【正文】 ：（1）脈振磁動(dòng)勢(shì)基波和7等次諧波的振幅，并寫出各相基波脈振磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；（2） 算三相合成磁動(dòng)勢(shì)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(duì)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(duì)磁動(dòng)勢(shì)波形有什么影響。解：（1）額定相電流 ， 設(shè)三相電流對(duì)稱，則各相基波脈振磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式：（2），正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)，由計(jì)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(duì)基波磁動(dòng)勢(shì)幅值影響不大，而對(duì)7次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值大大減小，使電機(jī)磁動(dòng)勢(shì)波形近似為正弦波。422一臺(tái)三相二極汽輪發(fā)電機(jī)，接法，（滯后），槽數(shù)，試求額定電流時(shí)：(1)相繞組磁動(dòng)勢(shì)的基波幅值及瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)三相合成磁動(dòng)勢(shì)的基波幅值及瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)畫出A相電流為最大值時(shí)的三相磁動(dòng)勢(shì)空間矢量及其合成磁動(dòng)勢(shì)空間矢量圖。解 （1）相繞組磁動(dòng)勢(shì)的基波幅值：相繞組磁動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式(2)三相合成磁動(dòng)勢(shì)的基波幅值：三相合成磁動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：(3)A相電流為最大值時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)空間矢量圖(時(shí)) 423一臺(tái)三相交流電機(jī)，定子繞組為單層，接法，若通以三相不對(duì)稱電流：，，試寫出三相合成磁動(dòng)勢(shì)基波表達(dá)式，并分析該磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向。解，相繞組磁動(dòng)勢(shì)的基波幅值 磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向分析如下： 424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(dòng)勢(shì)的性質(zhì)是什么樣的？畫出磁動(dòng)勢(shì)向量圖，并標(biāo)出正、反轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)分量；（2）若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，且其轉(zhuǎn)向?yàn)閺?A軸經(jīng)120176。到+B軸的方向，電流iB應(yīng)是怎樣的，寫出瞬時(shí)值表達(dá)式（可從磁動(dòng)勢(shì)向量圖上分析）。解：（1）合成磁動(dòng)勢(shì)（基波）為橢圓旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。當(dāng)時(shí)，在+A軸，各自從+B軸倒退120176。電角度。磁動(dòng)勢(shì)向量圖如下圖1所示。（2）若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，且其轉(zhuǎn)向?yàn)閺?A軸經(jīng)120176。到+B軸的方向，電流iB應(yīng)是：,磁動(dòng)勢(shì)向量圖如下圖2所示。圖2 圖1第五章 異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理，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?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同，只有（異步電動(dòng)機(jī)），即轉(zhuǎn)子繞組與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組才能感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)同速、同向旋轉(zhuǎn)，兩者相對(duì)靜止，轉(zhuǎn)子繞組就不感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，也就不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)就不轉(zhuǎn)了。而感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)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。52簡(jiǎn)述異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)。如果氣隙過大，會(huì)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(huì)造成產(chǎn)生同樣大小的主磁場(chǎng)時(shí)所需要的勵(lì)磁電流的增大，由于勵(lì)磁電流是無功電流，所以會(huì)降低電機(jī)的功率因數(shù)，減少電機(jī)的效率。53 感應(yīng)電動(dòng)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(yùn)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(dòng)機(jī)在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時(shí)，定子繞組中的線電流，單位為A；額定功率是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率，單位是kw。54繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)，如果定子繞組短路，在轉(zhuǎn)子邊接上電源，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)．問此時(shí)轉(zhuǎn)子會(huì)旋轉(zhuǎn)嗎？轉(zhuǎn)向又如何?答 會(huì)旋轉(zhuǎn)。因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)，在定子側(cè)，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩企圖帶動(dòng)定子旋轉(zhuǎn)，但是定子不能動(dòng)，則反作用于轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針。55 一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，,.試問:(1) 電動(dòng)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(dòng)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56 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(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子邊的電量和參數(shù)有何變化？答 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)勢(shì)為 ，轉(zhuǎn)子漏抗為，和靜止時(shí)相比，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的參數(shù)和轉(zhuǎn)差率成正比。57 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，為什么定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)？答 設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為，因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速為。由于轉(zhuǎn)子本身相對(duì)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(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速為。而，所以，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。58 當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在發(fā)電及制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間也沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，試證明之．答 設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為，因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速為。由于轉(zhuǎn)子本身相對(duì)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(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速為。而，該式不論轉(zhuǎn)差率為何值時(shí)均成立。只不過當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí)時(shí)，為負(fù)，的轉(zhuǎn)向與定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向相反；當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與的與定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)向相反，s＞1。所以，當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在發(fā)電及制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間也沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。，為什么不會(huì)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(huì)改變嗎？答 我們知道異步電動(dòng)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(diǎn)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(dòng)勢(shì)與定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)起作用，只要維持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小、相位不變，至于轉(zhuǎn)子邊的電動(dòng)勢(shì)、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(gè)道理，我們?cè)O(shè)想把實(shí)際電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子抽出，換上一個(gè)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(shí)在新?lián)Q的轉(zhuǎn)子中，每相的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為、電流為，轉(zhuǎn)子漏阻抗為，但產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)并沒有改變，所以不影響定子邊，從而也就不會(huì)影響定子邊的各種量數(shù)。不會(huì)。510 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(gè)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(shí)的機(jī)械功率（還包括機(jī)械損耗等）。不能。因?yàn)檩敵龅臋C(jī)械功率是有功的，故只能用有功元件電阻來等效代替。511當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載增加時(shí)以后，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?yàn)?，所以，即，可見，?dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子側(cè)的電流就會(huì)增加，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子側(cè)的磁動(dòng)勢(shì)也會(huì)增大，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)平衡方程式可見，隨著轉(zhuǎn)子側(cè)磁動(dòng)勢(shì)的增加，定子方面的磁動(dòng)勢(shì)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(yùn)行，由于定子電壓不變，所以氣隙磁通基本上保持不變。512 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?yàn)楦袘?yīng)電機(jī)有氣隙段，氣隙段磁阻很大。513感應(yīng)電機(jī)定子、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?yàn)樵谶@里進(jìn)行了除匝數(shù)、相數(shù)折算外，還對(duì)轉(zhuǎn)子邊的頻率進(jìn)行了折算。本來電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)機(jī)看成不轉(zhuǎn)，用一個(gè)等效電阻上的損耗代表電動(dòng)機(jī)總的機(jī)械功率，這樣就實(shí)現(xiàn)了相量圖可以畫在一起的分析方法。根據(jù)的原則就是保持折算方在折算前后的磁動(dòng)勢(shì)不變。514一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)：.定子繞組為接法，試計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、勵(lì)磁電流、功率因數(shù)、輸入功率和效率。解：采用Γ型等效電路，相電流為功率因數(shù) 輸入功率 效率 515 什么叫轉(zhuǎn)差功率？轉(zhuǎn)差功率消耗到哪里去了？增大這部分消耗，異步電動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答 在感應(yīng)電機(jī)中，傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率中，s部分變?yōu)檗D(zhuǎn)子銅耗，（1s）部分轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率。由于轉(zhuǎn)子銅耗等于所以它亦稱為轉(zhuǎn)差功率。增大這一部分消耗，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子銅耗增大，電機(jī)發(fā)熱，效率降低。516異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式的物理意義是什么？答 電磁功率除以同步機(jī)械角速度得電磁轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過整理為，從上式看出，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與氣隙每極磁通、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)子功率因數(shù)成正比，或者說與氣隙每極磁通和轉(zhuǎn)子電流的有功分量乘積成正比。517異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降過多，會(huì)產(chǎn)生什么后果？答 當(dāng)時(shí)，若電源電壓下降過多，因?yàn)?，則電磁轉(zhuǎn)矩下降更多,會(huì)造成定、轉(zhuǎn)子電流急速增大，則定子、轉(zhuǎn)子銅耗增大，且其增加的幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鐵耗減小的幅度，故效率下降，甚至電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。若無保護(hù)，則繞組會(huì)因過熱而燒毀。518一臺(tái)三相二極異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)為：，定子繞組D接。空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)：，機(jī)械損耗。短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)：。時(shí)。試計(jì)算：（1）額定輸入功率；（2）定、轉(zhuǎn)子銅損耗；（3）電磁功率和總機(jī)械功率；（4）效率；（5）畫出等值電路圖，并計(jì)算參數(shù)、。解：（1）額定輸入功率（2）定、轉(zhuǎn)子銅損耗（3）電磁功率總機(jī)械功率:（4）效率（5）T型等值電路圖如下：電路參數(shù)：519一臺(tái)三相六極異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù):，定子繞組D接。定子銅損耗，鐵損耗,機(jī)械損耗，附加損耗。計(jì)算在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子電流頻率、轉(zhuǎn)子銅損耗、效率及定子電流。解 由，得 520一臺(tái)三相極異步電動(dòng)機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)為：，定子繞組Y接?？蛰d試驗(yàn)數(shù)據(jù)：。短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：。假設(shè)附加損耗忽略不計(jì)，短路特性為線性，且，試求：（1）之值；（2）及之值。解 （1）電路參數(shù)：因?yàn)椋海凰裕?；；?因?yàn)椋?；；所以：；?） ，