交、直流电机物理模型的比较

    我们在研究交流异步电机的物理模型时，常将下述条件理想化，即：

    ①忽略空间谐波，设三相绕组对称（在空间互差120°电角度），所产生的磁动势沿气隙圆周按正弦规律分布。

    ②忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的。

    ③忽略铁芯损耗。

    ④不考虑频率和温度变化对绕组电阻的影响。

    无论电机转子是绕线型的还是笼型的，都将它等效成绕线转子，并折算到定子侧，折算后的每相绕组匝数都相等。这样，实际电机绕组就等效成如图2-34所示的三相异步电机的物理模型。图中，定子三相绕组轴线A、B、C在空间是固定的，以A轴为参考坐标轴；转子绕组轴线a、b、c随转子旋转，转子a轴和定子A轴间的电角度θ为空间角位移变量。规定各绕组电压、电流、磁链的正方向符合电机惯例和右手螺旋定则。

    图2-34    三相异步电机的物理模型

    直流电机的物理模型则比较简单，图2-35所示为二极直流电机的物理模型，图中F为励磁绕组，A为电枢绕组，C为补偿绕组。F和C都在定子上，只有A在转子上。把F的轴线称做直轴或d轴，主磁通Φ的方向就在d轴上；A和C的轴线则称为交轴或q轴。虽然电枢本身是旋转的，但是电枢磁动势的轴线始终被电刷限定在q轴位置上，同一个在q轴上静止绕组的效果一样。但它实际上是旋转的，会切割d轴的磁通而产生旋转电动势，这又和真正的静止绕组不一样，通常把这种等效的静止绕组叫做“伪静止绕组”。电枢磁动势的作用可以用补偿绕组磁动势抵消，或者由于其作用方向与d轴垂直而对主磁通影响甚微，所以直流电机的主磁通基本上唯一地由励磁电流决定，这是直流电机的数学模型及控制系统比较简单的根本原因。