华南理工大学电机学第三章思考题

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华南理工大学电机学第三章思考题

华南理工大学电机学第三章思考题

第三章思考题3-3 什么叫相带相带属性如何确定在三相电机绕组中为什么常采用60°相带而不用120°相带【答】 相带是指把每极下的电枢表面根据相数划分,每相占一等分。

我们称每一等分为一相带。

由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大,故除了单绕组变极电机外,一般都用60°相带绕组。

3-6 为什么极相组A 和极相组X 串联时必须反接如果正接将引起什么后果【答】 因极相组A 的电势与极相组X 的电势反相,反接后,两者电势相减,得到更高的电势。

若正接将引起电势为0的后果。

3-8 交流绕组的感应电动势公式是如何导出的它与变压器的电动势公式有何类似和不同之处【答】 设气隙中的主极磁场为正弦分布,即αsin 1B b =,式中1B 为气隙密度的基波幅值;设0=t 时,导体位于极间、将要进入N 极的位置,转子旋转的角频率为ϖ,则导体中的感应电动势为t E lv B blv e ϖαsin 2sin 111===;p 对极的电机一个极下的磁通量为l B lB p D p DlB d pDlB p d D l B d D blp τπππαααααπππ111010101222sin 22sin 2=⋅⋅===⋅==Φ⎰⎰⎰电机,感应电动势的频率60pn f =,转子的线速度f pn p D n D v τππ2602260===,故导体电动势的有效值为111111222222222Φ=⎪⎭⎫⎝⎛====f l B f l fB f l B v l B E πτππττ;在考虑短距和分布后,整个线圈组的合成电动势()()()()11111111111222Φ=Φ=Φ==w c d p c d p c d c q k qN f k k qN f k k fN q k qE E πππ;对于双层绕组,每相绕组有p 2个极相组,设并联支路数为a ,如果一相绕组的总串联匝数表示为,c qN a p N 2=,则相电动势为1111112222Φ=Φ⎪⎭⎫ ⎝⎛==w w c q ph fNk k qN a p f K a p E ππ,对于单层绕组,每相绕组总共有p 个极相组,则每相绕组的总串联匝数为c qN a p N =。

思考题答案

思考题答案
2
U1 , 4.44 fN1
l 减小 , 导致电 感 µS
ψ Nφ N × N1i0 N1 增大,励磁电抗 x m = ωLm 也增大。但是漏磁通路径 Lm = 0 = 1 0 = 1 = i0 i0 Rm Rm 0i
是线性磁路, 磁导率是常数,因此漏电抗不变。
U1 可知,励磁电抗越大越好,从而可降低空载电流。漏电抗则要根据变压器不 xm U1 同的使用场合来考虑。对于送电变压器,为了限制短路电流 I K ≈ 和短路时的电磁力,保 xK
[
]
U1 ,因此,电源电压降低,主磁通 Φ m 4.44 fN1
Φm ,因 S 不变, Bm 将随 Φ m 的减小而减小,铁心饱和程度降低,磁 S l 导率 µ 增大,磁阻 Rm = 减小。 µS 根据磁路欧姆定律 I 0 N 1 = Φ m Rm ,磁动势 F0 将减小,当线圈匝数不变时,励磁电流
电机学 课后思考题答案
第二章
2-1.变压器有哪些主要部件,它们的主要作用是什么? 答:铁心 : 构成变压器的磁路 ,同时又起着器身的骨架作用。 绕组: 构成变压器的电路 ,它是变压器输入和输出电能的电气回路。 分接开关 : 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头 ,分接开关用以切换分接头 ,从而 实现变压器调压。 油箱和冷却装置 : 油箱容纳器身 ,盛变压器油,兼有散热冷却作用。 绝缘套管 : 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接, 使带电的绕组引线与接 地的油箱绝缘。 2-2.从物理意义上说明变压器为什么能变压,而不能变频率? 答:变压器原副绕组套在同一个铁芯上 , 原边接上电源后,流过激磁电流 I0, 产生励 磁磁动势 F0 , 在铁芯中产生交变主磁通ф0 , 其频率与电源电压的频率相同, 根据电磁感应 定律, 原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1 和 e2 , 且有 e1 = − N1
̇ ,漏感电动势 E ̇ ,一次绕组电阻压降 I ̇ r ,主电动势 答:一次绕组有主电动势 E 1 1σ 1 1 ̇ 由主磁通 Φ ̇ 由一次绕组漏磁通 Φ ̇ 交变产生,漏感电动势 E ̇ 交变产生。一次绕组电 E 1 0 1σ 1σ ̇ = −E ̇ +I ̇ ( R + jX ) ;二次绕组有主电动势 E ̇ ,漏感电动势 E ̇ ,二 动势平衡方程为 U

电机学课后问题详解

电机学课后问题详解

第一章磁路1-1磁路的磁阻如何计算?磁阻的单位是什么?答:磁路的磁阻与磁路的几何形状(长度、面积)和材料的导磁性能有关,计算公式为R m=TA,单位:AWb1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的,它们各与哪些因素有关?答:磁滞损耗:铁磁材料置于交变磁场中,被反复交变磁化,磁畴间相互摩擦引起的损耗。

经验公式P h =C h fB m V。

与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关;涡流损耗:交变的磁场产生交变的电场,在铁心中形成环流(涡流),通过电阻产生的损耗。

经验公式P h :-CFe f 1.3B m G。

与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。

1-3图示铁心线圈,已知线圈的匝数N=1000,铁心厚度为0.025m (铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成),叠片系数(即截面中铁的面积与总面积之比)为0.93,不计漏磁,试计算:(1)中间心柱的磁通为7.5X10土Wb不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流;(2)考虑铁心磁位降时,产生同样的磁通量时所需的励磁电流。

解:;磁路左右对称.可以从中间轴线分开,只考虑右半磁路的情况:铁心、气隙截面A 二 A. =0.025 1.25 10,0.93m2 = 2.9 10*m2(考虑边缘效应时,通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度;气隙截面可以不乘系数)气隙长度1黄.=2: =5 10^m(7 5 )“, 铁心长度I 1.25 2 5 -1.25 -0.025 2cm =12.45 10 m12 丿①7 5汇10°铁心、气隙中的磁感应强度B二B 75 104T =1.29T2A 2 汽 2.9 汇10(1)不计铁心中的磁位降:气隙磁场强度H.二旦;=—A'm=:1.0 106 A m° % 4兀汇10磁势F I二F. = H • l . =1.0 106 5 10*A = 500A电流I =旦=0.5AN(2)考虑铁心中的磁位降:铁心中B =1.29T 查表可知:H = 700A m铁心磁位降F F°二H l =700 12.45 10‘A=87.15AF I=F . F F e =500A87.15A =587.15AI 上:0.59AN1-4图示铁心线圈,线圈 A 为100匝,通入电流1.5A ,线圈B 为50匝,通入电流1A ,铁心截面积均匀,求 PQ 两点间的磁位降。

电机学答案3

电机学答案3

第三章习题解答(Page 64~66)3-1 三相变压器组与三相心式变压器在磁路上各有什么特点?【解】变压器组每相有一个闭合的独立磁路;心式变压器每相磁路需经过另外两相铁心柱闭合。

3-2 试标出图3-29(a)、(b)、(c)、(d)四图中变压器绕组的同极性端,并画出高、低压侧绕组的电压向量图,写出其连结组标号。

3-4 已知图3-30所示三相变压器连结组及绕组相对极性,试画相量图判定其连结组标号。

(a) (b) (c) (d)图3-29 习题3-2用图【解】根据绕向可判断出绕组的同极性端,其标注如上图所示。

按同极性端画出相量图,其中图(b )对应于(g )图,图(a )、(c )、(d)对应于(h )图。

O(X,x)(g) (h)即图(a )、(c )、(d )变压器的连结组别为I,i6;图(b )变压器的连结组别为I,i0。

(a) (b)(c)(d)图3-30 习题3-4用图【解】根据接线图上端头所对应的同极性端关系,可分别画出相应的高、低压侧电压相量图如下:(a)图的电压相量图 (b)图的电压相量图 (c)图的电压相量图 (d)图的电压相量图 Y ,y8连结组 Y ,y10连结组 Y ,d5连结组 D,y5连结组3-5 根据下列连结组标号,画出其三相绕组的接线⑴Y,y8;⑵Y,y2;⑶Y,d7;⑷D,y1。

【解】第一步:根据连结组号,首先画出高、低压侧的电压相量图,如下图所示。

3-6 已知三相变压器的连结组标号为Y,y2,试将其改接成Y,y0,并画出必要的电压相量图说明。

【解】先画出Y ,y0和Y ,y2连结组的电压相量图,再画出它们的接线图,如下图所示。

(a)Y ,y8连结组的 (b)Y ,y2连结组的 (c)Y ,d7连结组的 (d)D,y1连结组的 电压相量图 电压相量图 电压相量图 电压相量图第二步:然后画出三相绕组,把高压绕组的首端分别标成A 、B 、C 并打上同极性端记号“●”。

电机学(II)部分思考题、习题-思路

电机学(II)部分思考题、习题-思路

第一篇思考题1-3直流电机电枢绕组只要一个线圈即可运行,为什么要用许多线圈串联组成?线圈越多越好吗?答:单个线圈的电动势、电磁转矩纹波太大,多个线圈串联可以对电动势、电磁转矩起平滑作用。

但也不是越多越好。

因为多到一定程度后,纹波已经很小,无必要再增加,另外空间也限制进一步紧夹。

1-6直流发电机中产生电磁转矩吗?直流电动机中产生感应电动势吗?答:都会。

1-9在换向器上,电枢正常应当放在什么位置上?为什么?物理中性线和几何中性线是一回事吗?答:正常放在几何中性线上。

因为空载时,换向器在几何中性线上的导体处的磁场为零,利于换向。

物理中性线和几何中性线不是一回事。

几何中性线是固定的,而物理中性线是指磁场为零的位置,是跟电枢反应有关的。

1-13直流电机的电磁功率是电功率还是机械功率?还称什么功率?答:电磁功率是发电机中转换成电功率的机械功率(但不是全部机械功率,是电动机中转换成机械功率的电功率(但不是全部的电功率,因此又称转换功率。

1-16一台复励直流发电机,在恒速条件下,分别将它作他励、并励、积复励时,比较电压调整率的大小。

为什么励磁方式不同时,电压调整率也不同?答:电压调整率是指在固定转速、固定励磁电阻下,端电压从空载到额定负载的变化百分比。

积复励的电压调整率<他励的<并励的。

不同励磁方式下,电枢电流(电枢反应、电枢电阻压降等对励磁磁场的影响不同,所以电压调整率也不同。

1-17正在运行的并励直流电动机为什么不能断开励磁回路?断开励磁回路后,磁通、电动势、电枢电流和转速将如何变化?起动时,励磁回路断了线,会有什么后果?答:运行中,励磁断开的话,靠一点点剩磁工作,若为轻载,则将飞车;若为重载,则电枢电流、电阻压降大增,将可能烧坏电机(若负载转矩低于此时电机能输出的最大转矩,则将继续运转,并可能烧坏;若负载转矩高于此时电机能输出的最大转矩,则直接停机,电枢处于短路状态,最后可能烧坏。

断开励磁后,磁通减为剩磁,电枢电流大增,电动势有较大幅减小(因电枢电阻压降大增;转速则要看负载情况:轻载转速上升飞车,重载则可能继续运行或停车、并可能烧毁。

电机学综合习题模拟试卷及答案(包括选择、填空、画图、简答、计算)附华南理工大学电机学真题及答案

电机学综合习题模拟试卷及答案(包括选择、填空、画图、简答、计算)附华南理工大学电机学真题及答案

电机学综合习题集及答案(包括选择、填空、画图、简答、计算)附华南理工大学电机学真题及答案一、 填空题1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 交流的 。

答:交流的。

2. 直流发电机的电磁转矩是 制动 转矩,直流电动机的电磁转矩是 驱动 转矩。

答:制动,驱动。

3. 串励直流电动机在负载较小时,a I 小 ;当负载增加时,T 增加 ,a I 增加 ;n 随着负载增加下降程度比并励电动机要 严重 。

答:小,增加,增加,严重。

4. 一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组,其电枢电阻为a r ,电枢电流为a I ,可知此单迭绕组有条并联支路,其每条支路电阻为 。

答:a 2,2r p p5. 并励直流电动机改变转向的方法有 励磁绕组接线不变,将电枢绕组的两个接线端对调;电枢绕组接线不变,将励磁绕组的两个接线端对调 ; 。

答:。

6. 串励直流电动机在电源反接时,电枢电流方向 反向 ,磁通方向 反向 ,转速n 的方向 不变 。

答:反向,反向,不变。

7. 当保持并励直流电动机的负载转矩不变,在电枢回路中串入电阻后,则电机的转速将 下降 。

答:下降。

8. 直流电机若想实现机电能量转换,靠 交轴 电枢磁势的作用。

答:交轴。

9. 直流发电机,电刷顺电枢旋转方向移动一角度,直轴电枢反应是 去磁作用 ;若为电动机,则直轴电枢反应是 增磁作用 。

答:去磁作用,增磁作用。

10. 磁通恒定的磁路称为 直流磁路 ,磁通随时间变化的磁路称为 交流磁路 。

答:直流磁路,交流磁路。

11. 三相异步电动机等效电路中的参数21sr s -'的物理意义是模拟异步电动机转子轴输出总机械功率的 等效电阻 。

12. 电机和变压器常用的铁心材料为 软磁材料 。

答:软磁材料。

13. 异步电动机的空载激磁电流比变压器大的原因是异步电动机磁路中存在气隙。

14. 铁磁材料的磁导率 非铁磁材料的磁导率。

答:远大于。

15. 直流发电机通过主磁通感应的电势应存在于 电枢 绕组。

华南理工电机学课后习题及答案

华南理工电机学课后习题及答案

华南理工电机学课后习题及答案第-篇直流电机1.在直流发电机屮,电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后,负载时,(C )A只有直轴电枢反应磁势。

B只有交轴电枢反应磁势。

C直轴和交轴电枢反应磁势都有,而且直轴电枢反应为去磁性质。

D 直轴和交轴电枢反应磁势都有,而II直轴电枢反应为助磁性质。

2.单波绕组的并联支路数应等于(A )A2 B极对数p C极数2p D换向片数k3.电磁转矩应等于(B )A Ce<I)nB CT(DIaC P2/QD CeKflfla3. 电磁转矩应等于(B )A CeOnB CT中laC P2/QD CeKflfla4.他励发电机外特性是指转速恒定且(A )A励磁电流恒定时,发电机端电压与线路电流之间的关系。

B发电机端电压恒定时,励磁电流与线路电流之间的关系。

C发电机线路电流恒定时,发电机端电压与励磁电流之间的关系。

D发电机端电压恒定时,励磁电压与线路电流之间的关系。

5.他励发屯机的调整特性是(B )A卜垂C水平D没准6.下列说法错误的是(C )A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和冋馈制动。

B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。

C串励电动机允许空载运行。

D串励电动机的优点足有较大的起动转矩和过载能力。

7.电磁功率应等于(A)A EalaB Pl+pOC P2-p08.单叠绕组的并联支路数应等于(C )A 2 B极对数p C极数2p9.感应电动势应等于(A )A CeOnB CTOIaC P2 /la10.对于能耗制动来说,下列说法错误的是(A )A能量冋馈到电网。

B电机内仍符主磁场。

C电机变成他励发电机。

D T2QD换向片数kI) CTKfTflaD电磁转矩为制动性转矩。

13.A 用虚槽数计算的节距有(ABD第一节距 B 第二节距)oC换向器节距 D 合成节距14.直流电动机的电磁功率表达式有(BCD)oAPl-pO B TeQC Pl-pcuf-pcuaD Eala14.直流电动机的电磁功率表达式有( BCD )<,APl-pO B TeQc Pl-pcuf-pcuaD Eala15.并励直流发电机的自励条件有(ACD)oA磁路中必须有剩磁B 电枢回路的总电阻必须小于临界电阻C 励磁磁动势与剩磁方向相同 D励磁回路的总电阻必须小P 临界电阻16.并励直流发电机外特性的特点是(ABC )。

电机学课后习题答案第三章习题

电机学课后习题答案第三章习题

一、填空题1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是_____________ 。

答:交流的。

2. 一台并励直流电动机,如果电源电压和励磁电流|f不变,当加上一恒定转矩的负载后,发现电枢电流超过额定值,有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流,此方法 ____________ 串入电阻后,电动机的输入功率P1将 _________ ,电枢电流l a ___________ ,转速n将____________ 电动机的效率n将____________ 。

答:不行,不变,不变,下降,下降。

3. 电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响,当电枢电流l a增加时,转速n将 ___________ ,转矩T e将___________ 。

答:下降,增加。

4. 电磁功率与输入功率之差,对于直流发电机包括____________________________ 损耗;对于直流电动机包括__________________________ 损耗。

答:空载损耗功率,绕组铜损耗。

5. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩,做额定运行时,如果将电源电压降低了20%,则稳定后电机的电流为___________ 倍的额定电流(假设磁路不饱和)。

答:1.25倍。

二、选择题1. 把直流发电机的转速升高2 0 %,他励方式运行空载电压为U oi,并励方式空载电压为U 02,则______A:U01 = U02 , B:U01 < U02 , C:U01 > U02。

答: B2. 一台并励直流电动机,在保持转矩不变时,如果电源电压U降为0.5U N,忽略电枢反应和磁路饱和的影响,此时电机的转速__________ 。

A :不变,B :转速降低到原来转速的0.5倍,C :转速下降,D :无法判定。

答:C3. _________________________________________________________________ 在直流电机中,公式E a=C^n①和T =C/J I a中的①指的是 _______________________________ 。

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第三章思考题3-3 什么叫相带?相带属性如何确定?在三相电机绕组中为什么常采用60°相带而不用120°相带?【答】相带是指把每极下的电枢表面根据相数划分,每相占一等分。

我们称每一等分为一相带。

由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大,故除了单绕组变极电机外,一般都用60°相带绕组。

3-6 为什么极相组A和极相组X串联时必须反接?如果正接将引起什么后果?【答】因极相组A的电势与极相组X的电势反相,反接后,两者电势相减,得到更高的电势。

若正接将引起电势为0的后果。

3-8 交流绕组的感应电动势公式是如何导出的?它与变压器的电动势公式有何类似和不同之处?【答】设气隙中的主极磁场为正弦分布,即,式中为气隙密度的基波幅值;设时,导体位于极间、将要进入N极的位置,转子旋转的角频率为,则导体中的感应电动势为;p对极的电机一个极下的磁通量为,感应电动势的频率,转子的线速度,故导体电动势的有效值为;在考虑短距和分布后,整个线圈组的合成电动势;对于双层绕组,每相绕组有个极相组,设并联支路数为,如果一相绕组的总串联匝数表示为,,则相电动势为,对于单层绕组,每相绕组总共有个极相组,则每相绕组的总串联匝数为。

而变压器一次绕组中感应电动势的有效值,它们的区别主要在于,交流绕组通过短距和分布时,使合成磁动势打了折扣,体现为绕组的基波绕组因数。

3-9 试述分布因数、节距因数和绕组因数的物理意义。

它们是大于1、小于1,还是等于1,为什么?【答】分布因数是衡量每极每相的导体分布在每个槽中与集中分布在一个槽电动势或磁动势所打的折扣。

节距因数表示线圈短距后电动势或磁动势对比于整距时应打的折扣。

绕组因数是既考虑短距又考虑分布时,整个线圈组的合成电动势或磁动势所打的折扣。

因分布绕组所产生的电动势或磁动势不能超过集中绕组产生的电动势或磁动势,因此分布因数只能小于或等于1。

节距因数是衡量当时,电动势或磁动势与时电动势或磁动势相比所打的折扣,由于时,绕组所产生的电动势或磁动势最大,因此节距因数也只能小于或等于1。

绕组因数是分布因数与节距因数的乘积,所以绕组因数也只能小于1或等于1。

3-10 为什么用于计算交流绕组感应电动势的绕组因数,亦适用于计算磁动势?【答】因为相邻线圈电动势的时间相位差与磁动势的空间相位差相同,线圈组电动势向量合成计算与磁动势矢量的合成计算一样,所以两者的绕组因数相等。

3-11 试述谐波电动势和齿谐波电动势产生的原因以及抑制方法,能采用分布和短距消除齿谐波吗?【答】①谐波电动势:由于主极表面造成的气隙不均匀,铁芯饱和,定子开槽等原因,使气隙磁场在空间非正弦分布,从而可以分解出一系列高次谐波,这些高次谐波也将在绕组中感应出高次谐波电动势。

②齿谐波电动势:在现代交流电机中,定子铁芯均开有带槽口工槽,开槽结果使单位面积下的气隙磁导变为不均匀。

对应于齿的位置的气隙较小,单位面积下磁导较大;对应于槽的位置气隙较大,单位面积下磁导较小。

这将导致气隙磁场的分布发生改变。

因此开槽以后在原先不开槽的时气隙磁导波上要叠加一个与定子齿数相对应的附加周期性磁导分量。

对于凸极同步发电机,若转子有效极弧的宽度等于定子齿距的整数倍,且主极磁场在定子开槽前为正弦分布,则在定子开槽以后,主极磁场虽然发生畸变,使槽部磁场减弱,但由于定子齿、槽不动,空间周期性的附加磁导不随时间而变化,故定子绕组的感应电动势将仍为正弦形而没有其它谐波。

但是若主极磁场中原先已经有齿谐波磁场,则在定子开槽以后,由于周期性空间附加磁导的“调制”和“放大”作用,在整数槽绕组和气隙较小的情况下,定子绕组中的齿谐波电动势可能比不开槽时增大很多倍,从而使发电机的电动势波出现明显的齿谐波波段;若转子有效极弧的宽度等于定子齿距的整数倍,则主极移动时,主极下所对着的齿数将不断地发生变化,因此一个极下的总磁导将不断地发生变化,从而引起主极磁通的纵向脉振,并使定子绕组中齿谐波电动势进一步增大。

③谐波电动势的削弱方法a. 采用短距绕组,适当选择线圈的节距可使某次谐波的节距因数等于或接近于零,为消除第次谐波,只要选用比整距绕组短的短距线圈即可。

b. 采用分布绕组,分布绕组的每极每相槽数q越多,各次谐波因数越小,在极数越多,q达到2时,可用分数槽绕组来消除高次谐波。

c. 改善主极磁场分布,在凸极同步电机中,可设法改善主极极靴外形;在隐极机中,可通过改善励磁磁动势的分布使主极磁场在气隙中接近正弦分布。

④齿谐波的削弱方法a. 采用斜槽;在凸极同步电机中,可用斜极来削弱齿谐波。

b. 采用分数槽。

c. 采用半闭口槽,磁性槽楔,选择阻尼节距等其他措施。

⑤由于齿谐波的绕组因数恰好等于基波绕组因数,所以不能采用短距和分布绕组的方法来消弱。

3-12 斜槽是怎样消除谐波电动势的?能消除所有的齿谐波吗?应消除哪次?斜过多少距离?【答】斜槽就是将导体斜过一定的距离,此时导体的各个小段在磁场内的位置不再相同。

导体中的基波电动势将比直槽时小,以斜槽因数计。

可以把斜槽内的导体看作为无限多根短小直导体相串联的分布线圈组,相邻导体间的相位差为→0,导体数为→,整个导体斜过的电角度(弧度)为,因此斜槽因数可由分布因数导出,即,其中,次谐波的斜槽因数为,要消除第次谐波,只要使该次谐波的斜槽因数,即使或,可见只要使斜过的距离等于该次空间谐波的波长,导体内的次谐波电动势便互相抵消。

要消除齿谐波电动势,则,为使这两个一阶谐波都能得到削弱,通常取,即斜过的距离恰好德育一个齿距。

3-13 为什么交流发电机的定子绕组一般都采用星形连接,而不采用三角形连接?【答】由于在三相对称系统中,各相的三倍数次谐波在时间上均为同相,且幅值相等。

当三相绕组采用星形联法时,线电压等于相电压之差,相减时三倍数次谐波电动势互相抵消,所以发电机出线端不存在三倍数次谐波电动势;而在三角形联法中,三相的三倍数次谐波电动势之和针在闭合的三角形回路中形成环流,电动势全部降落在环路中,所以在出线端也不会出现三次谐波电压,但三次谐波环流所产生的杂散损耗,会使电机的效率下降,温度增高,所以现代的交流发电机多数采用星形而不采用三角形联结。

3-17 为什么说交流绕组的磁动势既是时间函数又是空间函数?试写出单相绕组磁动势的表达式。

【答】在三相交流电机中,定子绕组一般都要是对称放置的,即A、B、C三相绕组的轴线在空间相隔120°电角度,因此三相绕组各自产生的基波磁动势在空间相隔120°电角度,此外,在对称运行时,三相电流亦是对称的,即其幅值相等,在时间相位上互差120°电角度,因此A、B、C三相所产生的三个脉振磁动势在时间相位上也互差120°电角度。

因此可以说三相交流绕组的磁动势即是时间函数又是空间函数,同理对其它各相交流绕组也可得出同样结论。

单相绕组的磁动势,式中I为相电流,N为每相串联匝数。

3-19 单相绕组的磁动势具有什么性质?单相电机为什么需要起动绕组,而三相电机不需要?【答】单相绕组的磁动势是脉振磁动势,可以分解为两个幅值相等、转速相同、方向相反的圆形旋转磁动势。

由于单相电机只通入一相电流,产生的磁动势只向一个方向旋转,不能产生两个反向旋转的磁动势,所以单相电机需要起动绕组,以产生两个反向旋转的磁动势。

而三相电机通入三相电流,产生的合成磁动势能产生两个反向旋转的磁动势。

3-20 三相基波旋转磁动势的幅值、转向和转速各取决于什么?为什么?【答】三相基波旋转磁动势的幅值为每相脉振磁动势的倍,即;合成磁动势基波转向取决于三相电流的相序和三相绕组在空间上的排列次序,从电流超前相的绕组轴线转向电流滞后相的绕组轴线;合成磁动势基波转速为同步转速,即。

3-21 圆形旋转磁动势与脉振磁动势和椭圆形旋转磁动势之间有什么关系?【答】单相绕组的基波合成磁动势可以分解为两个转向相反的旋转磁动势,即,把正向和反向的旋转磁动势分别用两个空间矢量和来表示,进行矢量合成。

当或,合成磁动势为圆形旋转磁动势;当时,合成磁动势为脉振磁动势;当时,合成磁动势为椭圆形旋转磁动势。

同时,脉振磁动势可以分解为两个幅值相等、转速相同、方向相反的圆形旋转磁动势;椭圆形旋转磁动势可以分解为两个幅值不等、转速相同、方向相反的圆形旋转磁动势。

3-22 如何改变三相电机的转向?【答】任意调换两相相序或通以负序电流,设,则,,则合成磁动势即形成反向推移的旋转磁动势,也就改变了电机的转向。

3-24 两相对称绕组通两相对称交流电产生的是脉振磁动势,还是圆形旋转磁动势或椭圆形旋转磁动势?【答】对称两相绕组在空间上互差90°电角度,绕组中通入在时间上互差90°的对称两相电流,合成基波磁动势为,可见两相对称绕组通两相对称交流电产生的是脉振磁动势。

3-25 三相绕组的磁动势为什么没有3的倍数次谐波?哪些次谐波与基波同转向?哪些次转向相反?【答】因为3的倍数次谐波磁动势关于三相绕组对称,即,,,则合成磁动势。

①当时,,故三相绕组的磁动势没有3的倍数次谐波;②当,即时,与基波的情况相同,有,合成磁动势是转速为,幅值为的正向旋转磁动势;③当,即时,有,合成磁动势是转速为,幅值为的反向旋转磁动势。

3-27 一相绕组的电动势是由支路中各个极相组的电动势叠加而得,磁动势也是吗?【答】由于各对极下的磁动势和磁阻组成一个对称的分支磁路,所以,对单层绕组来说,一相绕组的磁动势就等于一个极相组的磁动势,即式中,为并联支路数;I为相电流,;N为每相串联匝数,。

而双层绕组则一相绕组的磁动势为2个极相组的磁动势,考虑到,则有。

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