在凸极同步电机中,磁极磁场沿电枢表面的分布一般呈平顶形,如图曲线1所示。应用傅氏级数可将其分解为基波和一系列高次谐波。如果磁极制造没有特殊缺陷,N极下的磁密分布波和S极下的磁密分布波是对称的,同时,每极下磁密波磁极中心线也是对称的。这样,磁密的空间谐波中就只有奇次谐波,即v=1、3、5、7、9……。图(a)中表示了把实际磁密波(曲线1)分解为基波(曲线2)和3、5……次谐波(曲线3、4……)。图(b)和(c)则分别画出3次和5次谐波的波形。 图 主极磁场沿电枢表面的分布 谐波电动势的计算方法与基波电动势的计算方法类似。从图可见,v次谐波磁场的极对数为基波的v倍,而极距则为基波的1/v,由于谐波磁场也因转子旋转而形成旋转磁场,其转速等于转子转速,即,而,在定子绕组内感应出高次谐波电动势的频率为 (1) 高次谐波和基波相关参数的对比见表1。 表1 高次谐波和基波相关参数的对比
参照式(4),v次谐波电动势的有效值为 (2) 式中是v次谐波的绕组系数,是v次谐波的每极磁通量,参照基波每极磁通量的计算,则有 (3) 是v次谐波磁密的幅值,而 (4) 其中和分别为v次谐波的短距系数和分布系数。对v次谐波来说,由于极对数是基波的v倍,参照式(5)和式(8)可得 (5) (6) 当算出各次谐波电动势的有效值后,可得出相电动势的有效值为 (7) 三相绕组中,线电动势没有3次和3的倍数次谐波,其有效值为 (8) 一般情况下,高次谐波电动势对相电动势大小的影响很小,主要是影响电动势的波形。 |
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GMT+8, 2023-4-5 14:24