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1、1 .凸极同步发电机和隐极同步发电机空载时，气隙磁场沿圆周散布波形与哪些 因素有关？F答：由磁路的欧姆定律葭 知，电机气隙磁通沿圆周的散布情形取决于励磁磁势F在气隙空间的散布和磁路的磁阻 FU由于凸极发电机的励磁绕组是集中绕组， 极弧的形状(即磁路的磁阻阻 R)阻碍气隙磁场沿圆周散布波形。隐极发电机， 由于气隙均匀，沿气隙圆周各点磁阻相同，每极范围内安放励磁绕组部份，即励 磁磁势F阻碍气隙磁场沿圆周散布波形。2 .试述短距系数和散布系数的物理意义，什么缘故这两系数老是小于或等于 1 ?答：短距系数物理意义是：短距线匝电动势 E(y1),Eq(q 1)kqF和对各线圈都集中在同一槽时电动势代数和
2、Eqg)的比值，即Eq(q1)；由数学知：相量和老是小于(或等于)其代数和，即 Et(y ) Et(y)及Eq(q1)Eq(q 1),故其比值 即K y及K q老是小于1.3 . 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度是多少？若是电机有p对极,那么它们在空间上相距的机械角度是多少 ？答：整距线圈两个边在空间上相距的电角度为180 ；电机为p对极时，在空180间上相距的机械角度为p4 .在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？f里答：（1）频率 60频率f与磁极对数p和发电机的转速n有关，p是由构造 决定，n
3、是由运行条件决定。要注意频率的概念，区分空间矢量与时刻相量。（2）波形与电机气隙磁通密度沿气隙圆周散布的波形有关，它由电机结构决定。（3）大小：Ec 2.22 f导体电动势E大小与频率f及每极磁通有关，f及由电机的运行条件决5 .交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关？这 些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？答：（1）频率：同上题（同槽导体感应电动势的频率）（2）波形：与绕组结构（是短距仍是整距绕组，是散布仍是集中绕组）有关， 由构造决定。大小：E 4.44fNKw相绕组电动势E大小与频率f、一条支路匝数N绕组系数Kw及每极磁通 有关，其中N、Kw由构造
4、决定，f、由运行条件决定。6 .试从物理和数学意义上分析，什么缘故短距和散布绕组能减弱或排除高次谐波电动势？答：因谐波电动势E4.44f NKy Kq ,欲要排除或减弱某次谐波电动势，只需使某次谐波的短距系数Ky或散布系数Kq为零（或很小）即可。i如短距绕组，欲排除U次谐波，可令 Ky 0 ,得，即其节距只需缩短U次谐波的一个节距。4 y 欲排除5次谐波电动势，取节距5 .由图（a）知，现在线圈的两个有效边在5次谐波磁场中，正处于同一极性的相同磁场位置下，因此，两有效边的5次 谐波电动势恰好抵消。通过计算可得：Ky10.951, Ky30.588 Ky50 Ky7 0.588 等可知采纳短距绕
5、组后基波电动势也有所减弱,但谐波电动势减弱程度远远超过基波电动势。又如散布绕组，可取 q=2,算出 Kqi 0.966, Kq3 0.707, Kq5 0.259, Kq7 0.259等，可知：采纳散布绕组，基波电动势也有所减弱，但谐波电动势 减弱程度远远超过基波电动势。从波形图（b）可看出，本来相邻两线圈电动势波 形为不同相的梯形波，其合成后的波形比原梯形波更接近于正弦波。(a)(b)7 .同步发电机电枢绕组什么缘故一样不接成形，而变压器却希望有一侧接成接线呢？答：同步发电机不管采纳Y接线仍是接线，都能改善线电动势波形，而问 题是接接线后，接的三相线圈中，会产生 3次及3的奇次倍谐波环流，引
6、 发附加损耗，使电机效率降低，温升升高，因此同步发电机一样不采纳接来改 善电动势波形。而变压器不管在哪一侧接成接，都可提供3次谐波励磁电流通路，使主磁通波形为正弦波，感应的相电动势为正弦波，改善变压器相电动势 的波形。8 .交流电机单相磁动势的性质、它的幅值大小、幅值位置、脉动频率各与哪些 因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？NK w1 Fmi 0.9I答：幅值P单相绕组基波磁动势幅值大小：与一条支路匝数N、绕组系数（、磁极对数p及相电流I有关，其中N、Kwi及p由构造决定，I由运行条件决定。幅值位置： 包于绕组轴线上，由绕组构造决定。频率：即为电流频率，由运行条件
7、决定。9 .交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质、它的幅值大小、幅值空间位 置、转向和转速各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些 是由运行条件决定的？NKwi Fmi 1.35I答：幅值p三相合成基波圆形旋转磁动势幅值大小，其决定因素与单相基波磁动势同。空间位置：沿气隙圆周旋转。当哪相电流最大，三相合成基波圆形旋转磁动势就 转至哪相绕组轴线上，绕组由构造决定，电流由运行条件决定。ni60 f转速:转速与电流频率f 及磁极对数p 有关， p 由构造决定， f 由运行条件决定。转向： 与电流相序有关（与电流相序一致），由运行条件决定。10. 定子表面在空间相距。 电角度的两根导体
8、， 它们的感应电动势大小与相位有何关系 ?答； 定子表面在空间相距 电角度的两根导体， 它们的感应电动势的波形相同， 其基波和各次谐波电动势的大小别离相等。 基波电动势的相位差为 电角度，且空间上超前（ 沿转子转向空间位置在前） 的导体， 其基波电动势的相位是滞后的。11. 为了取得三相对称的基波感应电动势，对三相绕组安排有什么要求 ?答：三相绕组的组成（ 包括串联匝数、节距、散布等） 应相同，且三相绕组轴线在空间应别离相差 120 电角度12. 绕组散布与短距什么缘故能改善电动势波形 ?假设希望完全排除电动势中的第 次谐波，在采纳短距方式时， y 应取多少 ?答： 绕组散布后， 一个线圈组中
9、相邻两个线圈的基波和 次谐波电动势的相位不同离是和 电角度 （ 为槽距角 ） ，这时，线圈组的电动势为各串联线圈的电动势的相量和， 因此一相绕组的基波和谐被电动势都比集中绕组时的小。 但由于谐波电动势的相位差较大， 因此， 总的来讲， 一相绕组的谐波电动势所减小的幅度要大于基波电动势减小的幅度， 谐波电动势相对减少， 使电动势波形取得改善。绕组短距时， 个线圈的两个线圈边中的基波和谐波 （ 奇数次 ） 电动势都再也不相差 180 ， 因此， 基波电动势和谐波电动势也都比整距时减小。 合理短距时，对基波， 因短距而减小的空间电角度是较小的， 因此基波电动势减小得很少； 但对 次谐波，短距减小的那
10、么是一个较大的角度（ 是基波的 倍） ，因此，整体而言， 两个线圈边中谐波电动势相量和的大小就比整距时的要小得多， 因为谐波电 动势减小的幅度大于基波电动势减小的幅度，因此可使电动势波形取得改善。假设要完全排除第次谐波，y应取为（1 ,（为极距）。13. 试述双层绕组的优势，什么缘故现代交流电机大多采纳双层绕组（小型电机除外）?答：采纳双层绕组时，能够通太短距节省端部用铜量 （叠绕组时），或减少线 圈组之间的联线（波绕组时）。更重要的是，能够同时采纳散布和短距来改善绕组 电动势和磁动势的波形。因此，现代交流电机大多采纳双层绕组。14. 试说明一个脉振磁场能够分解成两个大小相等、转速相同、转向相
11、反的旋转磁场。f 1 F 1 cos sin t1答：因为-F 1sin( t ) -F 1sin( t )等式右边为两个大小相等、转向相反的旋转磁动势，且转速相同。15.试说明一个圆形磁场能够用两个在时刻上和在空间上相差90度的等幅脉振磁场来表示。答：因为f1F1sin( t )F1sin tcosF1 cos sin tF1 cos t sinF1 cos()sint 显然上式第一项和第二项均为脉振磁动势，且在空间上和时刻上均相差90016.额定转速为每分钟3000转的同步发电机，假设将转速调整到3060转/分运行，其它情形不变，问定子绕组三相电动势大小、波形、频率及各相电动势相位差有何改
12、变?3060答：此题题意为转速升高（升高3000倍)f 2-(1)频率 60f 8n (p=c),故频率增加倍。(2)大小E 4.44fNKWE f (N、kw0=C),电动势增加1.02倍。(3)波形和各相电动势相位差不变，因它们与转速无关。17.有一台三相异步电动机，2P=2, n=3000转/分，Z=60,每相串联总匝数 N=2QfN=50赫，每极气隙基波磁通1韦，求:(1)基波电动势频率、整距时基波的绕组系数和相电动势;(2)解:基波电动势频率pn 1 3000f -p- 50 HZ6060极距Z2P60302每极每相槽数Z q 2 Pm60 s102 3如要排除5次谐波，节距y应选多
13、大，现在的基波电动势为多槽距角p 3601 360整距绕组基波短距系数Kyi基波散布系数Kq1基波绕组系数Kwi基波相电动势Ei取y用空间电角度表示节距1基波短距系数基波相电动势.q i . 10 6 sin sin2- 2 0.95531 6qsin10 sin 2 2Ky1Kq1 1 0.9553 0.95534.44fNKw1 14.44 50 20 0.9553 1.5056383.5V15 J4554 ,y 118014451144K y1 sin sin 0.95122E 14.44 fNKy1Kqi 118.假设在对称的两相绕组中通入对称的两相交流电流iA Im cos tiB
14、Im sin t,试用数学分析法和物理图解法分析其合成磁动势的性质？答：由数学分析：(以基波合成磁动势为例)NKW1 .fAiFmi cos tcos xFm 0.9I由单相绕组磁动势幅值p 知：由于两相绕组匝数相同，两相电流大小相等，故两相绕组磁动势幅值相等，其表达式别离为：fA1Fm1 cos t cos xfBiFmi sin t cos(x ) Fmi sin tsin x因此：fifAi fBi Fmi cos t cos x Fmi sin tsin xFmi cos t cos x sin t sin x Fm1cos( t x)故为旋转磁动势由图分析：假设电流由首端流入为正可见，合成磁动势为旋转磁动势（转向由电流超前相ia转到滞后相i19.有一三相对称 交流绕组，通入以下三相交流电流：B)oia 14
