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1、交流绕组的共同问题一、填空1. 一台50Hz的三相电机通以60Hz的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小,转速,极数。2. 单相绕组的基波磁势是,它可以分解成大小,转向,转速的两个旋转磁势。答：脉振磁势，相等，相反，相等。3. 有一个三相双层叠绕组，2P=4,Q=36,支路数a=1,那么极距T=槽，每极每相槽数q=，槽距角“二，分布因数kdi=,y1=8,节距因数kpi=，绕组因数kwi=。答：9,3,20,0.96,0.98,0.944. 若消除相电势中v次谐波，在采用短距方法中，节距yi=T。答：-v5. 三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-
2、c-a），其中ia=10sint,当Ia=10A时，三相基波合成磁势的幅值应位于;当Ia=-5A时，其幅值位于。答：A相绕组轴线处，B相绕组轴线处。6. 将一台三相交流电机的三相绕组串联起来，通交流电，则合成磁势为。答：脉振磁势。7. 对称交流绕组通以正弦交流电时，u次谐波磁势的转速为。8. 三相合成磁动势中的五次空间磁势谐波，在气隙空间以基波旋转磁动势的转速旋转，转向与基波转向,在定子绕组中，感应电势的频率为,要消除它定子绕组节距y1=。4一4答：1/5,相反,f1,-T59. 设基波极距为t,基波电势频率为f,则同步电机转子磁极磁场的3次谐波极距为;在电枢绕组中所感应的电势频率为;如3次谐
3、波相电势有效值为E3,则线电势有效值为;同步电机三相电枢绕组中一相单独流过电流时，所产生的3次谐波磁势表达式为。三相绕组流过对称三相电流时3次谐波磁势幅值为。Tn答：-,3f,0,Rcos37xcos8t,010. 某三相两极电机中，有一个表达式为8=FCOS(5cot+70s)的气隙磁势波，这表明:产生该磁势波的电流频率为基波电流频率的倍；该磁势的极对数为在空间的转速为;在电枢绕组中所感应的电势的频率为。5答：5,7p,-ns，5fl二、选择填空1 .当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中五次和七次谐波磁势时，应选绕组节距为。ATB:4t/5C:6飞/7D:5j/6Fi,绕组系数为kwi,
4、3次谐波绕组系数为答：D2 .三相对称交流绕组的合成基波空间磁势幅值为kw3,则3次空间磁势波的合成幅值为F1kw3/kw1答：A3 .三相四极36槽交流绕组，若希望尽可能削弱5次空间磁势谐波，绕组节距取A：y1=7b：y1=8C：y1=9答：A4 .交流绕组的绕组系数通常为。A:0;C:=1答：A5.三相对称交流绕组的基波电势幅值为E1,绕组系数为kw1,3次谐波绕组系数为kw3,则3次谐波电势幅值为E1kw3/kw1B：Ekw3/kw1；3答：A6 .一台50Hz的三相电机通以60Hz的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小,转速,极数。A:变大；B:减小；
5、C:不变。答：C,A,C7 .单相绕组的基波磁势是。A:恒定磁势；B:脉振磁势；C:旋转磁势。答：B8 .交流电机定、转子的极对数要求。A：不等；B:相等；C:不可确定。答：B9 .交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势。A:都减小；B:不变；C:基波电势不变，谐波电势减小。答：A10 .三相合成磁动势中的五次空间磁势谐波，在气隙空间以基波旋转磁动势的转速旋转。A：5倍；B:相等；C:1/5倍。答：C三、判断1 .采用分布短距的方法，可以削弱交流绕组中的u次谐波电势。（）答：对2 .三相对称交流绕组中无三及三的倍数次谐波电势。（）答：错3 .交流绕组的绕组系数均小于1。（）答：对4 .五
6、次谐波旋转磁势的转向与基波旋转磁势转向相同。（）答：错5 .单相绕组的脉振磁势不可分解。（）答：错11 .交流电机与变压器一样通以交流电，所以他们的感应电势计算公式相同。（）答：错12 .要想得到最理想的电势，交流绕组应采用整距绕组。（）答：错13 .极相组A的电动势与极相组X的电动势方向相反，电流方向也相反。（）答：对14 .交流电机励磁绕组中的电流为交流量。（）答：错15 .交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都减小了。（）答：对16 .交流绕组连接时，应使它所形成的定、转子磁场极数相等。（）答：对17 .电角度为p倍的机械角度。（）18.交流绕组常用整距绕组。四、简答1.有一台交
7、流电机，Q-36,2P=4,yi=7.(1)槽电势星形图，并标出600相带分相情况;(2)三相双层迭绕组展开图。答：(1)槽距角=葭360”=20,36每极每相槽数q=Q=36=32Pm4x3由a=200画出槽电动势星形图，然后由为：A-Z-B-X-C-Y.，3518d/110.(a)()2a=2,试会出：q=3标出按600相带的分相情况(见图a),顺序由y=7画出三相双层叠绕组展开图，并根据2a=2进行端部连线(见图b)F总ZBCX(b)2. 凸极同步发电机和隐极同步发电机空载时，气隙磁场沿圆周分布波形与哪些因素有关？答：由磁路的欧姆定律F=F知,电机气隙磁通沿圆周的分布情况取决于励磁磁势F
8、在气隙空Rm间的分布和磁路的磁阻Rm。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Rm)影响气隙磁场沿圆周分布波形。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分，即励磁磁势F影响气隙磁场沿圆周分布波形。3. 试述短距系数和分布系数的物理意义，为什么这两系数总是小于或等于1?答：短距系数物理意义是：短距线匝电动势Et(yt)(为构成线匝的两导体有效边电动势相量和)与整距线匝电动势Et(y=)(为构成线匝的两导体有效边电动势代数和)的比值，即：kEc(y1)和对各线圈都集中在同一槽时电动势代数和Eq(q=1)的比值，即kd=q些；Eq(qT)由数学
9、知：相量和总是小于(或等于)其代数和，即Et(ygEt(yy及Eq(q加Eq(q4,故(y.)(y.)q(q)q(q)其比值即Ky及Kq总是小于1.yq4. 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？答：(1)频率f=En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是由运60行条件决定。(2)波形与电机气隙磁通密度沿气隙圆周分布的波形有关，它由电机结构决定。(3)大小：E1=2.22F：1导体电动势Ei大小与频率f及每极磁通i有关，f及i由电机的运行条件决定。5. 总结交流发电机定子电枢绕组相电动势
10、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：频率f=pn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，n60是由运行条件决定。（2）波形：波形与电机气隙磁通密度沿气隙圆周分布的波形有关，它由电机结构决定。（3）大小：E=4.44fNkw61与绕组结构（是短距还是整距绕组，是分布还是集中绕组）、绕组串联匝数有关，由构造决定；与频率、每极下磁通量有关，由运行条件决定。6. 试从物理和数学意义上分析，为什么短距和分布绕组能削弱或消除高次谐波电动势？答：因谐波电动势E电=4.44fvNkpJd9v，欲要消除或削弱某次谐波电动势，只需
11、使某次谐波的短距系数kp,，或分布系数kd,为零（或很小）即可。p1如短距绕组，欲消除u次谐波，可令kpv=0,得yi=T,即其节距只需缩短u次谐波的一个节距。欲消除5次谐波电动势，取节距y1=7.由图（a）知，此时线圈的两个有效边在5次谐波5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：kpi=0.951,kp3=0.588,kp5=0,kp7=0.588等，可知采用短距绕组后基波电动势也有所削弱，但谐波电动势削弱程度远远超过基波电动势。又如分布绕组，可取q=2,算出kdi=0.966,kd3=0.707,kd5=0.259,kd7=0.259
12、等，可知：采用分布绕组，基波电动势也有所削弱，但谐波电动势削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(b)梯形波更接近于正弦波。(a)7. 同步发电机电枢绕组为什么一般不接成形，而变压器却希望有一侧接成接线呢？答：同步发电机无论采用Y接线还是接线，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，引起附加损耗，使电机效率降低,温升升高，所以同步发电机一般不采用接来改善电动势波形。而变压器无论在哪一侧接成接，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
13、器相电动势的波形。8. 总结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？答：幅值=0.9曲幽1P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kwi、磁极数p及相电流I有关，其中N、kwi及p由构造决定，”由运行条件决定。幅值位置：恒于绕组轴线上，由绕组构造决定。频率：即为电流频率，由运行条件决定。9. 总结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？答：幅值Fi=1.35爪I.P三相合成基波圆
14、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。转速：转速与电流频率60fni二f由运行条件决定。Pf及磁极对数p有关，p由构造决定,转向：与电流相序有关（与电流相序一致），由运行条件决定。10. 一台50Hz的交流电机，今通入60Hz的三相对称交流电流，设电流大小不变，问此时基波合成磁动势的幅值大小、转速和转向将如何变化？答：本题题意为频率增加（增加60=12倍）50由F=1.35Nk*i肝口n1=_60f知，基波合成磁动势幅值大小及转向与频率无关。而pp转速、与频率成正比，故转速增加1.2倍。11. 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度是多少被口果电机有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口；电机为p对极时，在空间上相距的机械角度为180p12. 定子表面在空间相距口电角度的
