Chpt 5.2.1 交流电机的共同问题.ppt

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1、 HELLO EVERY ONE深圳深圳-是中国南海之滨的一颗明珠，是个充满阳光和是中国南海之滨的一颗明珠，是个充满阳光和现代气息，不断创造着奇迹的年轻城市。亚热带海现代气息，不断创造着奇迹的年轻城市。亚热带海洋气候带来一年四季的鲜花与阳光，全年适合旅游洋气候带来一年四季的鲜花与阳光，全年适合旅游观光和休闲度假。观光和休闲度假。作为中国优秀旅游城市，国际花园城市，深圳作为中国优秀旅游城市，国际花园城市，深圳有闻名海内外的世界级大型旅游文化主题公园，有闻名海内外的世界级大型旅游文化主题公园，现代气息浓郁的都市景观，浪漫旖旎的滨海风光，现代气息浓郁的都市景观，浪漫旖旎的滨海风光，宁静秀丽的自然生态

2、环境等旅游资源。宁静秀丽的自然生态环境等旅游资源。欢乐之都欢乐之都深圳深圳5.2 交流电机的共同问题 电机运行时，绕组流过三相对称电流，在电机气隙圆周上产生用磁动势磁动势(magneto motive force)表征的旋转磁场旋转磁场，旋转磁场在三相绕组中又感应出三相感应电势感应电势（electromotive force）。5.2.1 电机电枢绕组建立的磁场和磁动势电机电枢绕组建立的磁场和磁动势 5.2.2 交流电机电枢绕组的感应电动势交流电机电枢绕组的感应电动势5.2.1 电枢电流建立的磁场和磁动势电枢电流建立的磁场和磁动势 由安培环路定律可知，交流电机电枢电枢绕组流过电流时产生磁磁动势

3、动势。电枢电枢:1 单相绕组流过单相绕组流过直流电流直流电流时建立的气隙磁场和气隙磁动势时建立的气隙磁场和气隙磁动势 2 单相绕组流过单相绕组流过交流电流交流电流时建立的脉振磁动势时建立的脉振磁动势 3 对称对称三相绕组流过三相绕组流过对称对称三相电流所建立的旋转磁场三相电流所建立的旋转磁场 4 双层分布短距绕组的磁动势双层分布短距绕组的磁动势 5 基波磁场的矢量表示及时空矢量图基波磁场的矢量表示及时空矢量图 假定和约定假定和约定假设：假设：定、转子铁心定、转子铁心不饱和不饱和，即磁导率非常大，使得铁心内的磁，即磁导率非常大，使得铁心内的磁位降可以忽略不计，同时，铁心中的位降可以忽略不计，同时

4、，铁心中的磁滞以及涡流损耗磁滞以及涡流损耗也忽略也忽略不计；不计；定、转子之间的气隙均匀，且与定子内径相比非常小，因定、转子之间的气隙均匀，且与定子内径相比非常小，因而可认为而可认为磁力线沿径向磁力线沿径向穿过气隙；穿过气隙；槽内电流集中于定子内园表面上槽中心处，即槽开口的影槽内电流集中于定子内园表面上槽中心处，即槽开口的影响忽略不计。响忽略不计。约定：约定：绕组模型及电流绕组模型及电流的正方向的正方向:主要采用主要采用图图5.1.11、5.1.12所示所示两极三相集中整两极三相集中整距绕组距绕组模型，即三相模型，即三相6槽绕组模型进行分槽绕组模型进行分析。得到相关结论后，析。得到相关结论后，

5、再进一步推广到再进一步推广到双层双层短距分布绕组短距分布绕组。此外，。此外，在放置三相在放置三相6槽绕组槽绕组模型时，令模型时，令A相绕组相绕组的有效边构成的线圈的有效边构成的线圈平面在平面在水平位置水平位置。电电流的正方向：发电机流的正方向：发电机模型。模型。约定：约定：绕组轴线的位绕组轴线的位置置:在绕组简化模在绕组简化模型的二维图型的二维图5.1.11 b）、图）、图5.1.12b)中，根中，根据电流正方向，按据电流正方向，按右手螺旋关系所得右手螺旋关系所得到的轴线即为绕组到的轴线即为绕组轴线。轴线。此外，此外，以定子以定子的绕组为例分析。的绕组为例分析。1单相绕组流过直流电单相绕组流过

6、直流电流时建立的气隙磁场流时建立的气隙磁场和气隙磁动势和气隙磁动势 A相轴线 2 单相绕组流过交流电时建立的脉振磁动势单相绕组流过交流电时建立的脉振磁动势 1)A相电流建立的脉振磁场相电流建立的脉振磁场 2)脉振磁动势脉振磁动势2)B相与相与C相电流建立的脉振磁场相电流建立的脉振磁场 3 对称三相绕组流过对称三相电流所建立的旋转磁场对称三相绕组流过对称三相电流所建立的旋转磁场 1)认识旋转磁场认识旋转磁场根据不同时刻根据不同时刻 三相电流的实际方向理解旋转磁场的产生机理三相电流的实际方向理解旋转磁场的产生机理 合成示意图合成示意图(动画链接动画链接4.1.11)沿气隙方向的展开图沿气隙方向的展

7、开图（动画链接动画链接$4.1.12）2）旋转磁场产生机理的数学分析）旋转磁场产生机理的数学分析(基于圆弧坐标！)4 双层双层 分布分布 短距短距 绕组的磁动势（绕组的磁动势（了解了解）分布绕组不仅充分地利用了电机圆周空间，同时也有消减高次谐波的作用。所以电机制造中常采用分布绕组。（1）整距分布绕组的磁动势）整距分布绕组的磁动势 图5.2-12表示一个由q=2的整距线圈所组成的一相相组，2个线圈分布在四个槽内，绕组为整距分布绕组。（2）双层分布）双层分布短距短距绕组的磁动势绕组的磁动势 5 基波磁场的矢量表示及时空矢量图基波磁场的矢量表示及时空矢量图 在电机分析中，为了能清晰地看出旋转磁场的轴线旋转磁场的轴线在空间任意时刻的位置与参考相、即A相电流瞬时值相电流瞬时值的关系，仿照随时间正弦变化的电压、电流用时间相量表示的思路，对于在空间正弦分布的气隙磁动势、气隙磁密等物理量也用空间向量来表示，并且进一步将时间相量与空间向量画到一个图中，得到时时-空矢量图空矢量图。实际上，用空间矢量表述更为简洁实际上，用空间矢量表述更为简洁（在第在第6章介绍）章介绍）小结小结$5.2.1