电机学课堂进义第八部分卓越工程师课程 上海交通大学电气工程系EE SJTU 转子磁场位于直轴正方向，每极磁通确定，在每相绕组中的等效磁通与磁链等于每极磁通在绕组轴 线（相轴）上的投影（磁链还要乘以等效串联匝数），根据电磁感应定律，感应励磁电势瞬时值等 于磁链对时间的微分的相反数，因此感应励磁电势的相位总是滞后于励磁磁通90°电角，对于同步发 电机来说励磁电势总是位于交轴正方向。 第四个问题：电枢电流产生的两个空间位置正交（轴与q轴）的正弦波磁场分别在电枢绕组中产生 的感应电势时空矢量（凸极同步电机的双反应理论）： 一般物理意义上，电势与产生电势的磁场励磁电流关系 E=-jo =-jo,N=-jo,NAF =-jo AN'I=-jo LI =-jXI 根据电磁感应定律的正弦矢量表示，磁链等于匝数与磁通乘积，磁通等于磁导与磁势乘积，磁势等 于匝数与电流乘积，磁导与匝数平方乘积表示电感，角频率与电感乘积表示电抗，电势与电抗压降 相差一个符号。 电枢电流产生的合成基波磁势不一定正好与直轴或交轴重合，因此电枢电流产生的气隙磁场需要根 据双反应理论计算，即将合成基波磁势分解成直轴与交轴电枢反应磁势基波分量，相应地电枢电流 也可以分解成直轴和交轴电枢反应电流分量，假设电枢电流滞后于交轴一个电角度，那么双反应理 论的数学描述为 尽管直轴和交轴电枢反应磁势是基波分量，但是产生的磁通密度是否也是不含谐波的基波分量呢？ 直轴电枢反应磁势基波分量的幅值与转子励磁电流产生相同磁势幅值引起的直轴磁通密度是否一 致？要回答这些问题，必须要根据直轴和交轴位置的气隙大小分布和励磁绕组情况才能确定。 转子每极励磁电流产生的励磁磁势波形与励磁绕组分布和磁极形状有关，（凸极与隐极），励磁磁 势产生的磁通密度也与直轴气隙大小和极弧形状有关，其每极磁通与基波磁通密度关系 直轴电枢反应磁势基波分量产生的磁通密度分布，每极磁通，磁通密度的基波分量 通常将电枢反应磁势的直轴与交轴分量折算到等效的励磁磁势，用折算系数来表示 直轴电枢反应磁势的折算系数是产生相同直轴磁通密度基波幅值条件下，等效励磁磁势幅值与直轴 电枢反应磁势基波分量幅值之比。 交轴电枢反应磁势的折算系数是在交轴电枢反应磁势产生相同直轴磁通密度基波幅值条件下，等效 励磁磁势幅值与交轴电枢反应磁势基波分量幅值之比。 第五个问题：电枢电流时空矢量的漏磁场在电枢绕组中产生的感应电势： 电枢电流产生的漏磁场在电枢绕组中的交变频率等于电枢电流频率，磁场大小与电枢电流呈正比， 因此漏磁通与电枢电流星正比，其产生的感应电势（漏电势）大小与电流呈正比，相位滞后于电流 90°。 电势是驱动正电荷运动的方向，它与相应的电抗压降方向相反。 第六个问题：电枢电流时空矢量在电枢绕组电阻上的电压降落用时空矢量表示。 电枢电流在绕组电阻上的电压降与电流呈正比，因此两者方向一致。 电枢电流产生的气隙磁场谐波性质与磁极电流产生的谐波磁场性质比较，列表 v次谐波 电枢磁场谐波 励磁磁场谐波 频率 电流频率f1 vf 极对数 vp vp 转速 n/v 转子转速n1 削弱方法 分布、短距和斜槽 分布，极弧形状 9电机学课堂讲义 第八部分 卓越工程师课程 上海交通大学电气工程系 EE SJTU 9 转子磁场位于直轴正方向，每极磁通确定，在每相绕组中的等效磁通与磁链等于每极磁通在绕组轴 线（相轴）上的投影（磁链还要乘以等效串联匝数），根据电磁感应定律，感应励磁电势瞬时值等 于磁链对时间的微分的相反数，因此感应励磁电势的相位总是滞后于励磁磁通90 0 电角，对于同步发 电机来说励磁电势总是位于交轴正方向。 第四个问题：电枢电流产生的两个空间位置正交（d轴与q轴）的正弦波磁场分别在电枢绕组中产生 的感应电势时空矢量（凸极同步电机的双反应理论）； 一般物理意义上，电势与产生电势的磁场励磁电流关系 ! E = " j#1$ = " j#1N% = " j#1N&F = " j#1&N2 I = " j#1LI = " jXI 根据电磁感应定律的正弦矢量表示，磁链等于匝数与磁通乘积，磁通等于磁导与磁势乘积，磁势等 于匝数与电流乘积，磁导与匝数平方乘积表示电感，角频率与电感乘积表示电抗，电势与电抗压降 相差一个符号。 电枢电流产生的合成基波磁势不一定正好与直轴或交轴重合，因此电枢电流产生的气隙磁场需要根 据双反应理论计算，即将合成基波磁势分解成直轴与交轴电枢反应磁势基波分量，相应地电枢电流 也可以分解成直轴和交轴电枢反应电流分量，假设电枢电流滞后于交轴一个电角度，那么双反应理 论的数学描述为 尽管直轴和交轴电枢反应磁势是基波分量，但是产生的磁通密度是否也是不含谐波的基波分量呢？ 直轴电枢反应磁势基波分量的幅值与转子励磁电流产生相同磁势幅值引起的直轴磁通密度是否一 致？要回答这些问题，必须要根据直轴和交轴位置的气隙大小分布和励磁绕组情况才能确定。 转子每极励磁电流产生的励磁磁势波形与励磁绕组分布和磁极形状有关，（凸极与隐极），励磁磁 势产生的磁通密度也与直轴气隙大小和极弧形状有关，其每极磁通与基波磁通密度关系 直轴电枢反应磁势基波分量产生的磁通密度分布，每极磁通，磁通密度的基波分量 通常将电枢反应磁势的直轴与交轴分量折算到等效的励磁磁势，用折算系数来表示 直轴电枢反应磁势的折算系数是产生相同直轴磁通密度基波幅值条件下，等效励磁磁势幅值与直轴 电枢反应磁势基波分量幅值之比。 交轴电枢反应磁势的折算系数是在交轴电枢反应磁势产生相同直轴磁通密度基波幅值条件下，等效 励磁磁势幅值与交轴电枢反应磁势基波分量幅值之比。 第五个问题：电枢电流时空矢量的漏磁场在电枢绕组中产生的感应电势； 电枢电流产生的漏磁场在电枢绕组中的交变频率等于电枢电流频率，磁场大小与电枢电流呈正比， 因此漏磁通与电枢电流呈正比，其产生的感应电势（漏电势）大小与电流呈正比，相位滞后于电流 90 0 。 电势是驱动正电荷运动的方向，它与相应的电抗压降方向相反。 第六个问题：电枢电流时空矢量在电枢绕组电阻上的电压降落用时空矢量表示。 电枢电流在绕组电阻上的电压降与电流呈正比，因此两者方向一致。 电枢电流产生的气隙磁场谐波性质与磁极电流产生的谐波磁场性质比较，列表 ν次谐波 电枢磁场谐波 励磁磁场谐波 频率 电流频率f1 νf1 极对数 νp νp 转速 n1/ν 转子转速n1 削弱方法 分布、短距和斜槽 分布，极弧形状