第四章 交流绕组的共同问题

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1、第四章交流绕组的共同问题1.★★有一台交流电机，Z=36，2P=4，y=7，2a=2，试会出：（1） 槽电势星形图，并标出600相带分相情况；（2）  三相双层迭绕组展开图。答：（1）槽距角每极每相槽数由α=200画出槽电动势星形图，然后由q=3标出按600相带的分相情况（见图a），顺序为：A-Z-B-X-C-Y.. （a）由y=7画出三相双层叠绕组展开图，并根据2a=2进行端部连线（见图b）（b）1.★凸极同步发电机和隐极同步发电机空载时，气隙磁场沿圆周分布波形与哪些因素有关？答：由磁路的欧姆定律知,电机气隙磁通沿圆周的分布情况取决于励磁磁

2、势F在气隙空间的分布和磁路的磁阻Rm。由于凸极发电机的励磁绕组是集中绕组，极弧的形状（即磁路的磁阻阻Rm）影响气隙磁场沿圆周分布波形。隐极发电机，由于气隙均匀，沿气隙圆周各点磁阻相同，每极范围内安放励磁绕组部分，即励磁磁势F影响气隙磁场沿圆周分布波形。2.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：短距系数物理意义是：短距线匝电动势Et(y

3、q>1)和对各线圈都集中在同一槽时电动势代数和Eq(q=1)的比值，即;由数学知：相量和总是小于（或等于）其代数和，即及,故其比值即及总是小于1.3.★在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、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：(1)频率频率f与磁极对数p和发电机的转速n有关，p是由构造决定，n是由运行条件决定。（2）波形与电机气隙磁通密度沿气隙圆周分布的波形有关，它由电机结构决定。（3）大小：导体电动势Ec大小与频率f及每极磁通Φ有关，f及Φ由电机的运行条件决定。1.★★总结交流发电机定子

4、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：(1)频率：同上题（同槽导体感应电动势的频率）(2)波形：与绕组结构（是短距还是整距绕组，是分布还是集中绕组）有关，由构造决定。(3)大小：相绕组电动势大小与频率f、一条支路匝数N、绕组系数Kw及每极磁通Φ有关，其中N、Kw由构造决定，f、Φ由运行条件决定。2.★★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：因谐波电动势，欲要消除或削弱某次谐波电动势，只需使某次谐波的短距系数或分布系数为零（或很小）即可

5、。如短距绕组，欲消除υ次谐波，可令，得,即其节距只需缩短υ次谐波的一个节距。欲消除5次谐波电动势，取节距.由图(a)知，此时线圈的两个有效边在5次谐波磁场中，正处于同一极性的相同磁场位置下，因此，两有效边的5次谐波电动势恰好抵消。通过计算可得：,,,等，可知采用短距绕组后基波电动势也有所削弱，但谐波电动势削弱程度远远超过基波电动势。又如分布绕组，可取q=2,算出,,,等，可知：采用分布绕组，基波电动势也有所削弱，但谐波电动势削弱程度远远超过基波电动势。从波形图(b)可看出，本来相邻两线圈电动势波形为不同相的梯形波，其合成后的波形比原梯形波更接

6、近于正弦波。  (a)(b)3.★同步发电机电枢绕组为什么一般不接成△形，而变压器却希望有一侧接成△接线呢？答：同步发电机无论采用Y接线还是△接线，都能改善线电动势波形，而问题是接△接线后，△接的三相线圈中，会产生3次及3的奇次倍谐波环流，引起附加损耗，使电机效率降低，温升升高，所以同步发电机一般不采用△接来改善电动势波形。而变压器无论在哪一侧接成△接，都可提供3次谐波励磁电流通路，使主磁通波形为正弦波，感应的相电动势为正弦波，改善变压器相电动势的波形。1.★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

7、因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？答：幅值单相绕组基波磁动势幅值大小：与一条支路匝数N、绕组系数Kw1、磁极对数p及相电流I有关，其中N、Kw1及p由构造决定，I由运行条件决定。幅值位置：恒于绕组轴线上，由绕组构造决定。频率：即为电流频率，由运行条件决定。2.★★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：幅值三相合成基波圆形旋转磁动势幅值大小，其决定因素与单相基波磁动势同。空间位置：沿气隙圆周旋转。当哪相电流最

8、大，三相合成基波圆形旋转磁动势就转至哪相绕组轴线上，绕组由构造决定，电流由运行条件决定。转速：转速与电流频率f及磁极对数p有关，p由构造决定，f由运行条件决定。转向