第五章三相异步电动机绕组试题及答案教学提纲.doc

第五章三相异步电动机绕组试题及答案

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第五章 三相异步电动机绕组
一、填空（每空1分）
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, Z1=36, 支路数a=1，那么极距= 槽，每极每相槽数q= ，槽距角α= ，分布因数= ，，节距因数= ,绕组因数= 。
答：9，3，20°，0.96，0.98，0.94
4. ★若消除相电势中次谐波，在采用短距方法中，节距= ， 次谐波磁势在定子绕组中感应电势的频率是 。
答：
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ia＝１０Sin(wt)，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：
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= 。
答：1/5,相反，f1,
9. ★★设基波极距为τ，基波电势频率为f，则同步电动机转子磁极磁场的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 。
答：，f,0,,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：5，5p, ，f1
二、选择填空（每题1分）
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： B：4/5
C：6/7 D：5/6
答：D
2. ★三相对称交流绕组的合成基波空间磁势幅值为F1,绕组系数为 Kw1，3次谐波绕组系数为Kw3，则3次空间磁势波的合成幅值为 。
Ａ：０； Ｂ：； Ｃ：
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：=7 B：=8 C：=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 。
Ａ：０； Ｂ：； Ｃ：
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（每题1分）
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（每题3分）
1. ★★有一台交流电机，Z=36，2P=4，y=7，2a=2，试会出：
（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
每极每相槽数
由α=200画出槽电动势星形图，然后由q=3标出按600相带的分相情况（见图a），顺序为：A-Z-B-X-C-Y.

. 

（a）

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）

（b）
2. ★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：
导体电动势Ec大小与频率f及每极磁通Φ有关，f及Φ由电机的运行条件决定。
3. ★★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 ：同上题（同槽导体感应电动势的频率）
(2)波形：与绕组结构（是短距还是整距绕组，是分布还是集中绕组）有关，由构造决定。
(3)大小：
相绕组电动势大小与频率f、一条支路匝数N、绕组系数Kw及每极磁通Φ有关，其中N、Kw由构造决定，f、Φ由运行条件决定。

4. ★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，改善变压器相电动势的波形。
5. ★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
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Kw1、磁极对数p及相电流I有关，其中N、Kw1及p 由构造决定，I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。
6. 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度是多少?如果电机有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；电机为p对极时，在空间上相距的机械角度为。
7. ★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分别相等。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。
8. 为了得到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：三相绕组的构成(包括串联匝数、节距、分布等)应相同，且三相绕组轴线在空间应分别相差电角度．
9. 采用绕组分布短距改善电动势波形时，每根导体中的感应电动势是否也相应得到改善?
答：采用绕组分布短距改善电动势波形，是通过使线圈间或线圈边间的电动势相位差发生变化而实现的，每根导体中的感应电动势波形并没有改善。
10. 试述双层绕组的优点，为什么现代交流电机大多采用双层绕组(小型电机除外)？
答：采用双层绕组时，可以通过短距节省端部用铜量(叠绕组时)，或者减少线圈组之间的联线(波绕组时)。更重要的是，可以同时采用分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用双层绕组。

五、计算
1. 额定转速为每分钟3000转的同步发电机，若将转速调整到3060转/分运行，其它情况不变，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变？
答：本题题意为转速升高(升高倍)
（1）频率
f∝n (p=c), 故频率增加1.02倍。
(2) 大小

(N、kw、Φ0=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。

2.三相双层绕组，Z=36，,，,,,。
试求：
（1） 导体电动势；
（2） 匝电动势；
（3） 线圈电动势；
（4） 线圈组电动势；
（5） 绕组相电动势；
解：极距

槽距电角

每极每相槽数

短距系数

分布系数

绕组系数

（1） 导体电动势

（2） 匝电动势

（3） 线圈电动势

（4） 线圈组电动势

（5） 相绕组电动势

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