高次谐波为什么会引起振动？

    前面说到定子方面出现了高次谐波，同样，转子绕组流过电流后，亦将有高次谐波磁场产生。三相异步电动机的定子齿数常为偶数，故定子电流所生的磁势只含有奇次谐波。而转子的齿数可能有偶数或奇数，故转子磁势将不仅含有奇次谐波，也会含有偶次谐波。当转子的偶次谐波和定子的奇次谐波发生磁场干扰，或转子本身的偶次谐波和奇次谐波发生干扰时，都能引起转子和定子铁芯间不平衡的磁拉力。图3-28表示出沿电动机转子圆周6次和7次谐波磁势的干扰情况。
    图3-28    两个高次谐波（6.7次）磁势沿转子圆周的分布情况    图3-28(a)表示沿展开的圆周（横坐标）分布的磁势曲线（纵坐标表示磁势的大小）。粗实线是合成磁势。图3-28(b)表示磁场强弱沿圆周的分布情况。由图可见，6、7次谐波磁势叠加的结果使圆周上有些地方（c点）磁场很强，有些地方（d点）磁场很弱。磁场最强处磁拉力最大，磁场最弱处磁拉力最小，结果转子的转轴就在。点处弯曲。当磁场旋转时，c、d点也沿着圆周相应移动，即不平衡的磁拉力（径向作用的）也跟着移动，这就引起转子显著的振动。当其振动频率和电动机某部分的自由振荡频率相符合时，就发生共振。随着振动，发出尖锐的噪声。这些有弹性的振动，还伴有能量的消耗。    为了消除或减小谐波所产生的附加力矩，转子上采用斜槽是最有效的措施。将转子条两端斜过一定的距离，一般是一个齿距（等于定子齿与齿间的距离τ1），如图3-29所示。为什么斜过一个齿距呢？根据分析，空间高次谐波磁势中，其周期与齿距τ1差不多大的谐波磁势[图3-29(c)所示的正弦波形称为齿谐波]，它们具有最大的数值，它们的附加力矩对基波的力矩影响很大，且这类谐波不能用选择适当的绕组节距来削弱，所以，消除这类高次谐波磁势造成的影响是靠适当地选择槽数和使用斜槽来解决的。采用斜槽后，使在转子条中由于截切定子齿谐波而感应的电势为零（因一半长度处在定子齿谐波磁场的N极下，另一半在S极下，感应出来的电势相互抵消），故由这类高次谐波带来的几个后果都可以消除或减弱。如由该定子齿谐波感应的转子回路中电流等于零，就没有附加力矩了；定子齿谐波虽能与转子的某些高次谐波作用产生磁拉力，不过因转子中的某些高次谐波数值不大，故振动也不显著，噪声也就减小了；谐波带来的能量损失也因转子中没有定子齿谐波感应的电流而减小。故应用斜槽后，电动机启动时不易被“胶住”，运行时振动和噪声也会减小。采用斜槽也有缺点，就是使最大力矩和功率因数降低，即运行性能变坏，故一般只在小容量电动机中采用。
    图3-29    转子斜槽