【正文】 8 兩臺(tái)單相變壓器，一次側(cè)的匝數(shù)相等，但空載電流。在高壓方加電壓進(jìn)行短路試驗(yàn)。繞組分布后，一個(gè)線圈組中相鄰兩個(gè)線圈的基波和n次諧波電動(dòng)勢(shì)的相位差分別是和（槽距角），這時(shí)，線圈組的電動(dòng)勢(shì)為各串聯(lián)線圈電動(dòng)勢(shì)的相量和，因此一相繞組的基波和諧波電動(dòng)勢(shì)都比集中繞組時(shí)的小，但由于諧波電動(dòng)勢(shì)的相位差較大，因此，總的來說，一相繞組的諧波電動(dòng)勢(shì)所減小的幅度要大于基波電動(dòng)勢(shì)減小的幅度，使電動(dòng)勢(shì)波形得到改善。(1)槽電動(dòng)勢(shì)星形圖 只畫一相： 首—首，尾—尾連接4．16 已知Z=24，2p=4，a=1，試?yán)L制三相單層同心式繞組展開圖。5．5 三相異步電機(jī)的極對(duì)數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、定子頻率、轉(zhuǎn)子頻率、轉(zhuǎn)差率及轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速之間的相互關(guān)系如何？試填寫下表中的空格。 不變5．14 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串人適當(dāng)?shù)碾娮杩梢栽龃笃饎?dòng)轉(zhuǎn)矩，串入適當(dāng)?shù)碾娍箷r(shí)，是否也有相似的效果？轉(zhuǎn)子側(cè)串入電抗，不能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩∵串如電抗后雖然增大了，但下降∴總起來起動(dòng)轉(zhuǎn)矩仍然不能增大。當(dāng)轉(zhuǎn)子開路時(shí)，其滑環(huán)上測(cè)得電壓為72V，轉(zhuǎn)子每相電阻，每相漏抗。 ∴ ∴ ∴ ∴ 轉(zhuǎn)矩不變， ∵ 為常數(shù) 不變 不變 ∵ ∵ ∴ ∴（或者，成平方下降，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變∴）5．11 漏電抗大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，包括起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等有何影響？為什么？ ∴漏電抗與成反比，與成正比5．12 某繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，如果（1）轉(zhuǎn)子電阻增加一倍；（2）轉(zhuǎn)子漏電抗增加一倍；（3）定子電壓的大小不變，而頻率由50Hz變?yōu)?0Hz，各對(duì)最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有何影響？ （1）增加一倍，增加，不變 （2）增加一倍，減小，減小 （3）由50Hz變?yōu)?0Hz，相當(dāng)于增加，且分母增大了∴，減小5．13 一臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)，原來轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的，在輸出同樣轉(zhuǎn)矩的情況下，下列物理量將如何變化？ （1）轉(zhuǎn)速； 而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，∴下降（2）轉(zhuǎn)子電流； 負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，基本不變，∵∴基本不變。5．2 異步電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行和作電磁制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系是否一樣？怎樣區(qū)分這兩種運(yùn)行狀態(tài)？ 發(fā)電機(jī)運(yùn)行和電磁制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩方向都與轉(zhuǎn)向相反，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；但發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于同步速，電磁制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相反。4．12 試述三相繞組產(chǎn)生的高次諧波磁動(dòng)勢(shì)的極對(duì)數(shù)、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和幅值。相帶繞組？ 相帶：每個(gè)極下屬于一相的槽所分的區(qū)域叫相帶，在三相電機(jī)中常用相帶而不用相帶是因?yàn)椋合鄮殖傻碾妱?dòng)勢(shì)大于相帶所分成的相電勢(shì)。 (1) P型等效電路 簡(jiǎn)化等效電路P型：設(shè)則 = = = = =+=∴ 用簡(jiǎn)化等效電路：（不變） 比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電壓不變，％，但用簡(jiǎn)化等效電路求簡(jiǎn)單 。3．25 試畫出Yny、Dyn和Yy聯(lián)接變壓器的零序電流流通路徑及所對(duì)應(yīng)的等效電路，寫出零序阻抗的表達(dá)式。10％。 ∴電樞電流不變 ∴ ∵ ∴2．64并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的。2．56 一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，單波繞組，電樞導(dǎo)體總數(shù)根，額定勵(lì)磁電流，空載額定電壓時(shí)的磁通。試分析在電樞回路串入電阻后，對(duì)電動(dòng)機(jī)的電樞電流、轉(zhuǎn)速、輸入功率、銅耗、鐵耗及效率有何影響？為什么？2．28 電磁換向理論是在什么基礎(chǔ)上分析問題的？主要結(jié)論是什么？在研究真實(shí)換向過程應(yīng)如何補(bǔ)充修正？2．29 換向元件在換向過程中可能出現(xiàn)哪些電動(dòng)勢(shì)？是什么原因引起的？它們對(duì)換向各有什么影響？2．30 換向極的作用是什么？它裝在哪里？它的繞組怎么連接？如果將已調(diào)整好換向極的直流電機(jī)的換向極繞組的極性接反，那么運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2．31 一臺(tái)直流電機(jī)，輕載運(yùn)行時(shí)換向良好，當(dāng)帶上額定負(fù)載時(shí)，后刷邊出現(xiàn)火花。 (4)單疊：由于電刷不動(dòng)，若有一磁極失磁，則有一條支路無電勢(shì)，∴電刷間無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流，電機(jī)不能運(yùn)行。己知空氣隙中的磁通量，又，求另外兩支路中的、及。0，所以閉合鐵心的自感系數(shù)遠(yuǎn)大于木質(zhì)材料。. .. . ..《電機(jī)學(xué)》課后習(xí)題答案華中科技大學(xué) 辜承林 主編第1章 導(dǎo)論 電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅鋼片。因?yàn)?81。 (查表得到的) 由右側(cè)回路可求： =10300－(14600+)=10300(7300+)=70A ∴ ∴ ∴=1420=640(A)第二章 直流電機(jī)2．1 為什么直流發(fā)電機(jī)能發(fā)出直流電流？如果沒有換向器，電機(jī)能不能發(fā)出直流電流？ 換向器與電刷共同把電樞導(dǎo)體中的交流電流，“換向”成直流電，如果沒有換向器，電機(jī)不能發(fā)出直流電。2．13 如果是單波繞組，問2．12題的結(jié)果如何？ (1)只用相鄰兩只電刷，電機(jī)能工作，對(duì)感應(yīng)電勢(shì)和電機(jī)容量均無影響，僅取一只電刷時(shí)，因仍是兩條支路并聯(lián)，所以電機(jī)還能工作，對(duì)電動(dòng)勢(shì)和電機(jī)容量均無影響。問應(yīng)如何調(diào)整換向極下氣隙或換向極繞組的匝數(shù)，才能改善換向？2．32 接在電網(wǎng)上運(yùn)行的并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，如用改變電樞端的極性來改變旋轉(zhuǎn)方向，換向極繞組不改換，換向情況有沒有變化？ 2．33 小容量2極直流電機(jī)，只裝了一個(gè)換向極，是否會(huì)造成一電刷換向好另一電刷換向不好？2．34 沒有換向極的直流電動(dòng)機(jī)往往標(biāo)明旋轉(zhuǎn)方向，如果旋轉(zhuǎn)方向反了會(huì)出現(xiàn)什么后果？如果將這臺(tái)電動(dòng)機(jī)改為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，又不改動(dòng)電刷位置，問它的旋轉(zhuǎn)方向是否與原來所標(biāo)明的方向一樣？2．35 環(huán)火是怎樣引起的？補(bǔ)償繞組的作用是什么？安置在哪里？如何連接？2．36 選擇電刷時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？如果一臺(tái)直流電機(jī)，原來采用碳石墨電刷，額定負(fù)載時(shí)換向良好。電刷安放在幾何中性線上，忽略交軸電樞反應(yīng)的去磁作用，試求額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩及電磁功率。已知電樞電阻為，試求： （1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩； （2）在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩； （3）電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速；（4）在總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞回路串入電阻后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.解：(1) (2) (3) 空載轉(zhuǎn)速(4)總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，不變， ∴2．65一臺(tái)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，（包括電刷接觸電阻）。 ： 除與成正比外，還與成正比 ∵ ∴變化177。3．26 如果磁路不飽和，變壓器空載合閘電流的最大值是多少？3．27 在什么情況下突然短路電流最大？大致是額定電流的多少倍？對(duì)變壓器有什么危害性？3．28 變壓器突然短路電流值與短路阻抗有什么關(guān)系？為什么大容量的變壓器把設(shè)計(jì)得大些？3．29 三繞組變壓器中，為什么其中一個(gè)二次繞組的負(fù)載變化時(shí)對(duì)另一個(gè)二次繞組的端電壓發(fā)生影響？對(duì)于升壓變壓器為什么把低壓繞組擺在高壓與中壓繞組之間時(shí)可減小這種影響？3．30 三繞組變壓器的等效電抗與兩繞組變壓器的漏電抗在概念上有什么不同？3．31自耦變壓器的繞組容量（即計(jì)算容量）為什么小于變壓器的額定容量？一、二次側(cè)的功率是如何傳遞的？這種變壓器最合適的電壓比范圍是多大？3．32 同普通兩繞組變壓器比較，自耦變壓器的主要特點(diǎn)是什么？3．33電流互感器二次側(cè)為什么不許開路？電壓互感器二次側(cè)為什么不許短路？3．34 產(chǎn)生電流互感器和電壓互感器誤差的主要原因是什么？為什么它們的二次側(cè)所接儀表不能過多？3．35 有一臺(tái)單相變壓器，額定容量，額定電壓，試求一、二次側(cè)的額定電流。 T型等效電路3．45 一臺(tái)三相變壓器，Yd11接法，變比。4．3 雙層繞組和單層繞組的最大并聯(lián)支路數(shù)與極對(duì)數(shù)有什么關(guān)系？ 雙層繞組： 單層繞組：4．4 試比較單層繞組和雙層繞組的優(yōu)缺點(diǎn)及它們的應(yīng)用范圍？ 單層繞組：簡(jiǎn)單，下線方便，同心式端部交叉少，但不能做成短匝，串聯(lián)匝數(shù)N?。ㄍ瑯硬蹟?shù)），適用于異步機(jī)。它們所建立的磁場(chǎng)在定子繞組內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是多少？ 轉(zhuǎn)向：5次諧波與基波轉(zhuǎn)向相反，7次諧波相同轉(zhuǎn)速： 幅值：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率即等于產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子電流頻率f4．13 短距系數(shù)和分布系數(shù)的物理意義是什么？試說明繞組系數(shù)在電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)方面的統(tǒng)一性。5．3 有一繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，定子繞組短路，在轉(zhuǎn)子繞組中通入三相交流電流，其頻率為，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子以（為定、轉(zhuǎn)子繞組極對(duì)數(shù)）沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，問此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向如何？轉(zhuǎn)差率如何計(jì)算？ 假如定子是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，那么定子應(yīng)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同）但因定子固定不動(dòng)不能旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（3）定子電流； ∴基本不變。忽略定子漏阻抗壓降，試求額定運(yùn)行，時(shí)，（1）轉(zhuǎn)子電流的頻率； 轉(zhuǎn)子電流的頻率 （2）轉(zhuǎn)子電流的大??； 滑環(huán)上測(cè)得電壓為72V，這是線電壓，相電壓為∵轉(zhuǎn)子開路，且忽略定子漏阻抗壓降，說明轉(zhuǎn)子上的電壓為 ∴ ∴（3）轉(zhuǎn)子每相電動(dòng)勢(shì)的大??； ∵轉(zhuǎn)子開路時(shí)測(cè)得的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)為此時(shí)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，即，當(dāng)時(shí) （4）電機(jī)總機(jī)械功率。（6）輸出功率； （∵增大）（7）效率； ∵損耗減?。?）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩； （9）最大電磁轉(zhuǎn)矩。這是因?yàn)楫惒綑C(jī)在定子和轉(zhuǎn)子之間必須有空隙，使轉(zhuǎn)子能在定子內(nèi)圓內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣異步機(jī)的磁路磁阻就較大，而變壓器磁路中沒有氣隙，磁阻小，因此，相對(duì)變壓器而言，異步電動(dòng)機(jī)所需勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)大，勵(lì)磁電流大。分布匝數(shù)：繞組由集中改為分布時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)（或者磁動(dòng)勢(shì)）所打的折扣電動(dòng)勢(shì)的繞組系數(shù)與磁動(dòng)勢(shì)的繞組系數(shù)計(jì)算公式完全相同，表明電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)具有相似性，時(shí)間波和空間波具有統(tǒng)一性4．14 定子繞組磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與電流頻率和極對(duì)數(shù)有什么關(guān)系？一臺(tái)50Hz的三相電機(jī)，通入60Hz的三相對(duì)稱電流，如電流的有效值不變，相序不變，試問三相合成磁動(dòng)勢(shì)基波的幅值、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向是否會(huì)改變？定子繞組磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 f－電流頻率P－極對(duì)數(shù)合成磁動(dòng)勢(shì)基波幅值： 不變，轉(zhuǎn)速改變是原來的倍 轉(zhuǎn)向：∵相序不變，∴轉(zhuǎn)向不變4．15 有一雙層三相繞組，Z=24，2p=4，a=2，試?yán)L出： （1）槽電動(dòng)勢(shì)星形圖；（2）疊繞組展開圖。4．5 為什么采用短距和分布繞組能削弱諧波電動(dòng)勢(shì)？為了消除5次或7次諧波電動(dòng)勢(shì)，節(jié)距應(yīng)選擇多大？若要同時(shí)削弱5次和7次諧波電動(dòng)勢(shì)，節(jié)距應(yīng)選擇多大？繞組短距后，一個(gè)線圈的兩個(gè)線圈邊中的基波和諧波（奇次）電動(dòng)勢(shì)都不在相差，因此，基波和諧波電動(dòng)勢(shì)都比整距時(shí)減??；對(duì)基波，同短距而減小的空間電角度較小，∴基波電動(dòng)勢(shì)減小得很少；但對(duì)V次諧波，短距減小的則是一個(gè)較大的角度（是基波的V倍），因此，總體而言，兩個(gè)線圈中諧波電動(dòng)勢(shì)相量和的大小就比整距時(shí)的要小得多，因此諧波電動(dòng)勢(shì)減小的幅度大于基波電動(dòng)勢(shì)減小的幅度∴可改善電動(dòng)勢(shì)波形。 設(shè) 則∴（見上題）∴ (滯后) 3．46 一臺(tái)三相電力變壓器，額定數(shù)據(jù)為：，Yy接法。 (1) (2) 3．37 有一臺(tái)三相變壓器，額定容量，額定電壓，Yyn聯(lián)接，試求： （1）一、二次側(cè)的額定電流；（2）一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。10％，如增加10％，則減小10％，增大，∴的增加大于10％。 解：(1) 即0．1156450=110－75（+）求解得2．66串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，電樞回路各繞組電阻，一對(duì)電刷接觸壓降。當(dāng)轉(zhuǎn)速為時(shí)，測(cè)得電機(jī)的空載特性如下表： U0/V44104160210230248276Iｆ/A0．370．911．452．002．232．513．35試求：（1）欲使空載產(chǎn)生額定電壓，勵(lì)磁回路應(yīng)串入多大電阻？ （2）電機(jī)的電壓調(diào)整率；（3）在額定運(yùn)行情況下電樞反