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1、第十一章 交流电枢绕组的磁动势,本章重点讨论的问题: 认识气隙磁动势 单相绕组磁动势脉振磁动势 三相绕组合成磁动势旋转磁动势 要求： 1. 掌握磁动势的理论分析及公式； 2. 掌握产生各磁势的条件及特点； 3. 了解用三角函数和向量来表示磁动势。,分析推导过程,单个线圈磁动势 线圈组磁动势 相绕组磁动势 三相绕组合成磁动势,第一节 单层集中整距绕组的一相磁动势,交流电机模型图（A相集中绕组）,电枢单一线圈的磁路、磁极与磁力线分布,（1）带气隙载流铁心线圈的磁路与磁极： 特点：假设通入直流电流，磁路在铁心范围 内，气隙两侧为N,S极,1）电枢单一线圈的磁路与磁极,（2）磁路与磁极：从铁心线圈到定
2、子铁心,特点：平行气隙变为圆形空间，磁路仍在铁心范围内； 左侧气隙两侧为N,S极，右侧铁心内圆为N,S极。,（2）磁路与磁极：从铁心线圈到定子铁心,特点：外圆与槽形由方变圆，磁路仍在铁心范围内； 铁心内圆仍为N,S极。,2）电枢单一线圈的磁力线分布,假设线圈中通入直流电流后，所产生的磁场分布的特点： 磁力线沿定子圆周均匀分布。（用数值计算方法得到）,1、线圈磁动势的空间分布,在定子内圆表面建立空间圆弧坐标，以A相绕组轴线与定子内圆表面交点作为原点，坐标用电角度表示。把气隙圆周展成直线，横坐标表示沿气隙圆周的圆弧长。,正磁势规定：磁感应线方向是出定子进转子为正值。,结论： 通入电流的线圈，它所产
3、生的气隙磁动势沿圆周分布是一个矩形波，在通电流的线圈处，气隙磁动势发生突跳。,不计铁心磁压降，每个空气隙所消耗的磁动势等于整个磁路磁动势的一半，为 Nki /2 ，即：,2. 用傅里叶级数分解矩形波磁动势,结论: 1.基波磁动势的幅值为4/fk，是矩形波磁动势的4/倍； 谐波磁动势幅值为基波幅值的1/v倍； 2.基波磁动势波长与原矩形波长一样，磁极对数亦相同； 谐波的波长为基波的1/v，极对数为极波的v倍。 3.0是各次谐波的幅值所在点,3 线圈中通入交变电流产生脉振磁动势,A相电流表达式,A相脉振磁势基波表达式（参见前面第3页）,当线圈电流交变时，线圈磁势在空间上沿气隙分布仍是矩形，而且轴线
4、固定不动，但其幅值在时间上按余弦规律变化，也就是说整个磁势波不能移动而只能脉振。,单线圈脉振磁场分解示意图,A相脉振磁势谐波表达式,结论：1) 单个线圈当通入交流电流时所产生的磁动势波是一个在空间按矩形波分布、波的位置在空间不动、但波幅的大小和正负随时间在变化的磁动势波，称该种磁动势为脉振磁动势。 2) 线圈磁势除包含基波磁势外，还包含有 3、5、7 等谐波磁势分量。 3）基波与各次谐波脉振磁势随时间脉振的角频率相等，均等于电流的角频率。,A相脉振磁势幅值,基波磁动势表达式,基波磁动势沿气隙圆周有p个完整的正弦波，极对数为p,例如Q=12，p=2的三相单层绕组。q=1，每相有2个整距线圈。,图
5、中，绕组具有两对极，每对极仍然只有一个线圈，磁力线回路包围的安匝数与一对极情况相同。习惯用电枢绕组一相串联匝数N1计算磁势，于是得到,P对极一相脉振磁势幅值,注意：此处用N1，不是NK,相绕组磁动势基波幅值,kdp1=kd1kp1为基波磁动势绕组系数 I为相电流有效值 N1为每相串联匝数,称为相绕组脉振磁动势的振幅，它表示相绕组脉振磁动势幅值的最大值,短距分布绕组的单相基波磁动势,将坐标原点取在相绕组轴线（即线圈组中心线）上，从而得到相绕组磁动势基波的表达式为,B相脉振磁势：根据+B轴线位置，理解空间函数关系,三相绕组轴线在空间相差120电角度，各相绕组磁动势基波空间相位差为120电角度。,t
6、=0,对于相绕组磁动势中的次谐波，采用同样的方法可以推导出，当坐标原点取在相绕组轴线上，其磁动势的表达式,单相绕组磁动势的性质是脉振磁动势，它既是时间的函数又是空间角度函数； 基波、谐波的波幅必在相绕组的轴线上； v次谐波磁动势幅值与kdpv成正比，与v成反比，因此，可以采用短距和分布绕组来削弱高次谐波。,单相绕组磁动势特点,4. 脉振磁动势分解为两个旋转磁动势,正向磁势旋转速度, 负向磁势旋转速度与正向速度大小相同，方向相反 两旋转磁势的振幅为脉动磁势振幅的一半,4. 脉振磁动势分解为两个旋转磁动势(续),结论： 1) 一个脉振磁动势波，可分解为两个波长与原脉振波完全相同，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转角速度为和- ，每个旋转波的幅值是原脉振波的一半。 2) 当线圈中电流为正的最大值时，原脉振波的波幅为正的最大值，此时两个旋转波的正波幅正好转到=0的位置，即在通电线圈的轴线处，两个旋转波重叠在一起。,
