第十四 章 交流电枢绕组的磁动势
本章重点讨论的问题,
单相绕组磁动势 —— 脉振磁动势
三相绕组合成磁动势 —— 旋转磁动势
要求：
1,掌握磁动势的理论分析及公式；
2,掌握产生各磁势的条件及特点；
3,了解用三角函数和向量来表示磁动势。
分析推导过程
? 单个线圈磁动势
? 线圈组磁动势
? 相绕组磁动势
? 三相绕组合成磁动势
第一节 单层集中整距绕组的一相磁动势
交流电机模型图（ A相 集中绕组）
1,磁动势表示方法
线圈中通入电流 (i≠0）所产生的磁场分布图
链接单个线圈产生磁动势图
线圈磁动势的空间分布
在定子内圆表面建立空间坐标，以 A相绕组轴
线与定子内表面的交点作为空间坐标的原点，用
空间电角度 α表示。把气隙圆周展成直线，让横坐
标表示沿气隙圆周方向的空间距离。
正磁势规定：磁感应线方向是出转子进定子为负值。
结论：
通入电流的线圈，它所产生的气隙磁动势沿圆
周分布是一个矩形波，在通电流的线圈处，气隙磁
动势发生突跳。
不计铁心磁压降，每个空气隙所消耗的磁动势
等于整个磁路磁动势的一半，为 Nki /2, 即,1
2
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2,用傅里叶级数分解矩形波磁动势
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412
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3次谐波5次谐波
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35k k kf a f a f a f a? ? ?? ? ? ? L
结论,
1.基波磁动势的幅值为 4/πfk，是矩形波磁动势的
4/π 倍；
谐波磁动势幅值为基波幅值的 1/ν 倍；
2.基波磁动势波长与原矩形波长一样，磁极对数亦
相同；
谐波的波长为基波的 1/ν,极对数为极波的 ν 倍。
4 4 1 4 1( ) co s ( ) co s ( 3 ) co s ( 5 )
35k k kf a f a f a f a? ? ?? ? ? ? L
3,线圈中通入交变电流产生脉振磁动势
链接脉振磁动势动画
当线圈电流交变时，线圈磁势在空间上沿气隙分布仍
是矩形，而且轴线固定不动，但其幅值在时间上按余弦规
律变化，也就是说整个磁势波不能移动而只能脉振。
结论,1) 单个线圈当通入交流电流时所产生的磁动势波是一个在空间
按矩形波分布、波的位置在空间不动、但波幅的大小和正负
随时间在变化的磁动势波，称该种磁动势为脉振磁势。
2) 线圈磁势除包含基波磁势外，还包含有 3,5,7 等谐波磁势
分量 。
2 c o si I t??A相电流表达式
11
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N I tf t F t?? ? ? ?
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A相脉振磁势表达式
1
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A相脉振磁势幅值
线圈磁场模拟分布图
B相与 C相电流建立的脉振磁场
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1(,) c o s ( 2 4 0 ) c o s ( 2 4 0 )Cmf t F t? ? ?? ? ?oo
B相电流建立的磁场的磁极与对称轴
iB
iB
相磁势空间分布波形
4,脉振磁动势分解为两个旋转磁动势
结论：
1) 一个脉振磁动势波，可分解为两个波长与原脉振波
完全相同，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转角速度（ ω）
与脉振波的脉振频率（ f）有关，每个旋转波的幅值是原脉
振波的一半。
2) 当线圈中电流为正的最大值时，脉振波的波幅为正
的最大值，此时两个旋转波的正波幅正好转到 α =0° 的位置，
即在通电线圈的轴线处，两个旋转波重叠在一起。
链接脉振磁场动画
本章重点讨论的问题,
单相绕组磁动势 —— 脉振磁动势
三相绕组合成磁动势 —— 旋转磁动势
要求：
1,掌握磁动势的理论分析及公式；
2,掌握产生各磁势的条件及特点；
3,了解用三角函数和向量来表示磁动势。
分析推导过程
? 单个线圈磁动势
? 线圈组磁动势
? 相绕组磁动势
? 三相绕组合成磁动势
第一节 单层集中整距绕组的一相磁动势
交流电机模型图（ A相 集中绕组）
1,磁动势表示方法
线圈中通入电流 (i≠0）所产生的磁场分布图
链接单个线圈产生磁动势图
线圈磁动势的空间分布
在定子内圆表面建立空间坐标，以 A相绕组轴
线与定子内表面的交点作为空间坐标的原点，用
空间电角度 α表示。把气隙圆周展成直线，让横坐
标表示沿气隙圆周方向的空间距离。
正磁势规定：磁感应线方向是出转子进定子为负值。
结论：
通入电流的线圈，它所产生的气隙磁动势沿圆
周分布是一个矩形波，在通电流的线圈处，气隙磁
动势发生突跳。
不计铁心磁压降，每个空气隙所消耗的磁动势
等于整个磁路磁动势的一半，为 Nki /2, 即,1
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1.基波磁动势的幅值为 4/πfk，是矩形波磁动势的
4/π 倍；
谐波磁动势幅值为基波幅值的 1/ν 倍；
2.基波磁动势波长与原矩形波长一样，磁极对数亦
相同；
谐波的波长为基波的 1/ν,极对数为极波的 ν 倍。
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3,线圈中通入交变电流产生脉振磁动势
链接脉振磁动势动画
当线圈电流交变时，线圈磁势在空间上沿气隙分布仍
是矩形，而且轴线固定不动，但其幅值在时间上按余弦规
律变化，也就是说整个磁势波不能移动而只能脉振。
结论,1) 单个线圈当通入交流电流时所产生的磁动势波是一个在空间
按矩形波分布、波的位置在空间不动、但波幅的大小和正负
随时间在变化的磁动势波，称该种磁动势为脉振磁势。
2) 线圈磁势除包含基波磁势外，还包含有 3,5,7 等谐波磁势
分量 。
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A相脉振磁势表达式
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A相脉振磁势幅值
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B相与 C相电流建立的脉振磁场
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4,脉振磁动势分解为两个旋转磁动势
结论：
1) 一个脉振磁动势波，可分解为两个波长与原脉振波
完全相同，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转角速度（ ω）
与脉振波的脉振频率（ f）有关，每个旋转波的幅值是原脉
振波的一半。
2) 当线圈中电流为正的最大值时，脉振波的波幅为正
的最大值，此时两个旋转波的正波幅正好转到 α =0° 的位置，
即在通电线圈的轴线处，两个旋转波重叠在一起。
链接脉振磁场动画
