改善深圳康明斯发电机电势波形的方法有如下几种: ①采用短距绕组 梯形波可分解为基波和各高次谐波。在同步发电机定子绕组中,由基波磁场产生基波电势,三次谐波磁场产生三次谐波电势,五次谐波磁场产生五次谐波电势……图2.104(a)表示基波磁场和五次谐波磁场,由图2.104(a)中可知,如果基波磁场极距为τ,那么,五次谐波磁场的极距。 用短距绕线消除电势的高次谐波 如果把一个的短距线圈放在五次谐波磁场中,由图2.104(b)可见,这时短距线圈的两条有效边恰好处在同一极性(图中所示N极位置)对应的位置上,因此,在短距线圈每条有效边中,五次谐波电势大小相等,而标的目的相反,对整个线圈而言,两者串联彼此抵消,所以该线圈出线端间的五次谐波感应电势为零。同理,取,则可消除七次谐波电势,由此可知,选择适当的线圈节距,就可消除或削弱感应电势中的高次谐波。 ②深圳康明斯发电机采用分布绕组 采用分布绕组,不仅使定子铁心圆周得到充分的利用,并且还可改善电势波形。对于分布绕组,虽然在每个瞬间各个线圈所产生的感应电势是近似梯形波,但是每个极相由几个绕组元件串联后,叠加后总的感应电势波形就接近于正弦波形了,如图2.105所示。 ③三次谐波的消除 在深圳康明斯发电机定子绕组感应电势的高次谐波中,三次谐波电势数值最大。但由于三次谐波电势的频率是基波电势频率的三倍,因此,三相绕组中的三次谐波电势彼此的相位差为3×120°=360°,即同相位。 三相绕相接成星形时,它们的线电压中是没有三次谐波的。 如果三相绕组接成三角时,在三角形闭合回路中,总电势为三相电势的总和。对基波而言,由于相位彼此相差120°,因此EA1+EB1+EC1=0,在三角形回路中不会产生基波电流。但对三相绕组中的三次谐波,由于相位相同,于是总电势为一相电势的三倍,这样大的三次谐波电势,就会在三角形回路中产生很大的三次谐波电流,引起附加损耗,所以同步发电机定子绕组一般都采用星形接法。 综上分析可知,三相定子绕组接成星形,可消除输出电压中的三次及其倍数的各次谐波,而适被选择绕组元件的节距,可减小或消除五次和七次谐波。这样使深圳康明斯发电机电势波形就接近于正弦波了。
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