第四章习题 交流绕组共同问题

第四章 交流绕组的共同问题 一 填空 1 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 分布因数 节距因数 绕组 1d k 1 8y 1p k 因数 1w k 答 4 若消除相电势中次谐波 在采用短距方法中 节距 1 y 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 当tia sin10 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 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 1 y 答 9 设基波极距为 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 F COS 5 t 7 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 二 选择填空 1 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 131 3 1 ww kkF 131 ww kkF 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 7 B 8 C 9 1 y 1 y 1 y 答 4 交流绕组的绕组系数通常为 0 1 答 5 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 131 1 3 ww E kk 131 E ww kk 答 6 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 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 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 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 2 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 3 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 4 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 5 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 6 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 17 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 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 9 7 1 y 每个线圈匝数 NC 20 每极气隙磁通 7 5 10 3Wb 试求每相绕组的感应电动势 1 解 极距 9 4 36 2 p Q 节距 79 9 7 9 7 1 y 每极每相槽数 3 34 36 2 pm Q q 槽距角 20 36 3602 36 360p 基波短距系数 94 0 2 140 sin90sin 1 1 y kP 基波分布系数 96 0 2 20 sin3 2 203 sin 2 sin 2 sin 1 q q kd 每条支路匝数 匝 240 1 2034 2 2 a pqN N c 基波相电动势 V kfNkE dp 6 360 105 796 0 94 0 2405044 4 44 4 3 1111 2 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 fN 50 赫 每极气隙基波磁通 1 505Wb 求 1 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 试tIi mA cos tIi mB sin 用数学分析法和物理图解法分析其合成磁动势的性质 答 5 一台三相异步电动机 2p 6 Q 36 定子双层迭绕组 每相串联匝数 6 5 1 y 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 6 有一三相对称交流绕组 通入下列三相交流电流 1 120314sin 141 120314sin 141 314sin141 ti ti ti c b a 2 0 314sin141 314sin141 c b a i ti ti 3 30314sin 122 60314sin 4 70 314sin141 ti ti ti c b a 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 22p 1 14y 1 c N 50fHz 1 2 63Wb 1a 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 有交长度 11 a Dcm 11 5l