谐波效应分析.ppt

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1、 谐波效应分析电机运行时在气隙中伴随着基波磁场而产生的谐波磁场，是异步电动机附加转矩、杂散损耗、电磁噪声产生的根源，对电动机起动及运行性能影响很大气隙磁场 b=F F-磁动势波；-磁导波1.谐波磁场F=FpFF Fp-基波磁动势；F-定子谐波磁动势；F-转子谐波磁动势=012 0-平滑气隙磁导；1-定子齿槽磁导；2-转子齿槽磁导Fp0-基波磁场 F0-定子磁动势谐波磁场 F0-转子磁动势谐波磁场 Fp1-定子磁导谐波磁场 Fp2-转子磁导谐波磁场 基波磁场 极对数p 转速n1=60 f/p(r/min)f-电源频率磁动势谐波分解1实际磁动势2相带电流均布时磁动势3齿谐波磁动势（1，2之差）4基

2、波磁动势5相带谐波磁动势（2，4之差）定子相带谐波次数（以2极为基本波）=(2mk1)p m为相数；k=1,2,-定子齿谐波次数 =k Z1 p Z1为定子槽数 有磁势齿谐波及磁导齿谐波定子谐波磁场转速 n=60 f/相带谐波与绕组型式、分布及节距有关，可用短距绕组、低谐波含量绕组（如六相绕组）等消除或削弱相带谐波齿谐波与绕组分布无关，只能用斜槽削弱齿谐波60相带谐波和齿谐波的绕组系数见p.33 表2-7表2-8由定子次谐波磁场感应产生的转子谐波磁场次数（对笼型转子仅有齿谐波）=k Z2 Z2为转子槽数 k=1,2,-其中由基波磁场感应产生的转子谐波次数 =k Z2p 转子任一次谐波磁场转速

3、n=1()/p (1s)60 f/见p35 式（2-15）对笼型转子 ()=k Z2 n=1k Z2(1s)/p 60 f/谐波分析示例见p.35 表2-9 4极，Z1=36,Z2=28 谐波谱 2.异步附加转矩定子各次谐波磁场与由它感应的转子同次谐波磁场相互作用产生转矩，其特性与基波转矩相似，故称之为异步附加转矩。异步附加转矩叠加在基波转矩上，使电动机转矩特性形成异步谷，从而在起动过程中出现最小转矩。其中以5次和7次磁动势谐波影响最为显著异步附加转矩 1合成转矩 2基波电磁转矩 35次谐波电磁转矩 47次谐波电磁转矩 3.同步附加转矩同步附加转矩产生条件：产生转矩的定子、转子磁场彼此独立；定

4、子、转子磁场极对数相等；定子、转子磁场相对静止（即在某一转子转速下该定子、转子磁场空间转速相同）以上条件见 p.36 式（2-16），（2-17）当a=b ，堵转时产生同步附加转矩当a=b，产生同步附加转矩时转子转速 nst=120 f/k Z2 见p.36 式（2-18）产生同步附加转矩的槽配合见p.47表2-15，应注意避免或采取措施削弱4.杂散损耗气隙谐波磁通相对于定、转子齿铁心表面移动而产生表面损耗气隙谐波磁通相对于定、转子齿铁心移动，使进入定、转子齿中的谐波磁通脉动而产生脉振损耗转子谐波电流损耗，横向泄漏电流损耗少槽-近槽配合可降低杂散损耗，但电磁噪声高5.电磁噪声气隙基波及谐波磁场

5、周期性变化径向力定子铁心径向振动周围空气脉动引起噪声径向力波阶次数mi 越低，铁心变形相邻支点距离越远，刚性较差，铁心径向变形量就越大，故低阶次径向力波是引起电磁噪声的主要根源。径向力 fr=b2 /20 基波 bp见p.32 式（2-11）；定子谐波 b见p.32 式（2-12）；转子谐波 b见p.35 式（2-14）径向力可表示为各种不同阶次和角频率的旋转力波的合成 见 p.38 式（2-20），图示见 图2-14 重点注意mi4 低阶次径向力波 定子径向振动振型 a)mi=0 b)mi=1 c)mi=2 d)mi=3基波磁场产生的径向力 由式（2-11）代入式（2-19），求得径向力波阶次为 2p,力波频率为2f，即产生电源频率两倍的电磁噪声（倍频噪声）。该噪声常只见于二极电机谐波磁场产生的径向力 由式（2-12），（2-14）代入（2-19），得p.39式（2-21）式（2-21）最后一项b b可能包含低阶次径向力 由 b次定子磁场与 a次转子磁场作用产生的一对径向力波阶次见式（2-22）力波频率见式（2-23）槽配合36/28的力波次数/力波频率示例见 表2-10mi=b a 为小的整数时，成为产生磁噪声的强大力波