交流电机共性问题 宫8 丨.交流电机的理想波形 2.交流电机的绕组 3.交流电机绕组的磁势 4.交流电机的气隙磁场 5.交流电机绕组的电势 6.削弱谐波电势的方法 2022-3-12 1
2022-3-12 1 1. 交流电机的理想波形 2. 交流电机的绕组 3. 交流电机绕组的磁势 4. 交流电机的气隙磁场 5. 交流电机绕组的电势 6. 削弱谐波电势的方法
1.交流电机的理想波形 三相对称电路的特点 。电压三相对称正弦：幅值相同，相位互差 1200; 。电流三相对称正弦：幅值相同，相位互差 1200; 。电势三相对称正弦：幅值相同，相位互差 1200; 磁链三相对称正弦：幅值相同，相位互差 1200; 阻抗三相对称：模和阻抗角相等： 202.31各相电势滞后磁链900； 2
2022-3-12 2 1.交流电机的理想波形 三相对称电路的特点 ◦ 电压三相对称正弦：幅值相同，相位互差 120 0； ◦ 电流三相对称正弦：幅值相同，相位互差 120 0； ◦ 电势三相对称正弦：幅值相同，相位互差 120 0； ◦ 磁链三相对称正弦：幅值相同，相位互差 120 0； ◦ 阻抗三相对称：模和阻抗角相等； ◦ 各相电势滞后磁链90 0； 交流电机的理想波形 ◦ 时间对称正弦，绕组导体空间分布对称正 弦！ ◦ 由正弦磁场获得正弦磁链！
正弦波磁场的电流分布 气隙磁场按照正弦规律旋转 H=a,H cos(wt-kx) 电流密度根据Maxwell方程得到J=N'H=a.Hsin(wt-kx) 三角恒等式 sinowt-kx)=2 sin(wt-2np /m)cos(kx-2np/m) m n=1 对称电流 正弦绕组 结论 要获得方向沿y轴、大小随时间和沿空间x轴按照正 弦规律变化的磁场，空间电流必须沿z轴方向，并 同样随时间和沿空间x轴按照正弦规律变化！。 理论上，这样的电流分布可以用相对称正弦绕翔 流过对称电流获得！ 2022-3-12 3
2022-3-12 3 正弦波磁场的电流分布 H = ayHm cos(wt - kx) J = Ñ ´ H = azkHm sin(wt - kx) 结论 要获得方向沿y轴、大小随时间和沿空间x轴按照正 弦规律变化的磁场，空间电流必须沿z轴方向，并 同样随时间和沿空间x轴按照正弦规律变化！ 理论上，这样的电流分布可以用m相对称正弦绕组 流过对称电流获得！ 气隙磁场按照正弦规律旋转 电流密度根据Maxwell方程得到 sin(wt - kx) = 2 m sin(wt - 2np /m)cos(kx - 2np /m) n=1 m 三角恒等式 å 对称电流 正弦绕组
工程实现难题 8 电流密度正弦分布难！ 。同相导体电流相同，但导体离散分布； 。气隙空间充满导体难！ 。动子机械运动； 各相导体空间连续对称分布工艺难！ 分段正弦逼近存在大小线圈，工艺复 杂！ 2022-3-12 4
2022-3-12 4 工程实现难题 电流密度正弦分布难！ ◦ 同相导体电流相同，但导体离散分布； 气隙空间充满导体难！ ◦ 动子机械运动； 各相导体空间连续对称分布工艺难！ 分段正弦逼近存在大小线圈，工艺复 杂！
三相正弦电流分布 8 sin(wt-kx) sin(wi)cos(kx) +sin(wt-2p/3)cos(kx-2p/3) +sin(wt-4p /3)cos(kx-4p/3) 三相对称时间函数 三相对称空间函数 代表三相对称电流 代表三相对称绕组 三相电流时间正弦规律变化， 每一时刻空间接近正弦分布， 以每相相带600一个线圈， 电机四极为例加以说明， 线圈A,BY,CZ空间相差1200， 红色线段长度表示电流大小， A B 2022-3-12 5
2022-3-12 5 三相正弦电流分布 3 2 sin(wt - kx) = sin(wt) cos(kx) +sin(wt - 2p /3)cos(kx - 2p /3) +sin(wt - 4p /3)cos(kx - 4p /3) 三相对称时间函数 代表三相对称电流 三相对称空间函数 代表三相对称绕组 A B C 三相电流时间正弦规律变化， 每一时刻空间接近正弦分布， 以每相相带600一个线圈， 电机四极为例加以说明， 线圈AX，BY，CZ空间相差1200 ， 红色线段长度表示电流大小