电机学 课后习题答案(第2篇)

第二篇 交流电机的共同理论

第6章

▲6-1 时间和空间电角度是怎样定义的？机械角度与电角度有什么关系？

▲6-2 整数槽双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有何关？ 6-3 为什么单层绕组采用短距线圈不能削弱电动势和磁动势中的高次

谐波？

▲6-4 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组，而不用120°相带绕组？

▲6-5 试说明谐波电动势产生的原因及其削弱方法。

▲6-6 试述分布系数和短距系数的意义。若采用长距线圈，其短距系数是否会大于1。

6-7 齿谐波电动势是由于什么原因引起的？在中、小型感应电机和小型凸极同步电机中，常用转子斜槽来削弱齿谐波电动势，斜多少合适？

∨6-8 已知Z=24，2p=4，a=1，试绘制三相单层绕组展开图。 解：q?Z/2pm?24/(4?3)?2，取单层链示，绕组展开图如下：

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5y?? 。试绘出：∨6-9 有一双层绕组，Z=24，2p=4，a=2，1（1）绕

6组的槽电动势星形图并分相；（2）画出其叠绕组A相展开图。

解：（1）槽电动势星形图如右： q?Z/2pm?24/(4?3)?2 5524y1?????5

664

（2）画出其叠绕组A相展开图如下 ： 6-10 一台两极汽轮发电机，频率为50HZ，定子槽数为54槽，每槽内有两根有效导体，a=1，y1=22，Y接法，空载线电压为U0=6300V。试求基波磁通

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量Φ1。

∨6-11 一台三相同步发电机，f=50HZ ，nN =1500r/min，定子采用双

8y??，每相串联匝数N=108，Y接法，每极磁通层短距分布绕组：q=3，19量Φ1=1.015×10Wb，Φ3=0.66×10Wb，Φ5=0.24×10Wb，

-2-3-3

Φ7=1.015×10-4Wb，试求：

(1)电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kN1、kN3、kN5、kN7； （4）相电动势Eφ1、Eφ3、Eφ5、Eφ7及合成相电动势Eφ和线电动势El。 解：（1）电机的极对数 p?2；（2）定子槽数 Z?2pmq?4?3?3?36； （3）绕组系数

q?600sinsiny?8022kN1?kq1ky1??sin??sin(?90)?0.94520 ?2029qsin3?sin223q?3?600sinsin3y?8022kN3?kq3ky3??sin??sin(3??90)??0.5770 3?3?2029qsin3?sin225q?5?600sinsin5y?8022kN5?kq5ky5??sin??sin(5??90)?0.139805?5?2029qsin3?sin227q?7?600sinsin802?sin7y??2kN7?kq7ky7??sin(7??90)?0.060707?7?2029qsin3?sin22（4）电动势

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E?1?4.44fNkN1?1?4.44?50?108?0.9452?1.015?10?2?230V E?3?4.44?3fNkN3?3?4.44?150?108?0.577?0.66?10?3?27.4V?3E?4.44?5fNk??4.44?250?108?0.1398?0.24?10?4V ?5N55E?7?4.44?7fNkN7?7?4.44?350?108?0.0607?1.015?10?4?1V

E??E?1?E?3?E?5?E?7?2302?27.42?42?12V?231.7V

El?3E?1?E?5?E?7?3?2302?42?12V?398.4V

2222222第7章

▲7-1为什么说交流绕组产生的磁动势既是时间的函数，又是空间的函数，试以三相合成磁动势的基波来说明。

▲7-2脉振磁动势和旋转磁动势各有哪些基本特性？产生脉振磁动势，圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有什么不同？

7-3一台三角形连接的定子绕组，接到对称的三相电源上，当绕组内有一相断线时，将产生什么性质的磁动势？

▲7-4把一台三相交流电机定子绕组的三个首端和末端分别连在一起，在通以交流电流，合成磁动势基波是多少？如将三相绕组依次串联起来后通以交流电流，合成磁动势基波又是多少？为什么？

▲7-5把三相感应电动机接到电源的三个接线头对调两根后，电动机的转向是否会改变？为什么？

7-6试述三相绕组产生的高次谐波磁动势的极对数、转向、转速和幅值。它们所建立的磁场在定子绕组内的感应电动势的频率为多少？

▲7-7短距系数和分布系数的物理意义是什么？为什么现代交流电机一般

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采用短距、分布绕组？

▲7-8一台50HZ的三相电机，通以60 HZ的三相交流电流，若保持电流的有效值不变，试分析其基波磁动势的幅值大小，极对数、转速和转向将如何变化？

▲7-9一台两相交流电机的定子绕组在空间上相差90°电角度，若匝数相等，通入怎样的电流形成圆形旋转磁场？通入什么样的电流形成脉振磁场？若两相匝数不等，通入什么样的电流形成圆形旋转磁场？通入什么样的电流形成脉动磁场？

∨7-10一台三相四极感应电动机，PN=132kW，UN=380V，IN=235A，定子绕组采用三角形连接，双层叠绕组，槽数Z=72，y1=15，每槽导体数为72，a=4，试求：

（1）脉振磁动势基波和3、5、7等次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁动势的表达式；

（2） 算三相合成磁动势基波及5、7次谐波的幅值，写出它们的表达式，并 说明各次谐波的转向、极对数和转速；

（3） 分析基波和5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对磁

动势波形有什么影响。 解：（1）额定相电流 IN??IN235A??135.7A 33 q?Z/2pm?72/(4?3)?6，??p?3600/Z?2?3600/72?100

??Z/2p?72/4?18,N?2pqNC/a?4?6?

72/4?216 220