【正文】 ：（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。422一臺三相二極汽輪發(fā)電機(jī)，接法，（滯后），槽數(shù)，試求額定電流時：(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) 423一臺三相交流電機(jī)，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： 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2 圖1第五章 異步電動機(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(yùn)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。52簡述異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)。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。53 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(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(yùn)行時軸上輸出的機(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。55 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。57 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(yùn)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(yùn)動。58 當(dāng)感應(yīng)電機(jī)在發(fā)電及制動狀態(tài)運(yùn)行時，定、轉(zhuǎn)子磁勢之間也沒有相對運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行時，定、轉(zhuǎn)子磁勢之間也沒有相對運(yùn)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(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。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，故只能用有功元件電阻來等效代替。511當(dāng)感應(yīng)電動機(jī)機(jī)械負(fù)載增加時以后，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(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 因為感應(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勢不變。514一臺三相異步電動機(jī)：.定子繞組為接法，試計算額定負(fù)載時的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、勵磁電流、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，異步電動機(jī)會出現(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異步電動機(jī)拖動額定負(fù)載運(yùn)行時，若電源電壓下降過多，會產(chǎn)生什么后果？答 當(dāng)時，若電源電壓下降過多，因為，則電磁轉(zhuǎn)矩下降更多,會造成定、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，甚至電動機(jī)停轉(zhuǎn)。若無保護(hù)，則繞組會因過熱而燒毀。518一臺三相二極異步電動機(jī)，額定數(shù)據(jù)為：，定子繞組D接?？蛰d試驗數(shù)據(jù)：，機(jī)械損耗。短路試驗數(shù)據(jù)：。時。試計算：（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)：519一臺三相六極異步電動機(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。計算在額定負(fù)載時的轉(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 520一臺三相極異步電動機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)為：，定子繞組Y接。空載試驗數(shù)據(jù)：。短路試驗數(shù)據(jù)為：。假設(shè)附加損耗忽略不計，短路特性為線性，且，試求：（1）之值；（2）及之值。解 （1）電路參數(shù)：因為：；所以：；；， 因為：；；所以：；（2） ，