同步电机电枢反应的电磁场分析
张帆 09291062 1利用Maxwell 电磁场数值计算软件，建立两极同步电机的二维模型。
(1)建立模型
（2
）设定材料属性
（3）设定边界条件
2写出三相对称电流的表达式。根据所建立的模型中的定转子相对位置情况，计算出在交轴电流，去磁直轴电流，助磁直轴电流三种情况下，在所建模型中每相电流的数值。
三相对称电流的表达式：
I aa ’=Im cos(wt) I bb ’=Im cos(wt-120) I cc ’=Im cos(wt-240)
2单独给转子绕组通电流进行电磁场计算，画出空载时磁力线分布图和气隙磁场的磁密分布波形;
空载时磁力线分布
气隙磁场的磁密分布波形
3单独定子绕组通交轴电流，画出电枢磁场的分布。同时给转子绕组通电流，观察交轴电枢反应时磁场的扭斜情况，画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形；
单独定子绕组通交轴电流，电枢磁场
同时给转子绕组通电流，电枢磁场
交轴电枢反应气隙磁密的分布波形
4
单独定子绕组通去磁直轴电流，画出电枢磁场的分布。同时给转子
通电流，画出磁场的分布，观察直轴电枢反应时磁场是否减小，画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形；
单独定子绕组通去磁直轴电流，电枢磁场的分布
同时给转子通电流，电枢磁场的分布
同时给转子通电流，气隙磁密
5单独定子绕组通助磁直轴电流，画出电枢磁场的分布。同时给转子绕组电流，画出电枢磁场的分布，观察直轴电枢反应时磁场的变化，画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形；
单独定子绕组通助磁直轴电流，电枢磁场的分布
同时给转子绕组电流，电枢磁场的分布
同时给转子绕组电流，气隙磁密
6比较上述几种情况下的磁力线分布和气隙磁密分布波形，对照电枢电流情况总结同步电机电枢反应规律。
电枢磁势的存在，将使气隙磁场的大小和位置发生变化，我们把这一现象称为电枢反应。电枢反应会对电机性能产生重大影响。 a. 当发生交轴电枢反应时，内功率因数角Ψ=0°
此时负载为纯电阻，通过比较气隙磁密波形，发现波形有畸变 b. 当发生直轴去磁电枢反应时，内功率因数角Ψ=90° 负载为电抗，气隙磁密波形幅值下降
c. 当发生去轴助磁电枢反应时，内功率因数角Ψ=-90° 负载为感性原件，气隙磁密波形幅值增大 总结得出以下表格
7根据上述结果，分析当发电机负载为阻感性负载时，电枢反应情况. 并自己设定电枢电流数值，计算此种情况下的气隙合成磁场分布，画出磁力线图，气隙磁密分布图，比较计算结果与理论分析结果是否相符。
当发电机负载为阻感性负载时，分析可知气隙磁密波形会增强，此时功率因数角选择应在-900
I aa ’=Im cos(wt)=-100A；I bb ’=Im cos(wt-120)=200A；
I cc ’=Im cos(wt-240)=-100A
电枢及气隙磁场分布
电枢反应磁场扭斜情况与理论分析结果相同
气隙磁密分布
8谈谈本次研究性训练的收获。
通过此次试验，我学习了ansoft 软件的使用，对将来的学习工作打下了基础。
通过和同学的不断交流沟通解决了不少学习过程中的
问题，也深刻的理解了同步电机电枢反应产生的原因和影响，获益匪浅。
同步电机电枢反应的电磁场分析
张帆 09291062 1利用Maxwell 电磁场数值计算软件，建立两极同步电机的二维模型。
(1)建立模型
（2
）设定材料属性
（3）设定边界条件
2写出三相对称电流的表达式。根据所建立的模型中的定转子相对位置情况，计算出在交轴电流，去磁直轴电流，助磁直轴电流三种情况下，在所建模型中每相电流的数值。
三相对称电流的表达式：
I aa ’=Im cos(wt) I bb ’=Im cos(wt-120) I cc ’=Im cos(wt-240)
2单独给转子绕组通电流进行电磁场计算，画出空载时磁力线分布图和气隙磁场的磁密分布波形;
空载时磁力线分布
气隙磁场的磁密分布波形
3单独定子绕组通交轴电流，画出电枢磁场的分布。同时给转子绕组通电流，观察交轴电枢反应时磁场的扭斜情况，画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形；
单独定子绕组通交轴电流，电枢磁场
同时给转子绕组通电流，电枢磁场
交轴电枢反应气隙磁密的分布波形
4
单独定子绕组通去磁直轴电流，画出电枢磁场的分布。同时给转子
通电流，画出磁场的分布，观察直轴电枢反应时磁场是否减小，画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形；
单独定子绕组通去磁直轴电流，电枢磁场的分布
同时给转子通电流，电枢磁场的分布
同时给转子通电流，气隙磁密
5单独定子绕组通助磁直轴电流，画出电枢磁场的分布。同时给转子绕组电流，画出电枢磁场的分布，观察直轴电枢反应时磁场的变化，画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形；
单独定子绕组通助磁直轴电流，电枢磁场的分布
同时给转子绕组电流，电枢磁场的分布
同时给转子绕组电流，气隙磁密
6比较上述几种情况下的磁力线分布和气隙磁密分布波形，对照电枢电流情况总结同步电机电枢反应规律。
电枢磁势的存在，将使气隙磁场的大小和位置发生变化，我们把这一现象称为电枢反应。电枢反应会对电机性能产生重大影响。 a. 当发生交轴电枢反应时，内功率因数角Ψ=0°
此时负载为纯电阻，通过比较气隙磁密波形，发现波形有畸变 b. 当发生直轴去磁电枢反应时，内功率因数角Ψ=90° 负载为电抗，气隙磁密波形幅值下降
c. 当发生去轴助磁电枢反应时，内功率因数角Ψ=-90° 负载为感性原件，气隙磁密波形幅值增大 总结得出以下表格
7根据上述结果，分析当发电机负载为阻感性负载时，电枢反应情况. 并自己设定电枢电流数值，计算此种情况下的气隙合成磁场分布，画出磁力线图，气隙磁密分布图，比较计算结果与理论分析结果是否相符。
当发电机负载为阻感性负载时，分析可知气隙磁密波形会增强，此时功率因数角选择应在-900
I aa ’=Im cos(wt)=-100A；I bb ’=Im cos(wt-120)=200A；
I cc ’=Im cos(wt-240)=-100A
电枢及气隙磁场分布
电枢反应磁场扭斜情况与理论分析结果相同
气隙磁密分布
8谈谈本次研究性训练的收获。
通过此次试验，我学习了ansoft 软件的使用，对将来的学习工作打下了基础。
通过和同学的不断交流沟通解决了不少学习过程中的
问题，也深刻的理解了同步电机电枢反应产生的原因和影响，获益匪浅。