第四章习题 交流绕组共同问题.doc

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：
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：
3. 有一个三相双层叠绕组，2p=4, Q=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：
4. ★若消除相电势中次谐波，在采用短距方法中，节距= 。
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，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：
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：
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：
9. ★★设基波极距为τ，基波电势频率为f，则异步电机定子磁场的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 ；异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：
10. ★某三相两极异步电机中，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 。
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： B：4/5
C：6/7 D：5/6
答：
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：
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：
4. 交流绕组的绕组系数通常为 。
Ａ：<1； Ｂ：>0； Ｃ：=1
答：
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：
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：
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：
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：
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：
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：

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：
2. 三相对称交流绕组中无三及三的倍数次谐波电势。 （ ）
答：
3. 交流绕组的绕组系数均小于1。 （ ）
答：
4. ★五次谐波旋转磁势的转向与基波旋转磁势转向相同。 （ ）
答：
5. 单相绕组的脉振磁势不可分解。 （ ）
答：
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：
12. 要想得到最理想的电势，交流绕组应采用整距绕组。 （ ）
答：
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：
14. 交流电机励磁绕组中的电流为交流量。 （ ）
答：
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：
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：
17. 电角度为p倍的机械角度。 （ ）
答：
18. 交流绕组常用整距绕组。 （ ）
答

四、简答
1. 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：
2. ★★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：
3. ★★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：

4. ★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：

5. ★★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：

6. ★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：
。
7. 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：

8. ★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：
9. 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：

10. ★绕组分布与短距为什么能改善电动势波形?若希望完全消除电动势中的第次谐波，在采用短距方法时，y1应取多少?
答：

11. 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：

12. 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：。
17. ★试说明一个脉振磁场可以分解成两个大小相等、转速相同、转向相反的旋转磁场。
答：

18. 试说明一个圆形磁场可以用两个在时间上和在空间上相差90度的等幅脉振磁场来表示。
答：

五、计算
1. ★一台4 极，Q=36的三相交流电机，采用双层迭绕组，并联支路数2a=1， ，每个线圈匝数NC=20，每极气隙磁通=7.5×10-3Wb，试求每相绕组的感应电动势。
解： 极距

节距

每极每相槽数

槽距角

基波短距系数

基波分布系数

每条支路匝数
匝
基波相电动势

2. ★有一台三相异步电动机，2p=2，n=3000转/分，Q=60，每相串联总匝数N=20，fN=50赫，每极气隙基波磁通=1.505Wb，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）       如要消除5次谐波，节距y应选多大，此时的基波电动势为多大？

3. ★★若在对称的两相绕组中通入对称的两相交流电流，，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：
5. ★一台三相异步电动机，2p=6，Q=36，定子双层迭绕组， ，每相串联匝数N=72，当通入三相对称电流，每相电流有效值为20A时，试求基波三相合成磁动势的幅值和转速？
解：
6. ★★有一三相对称交流绕组，通入下列三相交流电流：
（1）
（2）
（3）
定性分析其合成磁动势的性质（包括转向）。
答：
7. ★三相双层绕组，Q=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；

8. ★三相同步发电机，电枢内径，有交长度，，，Q=36,，，。
试求：；若时，等于多少？

9. ★一台两极电机中有一个100匝的整距线圈：
（1）若通入5A的直流电流，其所产生的磁动势波的形状如何？这时基波和3 次谐波磁动势的幅值各为多少？
（2）若通入正弦电流，试求出基波和3次谐波脉振磁动势的幅值。