交流電機(jī)繞組的基本理論綜述

1、第第4章章交流電機(jī)繞組交流電機(jī)繞組 的基本理論的基本理論v交流繞組排列及連線的規(guī)律交流繞組排列及連線的規(guī)律v單層繞組單層繞組v雙層繞組雙層繞組內(nèi)內(nèi)容容提提要要 v有關(guān)交流繞組的幾個(gè)概念有關(guān)交流繞組的幾個(gè)概念 4.1交流繞組交流繞組 基本要求v線圈線圈（繞組元件）：是構(gòu)成繞組的基本（繞組元件）：是構(gòu)成繞組的基本單元。繞組就是線圈按一定規(guī)律的排列和單元。繞組就是線圈按一定規(guī)律的排列和聯(lián)結(jié)。線圈可以區(qū)分為聯(lián)結(jié)。線圈可以區(qū)分為多匝線圈多匝線圈和和單匝線單匝線圈圈。與線圈相關(guān)的概念包括。與線圈相關(guān)的概念包括有效邊有效邊、端部、端部、線圈節(jié)距線圈節(jié)距等。等。有有效效邊邊端端部部節(jié)距節(jié)距y單匝線圈單匝線圈多

2、匝線圈多匝線圈多匝線圈簡圖多匝線圈簡圖極距極距：沿定子鐵心內(nèi)圓每個(gè)磁極所占的范圍。分別用長度（：沿定子鐵心內(nèi)圓每個(gè)磁極所占的范圍。分別用長度（mm）和槽）和槽數(shù)表示如下：數(shù)表示如下：2Dp12zp電角度電角度 v鐵心的橫截面是一個(gè)圓，其幾鐵心的橫截面是一個(gè)圓，其幾何角度為何角度為360度。度。 v從電磁角度看，一對從電磁角度看，一對N,S極構(gòu)極構(gòu)成一個(gè)磁場周期，即成一個(gè)磁場周期，即一一對極為對極為360電角度電角度 v電機(jī)的極對數(shù)為電機(jī)的極對數(shù)為p時(shí)，氣隙圓周時(shí)，氣隙圓周的角度數(shù)為（的角度數(shù)為（p*360）電角度。電角度。節(jié)距節(jié)距 v線圈兩個(gè)線圈兩個(gè)有效邊有效邊之間所跨之間所跨過的槽數(shù)稱為線圈

3、的過的槽數(shù)稱為線圈的節(jié)距節(jié)距，用用y表示。表示。 y長距線圈長距線圈（一般不用）（一般不用）。單層單層繞組和繞組和雙層雙層繞組繞組 v單層繞組一個(gè)槽中只放一個(gè)元件邊。單層繞組一個(gè)槽中只放一個(gè)元件邊。v雙層繞組一個(gè)槽中放兩個(gè)元件邊。雙層繞組一個(gè)槽中放兩個(gè)元件邊。槽距角槽距角,相數(shù)相數(shù)m,每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q 1360pz12zqpm二、交流繞組的二、交流繞組的構(gòu)成原則構(gòu)成原則 v均勻均勻原則：每個(gè)極域內(nèi)的槽數(shù)（線圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個(gè)極域內(nèi)原則：每個(gè)極域內(nèi)的槽數(shù)（線圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個(gè)極域內(nèi)所占的槽數(shù)應(yīng)相等所占的槽數(shù)應(yīng)相等 v對稱對稱原則：原則：三相繞組在電機(jī)的圓周空間互相錯(cuò)

4、開三相繞組在電機(jī)的圓周空間互相錯(cuò)開120電角度，三相繞組中各相電角度，三相繞組中各相的匝數(shù)、線徑和繞組形式均相同。的匝數(shù)、線徑和繞組形式均相同。 v電勢相加電勢相加原則：線圈兩個(gè)圈邊的感應(yīng)電勢應(yīng)該相加；線圈與線圈之間的原則：線圈兩個(gè)圈邊的感應(yīng)電勢應(yīng)該相加；線圈與線圈之間的連接也應(yīng)符合這一原則。連接也應(yīng)符合這一原則。 4.2單層繞組單層繞組 v構(gòu)造構(gòu)造方法方法和和步驟步驟（舉例：（舉例：Z1=24,2p=4,整距整距,m=3）1.分極分相分極分相: v將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開,并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢方向。并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢方向。 v將每個(gè)極域的槽數(shù)按將每個(gè)極域的槽

5、數(shù)按3相均勻分開。相均勻分開。3相在空間錯(cuò)開相在空間錯(cuò)開120電角度。電角度。 12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNS2.連線圈連線圈和和線圈組線圈組 v將將1對極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈。對極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈。 AXv將將1對極域內(nèi)屬于同一相的對極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成個(gè)線圈連成1個(gè)個(gè)線圈組線圈組 3.連相繞組連相繞組： v將屬于同一相的將屬于同一相的p個(gè)線圈組連成個(gè)線圈組連成1相繞組，并標(biāo)記首尾端相繞組，并標(biāo)記首尾端 v將將3個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成

6、完整的三相繞組。三相繞組。 BYCZN4.單層繞組單層繞組分類分類 等元件式整距疊繞組等元件式整距疊繞組同心式繞組同心式繞組交叉式繞組交叉式繞組交叉式繞組交叉式繞組4.3雙層繞組雙層繞組（包含有雙層（包含有雙層疊繞組疊繞組和和波繞組波繞組） 構(gòu)造構(gòu)造方法方法和和步驟步驟舉例：舉例：Z1=24槽槽，2p=4極極，一般用短距，短距，m=3,y=5分極分相分極分相:（雙層繞組雙層繞組1） 將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開（將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開（N,S極極相鄰分布）并標(biāo)記假相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢方向；設(shè)的感應(yīng)電勢方向；將每個(gè)極域的槽數(shù)按三相均勻分開。三相在空間錯(cuò)開將每個(gè)極域的槽數(shù)按三相均勻

7、分開。三相在空間錯(cuò)開120電角度電角度。 連線圈和線圈組連線圈和線圈組（看圖看圖） 根據(jù)給定的根據(jù)給定的線圈節(jié)距線圈節(jié)距將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊（將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊（一上一下）連成一個(gè)線圈。一上一下）連成一個(gè)線圈。將同一極域內(nèi)屬于同一相的將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組。線圈組。以上連接應(yīng)符合電勢相加原則以上連接應(yīng)符合電勢相加原則 連接每相繞組連接每相繞組（看圖看圖）將屬于同一相的將屬于同一相的2p個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。 串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，要符合電勢相加原則。串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，要符合電勢相加原則。

8、按照同樣的方法連接其他兩相。按照同樣的方法連接其他兩相。 連三相繞組連三相繞組 將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組 接法或者接法或者Y接法接法 交流繞組小結(jié)：單層繞組的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是槽內(nèi)無需層間絕緣，槽利用率高，對槽面積較小的小型電機(jī)意義重大。缺點(diǎn)是不能制成短距繞組，對削弱高次諧波不利。電機(jī)導(dǎo)線較粗時(shí)，端部安裝較為困難。雙層繞組的優(yōu)缺點(diǎn)：可以選擇有利的節(jié)距，改善磁勢和電勢波形。端部排列整齊，這一點(diǎn)對大功率電機(jī)尤為重要。每個(gè)線圈尺寸都一樣，便于統(tǒng)一加工。缺點(diǎn)是嵌線較為復(fù)雜。v旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場是是交流電機(jī)交流電機(jī)工作的基礎(chǔ)。工作的基礎(chǔ)。 v在交流電機(jī)理

9、論中有在交流電機(jī)理論中有兩兩種旋轉(zhuǎn)磁場：種旋轉(zhuǎn)磁場： (1)機(jī)械機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場（旋轉(zhuǎn)磁場（二極機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場二極機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場，四極機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場四極機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場）(2)電氣電氣旋轉(zhuǎn)磁場（旋轉(zhuǎn)磁場（二極電氣旋轉(zhuǎn)磁場二極電氣旋轉(zhuǎn)磁場，四極電氣旋轉(zhuǎn)磁場四極電氣旋轉(zhuǎn)磁場） v通過原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)磁極旋轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生通過原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)磁極旋轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生機(jī)械機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場。 v兩種旋轉(zhuǎn)磁場盡管產(chǎn)生的機(jī)理不相同，但在交流繞組中形成電磁感兩種旋轉(zhuǎn)磁場盡管產(chǎn)生的機(jī)理不相同，但在交流繞組中形成電磁感應(yīng)的效果是一樣的。應(yīng)的效果是一樣的。 v交流繞組處于旋轉(zhuǎn)磁場中，并切割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電勢。交流繞組處于旋轉(zhuǎn)磁場中，并切割旋轉(zhuǎn)磁

10、場，產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 4.4交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子繞組定子繞組的的感應(yīng)感應(yīng)電勢電勢 一、交流一、交流同步同步發(fā)發(fā)電機(jī)電機(jī)的的結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型 v同步發(fā)電機(jī)的同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型如圖如圖所示：轉(zhuǎn)子上有成對的所示：轉(zhuǎn)子上有成對的磁極磁極，定子上有定子上有三相對稱交流繞組三相對稱交流繞組。 v原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，形原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場在氣隙成旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場在氣隙空間可以取空間可以取基波（正弦）基波（正弦）進(jìn)進(jìn)行研究。行研究。 v定子繞組的有效邊被旋轉(zhuǎn)定子繞組的有效邊被旋轉(zhuǎn)磁場切割，并在其中產(chǎn)生感磁場切割，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢應(yīng)電勢。 AXBYZCfU定子鐵心定子鐵心

11、定子繞組定子繞組主極鐵心主極鐵心勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組圖圖同步發(fā)電機(jī)原理圖同步發(fā)電機(jī)原理圖Bx1nOAXNS圖圖氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的基波分量基波分量二、交流繞組的感應(yīng)電勢二、交流繞組的感應(yīng)電勢 12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SNSAXNv研究電勢的次序：各研究電勢的次序：各導(dǎo)體導(dǎo)體線圈線圈線圈組線圈組一相繞組一相繞組的電勢的電勢 1.導(dǎo)體導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢中的感應(yīng)電勢xXS1nNlv感應(yīng)電勢的感應(yīng)電勢的波形波形: ex(t)=Bxlv 感應(yīng)電勢感應(yīng)電勢隨時(shí)間變化的波形和隨時(shí)間變化的波形和磁磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度在空間的分布

12、波形相一在空間的分布波形相一致。致。只考慮磁場基波時(shí)只考慮磁場基波時(shí),感應(yīng)電勢感應(yīng)電勢為正弦波為正弦波。 v感應(yīng)電勢的感應(yīng)電勢的頻率頻率 160pnf 問題問題1：4極電機(jī)，要使得導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢為極電機(jī)，要使得導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢為50Hz,轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？ v感應(yīng)電勢的感應(yīng)電勢的大?。捍笮。?BpBO11max11122260602pnppnEB lvB lBlB fSfmax1112 2222dEEff . .小結(jié)小結(jié)：繞組中均勻分布著許多導(dǎo)體，這些導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢：繞組中均勻分布著許多導(dǎo)體，這些導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢有效值有效值、頻率、頻率、波形波形均相同；但是它們的均相同；但是它們

13、的相位相位不相同。不相同。 2.線圈線圈中的感應(yīng)電勢中的感應(yīng)電勢 v整距整距線圈中的感應(yīng)電勢線圈中的感應(yīng)電勢 xXS1nNO1B1B1dE2dE線圈線圈兩兩有效邊處于磁場中相反的位置，有效邊處于磁場中相反的位置，其感應(yīng)電勢相位差其感應(yīng)電勢相位差180電角度。電角度。 11124.44ydEEf考慮匝數(shù)后考慮匝數(shù)后:11124.44yydyEN Ef Nv短距短距線圈中的感應(yīng)電勢線圈中的感應(yīng)電勢 線圈線圈兩兩有效邊在磁場中相距為有效邊在磁場中相距為y,其感應(yīng)電勢相位差是其感應(yīng)電勢相位差是180-電角度。電角度。 =(-y)=(-y)*180/(電角度) y1801dE2dE1dE2dEyE/21

14、112cos24.44yydyyEN Ef Nk短距系數(shù)短距系數(shù):ky=(整距線圈電勢整距線圈電勢)/(短距線圈電勢短距線圈電勢)=cos(/2) v小結(jié)：短距系數(shù)小結(jié)：短距系數(shù)ky小于小于1，故短距線圈感應(yīng)電勢有所損失；但短距可以削弱，故短距線圈感應(yīng)電勢有所損失；但短距可以削弱高次高次諧波（后面要講）。諧波（后面要講）。 3.線圈組線圈組的感應(yīng)電勢的感應(yīng)電勢 1yE2yE3yEqEqE1yE2yE3yE123qyyyEEEEROABCD2112 sin2sin222sin2sin24.44sin2yqyyqyqEqqERqqEqE kqN f kq分布系數(shù)分布系數(shù)：i=1sin2sin2yq

15、qyiqqEkqE注：注：分布系數(shù)小于1，通常通常 kq在在0.931.0之間。 4.每相繞組每相繞組的電勢的電勢 單層單層繞組繞組的相電勢：的相電勢： 單層繞組每對極每相單層繞組每對極每相q個(gè)線圈，組成一個(gè)線圈組，共個(gè)線圈，組成一個(gè)線圈組，共p個(gè)個(gè)線圈組線圈組。若若p個(gè)線圈組全部并聯(lián)則相電勢個(gè)線圈組全部并聯(lián)則相電勢=線圈組的電勢線圈組的電勢若若p個(gè)線圈組全部串聯(lián)則相電勢個(gè)線圈組全部串聯(lián)則相電勢=p倍倍線圈組電勢線圈組電勢實(shí)際線圈組可并可串，總實(shí)際線圈組可并可串，總串聯(lián)匝數(shù)：串聯(lián)匝數(shù)：12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24SN

16、SAXN1ypqNNa則每相電勢：則每相電勢： 1114.44pqEf N k雙層繞組雙層繞組的電勢的電勢 雙層繞組每極每相有雙層繞組每極每相有q個(gè)線圈，構(gòu)成個(gè)線圈，構(gòu)成一一個(gè)線圈組，共個(gè)線圈組，共2p個(gè)個(gè)線圈組線圈組,這這2p個(gè)線圈組可并可串，個(gè)線圈組可并可串，總串聯(lián)匝數(shù)總串聯(lián)匝數(shù)12ypqNNa雙層繞組要考慮到短距系數(shù)雙層繞組要考慮到短距系數(shù): 1111114.444.44pqywEf N k kf N k 繞組系數(shù)繞組系數(shù)：kw1=kykq 5.本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)： v正弦分布的以轉(zhuǎn)速正弦分布的以轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，在三相對稱交流繞組中會(huì)感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，在三相對稱交流繞組中會(huì)感應(yīng)

17、出三相對稱交流電勢。出三相對稱交流電勢。v感應(yīng)電勢的波形與磁場分布波形相同，為正弦波。感應(yīng)電勢的波形與磁場分布波形相同，為正弦波。v感應(yīng)電勢的頻率為感應(yīng)電勢的頻率為f=pn/60（Hz）v每相電勢的大小為每相電勢的大小為Ep1=4.44fN11Kw1v繞組系數(shù)繞組系數(shù):kw1=kykq,kq=sin(q/2)/(qsin/2),ky=cos/24.5交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)每相每相繞組的繞組的磁勢磁勢一、一、一個(gè)整距一個(gè)整距線圈的磁勢線圈的磁勢1.脈振磁勢脈振磁勢的幅值的幅值v整距線圈在異步電機(jī)中產(chǎn)生的磁勢示意圖整距線圈在異步電機(jī)中產(chǎn)生的磁勢示意圖v磁力線穿過轉(zhuǎn)子鐵心，定子鐵心和兩個(gè)氣隙磁力線

18、穿過轉(zhuǎn)子鐵心，定子鐵心和兩個(gè)氣隙v相對于氣隙而言相對于氣隙而言,由于鐵心磁導(dǎo)率極大由于鐵心磁導(dǎo)率極大,其上消耗的磁勢降可以忽略不計(jì)其上消耗的磁勢降可以忽略不計(jì)v一個(gè)氣隙上消耗的一個(gè)氣隙上消耗的磁勢磁勢為：為：o180y yN i90o90270 xf2y yN i2y yN i/2y yN i如果通過線圈的電流為正弦波如果通過線圈的電流為正弦波:2cosyyiIt則矩形波的高度也將按正弦變化。則矩形波的高度也將按正弦變化。整距集中繞組產(chǎn)生的磁勢是一個(gè)位置固定，幅值隨時(shí)間按正弦變整距集中繞組產(chǎn)生的磁勢是一個(gè)位置固定，幅值隨時(shí)間按正弦變化的化的矩形波脈振磁勢（矩形波脈振磁勢（看動(dòng)畫看動(dòng)畫）。脈振磁

19、勢脈振磁勢可以表示為可以表示為:2coscos22y yyyyyN iN ItfFt脈振磁勢脈振磁勢的幅值：的幅值：22yyyN IF 2.矩形矩形波脈振磁勢的分解波脈振磁勢的分解v按照富立葉級數(shù)分解的按照富立葉級數(shù)分解的方法可以把矩形波分解為方法可以把矩形波分解為基波和一系列的諧波之和：基波和一系列的諧波之和：90o90270 xf2y yN i2y yN i1240.92yyyyyN IFN I0.9yyyFN Iv因?yàn)榛ù艅輰﹄姍C(jī)性能影響最大，故因?yàn)榛ù艅輰﹄姍C(jī)性能影響最大，故本書以后的分析只考慮基波本書以后的分析只考慮基波!！v對某瞬時(shí)來說對某瞬時(shí)來說,基波磁勢的大小在空間按正弦分

20、布；基波磁勢的大小在空間按正弦分布；對氣隙中某一點(diǎn)而言對氣隙中某一點(diǎn)而言,基波磁勢的大小隨時(shí)間作正基波磁勢的大小隨時(shí)間作正弦變化弦變化;基波磁勢的幅值永遠(yuǎn)在該相繞組的軸線上?；ù艅莸姆涤肋h(yuǎn)在該相繞組的軸線上。對應(yīng)公式如下：對應(yīng)公式如下：（看基波脈振磁勢動(dòng)畫看基波脈振磁勢動(dòng)畫）11coscosyfFXt二、整距分布繞組的磁勢二、整距分布繞組的磁勢v線圈組中的個(gè)線圈組中的個(gè),線圈相互之間依次錯(cuò)開一個(gè)槽距角線圈相互之間依次錯(cuò)開一個(gè)槽距角,。v單個(gè)線圈產(chǎn)生單個(gè)線圈產(chǎn)生矩形波脈振磁勢矩形波脈振磁勢，取其分解后的基波分量，取其分解后的基波分量為為正弦脈振磁勢正弦脈振磁勢；vq個(gè)正弦波脈振磁勢在空間依次

21、錯(cuò)開一個(gè)槽距角個(gè)正弦波脈振磁勢在空間依次錯(cuò)開一個(gè)槽距角。v線圈組線圈組的磁勢等于的磁勢等于q個(gè)線圈磁勢在空間的疊加，其疊加個(gè)線圈磁勢在空間的疊加，其疊加方法類似于感應(yīng)電勢的疊加。方法類似于感應(yīng)電勢的疊加。qF1yF2yF3yFROABCD 1yF2yF3yFqF0.9()qyyqFqNI kv組的分布系數(shù)組的分布系數(shù):i=1sin2sin2yqqyiqqFkqFv結(jié)論：線圈組的磁勢為結(jié)論：線圈組的磁勢為:三、三、雙層短距繞組雙層短距繞組的磁勢的磁勢 v在分析磁場分布式時(shí)，在分析磁場分布式時(shí)，雙層整距繞組雙層整距繞組可以等效為可以等效為兩個(gè)整距單層繞組兩個(gè)整距單層繞組。v兩個(gè)等效單層繞組在空間兩

22、個(gè)等效單層繞組在空間分布分布上錯(cuò)開一個(gè)短距角上錯(cuò)開一個(gè)短距角。v雙層短距繞組的磁勢等于兩個(gè)等效單層繞組的磁勢在空間疊加。雙層短距繞組的磁勢等于兩個(gè)等效單層繞組的磁勢在空間疊加。v雙層短距繞組的磁勢為雙層短距繞組的磁勢為:v繞組的短距系數(shù)繞組的短距系數(shù):12cos0.9(2)2pqyyqyFFqNI k kos2ykc1qF2qF1pF2四、單相四、單相脈振磁勢脈振磁勢的的統(tǒng)一統(tǒng)一表達(dá)式表達(dá)式為了統(tǒng)一表示為了統(tǒng)一表示相繞組相繞組的磁勢，引入每相電流的磁勢，引入每相電流I1,每相串聯(lián)匝數(shù)每相串聯(lián)匝數(shù)N1等概念。等概念。1yIIa12ypqNNa1ypqNNa對雙層繞組對雙層繞組對單層繞組對單層繞組

23、1 1110.9pwN IFkp統(tǒng)一公式統(tǒng)一公式單相繞組產(chǎn)生的基波磁勢仍然是單相繞組產(chǎn)生的基波磁勢仍然是脈振磁勢脈振磁勢。其物理意義為：其物理意義為：對某瞬時(shí)來說對某瞬時(shí)來說,基波基波磁勢磁勢的大小在空間按正弦分布；對氣隙中某一點(diǎn)而言的大小在空間按正弦分布；對氣隙中某一點(diǎn)而言,基波基波磁勢磁勢的大的大小隨時(shí)間作正弦變化小隨時(shí)間作正弦變化;基波基波磁勢磁勢的幅值永遠(yuǎn)在該相繞組的軸線上。的幅值永遠(yuǎn)在該相繞組的軸線上。單單相繞組基波磁勢相繞組基波磁勢(瞬時(shí)值瞬時(shí)值)表達(dá)式表達(dá)式:11coscosppfFXt4.6三相基波旋轉(zhuǎn)磁勢三相基波旋轉(zhuǎn)磁勢一、一、單相脈振磁勢單相脈振磁勢的分解的分解結(jié)論：結(jié)論：

24、單相脈振磁勢單相脈振磁勢可以分解為可以分解為兩兩個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速相同、幅值相等轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速相同、幅值相等的旋轉(zhuǎn)磁勢。的旋轉(zhuǎn)磁勢。(看動(dòng)畫看動(dòng)畫）設(shè)設(shè)A相繞組通過電流相繞組通過電流12cosaIIt其基波磁勢為其基波磁勢為:1coscosapfFXt根據(jù)三角公式根據(jù)三角公式:11cos()cos()2apaafFXtXtFF11cos()2apFFXt最高點(diǎn)的運(yùn)行最高點(diǎn)的運(yùn)行軌跡軌跡為為Xt即最高點(diǎn)的位置隨時(shí)間以角速度即最高點(diǎn)的位置隨時(shí)間以角速度運(yùn)動(dòng)。注：運(yùn)動(dòng)。注：X=x/（本式各量的單位：電弧度（本式各量的單位：電弧度X；長長度度x）。曲線上其他點(diǎn)的軌跡具有類似的結(jié)論。）。曲線上其他點(diǎn)的軌

25、跡具有類似的結(jié)論。(看正弦行波動(dòng)畫看正弦行波動(dòng)畫）該波是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢波，在氣隙空間以角速度該波是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢波，在氣隙空間以角速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為:1160602fnpp0aF1n1tx二、基波二、基波三相合成三相合成磁勢磁勢旋轉(zhuǎn)磁勢旋轉(zhuǎn)磁勢 1.公式證明公式證明 (1)三相對稱電流三相對稱電流: coscos(120 )cos(240 )ambmbmiItiItiIt(2)三相對稱電流通過三相對稱繞組時(shí)各自產(chǎn)生的磁勢三相對稱電流通過三相對稱繞組時(shí)各自產(chǎn)生的磁勢: 111111cos()cos()21cos(120 )cos(120 )cos()cos(240 )21cos(240 )

26、cos(240 )cos()cos(480 )2apaabppbbcppccfFXtXtFFfFXtFXtXtFFfFXtFXtXtFF (3)將以上三式進(jìn)行數(shù)學(xué)變換后再相加即得到合成磁勢為將以上三式進(jìn)行數(shù)學(xué)變換后再相加即得到合成磁勢為: 113cos()2pfFXt結(jié)論：三相對稱電流通入三相對稱繞組在電機(jī)內(nèi)部可自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)圓形結(jié)論：三相對稱電流通入三相對稱繞組在電機(jī)內(nèi)部可自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。（旋轉(zhuǎn)磁勢。（看動(dòng)畫看動(dòng)畫） 2.旋轉(zhuǎn)磁勢的再分析旋轉(zhuǎn)磁勢的再分析圖解證明和結(jié)論圖解證明和結(jié)論 v單相單相繞組產(chǎn)生的繞組產(chǎn)生的基波脈振磁勢基波脈振磁勢可以分解為兩個(gè)向相反方向旋轉(zhuǎn)的可以分解為兩個(gè)向相

27、反方向旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢磁勢。（。（看動(dòng)畫看動(dòng)畫） v三相對稱交流繞組通過三相對稱交流電流時(shí)，三個(gè)反向旋轉(zhuǎn)磁勢在空間錯(cuò)三相對稱交流繞組通過三相對稱交流電流時(shí)，三個(gè)反向旋轉(zhuǎn)磁勢在空間錯(cuò)開開120電角度相互抵消，三個(gè)正向旋轉(zhuǎn)磁勢在空間同相位，合成一個(gè)圓形旋電角度相互抵消，三個(gè)正向旋轉(zhuǎn)磁勢在空間同相位，合成一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。（轉(zhuǎn)磁勢。（看動(dòng)畫看動(dòng)畫） v旋轉(zhuǎn)磁勢的旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值幅值為為:1 111131.352pwN IFFkpv旋轉(zhuǎn)磁勢的旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)速（即同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速）為為:1160602fnppv旋轉(zhuǎn)磁勢的旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向:由帶由帶超前超前電流的相轉(zhuǎn)向帶電流的相轉(zhuǎn)向帶滯后滯

28、后電流的相電流的相。v當(dāng)某相電流達(dá)最大值時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值位置剛好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上。當(dāng)某相電流達(dá)最大值時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值位置剛好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上。 v改變旋轉(zhuǎn)磁場改變旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向的方法：調(diào)換任意兩相電源線（即改變的方法：調(diào)換任意兩相電源線（即改變相序相序） v三相對稱交流繞組通過三相對稱交流電流后可產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。三相對稱交流繞組通過三相對稱交流電流后可產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。用動(dòng)用動(dòng)畫演示畫演示（二極動(dòng)畫二極動(dòng)畫，四極動(dòng)畫四極動(dòng)畫） YZAXBC0t maiI2cmbiiIYZAXBC120tmbiI2mcaIii YZAXBC240tmciI2mabIii YAXBC360tmaiI2cmbiiI2cmbiiIZ2