第四章 交流绕组共同问题

第四章 交流绕组的共同问题

一、填空

1. 一台50Hz 的三相电机通以60 Hz 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 。 答：不变，变大，不变。

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τ= 槽，每极每相槽数

q= ，槽距角α= ，分布因数1d k = ，18y =，节距因数1p k = ,绕组因数1w k = 。 答：9，3，20°，0.96，0.98，0.94

4. ★若消除相电势中ν次谐波，在采用短距方法中，节距1y = τ。 答：

ν

ν1-

5. ★三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中t i a ωsin 10=，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，υ次谐波磁势的转速为 。 答：

ν

s

n

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1y = 。 答：1/5,相反，f 1,4

5τ

9. ★★设基波极距为τ，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次谐波相电势有效值为E 3，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 。 答：3τ，3f,0,3F cos 3cos x t φπ

ωτ

,0

10. ★某三相两极电机中，有一个表达式为δ=F COS （5ωt+ 7θS ）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 。 答：5，7p,

s n 7

5，15f

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 。

A ：τ

B ：4τ/5

C ：6τ/7

D ：5τ/6

答：D

2. ★三相对称交流绕组的合成基波空间磁势幅值为F 1,绕组系数为 k w1，3次谐波绕组系数为

k w3，则3次空间磁势波的合成幅值为 。

Ａ：０； Ｂ：131/31

w w k k F ； Ｃ：131/w w k k F

答：A

3. 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 ：1y =7

B ：1y =8

C ：1y =9 答：A

4. 交流绕组的绕组系数通常为 。

Ａ：<1； Ｂ：>0； Ｃ：=1 答：A

5. ★三相对称交流绕组的基波电势幅值为E 1,绕组系数为 k w1，3次谐波绕组系数为k w3，则3

次谐波电势幅值为 。

Ａ：０； Ｂ：1311

/3w w E k k ； Ｃ：131E /w w k k

答：A

6. ★一台50Hz 的三相电机通以60 Hz 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；

C ：不变。 答：C ，A ，C

7. 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：B

8.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：B

9.★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：A

10.三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υ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。（）

答：对

（ ）

四、简答

1. ★★总结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 ：频率60

pn f =

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： 144.4Φ=w fNk E φ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。

2. ★★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ννννφνΦ=d p k Nk f E 44.4，欲要消除或削弱某次谐波电动势，只需使某次谐波的短距系数νp k 或分布系数νd k 为零（或很小）即可。 如短距绕组，欲消除υ次谐波，可令0=νp k ，得τν

ν11-=y ,即其节距只需缩短υ次谐波

的一个节距。

欲消除5次谐波电动势，取节距τ5

41=

y .由图(a)知，此时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：951.01=p k , 588.03-=p k , 05=p k , 588.07=p k 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966.01=d k , 707.03=d k , 259.05=d k , 259.07=d k 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梯形波更接近于正弦波。

(a) (b)