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电机定转子铁芯齿、槽的客观存在,绕组磁势在空间分布的非正统波,以及磁路系统饱和程度的不均匀,都不同程度地导致电机气隙磁场中存在高次谐波磁场。

高次谐波磁场将产生不利于电机性能的附加转矩,附加转矩中一种是异步附加转矩,一种是同步附加转矩。

异步附加转矩中,五次和七次高次谐波磁场影响较大;异步附加转矩会导致电机的转矩特性曲线畸变,电动机起动性能变差。如果由定子的某一谐波磁场感应到转子电流所建立的某一谐波磁场的极对数,相当于另一个谐波磁场的极对数,因而在某一特定的转速下,这两个极对数相等的定子和转子磁场在空间上同步旋转,处于一种相对静止状态,为此就产生了一个相当于同步电机的同步附加转矩;如果同步附加转矩恰巧发生在转速为零的特定状态,电机可能就无法起动。

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为了有效削弱附加转矩对电机性能的影响,一般会从减少和消除高次谐波为基本出发点,进行必要的调整和控制。

定子或转子斜槽是比较常用的措施之一,从生产制造工艺的便捷性出发,转子采用斜槽的情况居多;特别是在电机电磁噪声控制方面效果显著。但是,由于采用斜槽,又会导致电机因为漏抗的增加出现功率因数和最大转矩变差的后果。

定子与转子气隙调整也是一个比较容易采取的措施,通过将定转子气隙的不均匀度调整,或直接调大两者的气隙,也会有较好的效果;但该措施采取时又会导致电机励磁电流增大、功率因数变差的不良影响。

在电机设计方案中,尽可能不采用分数槽绕组;采用短距和整数槽绕组,可以有效规避五次和七次高次谐波;合理选择定转子槽配合,可以消除同步附加转矩的影响。