专利名称：交流感应电动机旋转磁场的单向移动矢量模式的制作方法
技术领域：
本发明建立单向移动矢量模式，用于描述交流感应电动机定子绕组产生的脉振磁
场的基波分量在气隙圆周上形成的旋转磁场的运动规律，属于电机理论范畴。
背景技术：
现行电机理论使用相量分析交流感应电动机定子绕组产生的脉振磁场形成旋转 磁场的过程将单相绕组在气隙圆周上产生的基波脉振磁场等效分解为两个幅度恒定、转 速恒定的反向旋转磁场(正向旋转磁场和反向旋转磁场)的叠加，该理论被称为双向旋转 磁场理论[1]。对于单极对交流感应电动机，在磁场分布对称的状态下，反向旋转磁场为零， 正向旋转磁场形成一个圆形轨迹；在磁场分布不对称的状态下，正向旋转磁场和反向旋转 磁场合成为一个椭圆形旋转磁场。在现行电机理论中，双向旋转磁场理论是分析交流感应 电动机工作原理的理论基础。
发明内容
1双向旋转磁场理论问题的解释
1. 1双向旋转磁场理论 对于单相交流感应电动机，定子绕组产生脉振磁场，脉振磁场垂直穿过气隙圆周， 在气隙圆周上形成了呈矩形分布的脉振磁场分布；利用数学上的傅立叶变换，将这个矩形 脉振磁场分布分解为1、3、5…等奇次谐波分量的叠加，磁场的主要成分是基波分量，因此主 要分析基波脉振磁场形成的旋转磁场。沿气隙圆周分布的脉振磁场的基波分量表达式为
<formula>formula see original document page 6</formula>
f (a ， t)以磁动势表示基波脉振磁场在气隙上的位于a位置的磁场随时间变化 的脉振运动规律。f (a ， t)表示的是定点脉振磁场而不是旋转磁场，在整个气隙圆周上 f(a，t)形成一个脉振磁场分布。其中，a以极坐标下的角度表示在气隙圆周上的空间位 置，a =
将公式(1)变换为<formula>formula see original document page 6</formula> 其中<formula>formula see original document page 6</formula>
公式(2)说明，公式(1)表达的脉振磁场分布f (a ， t)可以由两个沿气隙圆周恒 幅恒速反向移动的余弦波线f+(a ， t)和f—(a ， t)叠加而成。由公式(2)得出一个推论 一个在空间上按余弦规律分布，振幅随时间按余弦变化的脉振磁动势，可以分解成两个转 速相同、转向相反的圆形旋转磁动势，每一个圆形旋转磁动势的幅值为原有脉振磁动势振幅的一半，这就是双向旋转磁场理论。根据这个理论，一个脉振磁场分布可以分解成两个反
向旋转的磁场波线，每一个旋转磁场产生自己的电磁效应。 1. 2双向旋转磁场理论不满足磁场矢量叠加原理的解释 基于物理学和数学基础知识，发现双向旋转磁场理论存在如下问题 1)磁场应以矢量[2]而不能用相量[3]表达，使用相量分析脉振磁场形成旋转磁场
的过程不可行。磁场是一个有大小和方向的物理量，磁场的作用(即电磁效应)与物理空间
位置有关；在不同物理位置，对应着不同的感应体，产生不同的电磁效应，即便它们在数值
上相等，也代表不同的物理作用。相量表示的是弦波量(如电流)的幅度与相位之间关系，
相位与物理空间位置是两个不同的物理量，不能将代表物理空间位置的极坐标角度看作相
位，也就不能用相量表示矢量。 2)沿气隙圆周分布的脉振磁场的基波分量矢量表达式为
/(a,0 = ^cosacosw/F (5) /(",0表示气隙上a位置径向脉振矢量的随时将变化的规律，F表示径向单位矢 按照双向旋转磁场理论，将气隙上某个位置(如a。位置)的脉振矢量分解为两 个反向恒幅恒速移动矢量，即 /( 。,0 = /+("。,,) + /—K力 (6)
其中 /(a。李^cos《 (7)
/—("。，,) = *FcosaF— (8) &表示正向旋转矢量的径向单位矢量^_表示反向旋转矢量的径向单位矢量，两者
尽管单位相同，但径向方向不一致，在气隙上表示不同的物理空间位置。 /+( 。力表示起始位置为a 。的正向旋转磁场矢量，义("。,0表示起始位置为a 。的 反向旋转磁场矢量，两者的幅度都为+Fcosa ，旋转角速度为"一 公式(6)在数学上是成立的，但将原始矢量/(a。,f)和两个旋转矢量A(a。力及 /_( 。,0放到气隙圆周上(见图1)，就会发现原始矢量/( 。,0是个始终保持在气隙上a 。位 置的脉振矢量，它的作用是在a。位置产生电磁效应；而两个旋转矢量/+( 。,0及/—("。力却 要沿气隙圆周移动，不能始终与原始矢量/("。力保持在同一位置a。，即不能始终在a。位 置产生电磁效应，而是沿着气隙圆周移动作用于不同空间位置。 通过上述分析得知双向旋转磁场理论是个数学上等值而物理上不等效的矢量分 解，它不符合物理学上磁场矢量叠加原理[4]使用的条件，即矢量分量必须在同一时刻与原 始矢量保持在同一位置。 3)旋转磁场不是由单个矢量在中心位置上旋转而形成的，而是由分布在气隙圆 周上的磁场矢量沿气隙圆周单向同步移动所形成的。使用相量分析，将在气隙圆周上分布 的脉振磁场移动到中心位置，磁场将不再呈分布状态而会在中心位置合成为一个矢量。按 照电机理论教科书上的方法，这个单一脉振磁场矢量将分解为两个反向恒幅恒速旋转矢量 (见图2)，即<formula>formula see original document page 8</formula> 这种移动导致不能真实地反应磁场的实际物理位置，不能代表在气隙上分布的磁 场的电磁效应。 2交流感应电动机旋转磁场的单向移动矢量模式 通过分析交流感应电动机旋转磁场的形成原理，建立了单向移动矢量模式，描述 交流感应电动机旋转磁场的运动规律交流感应电动机定子绕组是固定的线圈，只能产生 脉振磁场。脉振磁场沿气隙圆周分布，其幅度连线随时间变化形成了单向旋转波线；根据单 向移动矢量模式，单向旋转波线可由沿气隙圆周单向同步移动的矢量分布形成；在磁场分 布不对称状态下，旋转矢量以变幅变速方式沿气隙圆周移动；在磁场分布对称状态下，旋转 矢量以恒幅恒速方式沿气隙圆周移动。
以磁动势表示磁场。对于单极对交流感应电动机，气隙上的基波脉振磁场可表达 为两相垂直绕组产生的基波脉振磁场沿气隙圆周的叠加[5]:
f(a，t) = FHcos a cos co et+Fvsin a sin co et (11) f (a ，t)表示在a位置上基波径向脉振磁场矢量随时间t的变化规律。其中，a 以角度表示径向脉振磁场矢量在气隙圆周上的位置，a =
F(a。,/)=巧COS"。F (12) 公式(12)就是单极对交流感应电动机基波脉振磁场形成的旋转磁场的单向移动 矢量表达式，,("。,0表示起始位置为a 。的旋转矢量沿气隙圆周的移动规律。其中，f表示径 向单位矢量；a。表示移动矢量的起始位置，由于a。=
本发明建立的描述交流感应电动机旋转磁场运动规律的单向移动矢量模式，适用 于描述单极对和多极对交流感应电动机脉振磁场的基波分量形成的旋转磁场。
图i双向旋转磁场理论的图示/("。，0 = /+("。力+/—K，o 图2将气隙上的磁场分布移动到中心位置后双向旋转磁场理论的图示戶=,+ + ，_
图1显示了双向旋转磁场理论，其中黑实线描绘的闭合曲线表示公式(1)表达的 沿气隙圆周分布的脉振磁场的基波分量形成的脉振磁场波线；灰色的短点线描绘的闭合 曲线表示公式(2)中的正向旋转波线f+(a， t)，灰色的短划线描绘的闭合曲线表示公式 (2)中的反向旋转波线f—(a， t);黑色的实线矢量表示在气隙上a。位置的脉振磁场矢量 /("。力，灰色的短点线矢量表示起始位置为a 。的正向旋转矢量叉("。,0 ，灰色的短划线矢量表示起始位置为a 。的反向旋转矢量叉(a。力，"e表示脉振和旋转的角速度。从图1中很容
易看出两个反向旋转矢量/+( 。力和/-("。力不能始终与脉振矢量/( 。力保持在同一位置，不
满足物理上的磁场矢量叠加原理的使用条件，因而双向旋转磁场理论在物理上不可行。 图2显示了使用相量分析导致磁场分布化为一个在中心位置的单一矢量f ，将这
个单一脉振磁场矢量分解为两个反向恒幅恒速旋转矢量S和f 。在这种情况下，# = & + A
尽管满足物理上的磁场矢量叠加原理，但由于这种移动导致不能真实地反应磁场的实际物
理作用位置，不能代表在气隙上分布的磁场的电磁效应。 图3单极对交流感应电动机旋转磁场运动规律 图42极对交流感应电动机旋转磁场运动规律 图3显示了单极对交流感应电动机工作在磁场分布不对称状态下旋转磁场的运 动规律。其中黑实线描绘的闭合曲线表示公式(12)单向移动矢量分布形成的旋转波线在 某一时刻的波形；两个带箭头的黑实线分别表示起始位置a 。 = 0和a 。 = 60的移动矢量 在某一时刻的位置与大小；两条灰点线闭合曲线表示这两个旋转矢量端点沿气隙圆周移动 一周形成的椭圆形轨迹；灰实线表示气隙圆周，其半径为R ;0表示气隙圆周中心位置。
图4显示了 2极对交流感应电动机工作在磁场分布不对称状态下旋转磁场的运动 规律。其中黑实线描绘的闭合曲线表示公式(15)单向移动矢量分布形成的旋转波线在某 一时刻的波形；两个带箭头的黑实线分别表示起始位置a 。 = 0和a 。 = 30的移动矢量在 某一时刻的位置与大小；两条灰点线闭合曲线表示这两个旋转矢量端点沿气隙圆周移动一 周形成的轨迹，就是在气隙一周空间挤压着两个椭圆形轨迹；灰实线表示气隙圆周，其半径 为R ;0表示气隙圆周中心位置。
具体实施例方式
根据现行的电机理论，当交流感应电动机工作在磁场分布不对称状态下时，依据 双向旋转磁场理论，脉振磁场将化成两个反向恒幅恒速的旋转磁场，正向旋转磁场产生一 个恒定的正向旋转力矩，反向旋转磁场产生一个恒定的反向旋转力矩；作用在同一个转子 上的两个恒定的反向旋转力矩将合成为一个单向的恒定的旋转力矩；在恒定的旋转力矩作
用下，交流感应电动机应该匀速旋转。事实上，在磁场分布不对称状态下，交流感应电动机 发生抖动、过热等问题。 本发明建立的描述交流感应电动机旋转磁场运动规律的单向移动矢量模式，纠正 了电机理论中双向旋转磁场理论不满足物理学中磁场矢量叠加原理的问题，说明交流感应 电动机在磁场分布不对称工作状态下旋转磁场是变幅变速沿气隙圆周移动的，这个变幅变 速的旋转磁场将产生变幅变速的旋转力矩，导致交流感应电动机工作时发生抖动、过热等 问题。 本发明建立单向移动矢量模式，有助于交流感应电动机的设计和性能分析，对其 它技术领域具有一定的参考价值。 本发明的实施主要在于电机界认可并接受本发明所建立的单向移动矢量模式。该 模式是否合理，需要电机界及其它相关专业领域从理论上和实践上加以验证。若该模式合 理，将取代双向旋转磁场理论，成为电机理论的一部份；若不合理，则只是一项学术理论探 索。
参考文献 [1]辜承林，陈桥夫，熊永前.电机学[M].武汉华中科技大学出版社，2001 : 195-205 [2]R. P. Feinman， et al. The Feinman Lecture on Physics(vol. 1)[M]. Oxnard : Oxnard Public Library. 1964. 25_2. [3]Wikipedia. Vector [EB/OL]. http://en. wikipedia. org/wiki/Vector, 2009-01-16/2009-01-18. [4] Wikipedia. Phasor [EB/OL]. http://en. wikipedia. org/wiki/Phasor_ (electronics)， 2009-01-06/2009-01-18. [5]橐晓宇.感应电动机旋转磁场分析[D].上海复旦大学信息科学与工程学 院 2007 :35.
权利要求
双向旋转磁场理论问题的解释1.1双向旋转磁场理论对于单相交流感应电动机，定子绕组产生脉振磁场，脉振磁场垂直穿过气隙圆周，在气隙圆周上形成了呈矩形分布的脉振磁场分布；利用数学上的傅立叶变换，将这个矩形脉振磁场分布分解为1、3、5…等奇次谐波分量的叠加，磁场的主要成分是基波分量，因此主要分析基波脉振磁场形成的旋转磁场。沿气隙圆周分布的脉振磁场的基波分量表达式为f(α，t)＝Fcosαcosωet (1)f(α，t)以磁动势表示基波脉振磁场在气隙上的位于α位置的磁场随时间变化的脉振运动规律。f(α，t)表示的是定点脉振磁场而不是旋转磁场，在整个气隙圆周上f(α，t)形成一个脉振磁场分布。其中，α以极坐标下的角度表示在气隙圆周上的空间位置，α＝[0，360)；ωe表示交流电源的角频率；t表示时间；Fcosα表示脉振幅度沿气隙圆周呈余弦分布，F表示脉振幅度在气隙圆周上分布的最大值；Fcosαcosωet表示在气隙圆周上α位置的脉振磁场以幅度Fcosα按照cosωet余弦规律随时间变化。将公式(1)变换为 <mrow><mi>f</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mi>F</mi><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>-</mo> <msub><mi>ω</mi><mi>e</mi> </msub> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mi>F</mi><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>+</mo> <msub><mi>ω</mi><mi>e</mi> </msub> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub> <mi>f</mi> <mo>+</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>f</mi> <mo>-</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中 <mrow><msub> <mi>f</mi> <mo>+</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mi>F</mi><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>-</mo> <msub><mi>ω</mi><mi>e</mi> </msub> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>f</mi> <mo>-</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mi>F</mi><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>+</mo> <msub><mi>ω</mi><mi>e</mi> </msub> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>公式(2)说明，公式(1)表达的脉振磁场分布f(α，t)可以由两个沿气隙圆周恒幅恒速反向移动的余弦波线f+(α，t)和f-(α，t)叠加而成。由公式(2)得出一个推论一个在空间上按余弦规律分布，振幅随时间按余弦变化的脉振磁动势，可以分解成两个转速相同、转向相反的圆形旋转磁动势，每一个圆形旋转磁动势的幅值为原有脉振磁动势振幅的一半，这就是双向旋转磁场理论。根据这个理论，一个脉振磁场分布可以分解成两个反向旋转的磁场波线，每一个旋转磁场产生自己的电磁效应。1.2双向旋转磁场理论不满足磁场矢量叠加原理的解释基于物理学和数学基础知识，发现双向旋转磁场理论存在如下问题1)磁场应以矢量而不能用相量表达，使用相量分析脉振磁场形成旋转磁场的过程不可行。磁场是一个有大小和方向的物理量，磁场的作用(即电磁效应)与物理空间位置有关；在不同物理位置，对应着不同的感应体，产生不同的电磁效应，即便它们在数值上相等，也代表不同的物理作用。相量表示的是弦波量(如电流)的幅度与相位之间关系，相位与物理空间位置是两个不同的物理量，不能将代表物理空间位置的极坐标角度看作相位，也就不能用相量表示矢量。2)沿气隙圆周分布的脉振磁场的基波分量矢量表达式为 <mrow><mover> <mi>f</mi> <mo>→</mo></mover><mrow> <mo>(</mo> <mi>α</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>F</mi><mi>cos</mi><mi></mi><mi>α</mi><mi>cos</mi><msub> <mi>ω</mi> <mi>e</mi></msub><mi>t</mi><mover> <mi>r</mi> <mo>→</mo></mover><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>表示气隙上α位置径向脉振矢量的随时将变化的规律，表示径向单位矢量。按照双向旋转磁场理论，将气隙上某个位置(如α0位置)的脉振矢量分解为两个反向恒幅恒速移动矢量，即 <mrow><mover> <mi>f</mi> <mo>→</mo></mover><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>α</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub> <mover><mi>f</mi><mo>→</mo> </mover> <mo>+</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>α</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mover><mi>f</mi><mo>→</mo> </mover> <mo>-</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>α</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中 <mrow><msub> <mover><mi>f</mi><mo>→</mo> </mover> <mo>+</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>α</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mi>F</mi><mi>cos</mi><mi>α</mi><msub> <mover><mi>r</mi><mo>→</mo> </mover> <mo>+</mo></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mover><mi>f</mi><mo>→</mo> </mover> <mo>-</mo></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>α</mi><mn>0</mn> 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2.交流感应电动机旋转磁场的单向移动矢量模式交流感应电动机定子绕组是固定的线圈，只能产生脉振磁场。脉振磁场沿气隙圆周分布，其幅度连线随时间变化形成了单向旋转波线。为了描述单向旋转波线的运动规律，建立了单向移动矢量模式，描述由沿气隙圆周单向同步移动的矢量分布形成单向旋转波线的运动规律。在磁场分布不对称状态下，旋转矢量以变幅变速方式沿气隙圆周移动；在磁场分布对称状态下，旋转矢量以恒幅恒速方式沿气隙圆周移动。以磁动势表示磁场。对于单极对交流感应电动机，气隙上的基波脉振磁场可表达为两相垂直绕组产生的基波脉振磁场沿气隙圆周的叠加f(a，t) = FHcos a cos co et+Fvsin a sin co et (11)f (a ， t)表示在a位置上基波径向脉振磁场矢量随时间t的变化规律。其中，a以角度表示径向脉振磁场矢量在气隙圆周上的位置，a = [0，360) ;"e为电源的角频率；t表示时间；FH表示水平磁场的最大幅值，FHc0Sa表示水平磁场沿气隙圆周的幅度分布，FHCOsacos"et表示水平磁场在气隙上a位置的脉振运动规律；同理，Fv表示垂直磁场的 最大幅值；Fvsina表示垂直磁场沿气隙圆周的幅度分布；Fvsina sina^t表示垂直磁场在 气隙上a位置的脉振运动规律。在气隙圆周上分布的径向脉振磁场矢量的端点构成闭合连线，随时间变化，形成了一 个沿气隙圆周单向移动的旋转波线，旋转波线中每个移动矢量的极坐标表达式为<formula>formula see original document page 4</formula>公式(12)就是单极对交流感应电动机基波脉振磁场形成的旋转磁场的单向移动矢量 表达式，^("。力表示起始位置为a。的旋转矢量沿气隙圆周的移动规律。其中—表示径向 单位矢量；a 。表示移动矢量的起始位置，由于a 。 = [0， 360) ， f ("。,f)表示的不只是一个矢 量，而是在气隙圆周上的矢量分布；Ft为<formula>formula see original document page 4</formula>Ft表示旋转矢量的幅度随时间变化，Ft的大小等于两个垂直脉振矢量FHCos"J和 Fvsin " J叠加形成的椭圆旋转矢量的幅度，FtcoS a 。表示旋转矢量的幅度分布与起始位置 a。呈余弦关系。所有的旋转矢量同步朝一个方向沿气隙圆周移动，旋转的角速度为<formula>formula see original document page 4</formula>对于多极对交流感应电动机，单向旋转磁场矢量的极坐标表达式为<formula>formula see original document page 4</formula>公式(15)就是多极对交流感应电动机基波旋转磁场的单向移动矢量表达式。其中，N表示极对数，N二 1，2，3，...等自然数；Ft如公式(3)所述；旋转矢量的同步移动角速度为当FH # Fv时，表示交流感应电动机工作在磁场分布不对称状态；当FH = Fv时，表示交 流感应电动机工作在磁场分布对称状态。 2. 3旋转磁场的运动规律 2. 3. 1对于单极对交流感应电动机1) 公式(12)以单向移动矢量模式描述了单极对交流感应电动机旋转磁场在气隙圆周 上的运动规律，它是由公式(11)的脉振磁场沿气隙圆周的幅度分布随时间变化形成的；反 过来讲，公式(2)描述的是旋转磁场分布也会在气隙圆周上形成公式(1)表达的脉振磁场 分布；2) 所有旋转矢量沿气隙圆周同步移动，其矢量端点的连线形成一个单向同步移动的旋 转波线；3) 当交流感应电动机工作在磁场分布不对称状态下时，起始位置为a。的旋转矢量以 变幅(公式(13)所示)和变速(公式(14)所示)方式沿气隙网周移动；沿气隙圆周移动一 周，其矢量端点形成一个闭合的椭圆形轨迹；当交流感应电动机工作在磁场分布对称状态 下时，旋转矢量恒幅恒速移动，其矢量端点沿气隙圆周旋转一周形成一个闭合的圆形轨迹。2. 3. 2对于多极对交流感应电动机1) 公式(15)以单向移动矢量模式描述了多极对交流感应电动机旋转磁场在气隙圆周上的运动规律；2) 所有旋转矢量沿气隙圆周同步移动，旋转矢量的角速度与极对数成反比，其矢量端点的连线形成一个单向同步移动的旋转波线；3) 当交流感应电动机工作在磁场分布不对称状态下时，旋转磁场也是沿气隙圆周变幅(公式(13)所示)变速(公式(16)所示)移动，沿气隙圆周移动一周，每个移动矢量端点将不再形成一个椭圆形轨迹；当交流感应电动机工作在磁场分布对称状态下时，旋转矢量恒幅恒速移动，其矢量端点沿气隙圆周旋转一周仍然形成一个闭合的圆形轨迹。本发明建立的描述交流感应电动机旋转磁场运动规律的单向移动矢量模式，适用于描述单极对和多极对交流感应电动机脉振磁场的基波分量形成的旋转磁场。
3.依据交流感应电动机旋转磁场的单向移动矢量模式制作的图形及动画利用2描述的单向移动矢量模式表达式(12)和(15)及参数计算公式(13)、 (14)、(16)，以电子或纸质介质或其它方式制作的描述交流感应电动机旋转磁场运动规律的图形及动画。
全文摘要
利用物理学和数学知识，解释了现行电机理论中双向旋转磁场理论在物理上不可行的原因在气隙上双向移动的磁场矢量不能始终与原始磁场矢量保持在同一位置，因而不满足磁场矢量叠加原理的应用条件，是个数学上等值而物理上不等效的推论。通过分析交流感应电动机脉振磁场的运动规律，建立了单向移动矢量模式，描述交流感应电动机旋转磁场的运动规律交流感应电动机定子绕组只能产生脉振磁场；脉振磁场沿气隙圆周分布，其幅度连线随时间变化形成了单向旋转波线；单向旋转波线可由沿气隙圆周单向同步移动的矢量分布形成；在磁场分布不对称状态下，旋转矢量以变幅变速方式沿气隙圆周移动；变幅变速的单向旋转波线将产生变幅变速的旋转力矩，导致交流感应电动机工作时发生抖动、过热等问题。本发明建立的描述交流感应电动机旋转磁场运动规律的单向移动矢量模式，适用于描述单极对和多极对交流感应电动机脉振磁场的基波分量形成的旋转磁场。
文档编号H02K17/02GK101719706SQ20091004855
公开日2010年6月2日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者刘晓东 申请人:刘晓东