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6SE6440-2UD37-5FB1若阻尼绕组节距等于1/2定子齿距,即t2=(1/2)t1,此时相当于在上述电机中,每极装有9根阻尼条,如图1(d)所示。则第1、3、5、7、9号阻尼条中的电流都同相位,产生的脉振磁势如图1(e);而第2、4、6、8号阻尼条中的电流,恰与1、3、5、7、9号阻尼条中的电流相位相反,产生的脉振磁势如图1(f),两者产生的脉振磁势基波互相抵消,因而阻尼绕组中的齿频电流对电压波形的不利影响大为削弱。
由此可见,当阻尼绕组的节距小于定子齿距时,可削弱齿频电流对齿谐波的恶化。同理,当阻尼绕组的节距大于定子齿距时,也会削弱齿频电流产生的齿谐波电势,但二者相比,t2<t1时的削弱效果会一些,在此不再赘述。
总之,在同步电机的阻尼绕组设计时,应严格避免阻尼绕组节距等于或接近定子齿距,要么小于定子齿距,要么大于定子齿距,并应尽量远离定子齿距,大于定子齿距时不能是定子齿距的整数倍。当然,这是从减小齿谐波电势角度考虑得出的结论,选择较小的阻尼条节距固然可以得到较好的电压波形,但从附加损耗角度考虑,阻尼条节距过小又会引起阻尼绕组损耗增大,这是不利的,电机设计就是要权衡各种矛盾,以达到综合性能。考虑到各方面综合性能,许多电机设计文献和设计手册中通常推荐的阻尼条节距满足:
t2=(0.7~0.9)t1
或 ⑵
t2=(1.1~1.2)t1
3 空载反电势波形仿真时的注意事项
空载反电势波形的仿真计算是同步电机电磁设计重要的内容。许多没有吃过亏的人错误地认为:根据楞次定律,阻尼绕组中的电流对定子开槽引起的气隙磁密波动有削弱作用,对削弱齿谐波是有利的,只是阻尼槽对齿谐波有恶化作用,因此仿真建模时只需考虑阻尼槽的作用,不用考虑阻尼绕组中电流的作用,而将阻尼绕组设为空气,认为这样建模是反电势波形恶劣的工况,只要这样仿真结果是合格的,那么阻尼绕组电流起作用时,波形必然会。前述说的我们公司在此问题上吃的大亏,就是犯了这个想当然的错误!教训啊!通过前面的分析可知,如果阻尼绕组节距设计得当,的确阻尼绕组中的电流会削弱定子开槽的影响,对削弱齿谐波有利,如果阻尼绕组节距设计不当,不仅不会削弱齿谐波,还会严重恶化齿谐波。因此在进行空载反电势波形仿真时,要按阻尼绕组实际的物理模型进行建模,将阻尼绕组设置成实际的材料(铜或铝),并将阻尼条通过两端阻尼环短接,这样才能较准确地仿真出反电势波形。切记!切记!
以上定性分析了阻尼绕组节距对齿谐波的影响。至此,通过几期的瞎想,我们分析了交流绕组感应电势,重点分析了感应电势谐波的产生机理和影响因素。
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