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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 Fp F F Fp 基波磁动势 F 定子谐波磁动势 F 转子谐波磁动势 0 1 2 0 平滑气隙磁导 1 定子齿槽磁导 2 转子齿槽磁导 Fp 0 基波磁场 F 0 定子磁动势谐波磁场 F 0 转子磁动势谐波磁场Fp 1 定子磁导谐波磁场Fp 2 转子磁导谐波磁场基波磁场极对数p转速n1 60f 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 2mk 1 pm为相数 k 1 2 定子齿谐波次数 kZ1 pZ1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 60f 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 kZ2 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 kZ2 p 转子任一 次谐波磁场转速n 1 p 1 s 60f 见p35式 2 15 对笼型转子 k Z2n 1 k Z2 1 s p 60f 谐波分析示例见p 35表2 94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3 5次谐波电磁转矩4 7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 120f kZ2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 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 2 0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mi 4低阶次径向力波 定子径向振动振型a mi 0b mi 1c mi 2d 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