第四章习题交流绕组共同问题x
时间：2020-09-27 00:17:00 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 —— 欧文
土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
第四章 交流绕组的共同问题
一、填空
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 kd 1 =
， y1 8 ，节距因数 k p1 =
,绕组
因数 kw1 =
。
答：
4.
★若消除相电势中
次谐波，在采用短距方法中，节距
y1 =
。
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 i a
10 sin
t ，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
y1 =
。
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（ 5ω t+
7θ S）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
。
人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 —— 欧文
土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
二、选择填空
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： 1
Ｃ： F1k w3 / kw1
3 F1kw 3 / kw1；
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 ： y1 =7
B ： y1 =8
C： y1 =9
答：
4.
交流绕组的绕组系数通常为
。
Ａ： <1；
Ｂ： >0；
Ｃ： =1
答：
★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： 1 E1kw3 / kw1； Ｃ： E1kw3 / kw1
3
答：
★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。
人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 —— 欧文
土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
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
人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 —— 欧文
土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
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：
★★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：
★★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：
★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：
★★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：
★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：。
★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。
人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 —— 欧文
土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
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， y1
7
，每
9
-3
个线圈匝数 N C=20 ，每极气隙磁通 1 =7.5× 10 Wb ，试求每相绕组的感应电动势。
解： 极距
Q
36
2 p
9
4
节距
y1
7
7
9
7
9
9
每极每相槽数
q
Q
36
3
2 pm
4
3
槽距角
p
360
2
360
36
36
20
基波短距系数
kP1
sin y1 90
sin 140
0.94
基波分布系数
2
sin q
sin 3
20
kd 1
2
2
0.96
20
q sin
3
sin
每条支路匝数
2
2
N
2 pqN c
4
3
20
匝
2a
1
2 4 0
基波相电动势
E 1
4.44 f N p1kkd 1 1
4.44
50
240
0.94
0.96
7.5
10 3
3 6 0.6V
★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 ，f N=50 赫，
每极气隙基波磁通 1 =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
i A I m cos t ， iB
I m sin t ，试
用数学分析法和物理图解法分析其合成磁动势的性质？
人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 —— 欧文
土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
答：
5. ★一台三相异步电动机， 2p=6 ， Q=36 ，定子双层迭绕组，y1
5
，每相串联匝数
6
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：
★★有一三相对称交流绕组，通入下列三相交流电流：
ia
141sin 314t
（ 1） ib
141sin(314t
120
)
ic
141sin(314t
120
)
i a
141sin 314t
（ 2） ib
141sin 314t
ic
0
i a
141 sin 314t
（ 3） i b
70.4 sin(314t
60
)
ic
122sin(314t
30 )
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， 2 p 2, y1 14 ， N c 1, f 50Hz , 1 2.63Wb , a 1 。
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 D a 11cm
，有交长度 l
11.5cm， p
2 ， f
50Hz ，
Q=36, N c
216 ， E 1
230V ， y1
。
Bav；若 y1
7
'
试求：
9
时， E 1
等于多少？
★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 i 2 5sin tA ，试求出基波和 3 次谐波脉振磁动势的幅值。
人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
