空间坐标的原点取在A相绕组的轴线上时间和空间谐波磁势的有关数据如表1所示,号表示该旋转磁势转向与基波磁势相反,转速以基波同步速的倍数给出,表1中只计到19次谐波。
表1谐波磁势的转速和转向电流谐波次数空间谐波磁势次数71113 3考虑异步附加转矩的槽配合异步电机定子中任意一次谐波磁场都会在转子中感应相同次数的谐波磁场,这两谐波磁场在空间保持相对静止,产生异步附加转矩,使电机T-S曲线出现凹陷,影响电机起动升速的平稳性。
异步附加转矩的存在与定转子的槽配合无关,但其大小与槽配合有关。为了讨论方便,首先分析基波磁势产生的v次空间谐波磁场的*大转矩m:p极对数?V次谐波励磁电抗Kdv,ICdp?定子V次和P次空间谐波的绕组系数Kvv次空间谐波转子的耦合系数,/,v次空间谐波*大转矩时的定子电流?v次空间谐波转子的斜槽系数同理,。得k次时间谐波磁势产生的v次空间谐波磁场的*大转矩为:由此可见,就定转子槽配合来减少异步附加转矩,谐波电流的存在对定转子槽数的选择没有影响。故仍可采用普通异步电机的一些措施来减小异步附加转矩,例如:增加定子槽数以增加齿谐波的次数;转子少槽配合以减小谐波的耦合系数等。
4考虑同步附加转矩的槽配合异步电机运行在某一转速下,极数相同且具是产生同步附加转矩时电机的转差率不同,可分析如下。
定子k次时间谐波磁势产生的va次空间谐波在转子中感应的电势频率为:该转子电流产生的次空间谐波相对于定子的转速为:M卜!)气定子k次时间谐波产生的vb次空间谐波相对于定子的转速为。
当卩a=土vb时,要使叫=如必须满足:由此得到产生同步附加转矩的基波转差率为:s= 5考虑脉动附加转矩的槽配合脉动附加转矩是由不同转速的旋转磁场相互作用产生的,虽然脉动转矩:本文只分析定子绕组磁势和转子绕组磁势建立的谐波磁场产生的径向力,其余成分与不考虑时间谐波存在时的分析相同。
波频率为:生的v次空间谐波磁密笼型转子绕组h次射间谐波磁产生的次空间谐波磁密2h=(B为转子谐波相对于定子的角频率其中,转子h次时间谐波磁势,是由定子h次时间谐波磁场在转子中感应电势产生的空间基波磁势。
对于电磁噪声,2B项较为重要,因此忽略其它两项后得:当考虑定转子绕组磁势中的一阶齿谐波磁场数及磁密幅值Ht=士Z2+P,Bum转子一阶齿谐波次数及磁密幅值;2h=PH~f(l-s)(?转子一阶齿谐波相对于定子的角频率波频率为:场产生的激振力波频率取决于转子槽数和时间谐波的次数,时间谐波的存在大大增加了激振力波的频率数目,使振动和嗓声的问铨更加复杂。当k值较大时,主要引起高频电磁噪声;k值较小时,引起电机的低频振动。选择电机槽数时应使激振力波的频率避开电机的固有频率。力波的低阶次数取决于定转子的槽数差,这一点和三相电机采用整数槽时,为降低电机附加损耗采用近槽配合是相互矛盾的,因此在选择电机槽数时要全面考虑。
6结语定转子槽配合对异步电机影响是多方面的,变频调速异步电机由于时间谐波的存在使问题更加复杂。本文从附加转矩的角度讨论时间谐波对槽配合的影响,对变频电机中槽配合计算的特殊点进行了分析。设计电机时应综合考虑各方面的因素,按全局*优的观点正确选择合理的定转子槽数。
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