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1、电机学电机学 Electrical MachineryElectrical Machinery l l 自动化系温志明自动化系温志明 20122012 1 电机学电机学 交流电机基本理论 l前期知识回顾 l本节分析的前提条件 l一个整距线圈的磁动势（Nc匝） l一个整距线圈组的磁动势（q个线圈 ） l一个短距线圈组的磁动势（y1） l单相绕组的磁动势（2p个线圈组） 本本节内容节内容 2 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 l磁动势是怎么产生的？ 由电流产生 FNi l磁动势会产生什么？ 产生磁场 F/RmNi/Rm 前期磁动势知识回顾前期磁动势知
2、识回顾 电流存在的 空间，存在 磁场。 磁动势是产 生磁场的“源 泉”。 磁场 、B、H 磁动势 3 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 l直流机的磁动势有什么特点？ 轴线位置固定，不随时间发生变化。 幅值大小恒定，不随时间发生变化。 l变压器的磁动势有什么特点？ 轴线位置固定，不随时间发生变化。 幅值大小变化，随时间发生交变。 前期磁动势知识回顾前期磁动势知识回顾 脉振 4 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 l线圈中流过余弦电流 本节分析的前提条件本节分析的前提条件 2.定、转子铁心的磁导率Fe=
3、3.定、转子之间的气隙均匀 4.槽内电流集中于槽中心线处 5 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 整距线圈的磁场整距线圈的磁场 6 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 整距线圈的磁动势整距线圈的磁动势 s fc O A X A N S 7 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 整距线圈磁动势的性质整距线圈磁动势的性质 结论： 1.波形：整距线圈产 生的磁动势是一个矩形 波（方波）； 2.位置：矩形波磁动势 的轴线位置固定不动； 3.大小：矩形波磁动势 的幅值大
4、小随时间按正 弦规律脉振。 8 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 矩形波磁动势的分解矩形波磁动势的分解 s fc O A X A fc1 fc3 fc5 9 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 矩形波磁动势的分解矩形波磁动势的分解 结论： 1.分解：矩形波磁动 势可以分解成基波和一 系列的奇数次谐波； 2.位置：各次谐波磁动 势的轴线位置都固定不 动； 3.大小：各次谐波磁动 势的幅值大小随时间按 同一频率脉振。 10 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论
5、+ fc(1) 整距线圈组的磁动势整距线圈组的磁动势 + fc1(1) fq1 + fc(2) + fc(3) fq + fc1(2) + fc1(3) fq=fc(1)+fc(2)+fc(3)fq1=fc1(1)+fc1(2)+fc1(3) 阶梯波 正弦波 11 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 整距线圈组的磁动势整距线圈组的磁动势 + fc1(1) fq1 + fc1(2) + fc1(3) fq1=fc1(1)+fc1(2)+fc1(3)分布因数 12 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 单层整
6、距线圈组的磁动势单层整距线圈组的磁动势 13 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 双层整距线圈组的磁动势双层整距线圈组的磁动势 既适用于单层绕组 也适用于双层绕组 仅仅是N的计算不同 14 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 短距线圈组的磁动势短距线圈组的磁动势 整距： 短距： 节距因数 15 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 单相绕组的磁动势单相绕组的磁动势 l2p个磁极 l2p个磁回路 l2p个线圈组 16 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_
7、99 电机学电机学 交流电机基本理论 单相绕组的磁动势单相绕组的磁动势 其中： 17 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 s O f1 l既是时间的函数，又是空间的函数； l在空间上，按余弦规律分布； l在时间上，按余弦规律变化； l轴线位置固定不动； l幅值大小随时间按正弦规律脉振； l脉振的频率就是电流的频率。 单相绕组的基波磁动势单相绕组的基波磁动势 驻波 18 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 单相绕组的谐波磁动势单相绕组的谐波磁动势 l既是时间的函数，又是空间的函数； l在空间上，按余弦规律
8、分布，其波长是基波的1/ 倍； l在时间上，依然按基波电流的频率脉振； l轴线位置固定不动。 19 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 单相绕组的合成磁动势单相绕组的合成磁动势 l性质：脉振（时间与空间的函数） l频率：电流的频率 l位置：固定不动 l波形：阶梯波 l一致：谐波磁动势的绕组因数与谐波电动势的绕 组因数相同，反映了电动势计算和磁动势计算的 相似性，时间波与空间波的统一性。 20 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 单相绕组的合成磁动势单相绕组的合成磁动势 s f O A X A f1 f3
9、 f5 21 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 l三相对称电流 l三相对称绕组 l三相基波合成磁动势 l三相谐波合成磁动势 本本节内容节内容 重点 22 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 三相对称电流三相对称电流 t i O iAiBiC i i A A i i B B i i C C 大小相等， 相位互差120 23 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 三相对称绕组三相对称绕组 A相轴 三相轴线互差120 三相绕组有效匝数相等 三相绕组的实际匝数 相等
10、：NA=NB=NC 三相绕组的绕组因数 相等：kNA=kNB=kNC B相轴 C相轴 + + AX + + B Y + + C Z s 24 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 三相对称绕组的合成磁场三相对称绕组的合成磁场 A相脉振磁场 B相脉振磁场 C相脉振磁场 三相旋转磁场 25 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 三相对称绕组的三相对称绕组的 基波合成磁动势基波合成磁动势 26 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 s O f1 三相对称绕组的三相对称绕
11、组的 基波合成磁动势基波合成磁动势 行波 27 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 基波合成磁动势的转速基波合成磁动势的转速 s O f1 ns 28 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 B 轴 A轴C轴 基波合成磁动势的转向基波合成磁动势的转向 s O f1 29 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 a b c a b c 基波合成磁动势的转向基波合成磁动势的转向 A BC A BC ns F1 ns F1 反向行波正向行波 30 太原工业学院自动化系 温
12、志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 三相对称绕组的三相对称绕组的 基波合成磁动势基波合成磁动势 l性质：在三相对称绕组中，通入三相对称电流，将产生一个 基波圆形旋转磁动势； l幅值：其幅值的大小恒定，不随时间变化； l转速：其轴线位置以同步速度旋转； l方向：其轴线位置从电流超前相的绕组轴线转向电流滞后相 的绕组轴线； l位置：当某相绕组的电流达到最大时，基波圆形旋转磁动势 的轴线位置就与该相绕组的轴线位置重合。 31 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 脉振磁动势与脉振磁动势与 旋转磁动势的关系旋转磁动势的关系 一个脉振磁动势可以分解为两个转速相同、 转向相反的圆形旋转磁动势，它们的幅值均 等于脉振磁动势最大幅值的一半。 正向旋转反向旋转 脉振 32 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 三相对称绕组的谐波合成磁动势三相对称绕组的谐波合成磁动势 33 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 附：磁动势分析中附：磁动势分析中 常用的一些三角恒等式常用的一些三角恒等式 34 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99 电机学电机学 交流电机基本理论 35 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99
