西莫论坛研讨会第二期——气隙磁场专题

forlink · 发表于 2010-11-5 21:13

或者干脆这样说，谐波磁场的来源在于转子，不在于定子。定子开槽与否，只是对谐波磁场的数值有放大或削弱影响。若励磁磁场本身可以做成正弦，即使定子开槽，也是没有齿谐波的！

zengxiaodong · 发表于 2010-11-5 21:25

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-11-5 21:32 编辑

回复 21# forlink

是这样的，本身电势齿谐波就是相互调制作用的结果，这样的说法似乎更为准确和全面一些。假如没有开槽的话，即使励磁磁密包含了槽谐波，在电势波形中也不会明显反映出来。至于根源之说，也可以如上认可，这点请参阅前面我提到的“8极9槽”帖子《什么是齿谐波（3）》，还有数学推导过程。

zengxiaodong · 发表于 2010-11-5 21:51

前面已经说到，多数情况下，每一个相带会包含多个槽，本来这些槽中的电流应该具有不同的相位，现在由于物理实现上面的局限而强行变成了相同的电流相位，这就是相带谐波产生的根源！

在“8极9槽”帖子中，我们举了一个4极39槽的鼠笼转子，由于每一个槽的电流相位都不相同，因此该笼型转子没有相带谐波，而只含有槽谐波！

在陈世坤《电机设计》P87，举了另外一个极端的例子，那就是有无穷多个槽，但是相带数有限的情形，并且说明，此时磁势不含有槽谐波成分，而仅含有相带谐波成分。

如果两方面都达到理想状态，也就是槽数无穷多，相带数也是无穷多，此时既不会有槽谐波也不会有相带谐波，这是电机中最为理想的电流分布状态！实际的电机，既是有限的槽数，也通常是比槽数更少的相带数，因此既含有槽谐波又含有相带谐波！

forlink · 发表于 2010-11-6 13:54

前面已经说到，多数情况下，每一个相带会包含多个槽，本来这些槽中的电流应该具有不同的相位，现在由于物理 ...
zengxiaodong 发表于 2010-11-5 21:51

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同意，提高每个相带包含的槽数，实际上就是提高了最低次相带谐波的次数，谐波次数越高，当然谐波幅值就低。
定性分析是这样，那么定量计算呢？

zengxiaodong · 发表于 2010-11-6 19:55

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-11-6 21:08 编辑

上面说了这么多的文字，其实可能还是有一点理解上的不方便，下面用图形来进行进一步的说明。“8极9槽”那个帖子中203楼富士TT给出了4极39槽鼠笼转子槽谐波的图形，实际上是通过对于我196楼提供的XSL文件进行滤波得到的，下面把他的图形下载来重新给出如下。
槽谐波.JPG

槽谐波的细节放大图为：
槽谐波细节.jpg

很显然，这个图比陈世坤《电机设计》P87的图要好太多了！因为当年陈教授编写教材时没有今天这么好的工具，所以不可能作出很正确的细节图。

槽谐波的图形其斜线部分并非直线，大家用手指头想一想就可以明白，由于槽谐波是实际磁势曲线与理想正弦波曲线的差值，因此斜线其实应该是正弦曲线，这点在靠近主波的波峰时表现得尤其明显！

forlink · 发表于 2010-11-6 20:26

上面说了这么多的文字，其实可能还是有一点理解上的不方便，下面用图形来进行进一步的说明。“8极9槽”那个 ...
zengxiaodong 发表于 2010-11-6 19:55

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槽谐波是实际磁势曲线与理想正弦波曲线的差值
=====================
那相带谐波哪去了？

zengxiaodong · 发表于 2010-11-6 21:07

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-11-6 21:58 编辑

因为鼠笼转子每一个槽就是一个相带，所以没有相带谐波，而只有槽谐波！

特别提醒大家注意一点，划分相带时应该以单元电机来进行分析，下面我们还是以4极39槽为例，假设不是鼠笼转子而是定子，连接成标准的3相60度相带分数槽绕组，磁势波形就必然会既含有槽谐波也含有相带谐波，我们要看看相带谐波究竟是何面目？

槽电势星形图.JPG

先画出槽电势星形图，然后划分相带如上面的图所示，为了方便起见，暂时我们假设都是单层绕组，也就是还有一个线圈边放到槽外面去不起作用，关于双层短距绕组的分析，后面再进行。

zengxiaodong · 发表于 2010-11-7 18:10

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-11-7 18:57 编辑

从上面的星形图我们先来定性分析一下磁势谐波产生的原因及其组成。在鼠笼转子的情况下，各槽电流严格按照空间正弦分布，也就是这种情况下仅会产生槽谐波而不会产生相带谐波。由实际的磁势曲线与理想正弦曲线相比可以明显看到，每次跳变时，跳变的高度是严格符合正弦规律的，也就是说在有槽的条件下这种方式是最接近正弦波的，如下面的细节图所示。

跳变方式.JPG

反之，如果把多于1个以上的槽归为同一个相带，意味着这些槽的电流是相同的，因此实际磁势曲线在同一个相带的范围内其逐槽跳变的高度是一样的，显然这是造成与理想正弦曲线误差的一个根源。等高跳变与正弦跳变之间的差异，是造成相带谐波的第一个根源。

相带谐波产生的第二个根源是由于分数槽产生的，当每相槽数不是偶数从而形成大小相带时，意味着会产生附加的相位误差，以上面4极39槽为例，相邻相带之间电流的相位差显然为60度，这是由对称三相电源系统决定的而无法改变，但是如果按照每槽电角度720／39进行计算，假设第一槽电流相位为0度（与其同相带槽的电流相位自然也是0度），则相邻相带的那些槽任何一个槽的电流相位（也就是理想计算值）均不会是60度或者240度，这就是相带谐波产生的第二个根源！

forlink · 发表于 2010-11-7 18:44

因为鼠笼转子每一个槽就是一个相带，所以没有相带谐波，而只有槽谐波！

特别提醒大家注意一点，划分相带 ...
zengxiaodong 发表于 2010-11-6 21:07

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对于分数槽，所谓60°相带，或者30°相带，都是一个平均概念吧？我看各个相带所占槽数都不一样。

zengxiaodong · 发表于 2010-11-7 21:11

在等高跳变的情况下，如何单独把相带谐波展示出来呢？这个问题颇费思量，最简单也是最笨的办法就是采用滤波的办法，因为已知主波以及各次槽谐波，只要把这些广义上的“槽谐波”滤去，剩下来的自然就是相带谐波了。这个方法操作起来有点繁琐，但是可以实现。

long98194 · 发表于 2011-4-8 14:32

听君一席话，胜读十年书

accnet · 发表于 2011-4-21 15:23

气隙磁密的问题我很感兴趣，但几位大侠一张口，我就只能边缘了。

moshaopeng0 · 发表于 2011-4-21 21:39

看完了这个高深的东西还是没搞懂，看来刚进门得多看看这样的帖子好的很

电机厂打工仔 · 发表于 2011-4-23 11:08

看完才知道，在电机厂混乱一年还是个门外汉！

cfc0431 · 发表于 2011-4-24 16:12

一直以来从事电机结构设计，看了大家的讨论，觉得电磁方面很深奥，学习了！

dream-ttt · 发表于 2011-4-26 08:56

我是来虚心学习的

wakhs · 发表于 2011-4-26 09:36

占个位置。

杨杨 · 发表于 2011-5-1 20:31

非常感谢各位的帖子，我下下来慢慢研究下。。。

amin668 · 发表于 2011-5-2 14:59

我想问下气隙在电机中很少做变动，一是他的变动开槽成本太大，可以把气隙做大，虽然理论上谐波等变小，但实际中不是这个样子的，气隙大后，功率因数和大流的变化比较明显，一般客户无法接受！可有改进方法？

forlink · 发表于 2011-5-2 16:45

我想问下气隙在电机中很少做变动，一是他的变动开槽成本太大，可以把气隙做大，虽然理论上谐波等变小，但实 ...
amin668 发表于 2011-5-2 14:59

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气隙加大，谐波含量变小，这个理论和实验都是对的。
功率因数和电流变化比较明显，那是变大还是变小？

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