6.4 單相繞組的磁動勢

杭州電子科技大學(xué)《電機學(xué)》自動化學(xué)院分析交流電機中的磁動勢要從兩個方面來考慮：第一，繞組在定子空間的分布，即各繞組在定子的空間位置關(guān)系；第二，繞組中電流的變化，即各個繞組中電流在時間上的關(guān)系。6.4單相繞組的磁動勢6.4.1整距線圈的磁動勢1.磁動勢表達式定子槽中的導(dǎo)體A和導(dǎo)體X構(gòu)成整距線圈。規(guī)定：導(dǎo)體A和導(dǎo)體X的電流正方向。磁動勢由定子進入轉(zhuǎn)子為正方向。假定磁動勢完全消耗在電機的氣隙里。因為磁力線兩次經(jīng)過氣隙，且磁路在電機的定、轉(zhuǎn)子內(nèi)都是對稱的，因此認為磁動勢在每個氣隙上的消耗為iNy/2

。線圈匝數(shù)Ny，線圈電流iAAX(b)ωt=π/3時當線圈中的電流按余弦規(guī)律變化時，則磁動勢隨電流變化而呈現(xiàn)上下脈振。（1）磁動勢的變化頻率與電流的頻率一致；（2）磁動勢隨電流的變化呈現(xiàn)出的波形為脈振波；（3）電流最大時，磁動勢的幅值最大，。2.磁動勢的傅立葉展開式磁動勢按傅立葉級數(shù)展開，僅含有奇次的余弦項。整距線圈的磁動勢用傅立葉級數(shù)表示為諧波系數(shù)氣隙磁動勢諧波次數(shù)……基波磁動勢三次諧波磁動勢五次諧波磁動勢基波和各次諧波磁動勢的規(guī)律：(1)諧波幅值是基波幅值的1/ν

。例如三次諧波的幅值是基波幅值的三分之一，五次諧波幅值是基波幅值的五分之一。

諧波次數(shù)越高，諧波的幅值越小。(2)ν次諧波的頻率是基波頻率ν次倍，例如三次諧波頻率是基波三倍。(3)基波和諧波既是空間函數(shù)，又是時間函數(shù)。(4)當線圈電流變化時，基波與諧波磁動勢都隨電流變化而呈余弦規(guī)律變化，并且都表現(xiàn)為脈振波。3.磁動勢的分解三角函數(shù)公式整距線圈的基波磁動勢為一個沿著+α

方向移動的行波，行波的速度為ω

，因此，稱為正向旋轉(zhuǎn)磁動勢分量。為一個沿著-α

方向移動的行波，行波的速度為ω

，因此，稱為反向旋轉(zhuǎn)磁動勢分量。通過對和特點的分析，有如下規(guī)律：(1)整距線圈基波磁動勢可以分解成兩個波長與脈振磁動勢完全一樣的分量和，兩個磁動勢分量的大小為基波磁動勢幅值的一半；和都為行波，是沿著+α方向以速度ω旋轉(zhuǎn)的正向行波，

是沿著-α

方向以速度ω

旋轉(zhuǎn)的負向行波；(3)當基波磁動勢所形成的脈振波幅值最大時，兩個旋轉(zhuǎn)磁通勢分量和正好重合。4.磁動勢的相量表示(a)沿著+α

方向以速度ω

前進的磁動勢行波；(b)用行波的最大幅值所在位置的相量代表磁動勢的行波；(c)利用一個沿著+α

方向、以速度ω

旋轉(zhuǎn)的相量表示磁動勢行波?；ù艅觿菹嗔?.4.2雙層短距線圈組的磁動勢磁動勢利用傅立葉級數(shù)進行展開諧波短距系數(shù)諧波系數(shù)基波磁動勢諧波磁動勢6.4.3整距分布線圈組的磁動勢

合成基波磁動勢的最大幅值基波磁動勢的分布系數(shù)諧波磁動勢的分布系數(shù)單層整距分布線圈組第v次諧波磁動勢的幅值磁動勢與感應(yīng)電動勢具有相似性：(1)磁動勢與感應(yīng)電動勢的短距系數(shù)和分布系數(shù)是一致的；(2)通過線圈短距和分布地布置可以同時有效降低線圈的磁動勢

和感應(yīng)電動勢的諧波分量。6.4.4單相繞組的磁動勢的計算如果單相繞組是串聯(lián)組成的，那么，單相繞組的電動勢等于繞組所有線圈電動勢的串聯(lián)。對極單層繞組，每相繞組有個線圈組，因此，每對極下的繞組匝數(shù)為。計算單相繞組磁動勢時，要將單相繞組的總匝數(shù)除以極對數(shù)，即需要將單相繞組換算到一對磁極下的安匝數(shù)。雙層繞組時，每對極下的繞組匝數(shù)為。假定每相繞組并聯(lián)的支路數(shù)為，則每個支路(或者線圈)中的電流為，其中為每相繞組的電流有效值。單相繞組的磁動勢統(tǒng)一表示為單層繞組，雙