第二讲： 交流电机的谐波问题
第二讲： 交流电机的谐波问题
参考书籍 [1]肖湘宇主编，电能质量分析与控制，中国电力出版社，2004书生 [2]George J.akileh:著，徐政译，电力系统谐波一基本原理、分析方法和滤波 器设计，机械工业出版社，2003电子版 ● [3]许实章著，新型电机绕组一理论与设计，机械工业出版社，2001超星 ● [4李发海，朱东起编著，电机学（第三版)，科学出版社，2002超星 ● [5]汤蕴谬，史乃编著，电机学，机械工业出版社，2001教材 ● [6]汤蕴谬，张亦黄，范瑜编著，交流电机动态分析，机械工业出版社，2005 A区新馆二楼“自然科学图书阅览室” ● []朱耀忠等，电机与电力拖动，北京航空航天大学出版社，2005书生 [8]李永东主编，交流电机数字控制系统，机械工业出版社，2002电子版
⚫ [1] 肖湘宇主编，电能质量分析与控制，中国电力出版社，2004 书生 ⚫ [2]George J. Wakileh著，徐政译，电力系统谐波－基本原理、分析方法和滤波 器设计，机械工业出版社，2003 电子版 ⚫ [3] 许实章著，新型电机绕组－理论与设计，机械工业出版社，2001 超星 ⚫ [4] 李发海，朱东起编著，电机学（第三版），科学出版社，2002 超星 ⚫ [5] 汤蕴璆，史乃编著，电机学，机械工业出版社，2001 教材 ⚫ [6] 汤蕴璆，张亦黄，范瑜编著，交流电机动态分析，机械工业出版社，2005 – A区新馆二楼“自然科学图书阅览室” ⚫ [7] 朱耀忠等，电机与电力拖动，北京航空航天大学出版社，2005 书生 ⚫ [8] 李永东主编，交流电机数字控制系统，机械工业出版社，2002 电子版 参考书籍
阅读参考书籍后的作业 1谐波的基本概念([1]：p164-201,[2]:p4~35) A。基波与谐波的定义，谐波计算方法，谐波评价指标 ●2变压器中的谐波 B。铁心饱和时单相变压器的励磁电流([4]：p15-16)三相变压器空 载运行的电动势([4]：p54-56) ●3电机中的谐波 由于电机自身磁势、磁路以及与电机相连的电源和负载的非线性特性， 实际电机中总会存在各种各样的谐波。这些谐波会影响电机的正常运行，有 必要对它们产生的机理、特点及其对电机影响的情况进行介绍
⚫ 1 谐波的基本概念（[1]: p164-201, [2]: p4~35） A。基波与谐波的定义，谐波计算方法，谐波评价指标 ⚫ 2 变压器中的谐波 B。铁心饱和时单相变压器的励磁电流（[4]: p15-16） 三相变压器空 载运行的电动势 （[4]: p54-56） ⚫ 3 电机中的谐波 由于电机自身磁势、磁路以及与电机相连的电源和负载的非线性特性， 实际电机中总会存在各种各样的谐波。这些谐波会影响电机的正常运行，有 必要对它们产生的机理、特点及其对电机影响的情况进行介绍。 阅读参考书籍后的作业
阅读参考书籍后的作业 3.1电机中的空间谐波 电机的空间谐波是由于电机内部磁势和磁阻在空间上分布不均匀而引起的谐波磁 场，例如：凸极同步电机的主极磁场、齿谐波磁场等都含有丰富的空间谐波。电 机的空间谐波磁场具有相同的机械角频率但极距却各不相同。 C。凸极同步电机的主极磁场（[5]：p124-125)电机中的齿谐波磁场（[5]： p125-126) 3.2电机中的时间谐波 ● 电机的时间谐波是由连接于电机绕组的电压或负载中的非线性特性在电机内部产 生的谐波电压和电流，例如：变频器供电的感应电动机或通过HVDC输送电力的 同步发电机中就含有丰富的时间谐波。由时间谐波电压或电流产生的电机磁场具 有相同的极距与极对数但频率却各不相同。 D。时间谐波源([2]：p37-65)变频器供电的感应电动机([6：p229-249)
3.1 电机中的空间谐波 电机的空间谐波是由于电机内部磁势和磁阻在空间上分布不均匀而引起的谐波磁 场，例如：凸极同步电机的主极磁场、齿谐波磁场等都含有丰富的空间谐波。电 机的空间谐波磁场具有相同的机械角频率但极距却各不相同。 C。凸极同步电机的主极磁场（[5]: p124-125） 电机中的齿谐波磁场（[5]: p125-126） 3.2 电机中的时间谐波 ⚫ 电机的时间谐波是由连接于电机绕组的电压或负载中的非线性特性在电机内部产 生的谐波电压和电流，例如：变频器供电的感应电动机或通过HVDC输送电力的 同步发电机中就含有丰富的时间谐波。由时间谐波电压或电流产生的电机磁场具 有相同的极距与极对数但频率却各不相同。 D。时间谐波源（[2]: p37-65） 变频器供电的感应电动机（[6]: p229-249） 阅读参考书籍后的作业
阅读参考书籍后的作业 。4电机谐波的抑制与利用 4.1电机谐波的危害 E。“空间高次谐波对异步电动机的影响”，([7]：p191-192) F。 “非正弦电源对异步电机的影响”([7]：p211-214) 4.2电机谐波的抑制 G。 “消弱电机空间谐波的方法”，([5]：p127-129) H. “电力系统时间谐波的抑制”([2]：p87-114,[1]:p204-219) -4.3电机谐波的利用 1。“利用谐波起动感应电机”，(3]：p25-86) J。“利用齿谐波辨识电机转速”([8]：p250-251)
⚫ 4 电机谐波的抑制与利用 – 4.1 电机谐波的危害 E。 “空间高次谐波对异步电动机的影响”,([7]: p191-192 ) F。 “非正弦电源对异步电机的影响”([7]: p211-214 ) – 4.2 电机谐波的抑制 G。 “消弱电机空间谐波的方法”, ([5]: p127-129 ) H。 “电力系统时间谐波的抑制”([2]: p87-114, [1]: p204-219 ) – 4.3 电机谐波的利用 I。 “利用谐波起动感应电机”, ([3]: p25-86 ) J。 “利用齿谐波辨识电机转速”([8]: p250-251 ) 阅读参考书籍后的作业
谐波问题 (p124,137) 谐波电动势和磁动势 (p143,159) 2.1.1普通谐波电动势 2.1谐波电动势 2.1.2齿谐波电动势 2.2谐波磁动势
2.1 谐波电动势 2.2 谐波磁动势 谐波问题 （p124 ，137） 谐波电动势和磁动势 （p143 ，159） 2.1.1 普通谐波电动势 2.1.2 齿谐波电动势
2.1.1普通谐波电动势 2.1.1.1谐波磁场及其特点（谐波电动势产生原因） 2.1.1.2谐波磁场产生的电动势 2.1.1.3谐波电动势的危害 2.1.1.4削弱办法
2.1.1.1 谐波磁场及其特点(谐波电动势产生原因) 2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势 2.1.1.3 谐波电动势的危害 2.1.1.4 削弱办法 2.1.1 普通谐波电动势
1/4 2.1.1.1谐波磁场及其特点 气隙磁密 (p70p125) (p81p143) T T
2.1.1.1 谐波磁场及其特点 ⚫ 气隙磁密 (p70 p125) (p81 p143) 1/4 δ b
2/4 2.1.1.1谐波磁场及其特点 气隙磁密的分解 6 b E
2.1.1.1 谐波磁场及其特点 ⚫ 气隙磁密的分解 2/4 b 1 b 3 b b5
3/4 2.1.1.1谐波磁场及其特点 谐波磁密 b,(0)=b(0)+b,(0)+b,(6+… B,(0)=Bm sin(ve) V=1,3,5
2.1.1.1 谐波磁场及其特点 ⚫ 谐波磁密 3/4 bδ ( ) = b1 ( )+b3 ( )+b5 ( )+ ( ) ( ) 1,3,5, sin = = b Bm