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多相电机谐波磁场分析

时间:2022-11-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:多相逆变器的输出含有不可忽略的谐波分量,它们将形成时域谐波磁场,绕组在空间非正弦分布则会产生空域谐波磁场。在多相电机的变频调速系统中,这两个因素同时存在,会对电机的性能造成不利的影响。表6-2所示为几种多相电机的基波电流产生的合成磁动势的谐波。需要注意的是,多相电机的最低谐波次数已经很高,不必像三相电机那样采用短距和分布式绕组削减空间谐波电动势。

图6-13 五相电机定子绕组的多边形联结方式

多相逆变器的输出含有不可忽略的谐波分量,它们将形成时域谐波磁场,绕组在空间非正弦分布则会产生空域谐波磁场。在多相电机的变频调速系统中,这两个因素同时存在,会对电机的性能造成不利的影响。

若时间相位依次相差的m相电流通入m相对称绕组中,第i相的电流可以表示为:

由电机学基本定律可知,第i相的第v次谐波磁动势可以表示为:

式中, N1——每相串联匝数;

kvv ——v次谐波的绕组系数;

θ——沿气隙圆周的空间坐标。

m相合成磁动势的v谐波为:

式中,

由上述分析可知,合成磁场Fv由正序磁场 Fv +和负序磁场 Fv -两部分组成,当v mk= (k=1,2,3…)次谐波时,合成磁动势等于零;当v=m(k+1)次谐波时,只存在正向(与基波转向相同)旋转磁动势;当v=m(k-1)次谐波时,只存在反向旋转磁动势。此处m是指从电机内部看的相数。表6-2所示为几种多相电机的基波电流产生的合成磁动势的谐波。

表6-2 多相电机的基波电流产生的合成磁动势的谐波

由表6-2可以看出,随着定子相数的增加,最低次的谐波次数增大,转矩脉动频率随之增高,而转矩脉动幅值下降。需要注意的是,多相电机的最低谐波次数已经很高,不必像三相电机那样采用短距和分布式绕组削减空间谐波电动势。电机的设计应合理选择线圈节距来调节线圈的漏电感,以抑制定子电流的时域谐波分量。

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