2022-2023学年高二物理竞赛课件：三相异步电动机定子绕组电动势

三相异步电动机定子绕组电动势 三相异步电动机定子绕组电动势 分析方法： 单个导体和线圈所感应的电动势→单个线圈组所感应的电动势→一相绕组所感应的电动势→线电动势。 一 、交流电机的磁场 交流电机的旋转磁场和空间磁密的波形 三相异步电动机的定子磁场 当对称三相绕组接通对称三相电源后，在气隙内建立一种以同步转速旋转的磁场。它是异步电动机的主磁场，由基波合成磁动势所建立。异步电动机中的谐波合成磁动势所建立的磁场作为漏磁场来处理。 需要指出, m相对称绕组中通以m相对称电流时，所形成的m相合成磁动势也是圆形旋转磁动势，其幅值为各相脉振磁动势幅值的m/2，其转速仍为同步转速。 用同样方法可以分析各次谐波磁动势。 当v=6K-1, (K=1、2、3、…)（即：v=5、11、…），谐波合成磁动势的旋转方向与基波合成磁动势的方向相反； 当v=6K+1,(K=1、2、3、…)（即：v=7、13、…），谐波合成磁动势的旋转方向与基波合成磁动势的方向相同； 谐波合成磁动势的转速为nsv=ns/v ； 当v=6K-3,(K=1、2、3、…)（即：v=3、9、…），谐波合成磁动势等于零。 例如，三次谐波表达式为： ωt=0° ,iA=Im ωt=120°, iB=Im ωt=240°, iC=Im ωt=360°, iA=Im 考虑到气隙磁密波形为非正弦，由谐波分析法便可获得气隙磁密的表达式为： 根据波形的特点，气隙磁密可分解为一系列奇次谐波 其中，基波磁密可由下式给出： 采用相对静止的概念，假定旋转磁场不动，则导体A沿 方向以同步速 顺时针移动。因此， 可由下式给出： 式中， （rad/s）为角频率，频率为 （Hz）。则 导体的感应电动势 导体中的感应电动势基波表达式为： 式中，导体基波电动势的有效值为： 即： 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 线圈的感应电动势 1 、整距线圈的感应电动势 整距线圈的节距 因此，其A、X两导体边所以感应基波电动势的大小相等、相位互差 ，相量图如图所示。 整距线圈所感应的基波电动势 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 对于 次谐波，整距线圈所感应的电动势为： （ =3，5，7…） 考虑到每个线圈是由 匝组成的，于是得整距线圈所感应的基波电动势为： 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 短距线圈的感应电动势 短距线圈的节距 ，如图所示。此时，同一线圈的两导体边A、X上所感应的电动势相位互差 ，而不是 ，其相量图如图所示。 短距线圈所感应的基波电动势 单匝短距线圈所感应的基波电动势相量为： 式中， 为交流绕组的基波节距因数。 $