谐波电动势的危害
使发电机电动势波形变坏，降低供电质量，影响用电设 备的运行性能；


使发电机本身的杂散损耗增大，效率下降，温升增加；
输电线中的高次谐波所产生的电磁场，会对附近的通信
线路产生干扰；
2.1.1.3 谐波电动势的危害


5/5
谐波电动势的危害（续）
可能引起输电线路中的电容和电感发生谐振，产生过

8/12
采用短距绕组（节距的选择方法）
p127,p146 式4-31
应选择尽可能接近于整距的短节距
1 y1 1 v
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
min
bp
max

max 1.5 ~ 2.0 min
bp 极弧系数： 0.70 ~ 0.75

2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法

3/12
使气隙磁场的分布接近正弦波（隐极机）
2 2

0.70 ~ 0.8
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势5ຫໍສະໝຸດ 5谐波每极磁通量基波
1
2
谐波
Bm 2 Bm l 1 νB1m
B1ml
转速 n ns 频率 f f1
极对数p p
极距
槽距电角度

2.1.1.3 谐波电动势的危害

1/5


4/12
采用三相对称绕组
采用三相对称绕组时，无论是Y联结还是D联结，其线电
动势中都不存在3次以及3的奇数倍次谐波。

当采用D联结时，3次谐波环流引起附加损耗，降低效率，
增加发热，所以同步发电机一般用Y联结。
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法

5/12
采用短距绕组（削弱原理！！！！）
适当选择绕组元件的节距，使某次谐波的短距系数等于 或接近于0 ，便可达到消除或削弱该次谐波的目的。
谐波相电动势有效值 基波 谐波
Eφ1 4.44Nkw1 f11 Eφ 4.44Nkw f
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势

2/5
谐波短距系数
基波
y1 kp1 sin 90 k p y1 sin 90
电压；

使感应电动机产生有害的附加转矩和损耗，降低其运 行性能。
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法


1/12
主要方法
!!!!!
使气隙磁场的分布波形尽可能接近正弦波 采用对称三相绕组


采用短距绕组
采用分布绕组
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法

2/12
使气隙磁场的分布接近正弦波（凸极机）
转速 n ns 频率 f f1
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势

4/5
谐波电动势频率！！！！
基波
pns f1 60
转速 n ns 频率 f f1
极对数p p
谐波
p n pns f f1 60 60
极距
槽距电角度

2.1.1.1 谐波磁场及其特点

1/4
气隙磁密
(p70
p125) (p81
p143)
bδ



2.1.1.1 谐波磁场及其特点

2/4
气隙磁密的分解
b

b1

b3 b5

2.1.1.1 谐波磁场及其特点

3/4
谐波磁密
bδ b1 b3 b5
采用短距绕组（短距对基波电势的影响）
k p 5 sin( 5
以削弱5次谐波为例 k值 y1 1

y1
90 )
2k y1 5
0
2 (4/5)τ
3 (6/5)τ
(2/5) τ
kp5 kp1
0 0.5878
0 0.9511
0 0.9511
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
实质是使得： k p sin

y1
90 0

2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法

6/12
采用短距绕组（削弱条件）


y1
90 k 180


k 1,2,

y1
2k

k 1,2,3,
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法

7/12
说明 y1应 该尽 可能 取得 接近 整距
转速 n ns 频率 f f1
极对数p p
极距
槽距电角度
谐波

2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势

3/5
谐波分布系数 基波 谐波
q q sin 极对数p p sin 2 2 k kd1 d 极距 q sin q sin 槽距电角度 2 2
第二讲： 交流电机的谐波问题
谐波问题 谐波电动势和磁动势
（p124 ，137） （p143 ，159）
2.1.1 普通谐波电动势 2.1 谐波电动势 2.1.2 齿谐波电动势 2.2 谐波磁动势
2.1.1 普通谐波电动势
2.1.1.1 谐波磁场及其特点(谐波电动势产生原因) 2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势 2.1.1.3 谐波电动势的危害 2.1.1.4 削弱办法
考虑谐波后的相电动势
E E E E φ φ1 φ3 φ5
Eφ E E E
2 φ1 2 φ3 2 φ5
2.1.1.3 谐波电动势的危害

2/5
考虑谐波后的线电动势有效值
Y联结
EL 3 E E E
2 φ1 2 φ5 2 φ7
D联结
b Bm sin
1,3,5,
2.1.1.1 谐波磁场及其特点

4/4
谐波磁密的特点！！！！！
n ns 频率 f f1 p p 极对数 极距 槽距电角度
转速
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势

1/5
EL E E E
2 φ1 2 φ5 2 φ7
2.1.1.3 谐波电动势的危害

3/5
D联结时的三次及其倍数谐波环流
E φ3
A
C
E φ3
I 3
E φ3
B
3Z 3 I Z E φ3 3 3
I 3
3E φ3
2.1.1.3 谐波电动势的危害


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