車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)原理與控制基礎(chǔ)-課件-第4章-交流繞組及其磁動(dòng)勢(shì)

車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)原理與控制基礎(chǔ)第4章交流繞組及其磁動(dòng)勢(shì)24.1典型交流繞組結(jié)構(gòu)4.1.1交流繞組的分類和主要設(shè)計(jì)參數(shù)1.交流繞組的分類一般采用表面絕緣的銅材料導(dǎo)體先繞制成多匝線圈（也稱為線圈元件），將線圈放置在合適的定子槽中。一個(gè)線圈是由多圈導(dǎo)線繞制而成的多匝線圈，嵌在鐵芯槽內(nèi)的部分稱為有效邊，在鐵芯兩邊的稱為端部。

34.1.1交流繞組的分類和主要設(shè)計(jì)參數(shù)2.繞組/線圈的主要幾何參數(shù)名稱符號(hào)公式表述定義相數(shù)

定子引出電端口相數(shù)極對(duì)數(shù)

電機(jī)磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)槽數(shù)

定子開槽總數(shù)線圈節(jié)距

線圈元件跨越的槽數(shù)極距（轉(zhuǎn)子）每磁極對(duì)應(yīng)的定子槽數(shù)每極每相槽數(shù)每極下每相所占的槽區(qū)域槽距角相鄰兩個(gè)槽相差的空間電角度

44.1.1交流繞組的分類和主要設(shè)計(jì)參數(shù)2.繞組/線圈的主要幾何參數(shù)

54.1.2三相分布繞組的設(shè)計(jì)1.單層分布繞組名稱符號(hào)數(shù)值相數(shù)3極對(duì)數(shù)1槽數(shù)6線圈節(jié)距3極距3每極每相槽數(shù)/相帶1槽距角60o3相1對(duì)極6槽定子單層分布繞組參數(shù)表采用相帶劃分來設(shè)計(jì)繞組是一種常用的方法，主要步驟為：1）

繪出所有槽的圓圖（逆時(shí)針為正方向）2）

劃分相帶（U、V、W，60o相帶，并假設(shè)當(dāng)前時(shí)刻1、2、3槽為N極，4、5、6槽為S極）3）

連接端部，構(gòu)成線圈

（分別是A-X（U相）、B-Y（V相）、C-Z（W相），三個(gè)元件空間對(duì)稱布置）4）

連接線圈，構(gòu)成繞組（線圈的末端X、Y、Z連接在一起，構(gòu)成星形連接方式。）對(duì)于更復(fù)雜的繞組，“繞組展開圖”可以更好地描述繞組的連接關(guān)系（如圖4-4c所示）。6槽電機(jī)的鐵芯利用率太低，提高鐵芯利用率的手段之一是在定子鐵芯上多開槽，增加嵌線匝數(shù)。槽數(shù)增加的直接效果是在其他設(shè)計(jì)參數(shù)不變的情況下每極每相槽數(shù)增加。圖4-46槽單層繞組接線圖和繞組展開圖（m=3，Z=6，p=1，q=1，y=6）64.1.2三相分布繞組的設(shè)計(jì)1.單層分布繞組

74.1.2三相分布繞組的設(shè)計(jì)2.雙層疊繞組

圖4-7三相雙層繞組的槽電動(dòng)勢(shì)星形圖84.1.2三相分布繞組的設(shè)計(jì)2.雙層疊繞組

表4-3各個(gè)相帶的槽號(hào)分配（60度相帶）極對(duì)\相帶AZBXCY1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，1819，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，3694.1.2三相分布繞組的設(shè)計(jì)2.雙層疊繞組

圖4-8三相雙層疊繞組中A相繞組的展開圖（Z=36，p=2，m=3，y=8，兩極相組串聯(lián)）104.1.2三相分布繞組的設(shè)計(jì)2.雙層疊繞組/并聯(lián)支路

圖4-9A相繞組內(nèi)12個(gè)線圈的連接（一條支路）圖4-10A相繞組內(nèi)12個(gè)線圈的連接（兩條支路）114.2正弦電流激勵(lì)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)

4.2.1單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)1.整距線圈的矩形波磁動(dòng)勢(shì)圖4-11單個(gè)線圈的磁動(dòng)勢(shì)a）

整距線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)b）整距線圈的磁動(dòng)勢(shì)波函數(shù)

124.2.1單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)2.單相繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)

134.2.2余弦電流激勵(lì)下單相繞組的（脈振）磁動(dòng)勢(shì)單相繞組的基波脈振磁動(dòng)勢(shì)波圖4-13不同瞬間，單相繞組的基波脈振磁動(dòng)勢(shì)波（駐波）

144.2.2余弦電流激勵(lì)下單相繞組的（脈振）磁動(dòng)勢(shì)單相繞組的諧波磁動(dòng)勢(shì)圖4-14諧波磁動(dòng)勢(shì)的空間分布

154.2.2余弦電流激勵(lì)下單相繞組的（脈振）磁動(dòng)勢(shì)相繞組磁動(dòng)勢(shì)的時(shí)空關(guān)系這里應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)由相繞組磁動(dòng)勢(shì)反映出的時(shí)空關(guān)系，也就是磁動(dòng)勢(shì)空間矢量的時(shí)空特征。第一，相繞組磁動(dòng)勢(shì)的實(shí)際波形（矩形波或梯形波）決定于空間因素，即僅決定于繞組的分布形式，而與激磁電流無關(guān)。第二，相繞組匝數(shù)和分布形式確定后，相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值和方向僅決定于相電流（時(shí)間變量）的大小和方向；或者說，任意波形的相電流都可產(chǎn)生沿氣隙中心線（余弦）分布的磁動(dòng)勢(shì)波，只是某時(shí)刻（基波）磁動(dòng)勢(shì)的幅值和方向決定于相電流的瞬時(shí)值。164.3對(duì)稱三相電流激勵(lì)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)4.3.1三相繞組的基波合成磁動(dòng)勢(shì)

174.3對(duì)稱三相電流激勵(lì)三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)4.3.1三相繞組的基波合成磁動(dòng)勢(shì)圖4-16

不同時(shí)刻的三相基波圖4-17

旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波

184.3.2電機(jī)的時(shí)空一致性、空間矢量圖4-18

電機(jī)軸向斷面對(duì)應(yīng)的空間復(fù)平面

194.3.3平面旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量表達(dá)

圖4-19軸線圈及其對(duì)應(yīng)的原理圖、對(duì)應(yīng)空間矢量圖畫法204.3.3平面旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量表達(dá)

214.5定子電壓、電流及磁鏈?zhǔn)噶?.5.1定子電流矢量和電壓矢量圖4-21定、轉(zhuǎn)子電流矢量與“軸線圈”等效

224.5.1定子電流矢量和電壓矢量電流矢量

234.5.1定子電流矢量和電壓矢量電壓矢量圖4-21定、轉(zhuǎn)子電流矢量與“軸線圈”等效

244.5.2定子磁鏈?zhǔn)噶?/p>

圖4-22

A相繞組產(chǎn)生的余弦分布磁場(chǎng)a)余弦分布磁動(dòng)勢(shì)波

b)余弦分布磁場(chǎng)展開254.6空間矢量的微分運(yùn)算和線性變換4.6.1空間矢量的矢量變換

圖4-23

靜止ABC軸系與靜止αβ軸系264.6.1空間矢量的矢量變換

274.6.1空間矢量的矢量變換2．靜止αβ軸系到任意同步旋轉(zhuǎn)DQ軸系的變換

284.6.1空間矢量的矢量變換2．靜止αβ軸系到任意同步旋轉(zhuǎn)DQ軸系的變換

294.