电动机定子电流中谐波的分析

定子磁场谐波极对数

定子磁场谐波的极对数是指在交流电机中，由于定子绕组产生的磁场不是完美的均匀圆形旋转磁场，而是包含谐波成分的磁场。

这些谐波磁场会产生额外的磁极对，它们的极对数是谐波次数的函数。

在电机运行过程中，由于定子绕组的分布、短路或者非理想因素，会产生旋转磁场的谐波。

每个谐波磁场可以看作是一个旋转的磁极对，其极对数与谐波的次数相对应。

例如，如果一个电机运行时产生了三次谐波，那么就会有三对额外的磁极对。

确定定子磁场谐波的极对数通常需要通过详细的电机分析，这可能包括计算定子绕组的谐波分布、短路情况以及运行条件等因素。

在实际应用中，这些谐波磁场的存在可能会影响电机的性能，如产生额外的噪声、振动或者影响电机的效率。

因此，理解和分析定子磁场谐波的极对数对于电机的设计、运行和维护都是非常重要的。

通过适当的设计和调整，可以减少谐波磁场的影响，提高电机的性能和可靠性。

旋转电动机定子中正序和负序谐波电流

旋转电动机定子中正序和负序谐波电流旋转电动机定子中的正序和负序谐波电流一、引言旋转电动机是现代工业中广泛应用的电机之一，它通过旋转的方式将电能转化为机械能，驱动各种设备运行。

在电动机的运行过程中，定子中会出现正序和负序谐波电流，本文将对这两种电流进行详细的介绍和分析。

二、正序谐波电流正序谐波电流是指在旋转电动机运行过程中，定子中产生的与基波电流频率相同的谐波电流。

正序谐波电流通常是由非线性负载引起的，比如电动机驱动的空调、水泵等设备。

这些设备在正常运行时会产生非线性负载，导致电流中出现谐波成分。

正序谐波电流的存在会对电动机的运行产生一定的影响。

首先，正序谐波电流会增加电动机的功率损耗，导致效率下降。

其次，正序谐波电流还会增加电动机的温升，可能会造成电机过热甚至烧毁的情况。

因此，对于旋转电动机的设计和运行管理，需要注意控制正序谐波电流的产生。

三、负序谐波电流负序谐波电流是指在旋转电动机运行过程中，定子中产生的与基波电流频率相同但相位相反的谐波电流。

负序谐波电流通常是由电机的不平衡负载引起的，比如电机的三相电源电压不平衡、电机负载不平衡等。

负序谐波电流的存在会对电动机的运行产生一定的影响。

首先，负序谐波电流会引起电动机的振动和噪声，降低电机的运行平稳性。

其次，负序谐波电流还会增加电动机的功率损耗，导致效率下降。

因此，对于电动机的运行管理，需要注意控制负序谐波电流的产生，保持三相电源的平衡和电机的负载平衡。

四、控制和减小谐波电流的方法为了控制和减小定子中的正序和负序谐波电流，可以采取以下方法：1. 使用谐波抑制器：谐波抑制器是一种专门用于抑制谐波电流的装置，通过串联在电路中，可以有效地减小谐波电流的幅值，降低电动机的谐波损耗。

2. 优化电机设计：在电动机的设计阶段，可以采用一些优化措施，如合理选择电机的磁路结构和材料，减小电机的磁阻和铜损耗，从而降低谐波电流的产生。

3. 提高电源质量：保证电源的电压稳定和电压平衡，防止电源电压的波动和不平衡对电动机的影响。

电机参数对永磁同步发电机电流谐波的影响

电机参数对永磁同步发电机电流谐波的影响发布时间：2021-05-28T01:51:15.134Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第4期作者：吴刚[导读] 永磁同步发电机具有结构简单，功率密度高、效率高等优点，在新能源发电和电力驱动领域得到了广泛应用。

淮南平圩发电公司安徽省淮南市 232033摘要：永磁同步发电机具有结构简单，功率密度高、效率高等优点，在新能源发电和电力驱动领域得到了广泛应用。

定子电流谐波是影响发电机性能的一个重要性能指标，本文从电机本体出发，利用Ansys软件建立了表贴式和内置式两种转子类型的电机有限元模型，并在上述基础上分析了永磁同步电机不同转子结构和永磁体厚度对电感参数的影响进而结合仿真分析了电机参数对永磁同步电机电流谐波的影响。

关键词：永磁同步发电机；电机参数；谐波永磁同步发电系统中发电机内部磁场主要包括两个部分：一部分是与电机转子同步旋转的主磁场；另一部分是电机内不与转子同步旋转的磁场即谐波磁场。

产生谐波磁场的因素有：电机铁心开槽引起的气隙磁导不均匀而产生的齿谐波存在的磁场；PWM变流器调制使定子电流含有时间谐波而产生的磁场；定子绕组空间分布不均匀产生的空间谐波磁场。

对于传统的永磁同步电机，常常忽略谐波磁场，在可控永磁同步发电系统中，尤其是对于频率较高的电机，其内部常常含有一系列的高频谐波分量，在电机内产生谐波损耗，温度升高导致发电机性能下降，影响发电效率，严重时损坏整个系统。

因此，对可控永磁同步发电系统中的谐波进行分析和抑制显得尤为重要。

一、谐波的危害PWM变流器的应用，为电力电子装置在提高效率和可靠性、减小体积和重量、节省材料、降低成本等各方面提供了有利的条件，并为机电一体化、智能化奠定了坚实的基础。

随着PWM变流器应用的日益广泛，也使得电力电子装置成为最大的干扰源。

由于受控制技术及开关频率的限制，其输出的电压电流波形中谐波含量较高，主要是由各种电力电子装置、变压器等产生的，由此带来的谐波污染问题也日渐加重[1]。

发电机三次谐波定子接地误动分析

摘要:本文对发电机三次谐波定子接地原理作了简要说明，并根据大唐石泉水力发电厂5#机开停机过程中，发电机保护装置频繁打出“发电机3ω定子接地”信号，分析了三次谐波定子接地保护误动的原因。

关键词:发电机定子接地误动作0引言发电机是电力系统中最重要的设备，随着对电力系统运行稳定性要求的不断提高，三次谐波定子接地已经普及到中小型发电机组中，用来和零序接地保护配合，实现100%定子接地保护。

然而基波零序电压保护在中性点附近存在保护死区，三次谐波电压保护与运行工况有关，且容易误动作。

大唐石泉水力发电厂安装45×5MW 水轮发电机组，机端额定电压为10.5kV，5#发电机保护采用的是DGT801A 数字式发电机变压器保护装置，该保护装置在运行中出现了异常情况，因此有必要在此认真分析、总结，以提高检修水平，改善运行环境。

1原理由于发电机气隙磁通密度的非正弦分布和铁芯饱和的影响，其定子中的感应电动势除基波外，还有三、五、七次等奇次谐波，以三次谐波含量最高。

因为三次谐波具有零序分量的性质，虽然在线电动势中不存在，但在相电动势中依然存在。

而发电机三次谐波定子接地就是根据比较发电机机端和中性点三次谐波电压大小和相位构成的。

这里用U S3、U N3分别表示发电机机端和中性点的三次谐波电压，若U S3作为动作量，U N3作为制动量，则当U S3>U N3时保护动作，而在发电机正常运行时保护不会误动作，只有在发电机中性点附近发生接地时，保护才动作，且具有较高的灵敏性。

用这个原理构成了发电机定子绕组单相接地保护，它可以保护定子绕组中性点及其附近范围内的接地故障，对其余范围则可以用反应基波零序电压的保护，从而构成了100%发电机定子接地保护。

2现象描述我厂5#机开停机过程中，发电机保护装置频繁打出“发电机3ω定子接地”信号，从2013年5月5日到2013年9月12日累计打出该信号88次。

在开机过程中，当机组满负荷运行时，运行人员手动复归信号，该信号消失，然而停机过程中，该信号再次出现。

电网谐波分析解析

5
Rms（均方根）值
? 非正弦周期信号的rms值是：
rms value (值 ) ? H 12 ? H 2 2 ? ... ? Hn 2
H1=基波分量 H2，…， Hn＝谐波分量缩写词 rms 代表均方根。
? 例：计算由单相负载（例如个人电脑）引导的 rms 电流： I fund. = 56.2A; Ih3 = 27.2A; Ih5 = 2.7A; Ih7 = 9.2A;
Ih9 = 7.8A.
I rms ? 56 .2 2 ? 27 .2 2 ? 2.7 2 ? 9.2 2 ? 7.8 2
Presented by : Christ CHUNG
6
谐波畸变
? 总谐波畸变（THD）：
谐波的rms值与基波的rms值的比率（CIGRE定义）
THD
% = 100 x
H 2 2 + H 3 2 + ... + Hn 2
Presented by : Christ CHUNG
8
变速传动装置 ? 3相负载 ? 产生5，7，11，13的高谐波电流 ? 电流是不稳定的
? 谐波电流是
S=23KVA THDI=124% 2.5 12 .5001.5 -0.5 --11.5 -2 -2.5
Presented by : Christ CHUNG
y (t)
1.5
1
0.5
=
0
-0.5
-1
-1.5
h1 (t)
1.5 1 0.5 +0 -0.5 -1 -1.5
h3 (t)
? 谐波是由非线性负载产生
Presented by : Christ CHUNG
3

谐波产生的原因危害和抑制措施

谐波产生的原因危害和抑制措施0前言随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，高次谐波的影响越来越严重。

电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。

以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。

因此，研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。

1谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。

（2）设备设计思想的改变。

过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。

现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。

例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。

2谐波对电力系统的危害谐波对电力系统的污染日益严重，谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加，其危害波及全网，对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。

现将对具体设备的危害分析如下：（1）交流发电机。

同步电动机及感应电动机在定子绕组和转子绕组产生附加热损耗，热损耗除谐波电流铜损I2nR以外，还由于电流的集肤效应，产生附加损耗，对转子引起热损耗增大。

对大型汽轮发电机来说，若发生多次谐波振荡，谐波电流超过额定电流的25％时，由于上述原因可能会导致转子局部过热而损坏。

对变压器来说，铁芯产生热损耗，尤其是涡流损耗大，在变压器绕组中有谐波电流，在铁芯中感应磁通，产生铁损。

（2）架空线路谐波电流产生热损，较大的高次谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭，导致单相重合闸失败。

电缆中的谐波电流会产生热损，使电缆介损、温升增大。

（3）电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘介质损耗，加快电力电容器绝缘老化。

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发表时间：2015-12-22T11:51:46.350Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：于文牮[导读] 国网威海供电公司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。

于文牮（国网威海供电公司山东威海 264200）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。

定子为不对称绕组的排列及谐波分析

０引言
随着电机槽数和极数的增加每极每相槽数ｑ不易凑成整数，且为了消除齿谐波磁场，以分而又
电机在发生故障或者特殊情况下运行时其定子中将出现不对称电流，电机在投入使用之前应进行必要的分析。基于以上两种情况，文首先提出本
第卷总２（ＰＳＮＲＯＥＣＩＭＣＮ＇第４卷（期４篡１）ＥＬＩ＇ＯＦＬＴＣＡＨＥ６薯９ＸＯＯＰＥＲＩ）６第期５期
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定子为不对称绕组的排列及谐波分析
李明阳，姚庆双
哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨（５００１０４）
摘要三相不对称分数槽绕组与对称分数槽绕组相比，没有比较系统的排列方法，只有通过研究分析不对称分数槽绕组的排列特点提出每极每相槽数ｑ的分母为３时绕组排列的新方法，并对ｑ分母为６时绕组排列问题进行了简单的分析。另外，针对不对称绕组中通有不对称电流运行时的磁势谐波问题进行了探讨，制了Ｍａａ编ｔｂ通用程序，ｌ并利用程序和新的绕组排列方法对定子绕组进行磁势谐波分析并调出有用的结论，电机的设计、为改造以及电机运行磁势谐波分析提供参考。关键词不对称绕组；谐波分析；绕组排列
ｗｈｎｔｅａｙｅｈｓｍｍｅｒａｎｉｇｈｓａｓｍｍｅｒｃｕｅｔａｄＭａｌｂｐｏｒｍｓｐｅａｅ．ｔｃｌｗｉｄｎａｎａｙｉｔａｃｒｎｎｔａｒｇａｗａｒｐｒｄｉｌ

高压电网谐波的危害性分析及抑制措施

质老化，缩短使用寿命。在一定条件下．谐波极易与无功补偿电容器组发生谐振或谐波放大．从而导致电容
器因过负荷或过电压而损坏：交流电网的电压畸变可能引起常规变流器控制角的触发脉冲间隔不等．并通过正反馈放大系统的电压畸变．使整流器的工作不稳定，对逆变器．则可能发生连续的换相失败而无法正常工作．甚至损坏换相设备。
（ＳｈａｏｎａｇｎＱｉｎｇｎｅｎｇＤｅｓｉｇｎＬＴＤ，Ｓｈａｏｇｕａｎ５１２０２６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｎｄｃｒｉｔｉｃａｌｉｔｙｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｒｅｎａａｌｙｚｅｄｎｄａｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓｉｎｔｒｏ — ｄｕｃｅｄ．
ＣｒｉｔｉｃａｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｓｏｆＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＰｏｗｅｒＨａｒｍｏｎｉｃ
ＸｕＮｉｎｇ
电力系统解决方案
高压电网谐波的危害性分析及抑制措施
许宁
（韶关市擎能设计有限公司，广东韶关５１２０２６）摘要：分析电力系统中产生谐波的原因及其危害，并介绍谐波治理方法。

谐波分析

谐波的产生：在电力系统中，电压和电流波形理论上应是工频下的正弦波，但实际的波形总有不同的非正弦畸变。

从数学的角度分析，任何周期波形都可以被展开为傅里叶级数，因此，对于周期T=2π/ω的非正弦电压μ(t)或电流i(t)，在满足狄里赫利条件下可以展开成如下形式的傅里叶级数，即：式中：c1sin(ωt+θ1)为基波分量；cnsin(nωt+θn)为第n次谐波分量。

可以看出，所谓谐波就是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍，这也是国际上公认的谐波定义。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍，因此通常又被称为高次谐波。

虽然在实际的电网中还存在一些频率小于基波频率整数倍的正弦分量，但主要研究的还是电网中存在的整数次谐波。

公用电网中的谐波产生原因主要和以下两方面有关：(1)电源本身以及输配电系统产生的谐波。

由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等制造和结构上的原因，使得电源在发出基波电势的同时也会产生谐波电势，但由于其值很小，一般在分析电力系统谐波问题时可以忽略。

在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，由于其铁芯饱和时，磁化曲线呈非线性，相当于非线性器件，饱和程度越深波形畸变也就越严重，再加上设计时出于经济性考虑，使磁性材料工作在磁化曲线的近饱和区段，从而产生谐波电流。

电源和输配电系统虽然产生谐波，但这两方面产生的谐波所占的比例一般都很小。

(2)电力系统负荷端大量的大功率换流设备和调压装置的广泛应用产生的谐波，如荧光灯、电弧炉、变频设备、家用电器等。

这些用电设备具有非线性特征，即使供给的是标准的正弦波电压，也会产生谐波电流注入系统，给电网造成大量的谐波，甚至会因为参数配置问题使得局部区域产生放大，由用电设备产生的谐波所占比例很大，是电网主要的谐波源。

谐波的危害：谐波电流和谐波电压的存在，对公用电网造成了很大的污染，破坏了用电设备所处的环境，容易导致一系列的故障和事故，严重威胁着电力系统的安全稳定运行。

双馈风力发电机的电流谐波分析

双馈风力发电机的电流谐波分析摘要：由于化石能源的枯竭，新能源发电在电网发电总量中的占比也逐步提高。

双馈风力发电机作为新能源发电的重要电力设备应用广泛。

本文在分析双馈电机的基本原理基础上，理论分析了双馈电机的电流谐波的来源以及特点，总结了双馈电机定子电流谐波、转子电流谐波的相互作用的规律，并结合工程应用数据，验证了上述理论分析的正确性。

关键词：双馈电机；谐波；定子电流；转子电流；1 引言双馈风力发电机是新能源风力发电机中重要的发电设备，由于其对配套运行的变流器容量需求相比较全功率发电机小，更具成本优势，从而在风力发电中得到广泛应用。

谐波问题是新能源发电系统电能质量的关键问题，谐波会对电力设备的安全运行带来隐患，甚至导致电力系统故障。

随着双馈发电机的广泛应用，双馈电机的谐波问题越来越备受关注，对双馈电机的谐波分析可以查找谐波的来源，指导谐波抑制方案，提高风力发电系统的电能质量，因此双馈发电机的谐波分析具有较大的工程意义。

本文通过对双馈电机的基本原理的分析，总结了双馈电机的定子电流、转子电流的相互作用的规律以及双馈电机的电流谐波的基本特征，最后结合一2MW双馈发电机工程样机的实验数据，验证了双馈电机电流谐波理论分析的正确性。

2 双馈电机的基本原理与数学模型双馈电机是绕线型感应电机的定子绕组和转子绕组分别与交流电网或其他含电动势电路相连接来进行电能的转换传递。

定子并网后，定子电流形成的旋转磁场，其角频率为对应于电网工频，转子电流形成的旋转磁场，对转子而言，为对应于转子变流器的供电频率，以角频率旋转的旋转磁场。

为实现机电能量转换，定子和转子旋转磁场应保持相对静止。

分析双馈电机的数学模型时，定转子电流参考方向以流入电机为准，双馈感应发电机的电压、磁链矢量模型：3双馈电机的谐波电流分析3.1 双馈电机的齿槽谐波双馈电机的谐波来源主要分为电机本体、与定子连接的电网以及转子连接的变流器。

对于电机本体，定子表面有齿、槽存在，会引起气隙不均匀，由定子的齿谐波磁动势所产生的磁场，与定子基波磁动势因开口槽而产生的齿磁导谐波磁场合成定子齿谐波磁场。

谐波分析

一起谐波引发的纠纷马国强山东蓬莱市电业公司纠纷始末2004年初，山东省蓬莱市政府部门在招商引资中从上海引进了某炼钢厂项目，在为其提供优惠政策的同时，要求供电企业积极配合尽快上电。

由于时间紧、任务重，负责为该厂提供配电装置的电业公司直属企业--山东蓬莱电力器材厂按照厂方要求为其进行了图纸设计并提供相关产品。

但令他们没有想到的是，炼钢厂的生产设备是电力谐波危害巨大的中频炼钢炉，由于没有安装滤波装置，对电网的安全运行存在极大危害，随后的纠纷也就发生了。

2004年7月，配电设备现场安装完成后不久，炼钢厂就投入了正常生产。

但没几天，就有电话打到电力器材厂，原因是其两面电容柜全部烧毁，他们要求尽快更换。

为了妥善处理这一事件，器材厂技术人员与电业公司生产技术部有关人员一同去了事故现场。

只见两面电容柜已是面目全非，柜内所有电容器均被烧毁。

经检查分析，电业公司生产技术部技术人员认为：电容柜的烧毁是由于用户使用的是中频炼钢炉，没有安装滤波装置，在运行过程中产生较大高次谐波，进而将用于无功补偿的所有电容器悉数烧毁。

他们提出了处理意见：（1）炼钢厂在明知自己的生产设备需要滤波装置却没安装的情况下，电容柜的烧毁是用户用电设备对电网注入的谐波电流超标所致，因此更换电容柜的费用由用户承担。

（2）马上对炼钢厂予以停电，因为该炼钢设备还有可能对运行的变压器及其他用户造成危害。

（3）用户要尽快加装谐波滤波装置，否则不予以送电。

但炼钢厂不服，他们指出：（1）炼钢厂本身使用中频炼钢炉的情况已经告诉了电力器材厂，由于厂方人员疏忽造成了设计上的缺陷，导致了这次事故的发生。

（2）很有可能是电网本身携带谐波导致了这次事故，更换电容柜及加装滤波装置的费用应由供电企业承担，炼钢厂没有责任。

（3）若供电企业给炼钢厂停电，炼钢厂就撤资。

在双方争执不下的情况下，这起纠纷最终由市政府出面，本着顾全大局的需要，电力器材厂牺牲自身利益，重新为炼钢厂安装了电容柜，滤波装置由炼钢厂负责购进。

发电机试验中的定子电流谐波与损耗分析

发电机试验中的定子电流谐波与损耗分析发电机是当今社会中不可或缺的重要设备，在各种工业生产和生活领域都有广泛应用。

而发电机的性能稳定与否直接影响到电力供应的质量以及设备的运行效果。

定子电流谐波与损耗是发电机试验中需要重点分析的两个指标。

本文将探讨定子电流谐波与损耗产生的原因以及可能的解决方法，以期提高发电机的性能与运行效率。

一、定子电流谐波的产生原因在发电机运行过程中，定子电流的谐波是不可避免的。

定子电流谐波的主要产生原因包括以下几个方面：1. 磁场非线性因素：发电机的定子线圈由于非线性磁路的存在，在受到电压激励时会产生谐波电流。

2. 非理想电源：电源的非理想性会使得电压波形失真，从而导致定子电流出现谐波成分。

3. 电机结构和绕组设计不合理：电机的结构设计不合理或绕组的设计参数选取不当都可能导致定子电流谐波的产生。

二、定子电流谐波的影响定子电流谐波的存在将对发电机的性能产生一定的影响：1. 增加发电机的损耗：定子电流谐波会在导线和铁芯中产生附加损耗，导致发电机的效率降低。

2. 引起发热现象：定子电流谐波在发电机中会导致发热现象的增加，进而加剧设备的老化和损坏。

3. 影响电力质量：定子电流谐波会使得交流电的波形失真，导致电力质量下降，甚至会对其他设备产生影响。

三、定子电流谐波的分析方法为了对定子电流谐波进行准确分析，需要采用适当的方法和工具。

以下是常用的定子电流谐波分析技术：1. 傅里叶变换：通过使用傅里叶变换，可以将周期性的定子电流信号分解成多个谐波成分，并进一步分析各个谐波的特性。

2. 示波器测量：使用示波器对定子电流进行实时测量，可以直观地观察到电流波形的变化，从而判断是否存在谐波成分。

3. 频谱分析仪：频谱分析仪可以将定子电流信号分解成不同频率的成分，并以图表方式展示，方便分析人员更全面地了解定子电流谐波情况。

四、定子电流谐波的解决方法针对定子电流谐波问题，可以采取以下解决方法：1. 优化电机的设计和绕组：合理的电机结构和绕组设计可以减少或消除谐波电流的产生。

不对称短路时,发电机定子电流中的奇次谐波分量

不对称短路时,发电机定子电流中的奇次谐波分量奇次谐波分量是指在电流或电压波形中，频率是基波频率整数倍的谐波成分。

当不对称短路发生时，电流波形中会出现奇次谐波分量。

在本文中，我们将一步一步解释不对称短路发生时发电机定子电流中的奇次谐波分量。

首先，让我们了解一下什么是不对称短路。

不对称短路是指电机的三相电压不等，或者阻抗不等，导致三相电流不等的情况。

这可能是由于电源系统故障、电机接线错误或电机内部故障等原因引起的。

当不对称短路发生时，发电机定子电流会包含奇次谐波分量。

这是因为不对称短路导致了电流波形的失真，使得谐波成分产生。

我们知道，理想的电流波形是正弦波形，只包含基波频率的成分。

然而，在不对称短路的情况下，电流波形将失真，不再是一个完美的正弦波。

不对称短路引起的电流波形失真可以用Fourier级数展开来描述。

根据Fourier级数，任何周期性函数都可以由一系列基波及其谐波成分的叠加表示。

奇次谐波分量是指频率是基波频率整数倍的谐波成分。

在不对称短路情况下，电流失真会导致电流波形的各个谐波分量产生。

具体来说，奇次谐波分量可以通过以下步骤计算：1. 首先，我们需要获取不对称短路时的电流波形数据。

这可以通过实测或仿真模拟得到。

电流波形数据通常以离散样本的形式给出，我们需要获取足够的样本以表示一个完整的周期。

2. 接下来，我们将获得的电流波形数据进行数字信号处理，例如傅里叶分析。

傅里叶分析可以将一个复杂的电流波形分解为一系列频率成分。

3. 根据傅里叶分析的结果，我们可以确定奇次谐波分量的振幅和相位。

根据Fourier级数的定义，奇次谐波分量的频率是基波频率的整数倍，而振幅和相位则取决于原始电流波形的特性。

需要注意的是，不对称短路引起的电流波形失真可能不仅仅包含奇次谐波分量，可能还包括偶次谐波分量和其他非谐波成分。

然而，在本文中，我们只关注奇次谐波分量。

最后，我们来总结一下不对称短路时发电机定子电流中奇次谐波分量的主要特点：1. 基波频率的整数倍：奇次谐波分量的频率是基波频率的整数倍。

谐波

一、谐波的来源“谐波”一词起源于声学。

电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。

当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。

1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。

二、谐波的定义谐波（harmonic wavelength)定义：从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。

从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符。

正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。

产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。

主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

谐波的危害：降低系统容量如变压器、断路器、电缆等；加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备；危害生产安全与稳定；浪费电能等。

谐波的治理：有源电力滤波器是治理谐波的最优产品。

三、谐波的产生用傅立叶分析原理，能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。

在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。

当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。

由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。

谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。

6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 ….n倍于电网频率。

功率变换器的脉冲数越高，最低次的谐波分量的频率的次数就越高。

其他功率消耗装置，例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。

在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。

交流电动机运行过程中的磁势谐波分析

因占有的空间等于 2 360 电角度，故电角度 = 2 机械角度� 总之，对于极对数为的电机，电角度 = 机械角度� 因此，形成两极电机，应将定子全部槽数按极数均分为两部分，每部分再按三相均分为三个区段，共得六个区段，称为六个相带，依次命名为 A � Z � B � X � C �Y ，每个相带内包括一个或几个槽，如图 3 所示 �如此类推可形成四极电机等，如图 4 所示 �
2012 年第 28 卷第 2 期
� 石油化工安全环保技术 � P E TR O C H E M IC A L SA F E TY AN D E NV IR ON M E N TAL P R OTE C TION TE C H N OLOG Y
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安全与环保设计
交流电动机运行过程中的磁势谐波分析
部中的电流均流入纸面，三相绕组产生的合成磁场由上向下，是一个两极磁场 � 因此，使三相绕电动机的核心部件为绕组，交流绕组的形式 � 组在定子槽内互差 120 电角度，并按 A � Z �B � ，但其构成原则皆为 : 在导体数目虽然互不相同一定的情况下，绕组的合成电势和磁势在波形上接近正弦波，在幅值上获得的基波电势和基波磁势最大，定� 转子绕组的损耗小，用铜量省� 对于三相绕组，各相的电势和磁势对称，电阻与电抗平衡，绕组的绝缘和机械强度可靠，散热性能好和用铜量省是衡量电动机性能优略的刚性指标 � X �C �Y 的顺序排列，则当通入对称的三相交流电流时，即可得到一个两极的三相绕组� 绕组的展开图如图 2 所示� 当电机具有两对极时，绕组的布置如图 2 所示 �沿整个定子铁芯内圆开有 12 个槽，组成的三相绕组相当于图 1 所示二极交流电机的绕组重复一次� 这里的电角度和机械角度是有区别的 � 电

定子槽谐波

定子槽谐波
定子槽谐波是电机中的一类电磁干扰，主要产生于电机的定子绕组中。

当电流通过定子绕组时，会在定子槽内产生磁场，进而产生谐波。

这些谐波对电机的运行效率和稳定性具有负面影响，因此需要进行有效的分析和控制。

在电机设计和制造过程中，可以通过以下方式来削弱定子槽谐波的影响：选择合理的极槽配合与绕组跨距：绕组分布与谐波含量有关，可以通过调整绕组分布来削弱谐波。

常见的绕组跨距选择为5/6倍极距时，可以有效削弱5、7次谐波。

绕组跨距通常选取为接近但小于一个极距的值，从而减少高次谐波的影响。

增加绕组层数：绕组层数越多，电枢反应磁场越接近正弦，从而降低谐波含量。

合理设计定子槽口：定子磁场经极靴进入气隙，所以槽口的宽度（极靴宽度）对其谐波含量会有影响。

采用磁性槽楔：磁性槽楔可以改善磁场分布，进一步降低谐波含量。

采用适当的转子槽配合：转子槽配合对电机的谐波含量也有影响。

一般来说，转子槽数越少，谐波含量越低。

优化电机设计参数：电机的设计参数如极对数、气隙长度等也会影响谐波含量。

可以通过优化这些参数来降低谐波含量。

使用谐波抑制器：谐波抑制器是一种可以有效降低电机谐波的设备，可以在电机运行时实时监测和抑制谐波。

需要注意的是，定子槽数Z的选择也会影响谐波的产生。

一般情况下，定子槽数Z随着电机功率增大而增大。

对于异步电机和永磁同步电机，可以参考现有同等功率电机的槽配合来初步选取可用的槽配合备选方案。

谐波和轴电流关系

谐波和轴电流关系一、引言在电力系统和电机工程中，谐波和轴电流是两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。

谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的电压或电流分量，而轴电流则是电机运行中，由于各种原因在电机轴上产生的电流。

本文旨在深入探讨谐波与轴电流之间的关系，分析它们对电机运行的影响，并提出相应的应对措施。

二、谐波的产生与影响谐波的产生主要源于电力系统中的非线性负载，如整流器、变频器、电弧炉等。

这些设备在工作时会产生大量的谐波分量，导致电网电压波形畸变，进而影响其他设备的正常运行。

谐波对电力系统的影响主要表现在以下几个方面：1. 增加设备损耗：谐波会使电力设备的电流和电压波形发生畸变，从而增加设备的铜损和铁损，降低设备的效率。

2. 干扰通信设备：谐波会通过电磁感应和传导等方式干扰通信设备的正常工作，降低通信质量。

3. 影响电能质量：谐波会导致电网电压波动和闪变，影响电能的稳定性和可靠性。

4. 引发谐振：在某些情况下，谐波可能与电网中的电容和电感等元件发生谐振，产生过电压和过电流，危及设备的安全运行。

三、轴电流的产生与影响轴电流的产生主要是由于电机定子磁场的不平衡或轴承电容的耦合作用。

当电机运行时，定子磁场会在电机轴上感应出电动势，如果电机轴的绝缘不良或轴承电容较大，就会产生轴电流。

轴电流对电机的影响主要表现在以下几个方面：1. 腐蚀轴承：轴电流会通过轴承形成回路，导致轴承表面产生电火花腐蚀，降低轴承的使用寿命。

2. 影响电机性能：轴电流会产生额外的磁场，干扰电机的正常运行，降低电机的效率和性能。

3. 危及设备安全：严重的轴电流可能导致电机轴承损坏，进而引发设备故障和安全事故。

四、谐波与轴电流的关系谐波和轴电流在电机运行中常常同时存在，它们之间有着密切的联系。

一方面，谐波会导致电网电压波形畸变，增加电机定子中的谐波电流，从而增加轴电流的产生概率。

另一方面，轴电流的存在也会加剧电网的谐波污染，形成恶性循环。