5.1旋转电机的电磁转矩剖析

15旋转电机能量转换条件机电能量转换2旋转电机种类三大类直流电机异步电机同步电机为什么是这三大类？旋转电机能量持续转换的条件？机电能量转换3机电能量转换的基本原理耦合场是关键感应电动势电磁力(电磁转矩)机械能耦合场储能电能机械能耦合场储能电能机电能量转换4主要内容旋转电机电磁转矩的通用公式旋转电机能量转换的条件55.1旋转电机的电磁转矩机电能量转换6电磁转矩与磁共能的关系mpmmmmiWT,,,iWpppiWTmmm机电能量转换7动态电路法导出磁共能表达式定子m个绕组，转子n个绕组，共N个磁共能NjijNkkjkjdiiL101NjijjmjdiW10NjNkkjjkiiL1121Liit21机电能量转换8电流矩阵(列向量)rnrsmsrsiiiiiii......11机电能量转换9电感矩阵rnrnrnrrnsmrnsrnrrrsmrsrsmrnsmrsmsmsmsrnsrssmsssrrssrsLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL........................................1111111111111111机电能量转换10电磁转矩表达式iLpiWpTtmm21rsrsrsrsrtstmiiLLLLiipT21机电能量转换11电磁转矩表达式][21rrrtsrsrtrsrstssstmiLiiLiiLiiLipT机电能量转换12隐极电机气隙均匀，各位置磁路的磁阻相同定子各绕组间的自感和互感为常数为常数矩阵，与角度无关转子各绕组间的自感和互感为常数为常数矩阵，与角度无关rLsL][21srsrtrsrstmiLiiLipT机电能量转换13隐极电机当定转子各只有一个绕组时][21AaAaaAaAmiMiiMipTsin]cos[aAaAipMiiMpi机电能量转换14隐极电机当定转子各有三相对称绕组时cos120cos120cos120coscos120cos120cos120coscosMLLtrssr机电能量转换15隐极电机当定转子各有三相对称绕组时]120sin120sinsin[bCaBcAaCcBbAcCbBaAmiiiiiiiiiiiiiiiiiipMT机电能量转换16凸极电机(转子凸极，定子隐极)转子各绕组间的自感和互感为常数为常数矩阵，与角度无关定子各绕组间的自感和互感不为常数与角度有关sLrL][21srsrtrsrstssstmiLiiLiiLipT机电能量转换17当定转子各只有一个绕组时，且转子绕组轴线在凸极位置][21AaAaaAaAAAAmiMiiMiiLipT2sinsin22saALiiMipA凸极电机(转子凸极，定子隐极)机电能量转换18当定子有三相对称绕组，转子一相绕组在凸极位置时120cos120coscos120cos120coscosMLMLrssr凸极电机(转子凸极，定子隐极)机电能量转换19当定子有三相对称绕组，转子一相绕组在凸极位置时1502cos902cos302cos1202cos1202cos2cos202020202020ssCAACssCBBCssABABssCCssBBssAAMMLLMMLLMMLLLLLLLLLLL凸极电机(转子凸极，定子隐极)机电能量转换20当定子有三相对称绕组，转子一相绕组在凸极位置时]1502sin2902sin2302sin2[]1202sin1202sin2sin[]120sin120sinsin[22222ACCBBAsCBAsCBAamiiiiiipMiiipLiiipMiT凸极电机(转子凸极，定子隐极)机电能量转换21凸极电机(定子凸极，转子隐极)定子各绕组间的自感和互感为常数为常数矩阵，与角度无关转子各绕组间的自感和互感不为常数与角度有关rLsL][21rrrtsrsrtrsrstmiLiiLiiLipT机电能量转换22凸极电机(定子凸极，转子隐极)当定转子各只有一个绕组时，且定子绕组轴线在凸极位置][21aaaAaAaaAaAmiLiiMiiMipT2sinsin22raALiiMipa机电能量转换23凸极电机(定子凸极，转子隐极)当转子有三相对称绕组，定子一相绕组在凸极位置时120cos120coscos120cos120coscosMLMLrssr机电能量转换24凸极电机(定子凸极，转子隐极)当转子有三相对称绕组，定子一相绕组在凸极位置时1502cos902cos302cos1202cos1202cos2cos202020202020rrcaacrrcbbcrrbaabrrccrrbbrraaMMLLMMLLMMLLLLLLLLLLL机电能量转换25凸极电机(定子凸极，转子隐极)当转子有三相对称绕组，定子一相绕组在凸极位置时]1502sin2902sin2302sin2[]1202sin1202sin2sin[]120sin120sinsin[22222accbbarcbarcbaAmiiiiiipMiiipLiiipMiT机电能量转换26磁场法导出磁共能表达式气隙中的磁能密度VmmdvbWW00221022121bBHm机电能量转换27定转子磁场分布BsBrB机电能量转换28气隙合成磁场气隙中任一点的合成磁场sremsrrmsssrspBpBbbbcoscos机电能量转换29气隙中的磁共能VmsDldb00222120204msdbDlVmdvbW002212022220coscos2coscos4mssremsrmssrssremsrrmsssdppBBpBpBDl20220coscos4mssremsrmsssremsrmssrsrsdppppBBBBDl机电能量转换30定转子极对数不相等时2204rsmBBDlW机电能量转换31定转子极对数相等时srersrsmBBBBDlWcos24220机电能量转换32电磁转矩srerssrerssresremmBBDlpBBDlpWpTsin2cos2400机电能量转换33定转子磁场和气隙磁场的关系ssrerrsresBBBBsinsinsinsinssmrrmBBDlpTBBDlpTsin2sin200机电能量转换34隐极电机电磁转矩的磁势表示rrssFBFB00rrmssmFBDlpTFBDlpTsin2sin2FB0rrmssmFFDlpTFFDlpTsin2sin200机电能量转换35隐极电机电磁转矩的磁通表示机电能量转换36隐极电机电磁转矩的磁通表示pDlBpBpDldpBDldDlbppmmmppmppm2/2/2/2/2/2/|sin2cos22rrmssmFpTFpTsin2sin22237Thanksforyourattention!