收稿日期

:2000

　　 设计分析 　　　　

集中绕组单相电机的电磁计算

赵　光

陈永校

(

浙江大学

杭州

310027)

Calculate of Concentrated Winding Single - phase Induction Motor

Z HA O Guan g , C H EN Yon g

x i ao

( Zhejiang U niversity , Hangzhou 310027 ,China)

　　摘　要

在对单相电机的谐波磁场进行分析后

给出了包

含谐波的等效电路。分析了转子斜槽对谐波参数的影响

最

终计算出集中绕组单相电机的谐波转矩和电机性能。对一台

电机进行计算

结果与实测值比较吻合。

关键词

单相电机

;

集中绕组

;

斜槽

中图分类号

:TM343. 1

　　文献标识码

文章编号

:1004 - 7018( 2001) 01 - 0014 - 02

Abstract :After analyzing t he harmonic magnetic field , t he

paper deduces harmonic equivalent circuit of single - p hase induc

tion motor. The effect of skew rotor is taken into account . Then

t he harmonic torque and performance of concentrated winding

single - p hase induction motor is calculated. The modal is applied

to a single - p hase induction motor. The comparison between

computed and experimental results is satisfactory.

Keywords : single - p hase induction motor ; concentrated

winding ;skew slot

引　言

单相电机具有结构简单、

成本低廉、

运行可靠等

优点 ,被广泛应用在日常生活和各行各业的小功率驱
动。对于槽数比较少或极数比较多的单相电机 ,定子
绕组多采用集中绕组。对于集中绕组来说 ,由于其谐
波磁势比较大 ,对整个电机性能的影响也比较大 ,如
果按照一般的单相电机设计程序 ,只考虑基波磁势的
话 ,计算出的性能与实际的电机性能偏差较大。

为了减少谐波磁场的作用 ,一般单相电机转子都

采用斜槽结构。当只考虑基波磁场的作用时 ,转子斜
槽的作用可以等效为斜槽漏抗。而当考虑各次谐波
磁场的作用时 ,就必须研究斜槽对谐波磁场的影响。

本文通过对单相电机的谐波磁场进行分析 ,导出

了包含谐波的等效电路 ,分析了转子斜槽对谐波参数
的影响 ,从而能够较准确地计算集中绕组单相电机的
谐波转矩和电机性能。

理论分析

一般的单相电机由于采用了分布绕组或是正弦

绕组 ,磁势中的谐波分量被大大削弱 ,磁势的波形接
近于正弦波。因此在进行单相电机的性能计算时可

以不考虑谐波磁势产生的转矩 ,谐波磁场的作用以谐
波漏抗来考虑就可以了。但对于集中绕组来说 ,磁势
中的谐波分量很大 ,它们也将在转子中产生转矩。为
了对电机性能进行准确的计算 ,就必须对谐波磁势的
作用进行分析和计算。

对于两相绕组通电的单相电机 ,一般处于非对称

运行状态 ,这时电机的各次谐波磁场都是椭圆形旋转
磁场 ,即电机内部除了有基波正向旋转磁势和逆向旋
转磁势外 ,还有各次谐波的正、

逆向旋转磁势。这时

电机中存在的谐波次数为 :

k +

, k =

±1

±2

…

(

)

设基波转差率为

s ,

则谐波的正序和逆序转差率分别

为

γ+

( s -

)

γ-

( s -

)

(

)

对于各次谐波磁势

与基波类似

采用合成电流分析

方法

可以把副绕组的各次谐波磁势等效到主绕组

即可计算出各次谐波的合成电流

从而计算出各次谐

波转矩。

谐波参数计算

1 励磁电抗

mγ

根据谐波磁势与基波磁势的关系 ,各次谐波的励

磁电抗可以按下式计算 :

mγ

dpγ

dp1

(

)

其中 :

dpγ

为谐波绕组系数。

3 . 2 定子漏抗

微特电机 　

2001

年第

期