电机习题31答在交流中凡是转子速度与同步转速相同的叫做同

1、31答：在交流电机中，凡是转子速度与电机同步转速相同的电机叫做同步电机，反之，转子速度与电机同步转速不一致的叫做异步电机。同步机磁极由直流励磁。同步发电机工作原来就是，转子磁极被原电势发出交流电。异步电带动旋转起来，使磁场相对定子旋转，切割定子绕组产生感应当在三相对称绕组中统入对称的三相电流后，它们共同作用产生一个旋转磁场，这个磁场的励磁是由电流的无功产生。旋转磁场切割转子导体产生感应电势，通过短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电原理。转动，这就是异步机工作32答：整数槽双层迭绕组的最大并联支路数 a极数 2P。将每相的线圈组并联在一起即可达到 2P 条并联支路数。整数槽单层绕组最大

2、并联支路数 aP，同前一样的联法。整数槽双层波绕组最大可能并联支路数 a2P，联时让 y 2 1即可。33答：交流迭绕组连接规律是任何两个相邻的线圈都是后一个跌一个上。然后将同属一相的相邻线圈直接串联起来，形成迭绕组，它使用于 10kw 以上中小型异步电机及大型同步机定子绕组中。它的优点是短矩时端点节铜，能获得较多的并联支路数。 波绕组是依次把同极下的线圈串联起来，每次前进约2 这种绕组就是波绕组。它可以减少线圈之间的连接线，短矩时不能节铜，多用于水轮机和绕线式异步机的转子中。34答：谐波电势是由于磁极磁场非正弦分布以及电枢表面齿槽分布影响产生的。削弱的方法 有：（1）改变磁极的极化形状使之电

3、枢表面磁场分布接近正弦。 （2）在三相电机中采用 或 Y 接消除三次谐波。 （3）采用短矩绕组削弱高次谐波。 （4）采用分布绕组削弱高次谐波电势。 （5）采用鈄槽削弱齿谐波电势。（6）采用分数槽绕组削弱齿槽谐波电势。36解：（1）根据 n60f/P 得电机极对数 P2 （对极）(2) 定子槽数 Z12Pmq223336 （槽）2 360（3）绕组系数 1 2036Sinq 1 y Sin(1 900) 2 0.9452k12w1qSinSin3 3 1 Sin(3 8 900) 2 0.5774k3Sin 300w39Sin3 5 1 Sin(5 800) 2 0.13985kw53Sin 5

4、00Sin3 7 1 Sin(7 800) 2 0.06066kw73Sin 700f VV（4）相电势 E 4.44 krVf 1 1所以 E 4.44 k11 4.44 108 0.9452 50 1.015 102 230.02 V3E 4.44 k 33 f34.44108(0.5774)3500.66102274.1V57E 4.44 k 5 5 f540.236VE 4.44 k 7 7 f79.163VE2 E2 E2 E2相电势 E 360.2 V1357线电势中 E 相互抵消了，所以3E2 E2 E2E 3 404.8V13737解：发电机极距 Z2P27每极每相槽数 qZ2

5、Pm54（213）90 P0 360 360槽角度 6.6701Z546.670Sin9 2220所以kw1 Sin 27 90 0.915336.6709 Sin2每极串联的匝数为 WZ2/（2m）（254）/（23）18 U 0 6300 3637.3V空载时每相感应的电势 E133根据 E 4.44 k1 f 11 得每极基波磁通量1E3637.3 1 0.9944Wbf4.44 18 0.91533 504.44 k111Sin(q 1 ) y Sin(1 900) 2 可知，采用短矩和分布绕39答：从绕组系数公式k12wrqSin组能削弱谐波电势，这是因为每槽电势随着谐波次数的增加，

6、相邻槽的电势相位差增大 倍，y所以采用它们可以削弱谐波电势。从 Sin( 0k901) 知，要削弱 5 次和 7 次谐波电r5势，选 y1 比较合适，此时， k 0.26 ， k 0.26 ，使它们削弱都比较大。657311答：齿谐波电势是由于定子槽开口或转子槽开口使气隙磁导不均所引起的。在采用转子斜槽或斜极来削弱齿谐波电势时斜一个定子齿距 t1 比较合适。312答：在低速送水轮发电机中，由于电机极数很多，每极每相槽数很少，财开口磁导不均影响也较大，为了削弱高次谐波（包括齿谐波）电势，所以常采用分数槽绕组。313答：将极下的电枢表面分成三等分，每相占一等分，称每一等分为一相带。在三相电机中采用

7、 600 相带绕组可以产生比 1200 相带绕组高的感应电势，分布系数也大于 1200 相带，所以采用 600 相带。314解： 交流电机的频率、极数和同步转速之间的关系是n60f/P120f /2P（1）（2）（3）汽论发电机 n12050/23000r/m水轮发电机 n12050/32225r/m同步电2P120f/n12050/7508315 答：基本区别在于交流绕组分相，不闭合。直流绕组不分相，但必须闭合。直流绕组由于换向，使电刷与换向器之间有相对运动，所以为了保证电机运行，就必须使直流绕组用闭合绕组。而交流绕组是在绕组中通电后产生旋转磁场，不存在换向问题，所以常将其接成开启绕组。31

8、6答：由于相带 A 与相带 X 的线圈相当于电机中 N、S 极的励磁绕组，所以必须将它们反向连接，否则，A、X 相带线圈产生的磁势相互抵消，不能形成旋转磁场，在电中，不能转动，如果是发电机将不能产生电势，不能发电。电中，由于不能激磁，所以流过绕组的电流很大，这是哟于电压降仅由绕组电阻及很小的 La 产生。317答：双层绕组可以恨灵活的选择线圈节距来削弱谐波电势和磁势，并且漏抗较小，电压中、大型电机一般都采用它。Sin(q 1 )解：分布系数 kq 2 ，表明一个相带由 q 个元件组成时，由于319qSin 12每相邻两个元件中电势相差1 电角度，当它们迭加在一起时与每个电势算术相加小，kq 表

9、示几何相加与算术相加时的一个比较系数。y0短矩系数 Sin() 表明，同一元件两个元件边相位相差的系数。k901y264对于 24 槽四极电机， 6 。4460当 y 时， Sin(k90) 0.86616y550当 y 时， Sin( k90) 0.96616y6660当 y1 时， Sin(k) 190y776当 y 时， Sin(0k90) 0.9661y688当 y 时， Sin( 0k90) 0.8661y66若采用长距线圈 y1 时其短矩系数不会大于 1，这是因为采用长距后，两元件边的感应电势相位不相等，迭加后不会与算术和相等。所以 ky 不会大于 1。至于这个结论，从上计算可以得

10、出同样的结论。解：设每极每相槽数为 q，槽位角为1 ，则有 60 相带分布的绕组分0320布系数Sin(q 1 )kq1（6002 ），qSin 12Sin(2q 1 )1200 相带分布的绕组分布系数 kq1（1200 2 ，）2qSin12Sin(q 1 )2 qSin1Sin(q 1 )k0q1(60 ) 2 2 2 所以Sin(2q 1 )qSin1kq1(1200 )2 2qSin12又因为 q1 60 ，每相每极占 60 电角度00kq1(600 )kq1(1200 )2Sin300/Sin6001.155所以故不论每极每相槽数 q 等于多少，总有 k （ 0 相带）1.16 k

11、（0 相带）成立。q1 60q1 120解：（1）电机磁场为二极时， 24 / 2 12 ，而 y16，321每相每极槽数 q24/（32）40 360 150124所以此时的基波绕组系数Sin(4 ) 0.6772 k k Sin 6 2kwyq1124Sin2（2）电机磁场为四极时， 24 / 4 6236001 0 3024所以此时的基波绕组系数300Sin(4 ) k k Sin 900 2 0.8365kw1y1q13004Sin2，定子冲片共有 24 槽，定子322设有一三相，380V，50Hz，Y 联结的两极异步电绕组为一双层绕组，线圈的节距为 7 槽。（1） 试作该绕组的三相展

12、开图；（2） 设每一圈边中有 31 根导体，求当外施电压为额定值时的每极基波磁通量（略去漏抗压降）解：P nf解：（1）基波电势的频率 50325Hz601每相每极槽数 q60/（23）100 36060槽角度 60160Sin(10 )基波绕组系数k 2 0.9554602w110Sin每相绕组串联匝数 W60/320 T所以 E 4.44 20 0.9554 50 1.505 6384.171V60Sin(10 5 )五次谐波绕组系数k 2 0.1932w560210Sin5 E 4.44 20 0.1932 50 1.505 0.2 258.21（1） 要消除五次谐波则应使kw5 0V5

13、 y0即使kw5 Sin() 090kq515 y090而kq5 0 ，故 Sin() 015 y0) 0901所以要使五次谐波为零，则必须 Sin(yyyy246851 或 1 或 1 或 1 解得：5554根据绕组的实际连接情况，消除五次谐波时应使 y 24 或516y 36 ，此时51 Sin( 4 900) 0.9554 Sin 720 0.9086kk w15w1k 0.9086w1EE 6384.17 6072V所以10.9554kw11326解：（1）电机的极对数 P60f/nN3000/10003（2）定子槽数 Zm2Pq36 槽Sin(q 1 ) y Sin(1 900) 2

14、 （3）绕组系数k2wrqSin133600而槽角度1 0 3636300Sin(2 )520所以kw1 Sin 6 90 0.9333002Sin2300Sin(2 3 Sin 5 3 900 ) 0.52k3300w362Sin2300Sin(2 5 Sin 5 5 900 ) 0.0672k5300w562Sin2300Sin(2 7 Sin 5 7 900 ) 0.0672k7300w762Sin2（4） EV 4.44wf kwr3E1 4.44 72 50 8.9 10 0.933 133 V3E 3 4.44 72 50 8.9 10 0.3 (0.5) 21.33E 5 4.4

15、4 72 50 8.9 10 0.2 0.067 1.9 V3E 7 4.44 72 50 8.9 10 0.15 0.067 1.43 VV2222所以 E EEEE 134.7 V1 3 5 7222E 3EEE 230.4V1 5 7Z30 5 槽14补充：解：每极每相槽数 q2Pm2 3P3600槽距角1 0 12Z120Sin5 Sin 12 900 0.95112kk 0.9567120y115q15 Sin2kw1 k y1 kq1 0.91每相串联匝数 W 2P q Nc 40 匝a2相绕组基本磁势 F 0.9 WI k(1) 1w1P10 40则 F 1 0.9 0.91 327.67( A / P)1f所以 327.67SinwtCos ( A / P)A1f 327.67SinwtCos( 1200)( A /