【文章內(nèi)容簡介】 1500r/min，定子采用雙層短距分布繞組：q=3，每相串聯(lián)匝數(shù)N=108，Y接法，每極磁通量Φ1=102Wb，Φ3=103Wb，Φ5=103Wb， Φ7=104Wb，試求：（1）電機(jī)的極對數(shù)；（2）定子槽數(shù)；（3）繞組系數(shù)kNkNkNkN7；（4）相電動勢EφEφEφEφ7及合成相電動勢Eφ和線電動勢El。解：（1）電機(jī)的極對數(shù) ；（2）定子槽數(shù) ；（3）繞組系數(shù) （4）電動勢 第7章，又是空間的函數(shù)，試以三相合成磁動勢的基波來說明。答 同步電機(jī)的定子繞組和異步電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組均為交流繞組，而它們中的電流則是隨時間變化的交流電，因此，交流繞組的磁動勢及氣隙磁通既是時間函數(shù)，同時空間位置不同，磁動勢和氣隙磁通密度分布不同，所以又是空間的函數(shù)。三相合成磁動勢的基波為：從表達(dá)式上可以看出，三相合成磁動勢的基波為在空間按正弦分布，且隨時間以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁動勢，因此它既是時間的函數(shù)，又是空間的函數(shù)。？產(chǎn)生脈振磁動勢，圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件有什么不同？答 1） 脈振磁動勢的基本特點為：（1） 空間位置不變，在電機(jī)的氣隙空間按階梯形波分布，幅值隨時間以電流的頻率按正弦規(guī)律變化。（2） 單相繞組的脈振磁動勢可分解為基波和一系列奇次諧波。每次波的頻率相同都等于電流的頻率，其中，磁動勢基波的幅值為：次諧幅值為 （3） 基波的極對數(shù)就是電機(jī)的極對數(shù)，而次諧波的極對數(shù)。（4） 各次波都有一個波幅在相繞組的軸線上，其正負(fù)由繞組系數(shù)決定。2）旋轉(zhuǎn)磁動勢的基本特點為：（1） 對稱的三相繞組內(nèi)通有對稱的三相電流時，三相繞組合成磁動勢的基波是一個在空間按正弦分布、幅值恒定的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，其幅值為每相基波脈振磁動勢最大幅值的3/2倍， 即 （2） 合成磁動勢的轉(zhuǎn)速， 即同步轉(zhuǎn)速 （3） 合成磁動勢的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序及三相繞組在空間的排列。合成磁動勢是從電流超前相的繞組軸線轉(zhuǎn)向電流滯后相的繞組軸線。改變電流相序即可改變旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)向。（4） 旋轉(zhuǎn)磁動勢的瞬時位置視相繞組電流大小而定，當(dāng)某相電流達(dá)到正最大值時，合成磁動勢的正幅值就與該相繞組軸線重合。產(chǎn)生脈振磁動勢，圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件為：當(dāng)和中有一個為零時，合成磁動勢為圓型旋轉(zhuǎn)磁動勢當(dāng)時，合成磁動勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢當(dāng)時，合成磁動勢為脈振磁動勢，接到對稱的三相電源上，當(dāng)繞組內(nèi)有一相斷線時，將產(chǎn)生什么性質(zhì)的磁動勢？答 設(shè)C相繞組斷線，則，A,B兩相電流為。將坐標(biāo)原點取在A相繞組軸線上，則有因此，合成磁動勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，其轉(zhuǎn)向為A—B—C—A。時的向量圖如圖所示。 ，通以交流電流，合成磁動勢基波是多少？如將三相繞組依次串聯(lián)起來后通以交流電流，合成磁動勢基波又是多少？為什么？答 把一臺三相交流電機(jī)定子繞組的三個首端和末端分別連在一起，通以交流電流，相當(dāng)于并聯(lián)，則三個繞組內(nèi)流過相位相同的交流電流，空間相差，矢量合成為零，所以合成磁動勢基波為零；如將三相繞組依次串聯(lián)起來后通以交流電流，相當(dāng)于串接，繞組內(nèi)流過的電流仍然是空間相差，但是同相位，所以矢量合成后得到的磁動勢基波為零。，電動機(jī)的轉(zhuǎn)向是否會改變？為什么？答 電動機(jī)的轉(zhuǎn)向會發(fā)生改變。因為磁場的轉(zhuǎn)向?qū)驗殡娫唇泳€頭的對調(diào)而發(fā)生變化，旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向?qū)c原先的相反。、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和幅值。多少？答 三相繞組產(chǎn)生的高次諧波磁動勢的（1）極對數(shù)（2）轉(zhuǎn)速 （3）轉(zhuǎn)向，當(dāng)，則為反向（即和基波磁動勢反向相反），則為正向（即和基波磁動勢反向相同）(4) 幅值它們所建立的磁場在定子繞組內(nèi)的感應(yīng)電動勢的頻率為 即繞組諧波磁場在繞組自身的感應(yīng)電動勢的頻率與產(chǎn)生繞組諧波磁動勢的基波電流頻率相同，因此它可與基波電動勢相量相加。？為什么現(xiàn)代交流電機(jī)一般采用短距、分布繞組？答 短距系數(shù)物理意義是：短距線匝電動勢（為構(gòu)成線匝的兩導(dǎo)體有效邊電動勢相量和）與整距線匝電動勢(為構(gòu)成線匝的兩導(dǎo)體有效邊電動勢代數(shù)和)的比值，即： 分布系數(shù)物理意義是：線圈組各線圈分布在若干個槽時電動勢相量和和對各線圈都集中在同一槽時電動勢代數(shù)和的比值，即：因為短距和分布繞組能削弱或消除高次諧波電動勢。，通以的三相交流電流，若保持電流的有效值不變，試分析其基波磁動勢的幅值大小，極對數(shù)、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向?qū)⑷绾巫兓?？? 三相合成磁動勢基波的幅值為：因為電流的有效值不變，所以磁動勢的幅值大小不變，又因為而頻率增大到60HZ，又因為相序不變，所以轉(zhuǎn)向不變，極對數(shù)也不變。176。電角度，若匝數(shù)相等，通入怎樣的電流形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場？通入什么樣的電流形成脈振磁場？若兩相匝數(shù)不等，通入什么樣的電流形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場？通入什么樣的電流形成脈動磁場？答 （1）繞組中通入在時間上互差90176。電角度的兩相對稱電流可以形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場（2）通入相同相位的電流會形成脈振磁場（3）若匝數(shù)不相等，則當(dāng)繞組中通入幅值大小不相等但在時間上互差90176。電角度的兩相對稱電流以保證 和中有一個為零時，可以形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，同理，通入相同相位但幅值大小不相等的電流會形成脈振磁場。710一臺三相四極感應(yīng)電動機(jī)，PN=132kW，UN=380V，IN=235A，定子繞組采用三角形連接，雙層疊繞組，槽數(shù)Z=72，y1=15，每槽導(dǎo)體數(shù)為72，a=4，試求：（1）脈振磁動勢基波和7等次諧波的振幅，并寫出各相基波脈振磁動勢的表達(dá)式；（2） 算三相合成磁動勢基波及7次諧波的幅值，寫出它們的表達(dá)式，并說明各次諧波的轉(zhuǎn)向、極對數(shù)和轉(zhuǎn)速；（3） 分析基波和7次諧波的繞組系數(shù)值，說明采用短距和分布繞組對磁動勢波形有什么影響。解：（1）額定相電流 ， 設(shè)三相電流對稱，則各相基波脈振磁動勢的表達(dá)式：（2），正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)，由計算可知，基波繞組系數(shù)值遠(yuǎn)大于7次諧波的繞組系數(shù)值，說明采用短距和分布繞組對基波磁動勢幅值影響不大，而對7次諧波磁動勢幅值大大減小，使電機(jī)磁動勢波形近似為正弦波。，接法，（滯后），槽數(shù)，試求額定電流時：(1)相繞組磁動勢的基波幅值及瞬時值表達(dá)式；(2)三相合成磁動勢的基波幅值及瞬時值表達(dá)式；(3)畫出A相電流為最大值時的三相磁動勢空間矢量及其合成磁動勢空間矢量圖。解 （1）相繞組磁動勢的基波幅值：相繞組磁動勢的瞬時值表達(dá)式(2)三相合成磁動勢的基波幅值：三相合成磁動勢的瞬時值表達(dá)式：(3)A相電流為最大值時的磁動勢空間矢量圖(時) ，定子繞組為單層，接法，若通以三相不對稱電流：，，試寫出三相合成磁動勢基波表達(dá)式，并分析該磁動勢的轉(zhuǎn)向。解，相繞組磁動勢的基波幅值 磁動勢的轉(zhuǎn)向分析如下： 713電樞繞組若為兩相繞組，匝數(shù)相同，但空間相距120176。電角度，A相流入，問：（1）若，合成磁動勢的性質(zhì)是什么樣的？畫出磁動勢向量圖，并標(biāo)出正、反轉(zhuǎn)磁動勢分量；（2）若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，且其轉(zhuǎn)向為從+A軸經(jīng)120176。到+B軸的方向，電流iB應(yīng)是怎樣的，寫出瞬時值表達(dá)式（可從磁動勢向量圖上分析）。解：（1）合成磁動勢（基波）為橢圓旋轉(zhuǎn)磁動勢。當(dāng)時，在+A軸，各自從+B軸倒退120176。電角度。磁動勢向量圖如下圖1所示。（2）若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，且其轉(zhuǎn)向為從+A軸經(jīng)120176。到+B軸的方向，電流iB應(yīng)是：,磁動勢向量圖如下圖2所示。 圖1 圖2第三篇異 步 電 機(jī) 第8章，而感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速則一定高于同步轉(zhuǎn)速？如果沒有外力幫助，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到同步速嗎？答 因為異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)向與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同，只有（異步電動機(jī)），即轉(zhuǎn)子繞組與定子旋轉(zhuǎn)磁場之間有相對運動，轉(zhuǎn)子繞組才能感應(yīng)電動勢和電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。若轉(zhuǎn)速上升到，則轉(zhuǎn)子繞組與定子旋轉(zhuǎn)磁場同速、同向旋轉(zhuǎn)，兩者相對靜止，轉(zhuǎn)子繞組就不感應(yīng)電動勢和電流，也就不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)就不轉(zhuǎn)了。而感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用原動機(jī)拖動進(jìn)行工作，進(jìn)行機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速只有高于同步轉(zhuǎn)速，才能向外送電。如果沒有外力的幫助，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。如果氣隙過大，會帶來怎樣不利的后果？答 異步電機(jī)主要是由定子、轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定、轉(zhuǎn)子中間是空氣隙，此外，還有端蓋、軸承、機(jī)座、風(fēng)扇等部件。如果氣隙過大，會造成產(chǎn)生同樣大小的主磁場時所需要的勵磁電流的增大，由于勵磁電流是無功電流，所以會降低電機(jī)的功率因數(shù)，減少電機(jī)的效率。 感應(yīng)電動機(jī)額定電壓、額定電流，額定功率的定義是什么?答 額定電壓是指額定運行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓，單位為V；額定電流是指電動機(jī)在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時，定子繞組中的線電流，單位為A；額定功率是指電動機(jī)在額定運行時軸上輸出的機(jī)械功率，單位是kw。，如果定子繞組短路，在轉(zhuǎn)子邊接上電源，旋轉(zhuǎn)磁場相對轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)．問此時轉(zhuǎn)子會旋轉(zhuǎn)嗎？轉(zhuǎn)向又如何?答 會旋轉(zhuǎn)。因為旋轉(zhuǎn)磁場相對轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)電磁感應(yīng)，在定子側(cè)，會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩企圖帶動定子旋轉(zhuǎn)，但是定子不能動，則反作用于轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向為逆時針。 一臺三相感應(yīng)電動機(jī)，,.試問:(1) 電動機(jī)的極數(shù)是多少?(2) 額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率s是多少？(3) 額定負(fù)載下的效率是多少？ 解：（1）電動機(jī)的極數(shù)；（2）額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率（3）額定負(fù)載下的效率第9章 過載能力 ，＝：機(jī)數(shù)據(jù)為：額定電壓，組均為三相，◇，到滿載氣騙轉(zhuǎn)子靜止與轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子邊的電量和參數(shù)有何變化？答 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子電流的有效值為轉(zhuǎn)子電流的頻率相應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組中的電動勢為 ，轉(zhuǎn)子漏抗為，和靜止時相比，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的參數(shù)和轉(zhuǎn)差率成正比。 感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化時，為什么定、轉(zhuǎn)子磁勢之間沒有相對運動？答 設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁動勢相對于定子繞組的轉(zhuǎn)速為，因為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢相對于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速為。由于轉(zhuǎn)子本身相對于定子繞組有一轉(zhuǎn)速n，為此站在定子繞組上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)速為。而，所以，感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化時，定、轉(zhuǎn)子磁勢之間沒有相對運動。 當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在發(fā)電及制動狀態(tài)運行時，定、轉(zhuǎn)子磁勢之間也沒有相對運動，試證明之．答 設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁動勢相對于定子繞組的轉(zhuǎn)速為，因為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢相對于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速為。由于轉(zhuǎn)子本身相對于定子繞組有一轉(zhuǎn)速，為此站在定子繞組上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)速為。而，該式不論轉(zhuǎn)差率為何值時均成立。只不過當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)運行時時，為負(fù)，的轉(zhuǎn)向與定子旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向相反；當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在制動狀態(tài)運行時，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與的與定子旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)向相反，s＞1。所以，當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在發(fā)電及制動狀態(tài)運行時，定、轉(zhuǎn)子磁勢之間也沒有相對運動。，為什么不會影響定子邊的各種量數(shù)？定子邊的電磁過程和功率傳遞關(guān)系會改變嗎？答 我們知道異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間沒有電路上的聯(lián)結(jié)，只有磁路的聯(lián)系，這點和變壓器的情況相類似。從定子邊看轉(zhuǎn)子只有轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢與定子旋轉(zhuǎn)磁通勢起作用，只要維持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的大小、相位不變，至于轉(zhuǎn)子邊的電動勢、電流以及每相串聯(lián)有效匝數(shù)是多少都無關(guān)緊要。根據(jù)這個道理，我們設(shè)想把實際電動機(jī)的轉(zhuǎn)子抽出，換上一個新轉(zhuǎn)子，它的相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)都分別和定子的一樣（新轉(zhuǎn)子也是三相、）。這時在新?lián)Q的轉(zhuǎn)子中，每相的感應(yīng)電動勢為、電流為，轉(zhuǎn)子漏阻抗為，但產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢卻和原轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的一樣。雖然換成了新轉(zhuǎn)子，但轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢并沒有改變，所以不影響定子邊，從而也就不會影響定子邊的各種量數(shù)。不會。 感應(yīng)電機(jī)等效電路中代表什么意義？能不能不用電阻而用一個電感或電容來表示？為什么？答 用在上消耗的電功率來等效代表轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的機(jī)械功率（還包括機(jī)械損耗等）。不能。因為輸出的機(jī)械功率是有功的，故只能用有功組件電阻來等效代替。，定子方面輸入電流增加，因而輸入功率增加，其中的物理過程是怎樣的？從空載到滿載氣隙磁通有何變化？答 因為，所以，即，可見，當(dāng)感應(yīng)電動機(jī)機(jī)械負(fù)載增加時，轉(zhuǎn)子側(cè)的電流就會增加，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子側(cè)的磁動勢也會增大，根據(jù)電動勢平衡方程式可見，隨著轉(zhuǎn)子側(cè)磁動勢的增加，定子方面的磁動勢也在增加，即輸入電流增加，因而輸入功率增加。電機(jī)從空載到滿載運行，由于定子電壓不變，所以氣隙磁通基本上保持不變。 和同容量的變壓器相比較，感應(yīng)電機(jī)的空載電流較大，為什么？答 因為感應(yīng)電機(jī)有氣隙段，氣隙段磁阻很大。、轉(zhuǎn)子邊的頻率并不相同，相量圖為什么可以畫在一起？根據(jù)是什么？答 因為在這里進(jìn)行了除匝數(shù)、相數(shù)折算外，還對轉(zhuǎn)子邊的頻率進(jìn)行了折算。本來電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時能輸出機(jī)械功率，傳給生產(chǎn)機(jī)械。經(jīng)過轉(zhuǎn)子頻率的折算，把電動機(jī)看成不轉(zhuǎn)，用一個等效電阻上的損耗代表電動機(jī)總的機(jī)械功率，這樣就實現(xiàn)了相