第六章----交流电机的旋转磁场理论

第六章交流电机的旋转磁场理论6.1电枢绕组的磁动势6.2旋转磁场的形成和特点6.3交流电机的主磁通和漏磁通6.1电枢绕组的磁动势一.交流电机的电枢绕组三相定子绕组嵌放在定子槽中,它们匝数相等,对称分布在定子园周上,空间上互差120o电角度.二.电枢绕组的磁动势1.单相电枢绕组的磁动势FA=Ni/2=NIcosωet/2=FAmcosωet式中,FAm=NI/222将矩形波磁动势FAm进行傅里叶分析,其基波分量为:FA1(x)=Fm1cos(πx/τ)式中,Fm1=FAm≈0.9NIFA1(x,t)=FA1(x)cosωet=Fm1cosωetcos(πx/τ)2.三相电枢绕组的磁动势FA1(x,t)=Fm1cosωetcos(πx/τ)FB1(x,t)=Fm1cos(ωet-2π/3)cos(πx/τ-2π/3)FC1(x,t)=Fm1cos(ωet+2π/3)cos(πx/τ+2π/3)式中,Fm1≈0.9NI,为每相磁动势基波分量的幅值.46.2旋转磁场的形成和特点一.三相电枢绕组的合成磁动势FA1(x,t)=Fm1cosωetcos(πx/τ)=Fm1cos(ωet-πx/τ)/2+Fm1cos(ωet+πx/τ)/2FB1(x,t)=Fm1cos(ωet-πx/τ)/2+Fm1cos(ωet+πx/τ+2π/3)/2FC1(x,t)=Fm1cos(ωet-πx/τ)/2+Fm1cos(ωet+πx/τ-2π/3)/2∴FS(x,t)=FA1(,t)+FB1(x,t)+FC1(x,t)=3Fm1cos(ωet-πx/τ)/2=Fsmcos(ωet-πx/τ)式中,Fsm=3Fm1/2≈1.35NI,为三相合成磁动势基波分量的幅值.当t一定时,FS(x,t)随x按正弦规律分布;当x一定时,FS(x,t)随t按正弦规律变化;当(ωet-πx/τ)一定时,FS(x,t)保持不变.令(ωet-πx/τ)=-πC1/τ=常数,可得:x=τωet/π+C1即磁动势FS(x,t)为恒定值的点x,随时间t而移动,其移动速度为:v1=τωe/πn1=60f1/np可以看出,当在对称的三相电枢绕组中通过三相对称的交流电流时,其合成磁动势的基波分量为旋转行波,即旋转磁场.二.旋转磁场的基本特点1)三相对称绕组中通过三相对称的交流电流时产生的基波合成磁动势是一个旋转行波,合成磁动势的幅值是单相电枢绕组的脉振磁动势幅值的3/2倍;2)旋转磁场的电角速度为:ω1=ωe=2πf1则旋转磁场的机械转速为:n1=60f1/nP式中,nP为电机的磁极对数;3)旋转磁场的旋转方向是从电流超前相转向电流滞后相;4)当某相电流达到最大值时,旋转磁动势的波峰正好转到该相绕组的中心线上.6.3交流电机的主磁通和漏磁通一.主磁通当三相对称绕组中通过三相对称的交流电流时,便在气隙中建立基波旋转磁动势,并产生相应的基波旋转磁场.与基波旋转磁场相对应的磁通称为主磁通,用Фm表示.二.漏磁通定子绕组除产生主磁通外,还会产生只与定子绕组交链而不与转子绕组交链的磁通,称为定子漏磁通,用Фsσ表示.定子绕组的漏磁通按磁路路径可分为三类:1)槽漏磁通2)端部漏磁通3)谐波漏磁通如果转子绕组中有电流通过,也会在气隙中建立基波旋转磁动势,这时,主磁通将由定、转子基波磁动势共同产生.转子绕组也会产生只与转子绕组交链而不与定子绕组交链的磁通,称为转子漏磁通,用Фrσ表示.由于漏磁通不能同时与定、转子绕组交链，故不能同时在定、转子绕组中产生感应电动势，也不能直接参与定、转子之间的机电能量转换。