节磁场的分布，削弱齿谐波的影响。
3. 转子设计转子设计也可以影响齿谐波的产生。
通过改变转子的形状、尺寸和材料，可以减小齿谐波的幅值和频率。
例如，增加转子的长度和直径可以增加磁极的间距，降低磁场的非均匀性，减小齿谐波的影响。
此外，选择合适的转子材料，如软磁材料或高磁导率材料，也可以有效地削弱齿谐波。
4. 控制策略控制策略是削弱齿谐波的关键。
通过合理设计电机控制器，可以有效减小齿谐波的幅值和频率。
例如，可以使用磁场定向控制（FOC）技术，在旋转坐标系中调节磁场分量，降低齿谐波的影响。
此外，可以通过优化控制算法，实现对电机的精确控制，进一步削弱齿谐波的影响。
总之，削弱齿谐波是提高永磁同步电机性能的重要问题。
通过合理设计齿槽、调节磁场、改变转子设计和优化控制策略，可以有效地减小齿谐波的产生，提高电机的性能和效率。
未来的研究还需要进一步探索新的方法和技术，实现对齿谐波的更精确和有效的削弱。
电机电磁方案改善电机谐波的方法_概述说明以及解释
电机电磁方案改善电机谐波的方法概述说明以及解释1. 引言1.1 概述电机谐波是指电机系统中频率为电源供应频率的整数倍的额外频率成分。
随着工业和家用电器的广泛使用，电机谐波问题也日益突出。
谐波会导致电机工作不稳定、效率降低、产生振动和噪音等不良影响。
因此，研究并采取相应措施来改善电机谐波问题具有重要意义。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面阐述电磁方案改善电机谐波的方法：首先，对电机谐波问题进行全面分析，包括定义与影响因素以及谐波对电机性能的影响和挑战；其次，总结现有解决方案，并分析其优缺点；然后，详细介绍基于电机设计的优化方法、控制策略优化与谐波抑制技术应用以及使用滤波器减少谐波对电力系统的影响等具体方法；接着，通过实例分析和方法有效性验证来验证这些方法在实际场景下的可行性，并讨论实际应用案例及结果评估；最后，总结研究成果，回顾本文贡献，并展望未来工作。
1.3 目的本文的目的在于提供一个全面而系统的概述和解释，介绍电磁方案改善电机谐波问题的方法。
通过对现有解决方案的概述和分析，结合具体方法的介绍与实例分析，旨在为读者提供对于电机谐波问题认识的深入理解以及改善谐波问题时所需要考虑和采取的有效方法。
同时也希望为今后相关领域的研究和工程实践提供参考和指导。
2. 电机谐波问题分析2.1 电机谐波的定义与影响因素电机谐波是指在电机运行过程中，产生的频率为整数倍于基波频率的额外频率成分。
这些额外频率的产生主要是由于以下几个因素所导致：- 电源不纯度：电网供应的电力可能存在非线性和谐振等问题，使得输出电流含有丰富的高次谐波成分；- 电机设计缺陷：一些传统的电机设计可能无法有效抑制谐波产生或滤除已有的谐波成分；- 控制策略不当：在实际操作中，控制策略选择、参数调整以及采样频率等因素都会对谐波产生和抑制产生重要影响。
2.2 谐波对电机性能的影响与挑战谐波问题对电机性能和系统稳定性会造成诸多负面影响。
首先，高次谐波会导致转矩脉动和振荡现象。
混合励磁永磁电机齿谐波绕组特性计算与分析
混合励磁永磁电机齿谐波绕组特性计算与分析夏永洪;黄劭刚【摘要】为了在电机设计阶段把握混合励磁永磁同步发电机齿谐波绕组的空载和负载特性,应用电机理论定性分析了转子齿谐波电动势的产生机理及特点.根据其特点,提出了一种准确计算齿谐波绕组电动势波形的方法.应用该方法对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机的齿谐波绕组电压随励磁电流和电枢电流的变化分别进行了计算,并对其变化趋势进行了详细的分析.分析表明:齿谐波绕组特性与电枢绕组特性不同,其受磁路饱和影响较大.计算结果和实验结果的比较验证了计算方法的准确性以及理论分析的正确性.%For grasping the no-load and on-load characteristics of the tooth harmonic windings of the hybrid excitation permanent magnet machine in the process of the machine design, the principle and feature of the tooth harmonic electromotive force (EMF) of the rotor are analyzed qualitatively based on the electric machine theory, and a method to accurately calculate the EMF waveform of the tooth harmonic windings is proposed. The variation of the tooth harmonic windings voltage with field current and armature current was calculated respectively with this method, and its variation was analyzed in detail. The analysis indicated that the tooth harmonic winding characteristics was different from that of the armature winding, which was impacted by the magnetic saturation greater. The comparison of calculated and experimental results verify the accuracy of the calculation method ami the correctness of the theoretical analysis.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2013(017)001【总页数】5页(P20-24)【关键词】混合励磁;永磁电机;同步发电机;齿谐波;特性计算【作者】夏永洪;黄劭刚【作者单位】南昌大学信息工程学院,江西南昌330031;南昌大学信息工程学院,江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】TM3510 引言通过在永磁电机内部增加电励磁的方式形成的混合励磁永磁电机，克服了永磁电机气隙磁场调节困难的缺点［1－2］。
齿谐波绕组感应电动势波形快速计算
齿谐波绕组感应电动势波形快速计算夏永洪;王善铭;黄劭刚;邱阿瑞【摘要】为了把握齿谐波励磁系统的性能,需要快速地计算齿谐波绕组感应电动势波形.通过分析定子齿谐波磁导以及转子齿谐波绕组节距的特点,对转子齿谐波绕组的感应电动势波形计算提出进一步简化,并分析简化原理.简化后只需计算1/2个定子齿距内定转子不同位置下的电磁场,根据电磁场计算结果,得到转子齿谐波绕组磁链在一个周期内的波形,从而快速计算出转子齿谐波绕组感应电动势波形和有效值.该方法具有计算准确、计算量小以及物理概念清楚等优点.对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机进行了计算和实验,计算结果和实验结果的比较验证了方法的正确性.%It is necessary to fast calculate the induced electromotiveforce(EMF) waveform of the tooth harmonic windings for grasping the performance of the tooth harmonic excitation system. The calculation of the induced EMF waveform of the tooth harmonic windings is further simplified through analyzing the characteristics of the tooth harmonic permeability of the stator and the tooth harmonic windings pitch of the rotor, and simplified theory is introduced. The method only requires solving the steady state electromagnetic field for the different rotor positions within half of stator tooth pitch after simplification, and the flux linkage waveform of the tooth harmonic windings in a cycle was obtained according to the results of the electromagnetic field, so the waveform and the effective value of the induced EMF of the tooth harmonic windings were calculated fast. The proposed method has the advantages of accuracy, less computation and clear physical concepts. Calculation and test areperformed for one hybrid excitation permanent magnet synchronous generator utilizing tooth harmonic for excitation, and the comparison of calculated and experimental results verify the correctness of the method.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2011(015)009【总页数】5页(P1-5)【关键词】混合励磁;永磁电机;同步发电机;齿谐波;波形计算【作者】夏永洪;王善铭;黄劭刚;邱阿瑞【作者单位】清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京100084;南昌大学信息工程学院,江西南昌330031;清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京100084;南昌大学信息工程学院,江西南昌330031;清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TM3510 引言齿谐波励磁的混合励磁永磁同步电机基本原理是将气隙中的齿谐波磁密在转子齿谐波绕组中感应的齿谐波电动势，整流后提供给电机的励磁绕组，以实现气隙磁场的调节。
关于铁耗与齿谐波
一．关于铁耗和附加损耗电机的铁耗一般可分为以下几类1. 定子和转子铁芯中的基本铁耗，它主要是主磁场在铁芯中发生变化产生的。
基本铁耗由磁滞损耗、涡流损耗组成。
电机内的磁通是在铁芯上流动的，铁芯对磁通具有磁阻，就像导体对电流有电阻一样，也会产生热量，这样的损耗叫做“磁滞损耗”。
因为铁芯本身也是导体，铁芯中的磁场发生变化时，在其中会感生电流，成为涡流，它引起的损耗成为涡流损耗。
2. 空载时铁芯中的附加损耗，它主要是由定子和转子开槽而引起的气息磁导谐波磁场在堆放铁芯表面的表面损耗和因开槽而使堆放齿中磁通因电机旋转而变化所产生的脉振损耗。
3. 负载时的附加损耗。
这是由于定子或转子的工作电流所产生的漏磁场(包括谐波磁场)在定、转子绕组里和铁芯及结构件里引起的各种损耗。
磁滞损耗基本铁耗 铁耗涡流损耗空载附加损耗附加损耗负载附加损耗铁耗计算方法 路的方法基本铁耗一般采用经验系数，计算结果仅针对齿部和轭部两端磁路。
轭部铁耗计算公式如下：2Fej hej j P k P G = 式中，2k 为经验系数，hej P 为轭部铁损耗系数，j G 为轭部重量。
齿部铁耗计算公式如下：1Fet het t P k P G = 式中，1k 为经验系数，het P 为齿部铁损耗系数，tG 为齿部重量。
空载时的铁芯附加损耗计算表面损耗：定子开槽引起的气息磁导齿谐波磁场在转子表面产生表面损耗，反之也是。
定子在转子表面产生损耗计算公式如下：'202022222A t t b P P D L t π-=式中，2t ，02b 为转子齿距及槽口宽；2D ，'2t L 为转子铁芯外径及长度2A P 为由定子槽开口引起的齿谐波磁场在单位转子表面中产生的损耗损耗密度： 1.522010110.5(Z n)(B t )A P k = 式中，01B 为齿谐波幅值。
由于在路的方法计算中，不能直接提取气隙齿谐波磁场的幅值，采用场-路耦合的方法较为准确。
什么是齿谐波电势？削弱齿谐波电势有哪些方法？
什么是齿谐波电势？削弱齿谐波电势有哪些⽅法？答:在发电机绕组电势的分析中，⾸先是假定定⼦绕组的铁芯表⾯是平滑的，但实际上由于铁芯槽的存在，铁芯内圆表⾯是起伏的，对磁极来说，⽓隙的磁阻实际上是变化的。
磁极对着齿部分，则磁阻⼩，对着铁芯线槽⼝部分的⽓隙磁阻就⼤，随着磁极的转动，就会由于⽓隙磁阻的变化在定⼦绕组中感应电势。
这种由于齿槽效应在绕组中感⽣的电势就称为齿谐波电势。
削弱齿谐波电势的⽅法有:(1)采⽤斜槽，即定⼦或转⼦槽与轴线不平⾏。
把定⼦槽做成不垂直的斜槽或将磁极做成斜极，当然这在⼤型发电机中是⽆法做到的。
在⼩型电机如异步⿏笼电动机中，转⼦绕组采⽤的就是斜槽。
在⼀些中⼩型发电机中也采⽤了定⼦斜槽的⽅式，⼀般斜度等于⼀个定⼦槽距。
(2)采⽤磁性槽楔，即改善磁阻的⼤⼩。
但⽬前没有成熟技术，也只限于中，⼩型电动机上应⽤。
(3)加⼤定，转⼦⽓隙也能有效地削弱齿谐波，但会使功率因数变坏，故⼀般也不采⽤。
(4)采⽤分数槽绕组。
这是⽬前⼤型⽔轮发电机⼴泛采⽤的⽅法。
15。
发电机运⾏中的损耗主要有哪些？答:发电机的损耗⼤致可分为五⼤类，即定⼦铜损，铁损，励磁损耗，电⽓附加损耗，机械损耗。
发电机运⾏中，所有的损耗⼏乎都以发热的形式表现出来。
(1)定⼦铜损即定⼦电流流过定⼦绕组所产⽣的所有损耗。
(2)铁损即发电机磁通在铁芯内产⽣的损耗，主要是主磁通在定⼦铁芯内产⽣的磁滞损耗和涡流损耗，还包括附加损耗。
(3)励磁损耗即转⼦回路所产⽣的损耗，主要是励磁电流在励磁回路中产⽣的铜损。
(4)电⽓附加损耗则⽐较复杂，主要有端部漏磁通在其附近铁质构件中产⽣的损耗，各种谐波磁通产⽣的损耗，齿谐波和⾼次谐波在转⼦表层产⽣的铁损等。
(5)机械损耗主要包括通风损耗，轴承摩擦损耗等。
发电机组原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关于削弱齿谐波
齿谐波产生的原因：
电枢铁心表面开有槽，尤其大型电机几乎都是开口槽，使得气隙磁通的波形会受到电枢齿槽的影响（齿下气隙较小，磁导大；而槽口处气隙较大，磁导小），齿谐波就是因为在转子不同的位置磁路磁阻不同产生的。
在齿槽电机的谐波中，次数为2mq+-1的谐波有这样一个特点：其短距系数和分布系数与基波的短距系数和分布系数相同，这就是说采用短距和分布绕组并不能削弱这些谐波的含量比，因为是与基波同等程度的削弱。
证明如下：
基波短距系数Kd1=sin(y1/τ*π/2)
2mq+-1次谐波的短距系数：
Kd(2mq+-1)=sin[(2mq+-1)* y1/τ*π/2]=sin(mqy1π+- y1/τ*π/2)=+-sin(y1/τ*π/2)
=+-Kd1
基波分布系数Kp1=sin(qα/2)/(q*sin(α/2)
2mq+-1次谐波的分布系数：
Kp(2mq+-1)=sin((2m+-1) qα/2)/(q*sin((2m+-1) α/2)
=sin((2m+-1) *π/2/m)/[q*sin[(2m+-1)* π/(2mq)]
=sin(q*π+- qα/2)/(q*sin(π+-α/2)
=+-Kp1
2mq+-1次谐波就是一阶齿谐波
2mqν+-1是ν阶齿谐波。
阶数越高，影响越小。
削弱齿谐波的方法：
1、对谐波来讲，次数越高，其幅值越小，对电机的影响也就
越小，对2mqν+-1齿谐波，对电机影响最大的是一阶齿谐波2mq+-1，由此可见，增大m或q都可以提高谐波的次数，因此可以削弱齿谐波。
2、减小气隙磁导的变化。
措施有半闭口槽、闭口槽，磁性槽
楔。
也可以增大磁路的磁阻，例如增大气隙，这样可减小齿槽引起磁导变化所占的百分比。
采用闭口槽可以参照小伺服电机的结构，定子是拼装式，采用极距为一的分数槽绕组，把绕组绕在齿上，然后再拼装起来，如图所示：
3、采用分数槽绕组
采用分数槽绕组，其优点有：①能削弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势；②能有效地削弱齿谐波电势的幅值，改善电动势的波形；③减小了因气隙磁导变化引起的每极磁通的脉振幅值，减少了磁极表面的脉振损耗。
其缺点是分数槽绕组的磁动势存在奇数次和偶数次谐波，在某些情况下它们和主极磁场相互作用可能产生一些干扰力，当某些干扰力的频率和定子机座固有振动频率重合时，将引起共振，导致定子铁芯振动。
因此，分数槽q值选择不当也可能带来很多隐患，这在实际发电机的运行中是有例子的。
q为每极每相槽数，当q为整数时，电机每个极距内的槽数也是整数。
在三相电机中，每个极距被分成三个相互间隔60°电角度的相带，每个相带内的槽数也是整数。
在此情况下，后一对磁极下齿槽的空间几何位置是前一对磁极下齿槽的空间几何位置的重复，若把各对磁极依次重叠起来，则它们的齿槽位置将一一对应重合。
因此，在整数槽绕组的电机中，每一磁极对的电磁关系和电磁参数是一样的，各个磁极对下的相应的绕组导体中的感应电动势，或者由该绕组导体中的电流所产生的磁动势也都是同相位的。
每相总的感应电动势是每对磁极下每相感应电动势的标量代数相加之和，也可以描述为，每相总的感应电动势是每对磁极下的每相感应电动势与磁极对数p的乘积。
因此，一台整数槽绕组的电机中，其电磁关系或电磁参数是以一个磁极对，亦即以相
当于一个360°电角度的相平面为一个周期，重复P次。
有时为分柝方便起见，可以把一个磁极对所对应的部分称为单元电机，每相总的感应电动势就是单元电机的每相感应电动势与磁极对数P的乘积。
单元电机，及其对应的感应电动势向量星形图和磁动势向量星形图是分析计算整数槽电机的基础。
在电机中，当每极每相槽数g不是整数，而是分数时的绕组称为分数槽绕组。
采用分数槽绕组时，每极每相槽数q可以写成
q=Z/(2pm)=b+c/d
式中，m为相数，Z为槽数，p为极对数，b为整数，c/d为不可约真分数。
在三相电机中，当 q=Z/(2pm)是分数时，则每个极距内或每个相带内的槽数就不是整数。
如果槽数Z和极对数p的最大公约数为t，则Z/P=Z0/p0，其中Z=t*Z0,p=t*p0,因q=Z0/(2mp0)
这意味着：在分数槽绕组的电机中，每2p0个磁极下每相占有Z0/m个槽电机的齿槽分布、感应电动势向量图和磁动势向量图，以2p/个磁极为一个周期，重复t次。
在同一个2p0个磁极范围内，后一磁极下齿槽的空间几何位置不是前一磁极下齿槽的空间几何位置的重复，每一磁极对的电磁关系和电磁参数也不是一样的；若把各对磁极依次重叠起来，即把Po个相平面重叠起来，则不同磁极对下面的齿槽就不会一一对应重合，各个磁极对下面的绕组导体中的感应电动势向量，或由该绕组导体内的电
流所产生的磁动势向量也不是同相位的。
因此，在2p0磁极范围内，每相总的感应电动势不是每对磁极下每相感应电动势的标量代数相加，而是向量几何相加。
由此可见，相对短矩绕组实现了层与层之间的分布和分布绕组实现了槽与槽之间的分布而言，分数槽绕组则进而实现了磁极对与磁极对之间的分布。
为分析起见，可以把由肌个相平面重叠在一起后得到的感应电动势向量星形图或磁动势向量星形图，看作为一个虚拟相平面上的感应电动势向量星形图或磁动势向量星形图；把由p0个磁极对所对应的部分看作具有一对虚拟磁极的电机，并称之为分数槽电机的虚拟单元电机。
虚拟单元电机的槽数为Z0，磁极对数为1。
因此，一台分数槽电机由t个虚拟单元电机所组成，其每相总的感应电动势就是虚拟单元电机的每相感应电动势与t的乘积。
4、采用斜槽
图中红色方框表示磁极，黑色直线段表示直槽槽口，红色虚线段表示斜槽槽口。
让磁极有左向右运动，观察磁极掠过直槽槽口和斜槽槽口面积的变化。
如果磁极继续运动下去，可以推断，斜一槽的话，槽口对磁极的面积基本不变，也就是磁阻基本不变，不会产生齿槽力矩。
如果是直槽的话，一槽口对磁极和两槽口对磁极交替出现，磁阻交替变化，产生齿槽力矩。
齿槽力矩企图让磁路的磁阻最小，因此齿槽力矩也是正负交替的，这就引起电机力矩的波动产生振动。
如果电机用作位置伺服，可能就会定不住位。
斜槽系数：
斜槽实际就是每根导体沿圆周分布，使导体不同位置与磁场作用在时间上有相位差，可将导体沿轴向分为n段，每段相位差α，用求分布系数的方法求n趋于无穷，α趋于0的极限求得,n相当于q
扭斜角度：β=n*α
用距离表示：β=ts/τ*π
Ksk1=lim[sin(n*α/2)/(n*sin(α/2))]
=sin(β/2)/( β/2)）
=sin(ts/τ*π/2)/( ts/τ*π/2)）
ν次谐波斜槽系数：
Kskν=sin(ν*β/2)/( ν*β/2)）
=sin(ν*ts/τ*π/2)/(ν*ts/τ*π/2)）要消除某次谐波，只要令：
Kskν=sin(ν*β/2)/( ν*β/2)）
=sin(ν*ts/τ*π/2)/(ν*ts/τ*π/2)）=0
很明显ν*ts/τ*π/2不等于0
只要sin(ν*ts/τ*π/2)=0
ν*ts/τ*π/2=K*π
ts=2*K*τ/ν
取K=1
则ts=2*τ/ν
要消除2mq+1次齿谐波
只要ts=2*τ/(2mq+1)
要消除2mq-1次齿谐波
只要ts=2*τ/(2mq-1)
要同时削弱2mq+-1次齿谐波
只要ts=2*τ/(2mq)=tz(一个齿距)
斜槽一个齿距，tz/τ=1/(mq)
Ksk1=sin(π/(2mq))/( π/2mq)
Ksk(2mq+-1)=+-Ksk1/(2mq+-1)
可见，斜一槽对2mq +-1次齿谐波的削弱非常明显。
增加q或m效果更明显。
5、虚拟槽：在齿上冲小槽，槽宽接近槽口宽。
这相当于增加
了齿数，齿谐波的频率2mqυ+-1提高。
幅值减小，如图所示齿谐波频率可提高到3倍。
再进一步采用斜槽的方法，斜过一个虚拟齿距，基本可消除齿谐波。
我感觉采用分数槽闭口槽拼装结构和斜槽增大q的结构是削弱齿谐波的最好方法，后者我做过实验比较，效果非常明显。
前者漏磁增大，如果闭口处磁密过于饱和，其导磁率和空气差不多，对齿谐波的削弱也有限如果不是分数槽绕组的话。