諧波效應(yīng)分析 電機(jī)運(yùn)行時(shí)在氣隙中伴隨著基波磁場(chǎng)而產(chǎn)生的諧波磁場(chǎng) 是異步電動(dòng)機(jī)附加轉(zhuǎn)矩 雜散損耗 電磁噪聲產(chǎn)生的根源 對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)及運(yùn)行性能影響很大氣隙磁場(chǎng)b F F 磁動(dòng)勢(shì)波 磁導(dǎo)波 1 諧波磁場(chǎng) F Fp F F Fp 基波磁動(dòng)勢(shì) F 定子諧波磁動(dòng)勢(shì) F 轉(zhuǎn)子諧波磁動(dòng)勢(shì) 0 1 2 0 平滑氣隙磁導(dǎo) 1 定子齒槽磁導(dǎo) 2 轉(zhuǎn)子齒槽磁導(dǎo) Fp 0 基波磁場(chǎng) F 0 定子磁動(dòng)勢(shì)諧波磁場(chǎng) F 0 轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)諧波磁場(chǎng)Fp 1 定子磁導(dǎo)諧波磁場(chǎng)Fp 2 轉(zhuǎn)子磁導(dǎo)諧波磁場(chǎng)基波磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)p轉(zhuǎn)速n1 60f p r min f 電源頻率 磁動(dòng)勢(shì)諧波分解1 實(shí)際磁動(dòng)勢(shì)2 相帶電流均布時(shí)磁動(dòng)勢(shì)3 齒諧波磁動(dòng)勢(shì) 1 2之差 4 基波磁動(dòng)勢(shì)5 相帶諧波磁動(dòng)勢(shì) 2 4之差 定子相帶諧波次數(shù) 以2極為基本波 2mk 1 pm為相數(shù) k 1 2 定子齒諧波次數(shù) kZ1 pZ1為定子槽數(shù)有磁勢(shì)齒諧波及磁導(dǎo)齒諧波定子諧波磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n 60f 相帶諧波與繞組型式 分布及節(jié)距有關(guān) 可用短距繞組 低諧波含量繞組 如六相繞組 等消除或削弱相帶諧波齒諧波與繞組分布無關(guān) 只能用斜槽削弱齒諧波60 相帶諧波和齒諧波的繞組系數(shù)見p 33表2 7表2 8 由定子 次諧波磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子諧波磁場(chǎng)次數(shù) 對(duì)籠型轉(zhuǎn)子僅有齒諧波 kZ2 Z2為轉(zhuǎn)子槽數(shù)k 1 2 其中由基波磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子諧波次數(shù) kZ2 p 轉(zhuǎn)子任一 次諧波磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n 1 p 1 s 60f 見p35式 2 15 對(duì)籠型轉(zhuǎn)子 k Z2n 1 k Z2 1 s p 60f 諧波分析示例見p 35表2 94極 Z1 36 Z2 28諧波譜 2 異步附加轉(zhuǎn)矩 定子各次諧波磁場(chǎng)與由它感應(yīng)的轉(zhuǎn)子同次諧波磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 其特性與基波轉(zhuǎn)矩相似 故稱之為異步附加轉(zhuǎn)矩 異步附加轉(zhuǎn)矩疊加在基波轉(zhuǎn)矩上 使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性形成異步谷 從而在起動(dòng)過程中出現(xiàn)最小轉(zhuǎn)矩 其中以5次和7次磁動(dòng)勢(shì)諧波影響最為顯著 異步附加轉(zhuǎn)矩1 合成轉(zhuǎn)矩2 基波電磁轉(zhuǎn)矩3 5次諧波電磁轉(zhuǎn)矩4 7次諧波電磁轉(zhuǎn)矩 3 同步附加轉(zhuǎn)矩 同步附加轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生條件 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的定子 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)彼此獨(dú)立 定子 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)相等 定子 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜止 即在某一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下該定子 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)空間轉(zhuǎn)速相同 以上條件見p 36式 2 16 2 17 當(dāng) a b 堵轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩當(dāng) a b 產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nst 120f kZ2見p 36式 2 18 產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩的槽配合見p 47表2 15 應(yīng)注意避免或采取措施削弱 4 雜散損耗 氣隙諧波磁通相對(duì)于定 轉(zhuǎn)子齒鐵心表面移動(dòng)而產(chǎn)生表面損耗氣隙諧波磁通相對(duì)于定 轉(zhuǎn)子齒鐵心移動(dòng) 使進(jìn)入定 轉(zhuǎn)子齒中的諧波磁通脈動(dòng)而產(chǎn)生脈振損耗轉(zhuǎn)子諧波電流損耗 橫向泄漏電流損耗少槽 近槽配合可降低雜散損耗 但電磁噪聲高 5 電磁噪聲 氣隙基波及諧波磁場(chǎng) 周期性變化徑向力 定子鐵心徑向振動(dòng) 周圍空氣脈動(dòng)引起噪聲徑向力波階次數(shù)mi越低 鐵心變形相鄰支點(diǎn)距離越遠(yuǎn) 剛性較差 鐵心徑向變形量就越大 故低階次徑向力波是引起電磁噪聲的主要根源 徑向力fr b2 2 0基波bp見p 32式 2 11 定子諧波b 見p 32式 2 12 轉(zhuǎn)子諧波b 見p 35式 2 14 徑向力可表示為各種不同階次和角頻率的旋轉(zhuǎn)力波的合成見p 38式 2 20 圖示見圖2 14重點(diǎn)注意mi 4低階次徑向力波 定子徑向振動(dòng)振型a mi 0b mi 1c mi 2d mi 3 基波磁場(chǎng)產(chǎn)生的徑向力由式 2 11 代入式 2 19 求得徑向力波階次為2p 力波頻率為2f 即產(chǎn)生電源頻率兩倍的電磁噪聲 倍頻噪聲 該噪聲常只見于二極電機(jī)諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的徑向力由式 2 12 2 14 代入 2 19 得p 39式 2 21 式 2 21 最后一項(xiàng) b b 可能包含低階次徑向力由 b次定子磁場(chǎng)與 a次轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作