描述

3、諧波鐵損電機(jī)中的鐵心損耗也由于電源電壓中出現(xiàn)諧波而增大；定子電流的各次諧波在氣隙間建立了時(shí)間諧波磁動(dòng)勢(shì)。氣隙中任何一點(diǎn)的總磁勢(shì)是基波和時(shí)間諧波磁勢(shì)的合成。對(duì)于一個(gè)三相6階梯電壓波形，氣隙中的磁密峰值比基波值約大10%，但是由時(shí)間諧波磁通引起的鐵損的增加是很小的。對(duì)于端部漏磁通和斜槽漏磁通產(chǎn)生的雜散損耗，在諧波頻率作用下將有所增加，這一點(diǎn)在非正弦供電時(shí)必須考慮：端部漏磁效應(yīng)在定子和轉(zhuǎn)子繞組中都存在，主要是漏磁通進(jìn)入端板引起的渦流損耗。由于定子磁勢(shì)和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)間相位差的變化，在斜槽結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生斜槽漏磁通，其磁勢(shì)在端部最大，在定轉(zhuǎn)子鐵心及齒中產(chǎn)生損耗。

4、電機(jī)效率諧波損耗的大小明顯地決定于外加電壓的諧波含量。諧波分量大，電機(jī)損耗增加，效率降低。但是大多數(shù)靜止逆變器不產(chǎn)生低于5次的諧波，而高次諧波的幅值較小。這種波形的電壓對(duì)電機(jī)效率降低并不嚴(yán)重。對(duì)中等容量的異步電機(jī)進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比試驗(yàn)表明，其滿載有效電流比基波值約增加4%。如果忽略集膚效應(yīng)，則電機(jī)的銅損與總有效電流的平方成比例，諧波銅損為基波損耗的8%。考慮到由于集膚效應(yīng)使轉(zhuǎn)子電阻平均可增大3倍，因而電機(jī)的諧波銅損應(yīng)為基波損耗的24%。如果銅損占電機(jī)總損耗的50%，則諧波銅損使整個(gè)電機(jī)的損耗增加12%。鐵損的增加很難計(jì)算，因?yàn)樗茈姍C(jī)結(jié)構(gòu)和所用磁性材料的影響。

如果定子電壓波形中的高次諧波成分相對(duì)較低，像在6階梯波中那樣，諧波鐵損增加不會(huì)超過(guò)10%。如果鐵損和雜散損耗占電機(jī)總損耗的40%，則諧波損耗僅占電機(jī)總損耗的4%。摩擦損耗和風(fēng)阻損耗是不受影響的，因而電機(jī)的全部損耗增加小于20%。如果電機(jī)在50Hz正弦電源時(shí)的效率為90%，則由于諧波存在使電機(jī)效率只降低1%一2%。如果外加電壓波形的諧波成分明顯地大于6階梯波時(shí)的諧波成分，則電機(jī)的諧波損耗將大大增加，而且可能大于基波損耗。就是在6階梯波電源時(shí)，一個(gè)低漏抗的磁阻電機(jī)可能吸收一個(gè)很大的諧波電流，從而使電機(jī)的效率下降5%或更多。在這種情況下，為了滿意地運(yùn)行，就要使用12階梯波的逆變器，或采用六相的定子繞組。電機(jī)的諧波電流和諧波損耗實(shí)際上與負(fù)載無(wú)關(guān)，因此時(shí)間諧波的損耗大小實(shí)際上可以在空載情況下用正弦電源和非正弦電源進(jìn)行比較確定。以此來(lái)確定某種型式或某種結(jié)構(gòu)的電機(jī)效率下降的大致范圍。

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