時間矢量與空間矢量

關(guān)于時間矢量與空間矢量一、時間矢量圖當取縱軸為為時間參考軸時，任何瞬間旋轉(zhuǎn)矢量在縱軸上的投影，即為電流的瞬時值；原則上，時軸可按需任意取，但時軸取得不同，計算時間的起點也不同，一個時間相量只有一根時軸。在時間相量圖中，一個頻率為f，隨時間按正弦規(guī)律變化的物理量可以用一個長度等于有效值I，角速度的旋轉(zhuǎn)矢量表示；時間參考軸簡稱時軸，相繞組軸線稱為相軸第2頁,共19頁，2024年2月25日，星期天二、空間矢量圖在空間矢量圖中，任意一個沿空間按正弦規(guī)律分布的物理量，如繞組磁勢的基波，用一個空間矢量表示。空間矢量的長度表示磁動勢波的幅值；空間矢量所在的位置或方向表示磁動勢波幅值所在的地點第3頁,共19頁，2024年2月25日，星期天通常還在空間矢量圖中畫出三相繞組的軸線，即相軸。這時矢量和三相相軸之間的夾角分別表示磁動勢波的正波幅在空間上與三相相軸相距的電角度。空間矢量圖中的全圓周代表空間上的360度電角度，即磁動勢波的一個波長。如果磁動勢波是脈振波（如單相繞組磁動勢的基波），則相應(yīng)的空間矢量在矢量圖中的位置固定不變，只是矢量長度隨時間而變化，方向時而正，時而負。第4頁,共19頁，2024年2月25日，星期天如果磁動勢波的幅值不變，但以角速度而旋轉(zhuǎn)（如三相合成磁動勢的基波），則相應(yīng)的空間矢量的長度不變，但在矢量圖中以角速度而旋轉(zhuǎn)。顯然，用以說明空間矢量具體位置的相軸，往往只需要畫一相就夠了，不一定要三相都畫出來。此外，時間矢量上加“·”，空間矢量用黑體表示A相B相C相第5頁,共19頁，2024年2月25日，星期天三、時間矢量與空間矢量統(tǒng)一圖（時－空矢量圖）由于在三相電機中，當某相電流達正的最大值，即該相電流相量與其時軸重合時，三相合成磁動勢基波的正波幅就正好與該相相軸重合由此可見，如果我們把該相電流的時軸取在該相相軸上，則電流相量恰好和磁動勢矢量重合。第6頁,共19頁，2024年2月25日，星期天以A相為例，若取A相電流相量的時軸與A相相軸重合，則相量和矢量重合，在的瞬間（），它們都同時在A相相軸上。電流在時間上經(jīng)過多少度，合成磁動勢就在空間上轉(zhuǎn)過同一數(shù)值的電角度，可見，當經(jīng)過時間t后，時間相量和空間矢量應(yīng)同時轉(zhuǎn)過同一角度，這說明相量和永遠重合在一起。第7頁,共19頁，2024年2月25日，星期天時-空矢量圖當把時間相量圖和空間矢量圖畫在一起時，如果各相時間相量的時軸都取在各自的相軸上，則相電流相量應(yīng)與三相合成磁動勢基波矢量重合。這樣，我們就把兩種矢量圖聯(lián)系在一起，稱為時-空矢量圖第8頁,共19頁，2024年2月25日，星期天四、轉(zhuǎn)子靜止時異步電機的時-空矢量圖(一)、定子磁動勢和轉(zhuǎn)子磁動勢相對靜止第9頁,共19頁，2024年2月25日，星期天1、以三相繞線轉(zhuǎn)子為例；定、轉(zhuǎn)子極對數(shù)均為P;2、定子接入f1,線電壓為的三相電源，則，三相對稱電流產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁勢，其轉(zhuǎn)速為：3、切割定轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生電勢，轉(zhuǎn)子繞組上感應(yīng)對稱電勢，產(chǎn)生對稱電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢；4、共同建立氣隙磁場；5、的關(guān)系：以同步速n1旋轉(zhuǎn)，如圖所示，當定子三相軸線按ABC次序逆時針排列時，因電流是正序iAiBiC(用綜合矢量表示），則以n1逆時針旋轉(zhuǎn)；產(chǎn)生的磁場在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢的頻率，圖示，相序為eaebec,對應(yīng)的電流相序為iaibic(用綜合矢量表示）,所以，也為逆時針方向旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速。

結(jié)論：

同轉(zhuǎn)向、同轉(zhuǎn)速、同極對數(shù)。第10頁,共19頁，2024年2月25日，星期天(二)、磁勢平衡方程式合氣隙磁場1、由于在空間相對靜止，故可以合并為一個合成磁勢。產(chǎn)生氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場，故稱為激磁磁勢。這樣，可得到異步電機的磁勢平衡方程式2、鐵耗角3、仿照變壓器的分析方法，把定子電流分解為和兩個分量。系統(tǒng)，相位、負載分量第11頁,共19頁，2024年2月25日，星期天(三)、電勢平衡方程式和電流平衡方程式第12頁,共19頁，2024年2月25日，星期天1、理解：是空間矢量，是時間矢量2、取主磁通與A相繞組交鏈的磁通為零的瞬間作為時間的起點，即t=0時，＝0A相時軸a相時軸（a相）A,a相時軸單時軸，多矢量（A相）第13頁,共19頁，2024年2月25日，星期天3、主磁通在定子繞組中感應(yīng)的電勢：主磁通在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的電勢異步電機的電動勢變比第14頁,共19頁，2024年2月25日，星期天4、注意各參數(shù)與變壓器的差別有：第15頁,共19頁，2024年2月25日，星期天t軸單時軸多相量A相時軸B相時軸C相時軸多時軸單相量為了方便，我們將定、轉(zhuǎn)子采用各自的時軸。第16頁,共19頁，2024年2月25日，星期天(四)、時－空矢量圖前面分析了定、轉(zhuǎn)子磁動勢和電動勢的平衡關(guān)系，但三個磁動勢的具體大小和相位關(guān)系，與其對應(yīng)的定、轉(zhuǎn)子電流的大小和相位關(guān)系，以及磁動勢與電流的相互關(guān)系均有待確定。與變壓器相同，當異步電機的各種內(nèi)部阻抗參數(shù)和轉(zhuǎn)子所接的起動電阻，以及電源的電壓確定后，電機中所有電動勢、電流、磁動勢、磁場的大小和相位就都唯一地確定了。列出全部電動勢平衡方程式和電流平衡方程式(由磁動勢平衡方程式導出)，即可確定這一解答。第17頁,共19頁，2024年2月25日，星期天將時間矢量和空間矢量畫在一起，便得到如圖所示的時－空矢量圖圖中，畫出了互差1200的定子三相繞組軸線A、B、C及轉(zhuǎn)子三相繞組軸線a、b、c；定轉(zhuǎn)子對應(yīng)相的相軸互差

電角度，且保持不變，表示轉(zhuǎn)子被堵轉(zhuǎn)的位置；