发电机及电动机合答案

1、6.1交流绕组的基本知识1800180'答案1、 电角度二胪机械角度 2、6 2 33、£广6、27、0.866 0.9668、（ B）6.2交流绕组的电动势2p4、 10.9665、（ B）答案1、频率一条支路线圈的匝数 N 绕组系数' k.每极下的磁通；2、使气隙磁密在空间尽可能按正弦波分布三相绕组接成Y接线采用短距绕组采用分布绕组53、 Y 接线 4、（ D）5、答：同步发电机无论采用星形接线还是角形接线都能改善线电动势的波形，而问题是采用角形接线后，角形接线的三相绕组中有3及3的奇次倍谐波环流，增大附加损耗，会使电机效率下降，温度升高，故同步发电机一般不用角形

2、接线来改善电动势波形；而变压器只有采用角形接线来改善电动势波形。6.3交流绕组的基波磁动势门9欧胸答案1、脉动相绕组的轴线上2、脉动磁动势幅值的一半相反同相3、答：一相绕组短线：为旋转磁动势；一相电源短线：为脉动磁动势。4、答：一相绕组短线或一相电源短线均为脉动磁动势。K .短距线匝电动势5、 答：短距系数门丰门和分布系数.分布绕组电动势 "产集中绕殂电动势故短距线匝电动势&分布绕组电动势=*二因为疋丫1莖1，陥'1的物理意义实为一个折扣系数。，故短距绕组电动势或分布绕组电动势等于整距线匝电动势或集中绕组电动势打了一个折扣，故它们180"构成整距线匝的两槽导

3、体电动势在时间相位上互差（反相），故其电动势为两槽导体电动势的代数和，而构成短距线匝的两槽导体电动势的相位差小于，故短距线匝电动势为两槽导体电动势的相量和，由数学知识可知，相量和小于等于代数和，故K总是小于等于1。同样构成集中绕组各线圈电动势同相（因集中在同一槽内），故集中绕组电动势为各线圈电动势的代数和，而构成分布绕组的各线圈电了6 、三相对称绕组通入三相对称电动势不同相（因分布于各槽内）故分布绕组电动势为各线圈电动势的几何和，因此 流 9000W相绕组轴线上7、（ C）&答：合成磁动势为 0 （不存在幅值、转速、转向与正序的比较）- Pw6000 xlO3= ;= 6&7,

4、3（丄）支路电流2a 1极距=T=1S每极每相槽数槽距角歹1x360'=1036基波短距系数2塚挣j泗基波分布系数sin6x10"sin=0.956126工一 10"沁6 sin 2 2基波绕组系数Kvl = 0.9659 x 0.9561= 0.9235每相串联匝数2a2 xl基波磁动势=135Z = 1.35x 12x0 9235 x 687 3 = 10282 5($/®)同步转速P110、答：转速*升高，为原来转速的倍，既，1f -=cy 茁总（1）频率二，故频率增加1.02倍。大小S故电动势增加1.02倍。（3）波形与转速无关，故波形不变。各相电

5、动势相位差与转速无关，故相位差不变。11、答：频率-增加，为原来频率的（1.35NK基波合成磁动势的幅值- 速增加1.2倍。7同步发电机的基本知识及结构 答案1、发电机运行电动机运行倍，既-1 J '“6和转向与频率无关，故它们不变，而转速时，宀-，故转调相机运行2、转子的转向电机的转速4、（ B）5、转子转速3、感应电动势的频率席一挖=。7、答；从原理上可以，因为亨=?（06、答：同步电机是指转子的转速与定子旋转磁场转速相同的电机，即满足以下关系。由电磁感应原理知，只有电枢置于与刺激之间有相对运动 （导体切割磁力线）便可在绕组（导体）中感应电动势，它与电枢置于定子还是转子 和磁极置于

6、转子还是定子无关。一般大容量同步发电机均做成旋转磁极式的，既把电枢置于定子，这便于电枢绕组引岀高压电压大电流即大功 率。&答；三相交流电动势的相序由转子转向决定（与相序一致），而与其他因素无关，故集电环极性互换，不影响三相电动势相序。&100x109、解：额定电流一=4 648(73x13.8 09150(r/ min)2010、解：（1）额定电流200x10xl5.75xOh85325(（2）额定有功功率5=100（倔）% = cos-10.9 = 25.84°额定无功功率二1,一' m - 1'，JN _ 60x50额定转速.' =60V-

7、（2）额定功率因数角 卩：=一匸-额定有功功率额定无功功率；1 " ：_，' 111、8.1励磁 电枢12、隐极凸极13、答：水、氢、氢汽轮发电机，额定容量（有功）为200MW两极。同步发电机的主磁通答案1、励磁电流频率磁极对数负载大小和性质电流频率和绕组结构 2、电枢基波 励磁3、励磁 励磁电枢4、电枢电负载阻抗 负载阻大于 大于:-;。对称运行，产生24、答：己I因为 <'''.,故=旧兀，同步电抗大小主要由电枢反应电抗决定。7巴J j?(1)N增加，同步电抗E：增大。 气隙增大，；增大，同步电抗 =减小。( 动势和电流，它对电枢反应磁场不会

8、起反作用， 8.2同步发电机的电动势方程和向量图 答案1、解略2、解略3、解略T4 = 7=4、解：额定电流(2)铁心饱和程度提高，磁阻"增大，故同步电抗宀：减小。(3)4)励磁绕组匝数增加，在正常运行时，由于电枢反应磁通不会在励磁绕组感应电故同步电抗大小不变(励磁绕组匝数增加，其本身若不改变电枢磁场磁路的饱和度)笳 °°°=1712.3(xl055x0.81718.3同步电抗<2=2 13x3 528= 7 52(0)(1)由等效电路设r -已知负载I-=、电枢电流7520Z00j7.52 + P.52= 707Z-45°()内功率因数

9、(既有交磁又有直轴去磁电枢反应)电枢电流7520Z0Q"52 + "52= 500Z-90°(4)流 空载电动势5、电枢基波磁动势励磁基波磁动势6、交轴电枢反应直轴去磁(很小)9、等于 大于10、抗发电机同步阻抗参数8、；* 交轴 交轴11、(D)12、(D)13、(C)14、(C)15、(B)16、(C)17、(A) 18、答：不能。因为三相合成电枢旋转磁动势与转子同速同向旋转，不切割励磁绕组，故发电机电动势三相合成圆形旋转磁动势，其幅值恒定不变，故变压器电动势19、答：不同:为直流励磁。I一为交流励磁。相同：均弦波型磁动势；幅值大小均恒不变；均为旋转磁动势，且

10、转速，转向相同(两者相对静止)。20、 答为1和亠之间夹角，它与负载性质和电机内部阻抗有关；而 厂为：和二之间夹角，只与负载性质有关。21、 答：励磁绕组开路和短路时电枢反应电抗二丄大小不变，有铁心时二丄远远大于转子抽岀时二。22、答：漏抗与电枢反应电抗之和叫同步电抗。 它对同步发电机运行性能的影响如下：(1) 影响端电压大小。(2)影响稳态短路电流的大小。(3)在无穷大电网运行时，影响静态稳定性能。23、答：同步发电机电枢反应性质取决于屮角(负载性质和同步阻抗)，它主要取决于负载性质。(1) 三相对称电阻(F =0 °)负载，由图12-24 ( a)电动势向量图可知，此时屮角略大于

11、零度，故除有交抽电枢反应外，还稍有直轴去 磁性质的电枢反应。(2) 由I > I，整个电路仍呈感性，故此时 V =90°(忽略、)，为直轴去磁电枢反应。(3) 匚=0.7整个电路呈感性， 广=90°,故为直轴去磁电枢反应。I = 500(j4)内功率因数角壮 ''(直轴去磁电枢反应)(3)以知负载x£ =15.5Q)7520Z00=1000Z0o(Z)Z = .=1000Z90°U）电枢电流-旳 +用 -j15.0Oj7,52/ = 1000（）内功率因数角'''（直轴助电枢反应）（4）以知负载一'7

12、520Z00(7.52 - j7.52Hj7. 527= 1000(24)内功率因数角 丁 -（交磁电枢反应）爲 60000n_1c<>s 恥=0.S5715、解：* 务 70000外功率因数角上； = >.】I 一一 J .''*设-"t则-r-'-'.* * * * * *由P=0° + jV-31°xO.7 = 1.487/23.3°得功率角-匚内功率因数角J !' A S' i I '訂："直轴分量电枢电流 匚： '：'' .一*臥)=0.

13、817 2： - (90- 23 = 0.817Z - 66.2°交流分量电枢电流厂；' -'''''th二石阿二0R6/為8。*即 空载电动势：I,=1-. _ - :-.=1.732 二尺= 1.7328.3同步发电机的运行特性答案1、下降下降下降 不变2、空载特性短路特性3、稳态短路电流在同步电抗上的压降稳态短路电流在漏抗上的压降4、负载大小和性质同步阻抗5、升高减小6、下降 J.'直轴去磁电枢反应磁动势7、（A）8、答：；=_ 短路实验时满载时 _- -打 >。1一 >1/一，所以-葩''&#

14、39;1 9、 答：由八- =可知短路时气隙电动势直需用来平衡漏抗电压，因为很小，故'，很小，其所对应的漏磁通二也很小，所以磁路 不饱和。故，又因为L L所以 ，两者为一直线关系。10、答：短路比直接影响惦记的制造成本和运行性能。ka- .t t /Tk（1）I大，成本高。（2）二大，小。（3） I大， 小,大，稳定性高。（4）二大，短路电流大。13 答： 尊 > 仇 > 2 #强 >以空载电压为基准（=；），容性负载产生直轴助磁电枢反应，使端电压升高。纯阻负载稍有去磁性质的直轴电枢反应，故端电压稍比空载时低，感性负载产生直轴去磁电枢反应，故端电压最低。要保持端电压不

15、变，只要相应调节发电机的励磁电流，增大励磁电流，端电压升高，反之端电压减小。14、答：电路 一 一 '负载后由于同步电抗降压 '-的结果，使端电压下降。磁路由于轴去磁电枢反应结果，使气隙磁通£减小，端电压降低。= = 1415、解:二不饱和值知曲L嘤1=叫额定阻抗37,5不饱和值 :-':.:：2 饱和值r-j |. ri ' I '' ' 'I 72500= 49831(X)= = 0.96516、解：额定电流额定阻抗-g4術王1心不饱和值*厂= - 一 一一由空载特性查得对应 =0.52 的 * 1- =0.55由短

16、路特性查得对应 =1 的=1.036根据线性关系二0.52的J.539055 -mo不饱和值;= 二-+心不饱和值，-二疔饱和值：辽：-<'："；< =, = 1.036短路比9并联运行的条件和方法答案1、准同步并列T - U自同步并列2、-电压相位相同相序相同3、（C） 4、答:发电机电压''频率稍高于电网电压二 频率合闸瞬间,为相位略超前'-'L，在同步开关两端有电压差】-在作用下，发电机有电流''-输出。其有功分量电流与同相，这时发电机的有功功率P= 二>0，表明在这瞬间合闸，发电机即刻有有功功率输岀，这

17、正是发电机并列所需要的。若使待并发电机频率略低于电网频率，读者可自行分析。这时P<0,表明这瞬间合闸,发电机不但不能向电网输出有功功率，反而要从电网吸收有功功率，这正有即于并列的目的9.2同步发电机的稳态功角特性答案1同步一、二次漏回路电阻2、二"小3、（ B） 4、（ B）5、答：时间相位差：，-与之间的夹角；6、答：隐极同步发电机的有功功率角特性方程为:发电机为例，功率极限为：Xi7、答：以隐极同步因电网电压 J-L，故其功率极限取决于空载电动势和同步电抗入.。提高方法：运行中可增加励磁电流（既增大空载电动势）;在设计制造时可减小同步电抗（既增大气隙等）。9.3并联运行时有

18、功功率的调节和静态稳定 答案 1、增大减少3、6、答：（1）增大2、负载性质减少减少短路比大比短路比小稳定（L大,（2）过励比欠励时稳定（一发电机本身发多少有功功率与无功功率 减少减少4、（ B） 5、（ A）则 亠就大）；':._匚''，过励时 I大）；（3）轻载比重载稳定（答：（1 ）有较大短路比比有较下短路比的同步发电机静态稳定性能好，从稳定角度，要求同步发电机有较大的过载能力（稳极同步发电机），既，可见-，既短路比大的发电机，过载能力大，带负荷运行时，角可小些，稳定储备较大，其静态稳定性能好，因此从保持运行稳定角度的观点看，同步发电机的短路比大为好。（2）在过励

19、状态下运行比欠励状态下运行的同步发电机静态稳定性能好。"罐A由知,欠励大）所以过励运行稳定性好（或根据（3）负载状态下运行较过载状态下稳定。大小就直接反映了负载大小，运行在轻载状态下的功角9.4并联运行时无功功率的调节和 V形曲线答案1、感性感性2、去磁 助磁3、（ D） 4、（ D） 5、（ B）7、答：时： 曲线形似V形，故称为V形曲线。同步发电机的无功功率角特性方程为：丈胞g 匚。，显然，过励状态下运行的用0，较欠励大（过励状态下的励磁电流较1CC 巴分析，过励时的亍较欠磁小）。、1DC 亍 知，若发电机励磁电流大小相同，功率极限相等此时功角b -比运行在过载状态下小，故轻载运

20、行时稳定性好。6、（C）当匸丁 时，时的励磁状态，称为正常励磁。&答：隐极隐极同步发电机的无功功率角特性曲线略。9、答：同步发电机单独供给一对称负载时，其功率因数是由负载的性质（阻抗）决定，既由负载所需的有功功率和无功功率决定。当发电机 并与无穷大电网运行时，发电机与负载不发生直接联系，发电机向电网输送有功功率和无功功率，而负载由电网取得有功功率和无功功率, 这时只要所有发电机送向电网的功率与所有负载由电网取得的功率保持平衡，就能维持电网频率和电压不变。电机，其功率因数就由该台发电机本身所发生的有功功率（取决于原动机的输岀功率）和无功功率（取决于励磁电流） 电机定子电流的功率因数由原动

21、机的输岀功率因数由原动机的输岀功率和发电机的励磁电流决定。第10章同步发电机的异常运行及处理因此并在无穷大电网运行的发 决定，因此，此时发答案1、反向两倍两倍抑制削弱小2、4、振荡不对称运行5、不动旋转相对静止9、衰减定、转子绕组都有电阻10、阻尼励磁13、（ C）14、（ B） 15、（ C）16、（ B） 17、（D 1820、静态稳定,定子铁心端部发热，厂用电降低21、欠励磁6、交流漏节距3、转子表面发热电机振动直流7、小 大8、'不衰减11、定子绕组端部受到磁力冲击转轴受电磁转矩冲击 12、（ D）（A） 19、（ A） 22、吸收电力系统多余的无功电流23、答：突然短路时，除

22、正常磁力电流和定子三相稳态短路电流保持不变外（因均有能源支持），其余各量都要衰减。定子侧的非周期分量电流'匸和转子侧的阻尼绕组非周期分量电流（_）、励磁绕组非周期分量电流，它们因无能源支持，而绕组本身有电阻要消耗能量，故都要衰减，这些电流的衰减是主动的。由定子侧的非周期分量电流和转子侧的非周期分量电流均会在对侧感应岀周期分量电流（转子侧的励磁绕组周期分量电流、阻尼绕组周期分量电流以及定子侧的次暂态周期分量电流:和暂态周期分量电流 二），显然这些周期分量电流会随着对侧非周期分量电流而衰减，故这些周期分量电流是随动的。24、答：（1）发电机励磁绕组中没有周期分量电流。因此时电枢反应磁场与转

23、子相对静止。（2） 绕组中有周期分量电流。因三相不对称，定子电流可解为正、负、零序分量电流，其中负序分量电流产生的旋转磁场以2倍同步速 截切转子，在励磁绕组中感应岀倍频（周期分量）电动势和电流。（3）发电机励磁绕组中有周期分量电流，尽管电枢反应磁场与转子相对静止，由于电流（磁场）突变，会在励磁绕组感应变压器电动势空e=- N -上 和电流，故励磁绕组有周期分量电流。（4）发电机励磁绕组中有周期分量电流。因异步运行，即转子转速n与定子旋转磁场转速一一不等（n工“上），两这有相对运动，故励磁绕组有周期分量电流。25、 答：同步发电机的阻尼绕组产生的磁动势用来削弱电枢磁动势，以提高发电机趁手不对成负

24、载运行的能力，另外阻尼绕组还可以抑制震荡。因汽轮发电机转子由整块钢锻压而成，它本身就能起阻尼作用，故中、小容量汽轮发电机不可装阻尼绕组，而水轮发电机转子却不成。26、答：实心锻钢磁极的负序电抗小。在负序旋转磁场作用下，这两种铁心内都感应倍频电动势。因整块锻钢的电阻比钢片小，故前者转子中的电流比后者大，它对负 序旋转磁场削弱的程度比钢片叠成的大，所以实心锻钢磁极的负序电抗小。27、答：以隐极同步发电机为例，'理-工：*二增大励磁电流，既增大空载电动势，在一定的负载条件下，发电机的功角-将减小，运行稳定性变好。振荡过程中增大励磁电流后满载相同的负载条件下由于功角减小，比整步功率增大，有利于

25、抑制振荡，限制加速过程，避免发电机脱岀同步。同理在振荡过程中，减小有功功率输出（既减小原动机的原动转距），也就减小发电机功角，因此也有利于振荡中的发电机恢复同步运行。28、答：突然短路时，由于电枢反应磁通突变的结果，在转子励磁绕组和阻尼绕组感应电动势和电流，由该电流产生的磁通，将电枢反应磁通挤到了此两绕组的漏磁路径，以保持磁链守恒。由于此路径的磁阻大大增加，因此为建立此磁通所需的电流（即突然短路电流）就很大。29、 答：此时同步电抗变为次暂态（或暂态）电抗，由= = ' I |知，由于（或者：）很小，故突然短路电流很大30、解：（1）稳态短路电流（2）突然短路电流最大值31、答：失磁后

26、，发电机脱岀同步，以转子速度旋转，转差率s=n -八1:,转速n=（1+s）。由于转子与旋转磁场有相对运动（n =） /60=s_ ,它流经励磁绕组产生脉动频率磁动势，这个脉动磁动势可分解为大小幅值相等、转速相同而转向相反的两个旋转磁动势，其转速分别为二60-l/p='一。其中+s :的旋转磁场相对于定子旋转磁场转速为（厘 4创 场二（%+E丹 1% 二 2金冷它们间有相对运动，这两磁场相互作用产生交变的异步转距。而-匚"：的旋转磁场相对于定子旋转磁场转速为220V(W -删 J _二花+£刃1 - mJ -kl =015、解：磁极对数570 =3M取:旋转磁场转速

27、W=50 = 1000HminP 3转差率16、解：（1）额定电流它们间相对静止，这两磁场相互作用的结果，产生恒定的异步转距。 第11章 三相异步电动机的基本知识及结构答案1、电磁感应气隙旋转电磁转矩2、电动机发电机电磁制动3、即1 一吃小 转差率4、电动机驱动反电动势5、电动机发电机电磁制动6、 10 <5 <10.C11-0.067、丁发电机1.5电磁制动8、（ B）9、（ C）10、( c) 11、(A)12、答：只要将定子绕组端头任意两相对换既可。因为定子两相绕组对换（相序反），则定子旋转磁场旋转方向改变，转子所受转局方向也随之改变，进而转向改变。13、答：当电源电压为22

28、0V时采用接线方式。当当电源电压为380V时采用Y接线方式。因为220/380V电动机的每相绕组绝缘按电压设计。这两种接线，每相绕组所加电压均为220V。14、答：磁极对数、功率、相电流、转差率相同。线电流不同。450073x380x0.8x0.8:4500220x0.8x0.8（2）磁极对数取：同步转速60x501450（3）转差率= 2.06860x502=1500r/ min1500-14501500转子17、鼠笼式 绕线式18、额定情况下由轴端输岀的机械功率19、定子第12章 三相异步电动机的运行原理12.1三相异步电动机运行时的电磁关系答案1、增大 减少2、大 小3、增大 增大4、9

29、505010005005、一1；2逆6、静止旋转相等7、总的机械功率8、2%98% 9、（ A） 10、（C） 11、（ C）12、（ B）13、（ C）14、（ C）15、（ C）16、（ B）17、（ B）18、答：主要是为了减小励磁电流。19、答：从等效电路看，空载时，附加电阻趋于无穷，相当于电动机转子开路，转子电流为零，输岀功率为零，定子电流仅为产生主磁通的励磁电流，因此励磁电流为无功性质，因此，功率因数很低。20、答：起动电流减小效率下降因转子铜耗增大;功率因数提高，上增大，使转子（定子）有功分量电流增大。答：起动电流减小'效率不变有功功率不变；功率因数下降，漏抗属无功性质。

30、答：异步电动机需从电网取得感性（滞后）无功电流来励磁之磁场；另外异步电动机拖动的机械负载需从电网取得有功电流转化为电磁转 矩对机械负载作公，故其功率因数总是滞后的。23、答：因为异步电动机的励磁电流是由电网提供的，气隙越大，它所需励磁电流就越大，而励磁电流属感性无功性质，故它会降低电网的功厂-I 一 i ）21、22、率因数。异步电动机与变压器均属交流励磁的电机，在容量及电压相同的条件下，异步电动机和变压器的主磁通大小（基本相同，由磁路欧姆定理'磁阻大，故与同容量变压器相比，其空载电流就较大。答：异步电动机等效电路中的附加电阻实为代表机械负载（及机械损耗）的虚拟电阻，用转子电流在电阻所

31、消耗的电功率即一知，其I' （匝数"对一的影响远不及），由于异步电动机主磁通路径存在气隙,24、25、。来等效代替电动机轴上输岀的机械功率及其机械损耗（称总机械功率）。因输出的机械功率及机械损耗是属有功功率，因此从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用电感或电容来代替它。（1）电磁功率厂:戸小二吧，二°伽"光5二2力僻）解:（2 ）转子铜耗（3）总机械功率'26、解:（1）电磁功率=102 + 0 175= 10 刘 1(叭额定转差率额定转速=(1-X 二(1-0.0296)x1500 = 1455.6r/(min )（2）额定输岀转矩丁

32、过=9 = 9.55x121 =仍 战)冷埔1455.627、解:总损耗二 300 +150 200 +50 + 30 = 730()100% =上竺 10W = 600°73QW0% 対 87.83% 效率电磁功率 时： 1 丄亠-“ .=6000 -(300 +150)= 5550(JF)>=-0.03$转差率555Q60/勺=60x5°1500(r/min)同步转速P2转速-=1 61= (1-0.036)x1500 = M46(rmin电磁转矩唱=厂心砌丈X_50-输岀功率二 <'- 一 ；-J.，/527014x1446= 34.82)输岀转矩

33、12.2三相异步电动机的功率与转矩答案1、解：（1）电磁功率 焉二斥 七皿十咖卜0-口笳+210>7965（）（2） 转子铜耗戸皿二迟m = 0.034x7965= 2力（呼）（3） 总机械功率二-"；| - '：7 m2、解：（1 ）电磁功率=IO-kO.314 + 0 102 + 0 175= 10.591()5 = = i= 0.0296额定转差率J额定转速'I 1 - . -' ' ' ' - 1心=9. = 9.55x12221 =仍 用)(2)额定输岀转矩3、解：总损耗JKfV=300 +150 -h 200 +50

34、+ 30 = 730()100% =6000-7306000100% « 87.83%=6000 -(300-k 150)= 5550j200转差率一 7555060/佔-60x50同步转速血一=P2转速=0-倔= (1-0.0效率电磁功率:1500(r/min)0.03$> 1500 = M4r；(r/min)电磁转矩输岀功率输岀转矩12.3三相异步电动机的运行特性2斜f 珊耐60已二 P-2p = 6000730 = 5270()T2 = A =莎。=了4区2(屜)°找皿空60答案1定子磁场转子电流有功分量 2、减小 不变3、无 有4、不变 增大 下降 减小 减小

35、减小5、增大 下降变 增大减小6、（ A）7、答:卞几 下降，漏抗大，起动转矩小，2劝匕+心+肛1 +-.下降，漏抗大，最大电磁转矩小,下降，漏抗属无功性质。答:444/禹岭升高，一减小，磁路饱和程度降低，励磁电抗'一减小（-）6站增大（、二这减小9、解:由电源电压下降=(06)=0-36x2 = 0 72 <7所以不能继续运行。10、解：额定时电压下降后最大电磁转矩 'Tk _ 3S0a 兀-23(?80%额定负载因此5-：一，；所以电机继续不能运行。电机能承受最大负载匚3 = 0.3567； = 0.366 x 27 = 0.732712.4三相异步电动机的工作特性答

36、案1、低低2、可变损耗（铜耗和附加损耗）不变损耗（铁耗和机械损耗）第13章 异步电动机的起动与运行减小 提高了转子的功率因数 自耦补偿器6、轻 空 自行减小起动性能13.1三相异步电机的起动答案1、大 大 低 小2、47 （或57）123、增加4、全压起动降压起动5、定子串电抗器星一角换接7、外（上）内（下）8、转子导体电流的集肤效应增大9、大小 低 1O、（ C） 11、（ A）12、（ C） 13、（ B）14、（ A）升高，转差率忘减少，定子旋转磁场与15、答：起动瞬间3=，定子旋转磁场以同步转速切割转子绕组，感应较大的电动势和电流。随着转子相对速度减少，转子电动势逐渐减小，所以逐渐减小

37、，定子电流随之减小直到乜达到额定值。16、 答：（1）起动转矩一样，因为它们加在每相绕组的电压均为220V。（2）起动电流不一样，接线时的线电流是 Y接线时的倍。17、 答：（1）从电磁关系看，起动瞬间，定子旋转磁场对静止的转子有最大的相对速度，转子绕组感应电动势达最大，此时尽管转子电动势频率以及它所对应的漏抗也大，但由于受转子槽形的影响，在起动时槽口处产生饱和，致使漏抗增大幅度较电动势小，而转子绕组电阻近为不变（忽略趋表效应），故起动时转子电流''很大，根据磁动势平衡关系，此时顶子电流（既起动电流）就很大（约为额定电流的57倍）。1一& ' n从等值电路看，起

38、动瞬间-】，附加电阻 =，相当于等效电路的短路运行状态。此时起动电流为：由于定、转子绕组的漏抗很小，故起动电流-很大。-'一知，在起动瞬间,（2）其一，转子电流亠尽管很大，但由于起动瞬间，增大，而'匕不变，故转子功率因数很低，此时转子电流有功分量却不大。其二，由于起动电流大，定子绕组的漏抗压降大，由4创佔】变小，基于上述两原因，异步电动机的起动转矩却不大18、答：在转子回路串电阻 J：,增大了转子回路的阻抗,可见起动电流随转子回路串入电阻-的增加而减小19、20、转子回路串电阻，还减少转子的阻抗角 加，从而增大了起动转矩。解:（1）(2)(3)(4)解:(1)15X103的=t

39、an _1.'；，故而提高了转子回路的功率因数"S得额定电流= 30 318(4)73x380x0.35x0.87n1 rT = 9550 = 9550 x 9&1（川用）额定转矩','起动电流打m：m 因为原来'现在;所以不能继续运行。设降压起动电流为'二fx - 57, ZJf 二 £沖结果使转子电流的有功分量增因为起动电压与起动电流成正比Z7； = 0.75= 0.75x380 = 235（7）（2）降压后% = 3* 召=（0 仍X2=1125>7所以能满载起动。21、解：（1）额定电流(3)(4)(5)(2)额

40、定转矩PT -50-9550 K|-1.5,得-1 5Z； -196 32(V 由于J亠既能起动L -1- ' ' - ：|的负载。-= .5全压时起动电流弋Zj； = 6.57 = 6 5x11.28= 268 32(4)Y匚起动时的起动电流= lx 268.32 = 89.44 Jf 3 i? 3A)Y匚起动时的起动转矩13.2三相异步电动机的调速变频变转差率2、逐渐减少3、不能答案1变极6、解：当转速为 一 J，转子电阻为二 11 : !时_ 1500-1420 _ 20心 一150015C10临介转差率为，-电】，转子电阻为 _ 1500-1100 1500临介转差率为

41、：*当转速为厂可知：当负载转矩不变时有:0 0220000= 41.器73x380x0.85x0.866130.378fAZ-)1460能 4、( B) 5、( C)"1时(R为所串电阻)4001500-2? = 0.42(0) £E曲4000.02 + 尺13.3三相异步电动机的异常运行及常见故障类型 答案1、能不能2、降低下降3、 答、电源一相短线，不能起动，Y, 接线情况相同。4、答；电源电压不对称时，三相异步电动机定子绕组产生椭圆形。 动磁动势。接线缺相时，电动机呈两相运行状态，子绕组产生椭圆形旋转磁动势。 J3.4单相异步电动机 答案1、分相罩极2、工作第14章直

42、流电机下降 绕组一相短线,起动3、脉动14.1直流电机的基本工作原理噪Y接线不能起动，Y接线无论电源缺相还是旋转4、电容器升高接线可以起动。绕组缺相，接线电源缺相时，定子绕组产生脉不同相5、( C)调节励磁电流（或端电压）3、串励 并励 复励答案1、交变 不变2、带有换向装置4、（C）5、（A）6、（A）7、解：输入功率70.85额定电流8解：输入功率°=电=込=烧沿）9、答：换向器应固定在定于端接部分与电枢绕组连接，处于静止不转，而电刷应随转子部分转动，这样才能作直流电动机运行。_14.2直流电机的基本结构答案1、输出输出的电轴上输出的机械 2、正、负电剧间获得最大电动势3、几何中

43、性主磁极轴线 4、答：因直流电机电枢绕组内的电流是交流，它的交变磁场会在电枢铁心产生铁心损耗，故为减小铁损，电枢铁心用硅钢片迭成，而定子磁极是用直流励磁，它不产生铁心损耗，故可用导磁性能好的低碳钢迭成。而定于磁轭是主磁 通磁路的一部分，它又是机座的一部分，用作整个电机的支撑作用，故用导磁性能好的整个钢板或铸钢制成。5、答：电刷放置原则：空载时，正、负电刷间获得的电动势最大，且被它所连接的元件感应电动势最小（或为零），为此电刷应放在位于主磁极轴线的换向片上。若安放位置有偏差：使正、负两刷间的电动势减小；影响换向效果。14.3直流发电机的运行答案1、 制动，驱动。2、 不变。3、 交轴。4、 去磁

44、的，增磁的。5、 A6、 A7、 B 8、 D，B9、 C，D10、B 11、B12、 答：他励直流发电机由空载到额定负载，电枢电流-由0增加到额定值'电枢回路电阻压降二-增加，且电枢反应的去磁作用使主磁通工下降，从而使感应电动势 E下降。由公式J 可知，端电压U随匸的增加而下降。对于并励发电机，除上面两个原因外，端电压下降，引起励磁电流下降，使得二下降和E下降，所以并励发电机的电压变化率比他励发电机电压变化率要大些。13、答：并励直流发电机的端电压升不起来，可按下述步骤进行处理，先检查一下线路和仪表接法是否正确，然后：检查电机转速是否达到 额定转速；调节励磁回路所串电阻，使励磁回路电

45、阻小于临界电阻；把励磁绕组两端对调接在电枢绕组两端，使励磁磁通与剩磁磁通 方向一致；若电机没有剩磁，则应给电机充磁。14、答：发电机正转时能够自励，表明发电机正转时满足自励条件，即：有一定的剩磁；励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻；励磁绕组的接线与电机转向的配合是正确的。这里的正确配合就是说当电机以某一方向旋转时，励磁绕组只有一个正确的接法与之相对应。如果转向改变了，励磁绕组的接线也应随之改变，这样才能保证励磁电流所产生的磁场方向与剩磁方向相同，从而实现电机的自 励。当电机的转向改变了，而励绕组的接线未改变，这样剩磁电动势及其产生的励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场方向必将

46、与剩磁的方向相反。电机内磁场被削弱，电压不能建立，所以并励发电机正转时能自励；反转时，不改变励磁绕组的两个端头的接线，是 不能自励的。15、答：负载时电动势比空载时小，由于负载时有电枢反应去磁作用，使每极磁通减小。16、答：对应于不同的转速有不同的空载曲线，因而临界电阻也不同。电机转速降低，临界电阻减小，当临界电阻小于励磁回路电阻时，电机 便不能自励。17、 答：当转速提高时，两者的空载电压都会提高。两者相比较，并励发电机的空载电压会更高些，因为由-''可知，并励发电机的电动势除与转速有关外，其磁场大小也与感应电动势有关。当转速升高时，不仅有转速升高的原因导致电动势增加，还有因

47、电枢电动势 的增加而使励磁电流磁加，并导致磁通增加的原因。这一因素半导致感应电动势进一步增加。18、答：在饱和区工作，当励磁电流变化时空载电动势的变化较小，因此端电压更加稳定。19、解：额定电流额定励磁电流额定电枢电流心=S 十缶二(304.3 + 5.72JZ = 3104额定电枢电动势= (115+ 310 x 0.0243 + 2)卩=124.5电磁功率=E=124.5x310JF = 3E6电磁转矩Q 14506020、解额定电流咅叮5设每极串励绕组匝数为''-，依题意为差复励N/畫+ 1建=（1期 5）旳朋牛翳Z极=10匝/极77T = ? 25321、解：（1）根据

48、=230伏，在空载曲线上查得11'''所以=Uc =_230_ = 1C37Q故励磁回路应串入的电阻旳二厲却=102.7-81.1 = 20 97Q（2）电机额定时励磁电阻我们将空载曲线在 'J -内线性化，得到电压=171.74+31.48Jjr2亠而；心H代入上式得到空载端电压“伏故电压变化率=7(- = 277-230 = 30 4% g230(3)额定电流在额定条件下电机的感应电势= 230+2+85.4x0,183-24.7在空载特性上查得等效励磁总电流L 二 2.38* ' "一 2貂兀(247.6- 240)二 2幻 勺258-2

49、40''所以，在额定情况下电枢反应等效去磁安匝= 880x(279 - 2.532) = 22777 f)22、解：(1)空载时，山1'一 V，则查得'-230豆*= 17.40(2)下的亠-：= 100/2= 50 欧14.4直流电动机的运行答案1、不行，不变，不变，下降，下降。2、1.25倍。3、反向，不变。4、串励，并励。5、下降，增加。6、升高，降低。7、空载损耗功率，绕组铜损耗。8、小，增加，增加，严重。9、将电枢绕组的两个接线端对调，将励磁绕组的两个接线端对调，但二者不能同时对调。10、 反向，反向，不变。11、下降。12、去磁的，增磁的。13、C1

50、4、A15、C16 A17、B18、C19、C20、A 21、C, B，B，B 22、B 23、C 24、B 25、A 26、A27、答：直流电动机的电枢电流也增加。因为直流发电机电流增加时，则制动转矩即电磁转矩增大(磁通不变)，要使电动机在额定转速下运 行，则必须增大输入转矩即电动机的输岀转矩，那么，电动机的电磁转矩增大，因此电枢电流也增大。28、答：改变直流电动机转向就是要改变电磁转矩的方向，电磁转矩是电枢电流和气隙磁场相互作用产生的，因此改变电枢电流的方向或改变 励磁磁场的方向就可以达到改变电动机转向的目的。并励电动机：将电枢绕组的两个接线端对调或将并励绕组的两个接线端对调，但两 者不能

51、同时改变；串励电动机：方法与并励电动机相同；积复励电动机：要保持是积复励，最简单的方法是将电枢绕组的两个接线端 对调。29、答：并励电动机的机械特性表达式当忽略电枢反应时，磁通 二为不随负载变化的常数，是一条略下倾的直线，转速随负载增加而略有下降。如果电车与'二成反比，而-:（匚。串励电动机的机械特性 Eg 是一条转速和电力机车使用这种电动机，那么当电车载重或上坡时电机将过载较多。串励电动机的机械特性表达式为常数，I. :1;磁路高度饱和时， 二基本不变皿） 增加不多，因而电机输入功率增加不像并随增加而迅速下降的曲线。当电车载重或上坡时，电动机的转速会自动下降，使得 励电动机那样快，所

52、以电车和电力机车通常采用串励电动机拖动。30、答：当负载转矩不变时，要求电磁转矩不变。由公式-''-知，、必须不变。在他励电动机中励磁是独立的，不计电枢反应的影响时，二'不变。在皿不变时匚必然不变。改变电动机端电压，电动机的输入功率 iy改变，E改变，n改变，输出功率J改变，铁耗-E改变，而电枢铜耗'-不变改变电枢回路附加电阻时，'一不变，E改变，n改变，二改变，亠和曲.改变，改变。在串励电动机中，同样由于 '二不变，二不变，结果与他励电动机相似。31、 答：（1）因为磁路不饱和且励磁电流不变，因此主磁通 E不变。负载转矩不变，即电磁转矩'

53、;沖不变，由于-,故电拾=枢电流-不变。根据y ，U减半，故转速n下降，且n小于原来的一半；（2） U减半，输出功率 不变，.亠必然上升，否则，由于输入功率-匚（假设为他励），若不变或减小，则减小，二必然不能保持不变。二上升，n必然下降。（3）加倍，则二加倍。二不变，即不变，故I减半。由于'，从n的表达式右知，此时n下降。（4） U减半而 '不变，由（2）分析知上升。减半，则二'减半， 一亠匚较减小的多，故n下降。（5）'不变，则二不变。由于"：，汕近似与" 成正比，亦即-近似与* 成正比。当U减半时，假设n上升，则-上升，一下降，由"_得n下降，；这与假设相矛盾。故 n必然下降，匕下降。32、 答：励磁回路断线时，只剩下剩磁。在断线初瞬，