理想绕组产生的磁势

1.恒定磁势

图6.3.4表示这种理想绕组，它是一个等效的集中整距绕组，匝数等于等效匝数Wd。当通入直流电流Id时，它所产生的磁势是一个空间正弦波。磁极中心线和绕组轴线重合，安放导体的地方磁势等于零，是几何中性线。

从纯数学的角度看，图6.3.4的空间正弦波和电流、电压等时间正弦波没有什么两样，也可以用一个向量去表示。为了和时间向量相区别，我们用符号Fm去表示这个磁势向量。

在图6.3.5中我们用磁势向量m去表示理想绕组所产生的恒定磁势，磁势向量Fm的方向和绕组的轴线重合。电机的极数可以多于2，但我们只绘出一对磁极的磁势。由于电机结构的对称性，其他各对磁极的磁势和图6.3.5中的磁势重合，没有必要一一标出。气隙中任一点上的磁势大小可以用向量在那一点法线上的投影去求，亦即：

图6.3.4　理想绕组的恒定磁势

图6.3.5　恒定磁势向量

2.脉振磁势

现在进一步分析理想绕组通入正弦交流电流后产生的磁势，看它都有什么特点。假定，是一个时间上的正弦波，则绕组磁势就变成了一个时空函数F（x，t），有：

式中Fm代表这个磁势的振幅，且：

很明显，在任何一个特定的瞬间，或者说让时间t保持恒定时，这个磁势和图6.3.4一样是一个空间正弦被。随着时间的推移，这个磁势的大小随着电流的大小一同变化。如果电流从正最大值减小为原有值的一半，各点的磁势大小也将按同一比例减小。当电流等于零时，各点的磁势也下降为零。这种大小和方向都随时间变化，且波峰和波谷都被绕组位置固定了的磁势叫作脉振磁势。如图6.3.6所示为这种脉振磁势。它是一个沿电枢表面正弦分布的磁势曲线，其振幅在一个正最大值和负最大值之间振动，振动的频率等于交流电流的频率。

在式（6－46）中，α代表沿电枢表面的空间角，计量单位仍是电角度，亦即一个极距相当于180°。α的坐标原点选在绕组的轴线上，亦即让磁势最大的地方作为α＝0的地方。

Fm是电流达到最大值时产生的磁势振幅。ω＝2πf是交流电流的角频率。式（6－46）也是物理学中驻波的表达式，所以脉振磁势也是一种驻波，波峰落在绕组轴线上，波结就是安放导体的地方。

脉振磁势也可以用一个向量表示，图6.3.7是这种表示方法。图中向量的振幅是随时间变化的，亦即：

图6.3.6　脉振磁势的波形

图6.3.7　脉振磁势向量

图中给出的角度是时间角ωt。所以图中给出了时间上经过一个周期时脉振磁势的振幅如何变化。脉振磁势的波峰和波结在空间是固定不动的，代表这个磁势的向量或是和同相，或是和反相，不可能有别的相位。空间任一点上的磁势的大小等于磁势向量F在该点法线上的投影。

在图6.3.7中如果采用复数坐标，令绕组轴线距离实轴γ°，则磁势向量可以写作：