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通有正弦电流时单相绕组的磁动势

2020-8-23 19:38| 发布者: admin| 查看: 760| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 单相绕组的磁动势:――脉振磁动势 一、单个线圈的磁动势: 1、性质:  线圈匝数为,通以电流,以两极电机为例:在直流机中,线圈产生的磁动势在空间分布波形是矩形波,周期为两个极距,幅值等于磁力线所包围的全 ...

单相绕组的磁动势:――脉振磁动势

一、单个线圈的磁动势:

1、性质:
  线圈匝数为,通以电流,以两极电机为例:在直流机中,线圈产生的磁动势在空间分布波形是矩形波,周期为两个极距,幅值等于磁力线所包围的全电流的一半。在感应电机中,线圈产生的磁动势在空间分布也是一个矩形波,周期为2T,幅值为 ,若为整距线圈,幅值为。用方程表示为 :
   
  由于电流为交流电,因而矩形波幅值随电流变化而变化,是时间的函数,即:
, 整距线圈矩形波的高度随时间按正弦规律变化,变化的频率与电流交变的频率相同。

  结论:单个线圈所产生的磁动势在任何瞬时,其空间分布总是一个矩形波。而空间任意一点的大小是随电流而变化的,即矩形波的高度是时间的函数。
  这种在空间位置不动,波幅的大小和正负随时间而变化的磁动势称为脉振磁动势。当磁场极对数为P时,分布波的周期增加为P倍。

2、磁动势的分解:引入短距系数。 

  几个空间位置不同,幅值变化的矩形波的叠加很不方便,将矩形波分解成基波和一系列谐波,然后分别对各次谐波进行分析,综合考虑后可得到一相绕组的总磁动势的大小和性质。利用付氏级数,取x为横坐标,坐标原点在线圈的中心线上,单个线圈的磁动势分解为:

   

  这里引入了短距系数 。当考虑到电流按正弦规律变化时,单个线圈所产生的脉振磁动势表达式为:

   

  结论:交流电流通过单个线圈产生的矩形波磁动势包括极对数为1、2、3、等一系列谐波。整距线圈只有1、3、5奇数次谐波。谐波的幅值与电流和谐波的短距系数成正比,与谐波的次数成反比,正负取决于短距系数的正负。
二、线圈组的磁动势:引入分布系数

  构成线圈组的每个线圈的磁动势的谐波含量和大小是完全相同的。只是在空间上错开一个角度。因而个谐波磁动势在空间上的位置存在相位差,对基波是一个槽距角,v次谐波是v倍槽距角。用空间矢量表示,将所有矢量相加就可得v次谐波的幅值。

   
  磁动势性质:线圈组磁动势也包含所有极对数为整数的谐波,幅值随时间而脉振。仍是脉振磁动势。

三、相绕组磁动势:   

  将构成相绕组的各线圈组的v次谐波磁动势按其空间位移和电流方向用矢量法相加,即得到相绕组的v次谐波磁动势。

1、基波磁动势:
  无论单层或双层绕组,构成相绕组的所有线圈组的基波磁动势在空间上同相位,直接相加得到相绕组基波磁动势幅值: ,N为每相绕组串联总匝数。
2、谐波磁动势幅值:
  只有3、5、7、等奇数次谐波存在,,这样,合成单相绕组的磁动势为:

   

  为基波槽距角。

四、单相绕组磁动势的性质:

  1、是脉振磁动势。该磁动势沿气隙圆周按梯形波分布,可分解为一系列谐波,每一谐波均是空间位置不变,波幅按同一频率交变的脉振波。
  2、正常接法的绕组,相绕组磁动势的基波幅值必在相绕组的轴线(构成相绕组的线圈组的中心线)上,而各高次谐波则必有一个波幅落在相绕组轴线上。
  3、基波磁动势幅值为:
    
   v次谐波幅值为:

  

  可见,谐波次数越高,谐波磁动势幅值越小。分布和短距均能削弱谐波。


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