1 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)的工作原理
1.1 交流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
以單相交流電機(jī)為例,單相交流電機(jī)有2 個(gè)繞組,它們?cè)诳臻g上相差90˚ 正交分布,分別給2 個(gè)繞組加入時(shí)間上相差90˚ 的交流電。如圖1(a)所示,發(fā)電機(jī)定子上正交分布有2 個(gè)繞組,一個(gè)是AX,另一個(gè)是BY。2 個(gè)繞組加上的電流波形如圖1(b)所示。我們規(guī)定從A 流進(jìn)X 流出或從B 流進(jìn)Y 流出為正方向;從X 流進(jìn)A 流出或從Y 流進(jìn)B 流出為負(fù)方向。

圖1 單項(xiàng)交流電機(jī)繞組
在t0 時(shí)刻,A 繞組上通過(guò)的電流為零;B 繞組上通過(guò)的電流為負(fù)的最大值。根據(jù)電磁定律,t0 時(shí)刻,兩個(gè)繞組合成的磁場(chǎng)方向?yàn)閺淖笾劣曳较?rarr;。
在t1 時(shí)刻,A 繞組上通過(guò)的電流為正的最大值,B 繞組上通過(guò)的電流為零,根據(jù)電磁定律,t0 時(shí)刻,兩個(gè)繞組合成的磁場(chǎng)方向?yàn)閺纳现料路较?darr;。
在t2 時(shí)刻,A 繞組上通過(guò)的電流為零,B 繞組上通過(guò)的電流為正的最大值,根據(jù)電磁定律,t2 時(shí)刻,兩個(gè)繞組合成的磁場(chǎng)方向?yàn)閺挠抑磷蠓较?larr;。
在t3 時(shí)刻,A 繞組上通過(guò)的電流為負(fù)的最大值,B 繞組上通過(guò)的電流為零,根據(jù)電磁定律,t3 時(shí)刻,兩個(gè)繞組合成的磁場(chǎng)方向?yàn)閺南轮辽戏较?uarr;。
在t4 時(shí)刻,正好回到t0 時(shí)刻的狀態(tài),兩個(gè)繞組合成的磁場(chǎng)方向?yàn)閺淖笾劣曳较?rarr;。電流變化一個(gè)周期,兩個(gè)繞組合成的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周。
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n=60f/p。
同理,如果三相繞組在空間上按120˚ 對(duì)稱分布,三相繞組在時(shí)間上分別加上相位相差120˚ 的三相交流電。同樣要在轉(zhuǎn)子鐵芯周?chē)纬梢粋€(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n=60f/p。
其中,f 為三相交流電頻率。P 為磁極對(duì)數(shù)。