電機(jī)的諧波問(wèn)題

1、第二講：第二講：交流電機(jī)的諧波問(wèn)題交流電機(jī)的諧波問(wèn)題l1 肖湘宇主編，電能質(zhì)量分析與控制，中國(guó)電力出版社，肖湘宇主編，電能質(zhì)量分析與控制，中國(guó)電力出版社，2004 書(shū)生書(shū)生l2George J. Wakileh著，徐政譯，電力系統(tǒng)諧波基本原理、分析方法和濾波著，徐政譯，電力系統(tǒng)諧波基本原理、分析方法和濾波器設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，器設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2003 電子版電子版l3 許實(shí)章著，新型電機(jī)繞組理論與設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，許實(shí)章著，新型電機(jī)繞組理論與設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 超星超星l4 李發(fā)海，朱東起編著，電機(jī)學(xué)（第三版），科學(xué)出版社，李發(fā)海，朱東起編著，電機(jī)學(xué)（第三版），科學(xué)出

2、版社，2002 超星超星l5 湯蘊(yùn)璆，史乃編著，電機(jī)學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，湯蘊(yùn)璆，史乃編著，電機(jī)學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 教材教材l6 湯蘊(yùn)璆，張亦黃，范瑜編著，交流電機(jī)動(dòng)態(tài)分析，機(jī)械工業(yè)出版社，湯蘊(yùn)璆，張亦黃，范瑜編著，交流電機(jī)動(dòng)態(tài)分析，機(jī)械工業(yè)出版社，2005A區(qū)新館二樓區(qū)新館二樓“自然科學(xué)圖書(shū)閱覽室自然科學(xué)圖書(shū)閱覽室” l7 朱耀忠等，電機(jī)與電力拖動(dòng)，北京航空航天大學(xué)出版社，朱耀忠等，電機(jī)與電力拖動(dòng)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005 書(shū)生書(shū)生l8 李永東主編，交流電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，李永東主編，交流電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002 電子版電子版參考書(shū)籍參考書(shū)籍l

3、1 諧波的基本概念（1: p164-201, 2: p435）A?；ㄅc諧波的定義，諧波計(jì)算方法，諧波評(píng)價(jià)指標(biāo)?；ㄅc諧波的定義，諧波計(jì)算方法，諧波評(píng)價(jià)指標(biāo)l2 變壓器中的諧波B。鐵心飽和時(shí)單相變壓器的勵(lì)磁電流（。鐵心飽和時(shí)單相變壓器的勵(lì)磁電流（4: p15-16） 三相變壓器空三相變壓器空載運(yùn)行的電動(dòng)勢(shì)載運(yùn)行的電動(dòng)勢(shì) （4: p54-56）l3 電機(jī)中的諧波由于電機(jī)自身磁勢(shì)、磁路以及與電機(jī)相連的電源和負(fù)載的非線性特性，實(shí)際電機(jī)中總會(huì)存在各種各樣的諧波。這些諧波會(huì)影響電機(jī)的正常運(yùn)行，有必要對(duì)它們產(chǎn)生的機(jī)理、特點(diǎn)及其對(duì)電機(jī)影響的情況進(jìn)行介紹。 閱讀參考書(shū)籍后的作業(yè)閱讀參考書(shū)籍后的作業(yè)3.1 電機(jī)

4、中的空間諧波電機(jī)的空間諧波是由于電機(jī)內(nèi)部磁勢(shì)和磁阻在空間上分布不均勻而引起的諧波磁場(chǎng)，例如：凸極同步電機(jī)的主極磁場(chǎng)、齒諧波磁場(chǎng)等都含有豐富的空間諧波。電機(jī)的空間諧波磁場(chǎng)具有相同的機(jī)械角頻率但極距卻各不相同。 C。凸極同步電機(jī)的主極磁場(chǎng)（凸極同步電機(jī)的主極磁場(chǎng)（5: p124-125） 電機(jī)中的齒諧波磁場(chǎng)（電機(jī)中的齒諧波磁場(chǎng)（5: p125-126） 3.2 電機(jī)中的時(shí)間諧波l電機(jī)的時(shí)間諧波是由連接于電機(jī)繞組的電壓或負(fù)載中的非線性特性在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的諧波電壓和電流，例如：變頻器供電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或通過(guò)HVDC輸送電力的同步發(fā)電機(jī)中就含有豐富的時(shí)間諧波。由時(shí)間諧波電壓或電流產(chǎn)生的電機(jī)磁場(chǎng)具有相同的極

5、距與極對(duì)數(shù)但頻率卻各不相同。D。時(shí)間諧波源（。時(shí)間諧波源（2: p37-65） 變頻器供電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（變頻器供電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（6: p229-249）閱讀參考書(shū)籍后的作業(yè)閱讀參考書(shū)籍后的作業(yè)l4 電機(jī)諧波的抑制與利用4.1 電機(jī)諧波的危害E。 “空間高次諧波對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的影響空間高次諧波對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的影響”,(7: p191-192 )F。 “非正弦電源對(duì)異步電機(jī)的影響非正弦電源對(duì)異步電機(jī)的影響”(7: p211-214 )4.2 電機(jī)諧波的抑制G。 “消弱電機(jī)空間諧波的方法消弱電機(jī)空間諧波的方法”, (5: p127-129 )H。 “電力系統(tǒng)時(shí)間諧波的抑制電力系統(tǒng)時(shí)間諧波的抑制”(2:

6、p87-114, 1: p204-219 )4.3 電機(jī)諧波的利用I。 “利用諧波起動(dòng)感應(yīng)電機(jī)利用諧波起動(dòng)感應(yīng)電機(jī)”, (3: p25-86 )J。 “利用齒諧波辨識(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速利用齒諧波辨識(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速”(8: p250-251 )閱讀參考書(shū)籍后的作業(yè)閱讀參考書(shū)籍后的作業(yè)2.1 諧波電動(dòng)勢(shì)2.2 諧波磁動(dòng)勢(shì)諧波問(wèn)題諧波問(wèn)題 （p124 ，137） 諧波電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)諧波電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)（p143 ，159）2.1.1 普通諧波電動(dòng)勢(shì)2.1.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)2.1.1.1 諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)(諧波電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生原因)2.1.1.2 諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)2.1.1.3 諧波電動(dòng)勢(shì)的危害2.1.1.4 削弱辦法2

7、.1.1 普通諧波電動(dòng)勢(shì)普通諧波電動(dòng)勢(shì)2.1.1.1 諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)l氣隙磁密 (p70 p125) (p81 p143)1/4b2.1.1.1 諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)l氣隙磁密的分解2/4b1b3b5b2.1.1.1 諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)l諧波磁密3/4 531bbbb , 5 , 3 , 1sinmBb2.1.1.1 諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)諧波磁場(chǎng)及其特點(diǎn)l諧波磁密的特點(diǎn)！4/4snn 轉(zhuǎn)速pp極對(duì)數(shù)極距槽距電角度1ff頻率2.1.1.2 諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)l諧波相電動(dòng)勢(shì)有效值1/5111144. 4fNkEw基波諧波fNkEw44.

8、 42.1.1.2 諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)l諧波短距系數(shù)2/590sin11pyk基波諧波90sin1pyksnn 轉(zhuǎn)速pp極對(duì)數(shù)極距槽距電角度1ff頻率2.1.1.2 諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)l諧波分布系數(shù)3/52sin2sin1dqqk基波諧波2sin2sindqqksnn 轉(zhuǎn)速pp極對(duì)數(shù)極距槽距電角度1ff頻率2.1.1.2 諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)l諧波電動(dòng)勢(shì)頻率！4/560s1pnf 基波諧波1s6060fpnnpfsnn 轉(zhuǎn)速pp極對(duì)數(shù)極距槽距電角度1ff頻率2.1.1.2 諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)l諧波每極磁通量5

9、/5lBm112基波諧波1m1mm2BBlBsnn 轉(zhuǎn)速pp極對(duì)數(shù)極距槽距電角度1ff頻率2.1.1.3 諧波電動(dòng)勢(shì)的危害諧波電動(dòng)勢(shì)的危害l考慮諧波后的相電動(dòng)勢(shì)1/5531EEEE252321EEEE2.1.1.3 諧波電動(dòng)勢(shì)的危害諧波電動(dòng)勢(shì)的危害l考慮諧波后的線電動(dòng)勢(shì)有效值2/5272521L3EEEEY聯(lián)結(jié)272521LEEEED聯(lián)結(jié)2.1.1.3 諧波電動(dòng)勢(shì)的危害諧波電動(dòng)勢(shì)的危害lD聯(lián)結(jié)時(shí)的三次及其倍數(shù)諧波環(huán)流3/533333ZEI333ZIEACB3E3E3E3I2.1.1.3 諧波電動(dòng)勢(shì)的危害諧波電動(dòng)勢(shì)的危害l諧波電動(dòng)勢(shì)的危害4/5使發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)波形變壞，降低供電質(zhì)量，影響用電設(shè)備的

10、運(yùn)行性能；使發(fā)電機(jī)本身的雜散損耗增大，效率下降，溫升增加；輸電線中的高次諧波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通信線路產(chǎn)生干擾；2.1.1.3 諧波電動(dòng)勢(shì)的危害諧波電動(dòng)勢(shì)的危害l諧波電動(dòng)勢(shì)的危害（續(xù)）5/5可能引起輸電線路中的電容和電感發(fā)生諧振，產(chǎn)生過(guò)電壓；使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生有害的附加轉(zhuǎn)矩和損耗，降低其運(yùn)行性能。2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l主要方法 !1/12使氣隙磁場(chǎng)的分布波形盡可能接近正弦波采用對(duì)稱三相繞組采用短距繞組采用分布繞組2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l使氣隙磁場(chǎng)的分布接近正弦波（凸極機(jī)）2/12minmaxpb75.

11、070. 0pb極弧系數(shù)：0 . 25 . 1minmax2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l使氣隙磁場(chǎng)的分布接近正弦波（隱極機(jī)）3/128 . 070. 0222.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用三相對(duì)稱繞組4/12采用三相對(duì)稱繞組時(shí)，無(wú)論是Y聯(lián)結(jié)還是D聯(lián)結(jié)，其線電動(dòng)勢(shì)中都不存在3次以及3的奇數(shù)倍次諧波。當(dāng)采用D聯(lián)結(jié)時(shí)，3次諧波環(huán)流引起附加損耗，降低效率，增加發(fā)熱，所以同步發(fā)電機(jī)一般用Y聯(lián)結(jié)。2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用短距繞組（削弱原理！）5/12適當(dāng)選擇繞組元件的節(jié)距，使某次諧波的短

12、距系數(shù)等于或接近于0 ，便可達(dá)到消除或削弱該次諧波的目的。090sin1pyk實(shí)質(zhì)是使得：2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用短距繞組（削弱條件）6/12, 2 , 1180901kky, 3 , 2 , 1 21kky2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用短距繞組（短距對(duì)基波電勢(shì)的影響）7/12以削弱5次諧波為例k值123y1(2/5) (4/5)(6/5)kp5000kp10.58780.95110.9511090552151kyp)ysin(k說(shuō)明y1應(yīng)該盡可能取得接近整距2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電

13、動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用短距繞組（節(jié)距的選擇方法）8/12應(yīng)選擇盡可能接近于整距的短節(jié)距 p127,p146 式4-31vy1112.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用短距繞組（實(shí)際節(jié)距的選擇）9/12y1/=5/6kpv00.51.010.90.80.7v =7v =5v =1可以兼顧削弱5、7次諧波2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用短距繞組（消除諧波的物理解釋）10/1254eee2以削弱5次諧波為例b1b3b5b2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用分布繞組（削弱諧波示意圖）11/12每極每相

14、槽數(shù)qq個(gè)線圈分布2.1.1.4 普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法普通諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l采用分布繞組（q值對(duì)分布系數(shù)的影響）12/121qdk05 . 00 . 15 . 00 . 1510357q 越大則各次諧波分布系數(shù)越?。坏玵增多也意味著總槽數(shù)的增多，使沖剪工時(shí)和材料消耗增多，槽有效面積減少，增加成本。一般2 q 6，二極汽輪機(jī)6 q 12 。2.1.2.1 齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法2.1.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)齒諧波電動(dòng)勢(shì)2.1.2.1 齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因l齒諧波電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生原因 p115 p144 T4-151/5電樞鐵心表面

15、開(kāi)有槽，尤其大型電機(jī)幾乎都是開(kāi)口槽，使得氣隙磁通的波形會(huì)受到電樞齒槽的影響（齒下氣隙較小，磁導(dǎo)大；而槽口處氣隙較大，磁導(dǎo)?。瑥亩绊戨姌欣@組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形，產(chǎn)生較強(qiáng)的齒諧波。2.1.2.1 齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因l齒諧波電動(dòng)勢(shì)2/5對(duì)同步發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)波形進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在q為整數(shù)的時(shí)候，存在著較強(qiáng)的次數(shù)為(Q/p)1=2mq1的高次諧波(一階齒諧波)；對(duì)氣隙較小的小型同步發(fā)電機(jī)，這種諧波更加突出。這就是所謂的“齒諧波”電動(dòng)勢(shì)。2.1.2.1 齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因l齒諧波電動(dòng)勢(shì)的短距系數(shù)3/51p1111pv90180sin9012sin

16、90sinkyyymqyvk90sin11pyk基波說(shuō)明：齒諧波與基波的的短距系數(shù)相等。推導(dǎo)2.1.2.1 齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因l齒諧波電動(dòng)勢(shì)的分布系數(shù)4/5d112d2sin2sin2sin2sin212sin212sin212sin212sinkqqqqqmqmqqmmqmqqqmqkmq說(shuō)明：齒諧波與基波的的分布系數(shù)也相等綜上說(shuō)明：齒諧波與基波的的繞組系數(shù)相等.!推導(dǎo)2.1.2.1 齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因齒諧波電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生原因l高階齒諧波電動(dòng)勢(shì)5/5, 3 , 2 , 1 121kkmqpQkk =1稱為一階齒諧波，k =2稱為二階齒諧波，余類推。階次越高

17、，其影響就越小。2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l1.增加每極每相槽數(shù)q1/11增大q值，使齒諧波次數(shù)增高，其影響就較小。汽輪發(fā)電機(jī)由于極數(shù)少，q值大，所以齒諧波影響不大；水輪發(fā)電機(jī)q值小，又不易增大，需采用其他措施。2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l2.減小槽口氣隙磁導(dǎo)的變化2/11在小型發(fā)電機(jī)中采用半閉口槽，以減小由于槽口氣隙磁導(dǎo)變化過(guò)大引起的齒諧波；中型電機(jī)采用磁性槽楔以減小齒諧波。若有可能，也可加大氣隙長(zhǎng)度，使得因槽開(kāi)口而引起的氣隙磁導(dǎo)的變化減弱。2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.采用斜槽或斜磁極

18、p126 p1463/11“斜槽斜槽”是將電樞齒槽沿軸向扭斜是將電樞齒槽沿軸向扭斜一定的距離，使每根導(dǎo)體各部分感一定的距離，使每根導(dǎo)體各部分感應(yīng)的齒諧波電動(dòng)勢(shì)相位不同，相互應(yīng)的齒諧波電動(dòng)勢(shì)相位不同，相互抵消一部分，從而大大削弱齒諧波抵消一部分，從而大大削弱齒諧波電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)然也會(huì)影響基波和其他電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)然也會(huì)影響基波和其他諧波成分。諧波成分。斜槽常用于中小型感應(yīng)電機(jī)和小型斜槽常用于中小型感應(yīng)電機(jī)和小型同步電機(jī)中，大型電機(jī)斜槽工藝?yán)诫姍C(jī)中，大型電機(jī)斜槽工藝?yán)щy。凸極機(jī)也可用斜極或?qū)O靴分難。凸極機(jī)也可用斜極或?qū)O靴分段錯(cuò)開(kāi)段錯(cuò)開(kāi)2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.

19、采用斜槽（斜槽系數(shù)的推導(dǎo)方法）4/112.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.采用斜槽（斜槽系數(shù)的推導(dǎo)方法）4/11將槽內(nèi)導(dǎo)體看作是由無(wú)窮多（n）短直導(dǎo)體串聯(lián)構(gòu)成，每?jī)筛噜彾讨睂?dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)之間有一個(gè)極小的相位差（0），再依照繞組分布系數(shù)的推導(dǎo)方法可得斜槽系數(shù)的表達(dá)式。sktn整根導(dǎo)體扭斜的電角度用導(dǎo)體扭斜的距離表示skt2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.采用斜槽（基波斜槽系數(shù)）5/1122sin22sin2sin2sinlimsksk01skttnnknn整根導(dǎo)體扭斜的電角度用導(dǎo)體扭斜的距離表示skt2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱

20、方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.采用斜槽（ v次諧波斜槽系數(shù)）6/1122sin22sinskskskttk2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.采用斜槽（消除v次諧波的條件）p126 p1477/1102sinskt02skt且2sktsk22t2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.采用斜槽（斜槽距離的確定）8/11122skmqt消除(2mq+1)次齒諧波122sk mqt消除(2mq-1)次齒諧波zsk22tmqt同時(shí)削弱兩種齒諧波通常，斜槽斜一個(gè)齒距！2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l3.采用斜槽（斜一

21、個(gè)齒距后對(duì)齒諧波的影響）9/1112212212sin1sksk1)sk(2mqmqktmqmqmqk2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l4.采用分?jǐn)?shù)槽繞組10/11在大容量低轉(zhuǎn)速電機(jī)中，q不可能太大，通常采用分?jǐn)?shù)槽繞組來(lái)削弱諧波。由于q為分?jǐn)?shù)，則齒諧波的次數(shù)一般都是分?jǐn)?shù)或偶數(shù)，而主極磁場(chǎng)中僅含有奇次諧波，從而避免了出現(xiàn)齒諧波電動(dòng)勢(shì)。分析表明，分?jǐn)?shù)槽繞組對(duì)其他高次諧波也有較好的抑制作用，大大改善電動(dòng)勢(shì)波形。2.1.2.2 齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法齒諧波電動(dòng)勢(shì)的削弱方法l4.采用分?jǐn)?shù)槽繞組（示例）(通過(guò)選擇Q來(lái)實(shí)現(xiàn))諧波次數(shù)q=3 （612）q=2+(16/17)10.9

22、600.95550.2170.19170.1770.136110.1770.08717（齒）0.9600.05619（齒）0.9600.05011/11分?jǐn)?shù)槽繞組的分布系數(shù)2mq12sin2sindqqk2.2.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)2.2.2 時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)2.2.3 諧波磁動(dòng)勢(shì)的影響2.2 諧波磁動(dòng)勢(shì)諧波磁動(dòng)勢(shì)2.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式2.2.1.2 三次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)2.2.1.3 五次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)2.2.1.4 七次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)2.2.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)空間諧波磁動(dòng)勢(shì)costcospIN.fccc90上學(xué)期：2.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式（空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)

23、式（p148）l整距線圈的磁動(dòng)勢(shì)1/7 0)23,2( 2)2,2( 2ccccc其他iNiNf0cf2223ci2cciNcos11cos2241,3,5,21ccctINftIicos2cccostcospIN.fccc90上學(xué)期：2.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式l矩形波磁動(dòng)勢(shì)分解示意圖2/72.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式l一相繞組的磁動(dòng)勢(shì)3/71,3,5,w1,3,5,21coscoscos11cos22tFktpNIf121w21w21119 . 0111221FIpNkIpNkF2.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式空間諧波磁

24、動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式l對(duì)稱三相繞組通對(duì)稱電流的諧波磁動(dòng)勢(shì)（A相）4/7tFtFtFfcos21cos21coscosA2.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式l對(duì)稱三相繞組通對(duì)稱電流的諧波磁動(dòng)勢(shì)（B相）5/7120121120121120120)t(cosF)t(cosFtcoscosFfB2.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式l對(duì)稱三相繞組通對(duì)稱電流的諧波磁動(dòng)勢(shì)（C相）6/7120121120121120120)t(cosF)t(cosFtcoscosFfC2.2.1.1 空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式空間諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式l三相合成諧波磁動(dòng)勢(shì)7/7 1201cos

25、 1201cos 1201cos 1201cos coscos21vttttttFf2.2.1.2 三次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)三次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l三次諧波磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式1/301203cos2403cos 1203cos2403cos 3cos 3cos2133ttttttFf2.2.1.2 三次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)三次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l三次諧波磁動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)2/3各相正向旋轉(zhuǎn)分量幅值相等、相位互差120，三相之和為0；各相反向旋轉(zhuǎn)分量幅值相等、相位互差120，三相之和為0；三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流時(shí)，合成的3次諧波動(dòng)勢(shì)之和為0。再次體現(xiàn)出三相繞組的好處再次體現(xiàn)出三相繞組的好處。2.2.1.2 三次諧波

26、磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)三次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l推論 p137 p1593/3當(dāng)在對(duì)稱三相繞組中通入對(duì)稱三相電流時(shí)，以下次數(shù)的諧波磁動(dòng)勢(shì)分量都不存在。3的倍數(shù)次諧波：3、9、15不存在5 , 3 , 1 3kk2.2.1.3 五次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)五次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l五次諧波磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式1/3tFttttttFf5cos235cos 1205cos 5cos 1205cos 5cos 5cos215552.2.1.3 五次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)五次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l五次諧波磁動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)2/3為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；幅值是單相5次諧波振幅的3/2倍；旋轉(zhuǎn)方向與基波磁動(dòng)勢(shì)相反，簡(jiǎn)稱反轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；旋轉(zhuǎn)速度為基波磁動(dòng)勢(shì)的1/5。s

27、551nn2.2.1.3 五次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)五次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l推論3/3當(dāng)在對(duì)稱三相繞組中通入對(duì)稱三相電流時(shí)，以下次數(shù)的諧波磁動(dòng)勢(shì)都具有與五次諧波磁動(dòng)勢(shì)類似的結(jié)論。, 3 , 2 , 1 16kkIpNkFFw9 . 012323snn5、11、17次諧波2.2.1.4 七次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)七次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l七次諧波磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式1/3tFttttttFf7cos232407cos 7cos 2407cos 7cos 7cos 7cos217772.2.1.4 七次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)七次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l七次諧波磁動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)2/3為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；幅值是單相7次諧波振幅的3/2倍；旋轉(zhuǎn)方向

28、與基波磁動(dòng)勢(shì)相同，旋轉(zhuǎn)速度為基波磁動(dòng)勢(shì)的1/7。對(duì)空間任意一點(diǎn)，當(dāng)基波達(dá)到正的最大值時(shí)，7次諧波達(dá)到負(fù)的最大值。2.2.1.4 七次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)七次諧波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)l推論3/3當(dāng)在對(duì)稱三相繞組中通入對(duì)稱三相電流時(shí)，以下次數(shù)的諧波磁動(dòng)勢(shì)都具有與七次諧波磁動(dòng)勢(shì)類似的結(jié)論。, 3 , 2 , 1 16kkIpNkFFw9 . 012323snn 7、13、19次諧波2.2.2 時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)l三相對(duì)稱非正弦電流1/4, 5 , 3 , 1C, 5 , 3 , 1B, 5 , 3 , 1A120cos2120cos2cos2tIitIitIi2.2.2 時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)l

29、三相諧波電流產(chǎn)生的空間基波磁動(dòng)勢(shì)2/4 1201cos 1201cos 1201cos 1201cos coscos2111ttttttFf2.2.2 時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)l三相諧波電流產(chǎn)生的空間基波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)3/4三次諧波電流產(chǎn)生的空間基波磁動(dòng)勢(shì)為0；五次諧波電流產(chǎn)生的空間基波磁動(dòng)勢(shì)反向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為同步速度的5倍；七次諧波電流產(chǎn)生的空間基波磁動(dòng)勢(shì)正向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為同步速度的7倍。w112223IpNkF2.2.2 時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)l次電流產(chǎn)生的次磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)4/4諧波磁動(dòng)勢(shì)可為0、脈振、正向旋轉(zhuǎn)、反向旋轉(zhuǎn)中的一種；為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，其幅值為w22123IpNkF為脈振磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，其振幅為w2213IpNkF2.2.3 諧波磁動(dòng)勢(shì)的影響諧波磁動(dòng)勢(shì)的影響l諧波磁動(dòng)勢(shì)的主要影響1/10對(duì)同步發(fā)電機(jī)，使得磁動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)諧波分量；在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生額外的渦流損耗，增加發(fā)熱，降低效率。對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，使得電流有效值增加，功率因數(shù)降低，損耗增加，溫升提高，效率降低；產(chǎn)生寄生轉(zhuǎn)矩，帶來(lái)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、轉(zhuǎn)速波動(dòng)、振動(dòng)和噪聲加大。2.2.3 諧波磁動(dòng)勢(shì)的影響諧波磁動(dòng)勢(shì)的影響l感應(yīng)電機(jī)的寄生轉(zhuǎn)矩2/10感應(yīng)電機(jī)的氣隙中有一系列空間諧波磁場(chǎng)，它們與轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作