08章三相交流繞組 感應電動勢及磁動勢

2021-04-12 08:02:35 字數 3213 閱讀 5969

第8章思考題與習題參***

8.1 有一台交流電機,z=36,2p=4,試繪出單層等元件u相繞組展開圖。

解:8.2 有一台交流電機,z=36,2p=4,y=7,試繪出u相雙層疊繞組展開圖。

解:8.3 試述短距係數和分布係數的物理意義。若採用長距繞組,即,短距係數是否會大於1,為什麼?

答:短矩係數是短矩線圈電動勢與整矩線圈電動勢之比,因為整矩線圈電動勢等於兩線圈邊電動勢的代數和,而短矩線圈電動勢等於兩線圈邊電動勢的相量和,所以短矩係數小於1。

分布係數是個分布線圈的合成電動勢與個集中線圈的合成電動勢之比,因為分布線圈的合成電動勢等於個線圈電動勢的相量和,而集中線圈的合成電動勢等於個線圈電動勢的代數和,所以分布係數數小於1。

即使採用長矩繞組,短矩係數仍然小於1。因為長距線圈電動勢仍然等於兩線圈邊電動勢的相量和,它一定小於兩線圈邊電動勢的代數和。

8.4 一台三相交流電機接於電網,每相感應電動勢的有效值e1=350v,定子繞組的每相串聯匝數n=312,基波繞組係數kw1=0.96,求每極磁通。

解:根據可知

wb8.5 一台三相交流電機, fn=50hz,2p=4,z=36,定子為雙層疊繞組,併聯支路數a=1,,每個線圈匝數nc = 20,每極氣隙磁通=7.5×10-3wb,求每相繞組基波感應電動勢的大小。

解8.6 有一台三相同步發電機,2極,轉速為3000r/min,定子槽數z=60,每相串聯匝數n=20,每極氣隙磁通=1.505wb,求:

(1)定子繞組基波感應電動勢的頻率;(2)若採用整距繞組,則基波繞組係數和相電動勢為多少?(3)如要消除5次諧波電動勢,則線圈節距y應選多大,此時的基波電動勢為多大?

解:(1)

(2)因為採用整距繞組,故

(3)取

8.7 為什麼說交流繞組產生的磁動勢既是時間的函式,又是空間的函式?

答:單相繞組產生的磁動勢沿空間(氣隙圓周)按余弦規律分布,所以是空間的函式,其幅值大小又隨時間按正弦規律變化,所以又是時間的函式。三相繞組產生的合成磁動勢沿空間按正弦規律分布,所以是空間的函式,合成磁動勢又隨時間而旋轉,所以又是時間的函式。

8.8 簡述交流電機單相繞組和三相繞組產生的基波磁動勢的性質。

答:單相繞組基波磁動勢是乙個在空間按余弦規律分布,其幅值的位置固定、大小隨時間按正弦規律變化的脈動磁動勢,脈動頻率與電源頻率相同;三相繞組合成磁動勢是乙個沿空間按正弦分布、幅值恆定不變的圓形旋轉磁動勢,其幅值為單相脈動磁動勢最大幅值的倍,轉向由電流的相序決定,即由電流超前相向電流滯後相旋轉,轉速為同步轉速。

8.9 如何改變三相合成旋轉磁場的轉向?

答:改變三相繞組中電流的相序即可改變合成旋轉磁場的轉向。實際中,只要任意對調兩根電源線就改變了電流相序,也就改變了旋轉磁場的轉向。

8.10 如果三相繞組通入同相位的交流電流,則單相基波磁動勢的性質是否發生變化?三相合成磁動勢如何?如果三相繞組中都通入直流電流,又如何?

答:三相繞組通入同相位的交流電流,單相基波磁動勢的性質不發生變化,仍然為脈動磁動勢。但三相合成磁動勢的性質發生變化,如果三相電流大小相等,那麼合成磁動勢為0,如果三相電流大小不等,合成磁動勢便為乙個軸線位置固定,大小和方向隨時間變化的脈動磁動勢。

三相繞組都通入直流電流,單相磁動勢成為幅值位置固定、大小和方向都不變的恆定磁動勢。如果每相直流電流大小相等,那麼合成磁動勢為0,如果每相電流大小不等,合成磁動勢便為乙個軸線位置固定,大小和方向都不變的恆定磁動勢。

8.11 一台50hz的交流電機,今通入60hz的三相對稱交流電流,設電流大小不變,問此時基波合成磁動勢的幅值大小、轉速和轉向將如何變化?

答:幅值大小不變,轉速因頻率增大而加快到原來的1.2倍,轉向不變。

8.12 匝數相同,空間錯開90o電角度的兩相繞組稱為兩相對稱繞組。若對稱的兩相繞組中通入對稱的兩相電流,試用數學法和**法分析其合成磁動勢的性質?

解:數學法:

顯然,合成磁動勢是乙個幅值不變並沿圓周旋轉的磁動勢。 同三相對稱繞組通入三相對稱電流一樣,兩相對稱繞組通入兩相對稱電流也產生圓形旋轉磁動勢。

8.13 一台三相非同步電動機,2p=6,z=36,定子為雙層繞組,,每相串聯匝數n=72,通入50hz的三相對稱電流,每相電流有效值為20a,試求三相合成基波磁動勢的幅值和轉速。

解:安匝/極

8.14 一台三相非同步電動機,2p=6,z=54,定子為雙層繞組,槽,每相串聯匝數n=180,通入50hz的三相對稱電流,每相電流有效值為10a,試求(1)單相磁動勢的最大幅值;(2)三相合成基波磁動勢的幅值和轉速?

解:(1

安匝/極

(2)安匝/極

第8章自測題參***

一、 填空題

1.20度、720度; 2. 2、4; 3. u1-w2-v1-u2-w1-v2、; 4. 2、2; 5. 2、8;

6. 0.98、0.96; 7. 余弦、正弦; 8. 脈動、2; 9. 3000、電流相序; 10.脈動、旋轉

二、 選擇題

1.② 2. ② 3. ④ 4. ④ 5. ② 6. ④ 7. ② 8. ④ 9. ③ 10. ④

三、 簡答題

1. 答:構成原則:

1)對稱原則,三相繞組的結構完全一樣,但在電機的圓周空間互相錯開電角度;2)電動勢相加原則,線圈兩個線圈邊的電動勢應該相加,線圈與線圈串聯也應符合這一原則;3)均勻原則,各相繞組在每個磁極範圍內所佔的槽數應相等,均等於。

分布規律:根據對稱原則,三相繞組的首端u1、v1、w1在空間應依次相距電角度;根據電動勢相加原則及相鄰磁極下導體感應電動勢方向相反的特點,每相繞組的首端和末端應相距電角度;根據均勻原則,在每個磁極範圍內,三相繞組應各佔乙個相帶。因此,三相繞組在每對磁極下按相帶的分布規律依次為u1-w2-v1-u2-w1-v2,它們各自占個槽。

2. 答:短矩係數是短矩線圈電動勢與整矩線圈電動勢之比,它小於1,因為整矩線圈電動勢等於兩線圈邊電動勢的代數和,而短矩線圈電動勢等於兩線圈邊電動勢的相量和。

分布係數是個分布線圈的合成電動勢與個集中線圈的合成電動勢之比,它小於1,因為分布線圈的合成電動勢等於個線圈電動勢的相量和,而集中線圈的合成電動勢等於個線圈電動勢的代數和。

3. 答:單相繞組基波磁動勢是乙個在空間按余弦規律分布,其幅值的位置固定、大小隨時間按正弦規律變化的脈動磁動勢,它既是空間的函式,又是時間的函式。

4. 答:三相繞組合成基波磁動勢是乙個沿空間按正弦分布、幅值恆定不變的圓形旋轉磁動勢,其幅值為單相脈動磁動勢最大幅值的倍,轉向由電流的相序決定,即由電流超前相向電流滯後相旋轉,轉速為同步轉速。

四、 計算題

1. 解:

2. 解: (1

安匝/極

(2)安匝/極

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