电机学习题集(交流电机部分)讲解学习
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电机学习题集(交流电机部分)
第三部分 交流机
14－1 在交流电机中，那类电机叫同步电机？那类电机叫异步电机？它们的基本工作原理和激磁方式有什么不同？
14－2 整数槽双层迭绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？整数槽双层波绕组的最大并联支路数是多少？如何才能达到？
14－3 在电势相加的原则下，交流迭绕组和波绕组的连接规律有什么不同？并说明二者的主要优缺点和应用范围。
14－21 一台JDM型二、四极三相交流双速电机，定子共24槽，只有一套双层迭绕组，节距为1～7，每相有二个线圈组，每一线圈组由4个线圈串联组成。试求这绕组在：
（1） 电机磁场为二极时的基波绕组系数；
（2） 电机磁场为四极时的基波绕组系数。
14－22 设有一三相，380V，50Hz，Y联结的两极异步电动机，定子冲片共有24槽，定子绕组为一双层绕组，线圈的节距为7槽。
14－17 试求双层绕组的优点，我是现代中、大型电机的交流绕组一般都采用双层绕组？
14－19 试诉分布系数和短矩系数的意义。若采用长距线圈y1> ,其短矩系数是否会大于1，为什么？试计算24槽4极电机中，当选取不同节距，y1＝ ，y1＝ ，y1＝ ，y1＝ ，y1＝ 时的短矩系数。
14－20 试证明在槽数相等的情况下，无论每极每相槽数等于多少，三相600相带和1200相带绕组的分布系数总有下列关系：kq1（600相带）＝1.16 kq1（1200相带）
14－11 齿谐波电势使由于什么原因引起的？在中小型异步电机和小型凸极同步电机中，场采用转子斜槽或斜极削弱齿谐波电势，斜多少合适？
14－12 在低速水轮发电机中，定子绕组常采用分数槽绕组，为什么？
14－13 何谓相带？在三相电机中为什么常采用600相带绕组而不用1200相带绕组？
14－14 交流电机的频率、极数和同步转速之间有什么关系？试求下列交流电机的同步转速或极数。
15－3 把一台三相交流电机定子绕组的三个首端和三个末端分别联在一起，再通以交流电流，合成磁势是多少？如将三相绕组依次串联起来后通以交流电流，合成磁势又是多少？
15－4 一台三角形连接的定子绕组，当绕组内有一相断线时，产生的磁势是什么磁势？
15－6 试述三相绕组产生的高次谐波磁势的极对数、转向、转速和幅值。它们建立的磁场在定子绕组内感应电势的频率是多少？
15－12 试分析下列情况下是否会产生旋转磁势，转向是顺时针还是逆时针？
（1）a、b两图中，三相绕组内通正负对称电流。
（2）a、b两图中通以 A， A， A
（3）在c、d中通以三相对称正序电流。
（4）e中有一相接反了，通以三相正序对称电流。
（5） ，
15－10 JQ282－4三相异步电动机，PN＝40 kw，UN＝380伏，IN＝75A，定子绕组采用三角形连接，双层迭绕组，四极，48槽，y1＝10槽，每槽导体数Nc＝22，a＝2。试求：
（4）相电势 ， ， ， 及合成相电势 和线电势E。
4－7 一台汽论发电机，两极，50Hz，定子54槽，每槽内两极导体，a＝1，y1＝22槽，Y接法。已知空载线电压U0＝6300V，求每极基波磁通量 。
14－9 为什么采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势？为什么削弱5次谐波和7 次谐波电势，节距选多大比较合适？
（1） 试作该绕组的三相展开图；
（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：
14－25 有一台三相异步发电机2P＝2，转速为3000r/m，电枢槽数Z＝60，双层绕组，单支路，每个线圈为单匝，设气隙磁场的基波 Wb，五次谐波磁密幅值Bm5为基波幅值的20％。试求：
15―11 一台50000kw的两极汽论发电机，50Hz三相，Un＝10.5kV，Y连接，
Cos ＝0.85，定子为双层迭绕组，Z＝72槽，y1＝28槽，每个线圈一匝，a＝2。试求当定子电流为额定值时，三相合成磁势的基波、3、5、7次谐波的幅值和转速，并说明转向。
（1）计算脉振磁势基波和3、5、7次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁势的表达式。 （2）当B相电流为最大值时，写出各相基波磁势的表达式；
（3）计算三相合成磁势基波及5、7、11次谐波的幅值，并说明各次谐波的转向、极数和转速；（4）写出三相合成磁势的基本及5、7、11次谐波的表达式；
（5）分析基波和5、7、11次谐波的绕组系数，说明采用短距和分布绕组对磁势波形有什么影响？
（Hale Waihona Puke Baidu） 汽论发电机f＝50Hz，2P＝2，n＝？
（2） 水轮发动机f＝60Hz，2P＝32，n＝？
（3） 同步发电机f＝50Hz，n＝750r/m，2P＝？
14－15 交流绕组和直流绕组的基本区别在哪里？为什么直流绕组必须用闭合绕组，而交流绕组却常接成开启绕组？
14－16 为什么相带A与相带X的线圈组串联时必须反向连接，不这样会引起什么后果？
14－4 试说明谐波电势产生的原因及其削弱方法。
14－6 一台三相同步发电机，f＝50Hz，nN＝1500r/m，定子采用双层短矩分布绕组。Q＝3，y1/ ＝ ，每相串联匝数w＝108，Y连接，每极磁通量 Wb， Wb， Wb， Wb，试求：
（1） 电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1，kw3，kw5，kw7；
（1） 基波电势的频率；整距线圈时基波的绕组系数和一相的基波电势；五次谐波的绕组系数和一相的五次谐波电势。
（2） 如要消除五次谐波，绕组的节距应选为多少？此时一相的基波电势降变成多少？
14－26 一台三相同步发电机f＝50Hz，nN＝1000r/m，定子采用双层短矩分布绕组q＝2， ，每相串联匝数W＝72，Y连接，每极基波磁通 Wb，Bm1：Bm3：Bm5：Bm7＝1：0.3：0.2：0.15。
试求（1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1；kw3；kw5；kw7。
（4）相电势 ； ； ； 及合成相电势 和线电势E。
14 补充：
某电机二极双层绕组，Y接，30槽，y1＝ ，Nc＝8。
（1） 如果将C相断开，由A、B相通入单相交流电10A（有效值）；
（2） 将C相断开，由A、B相通入直流10A，试计算绕组合成磁势。
第三部分 交流机
14－1 在交流电机中，那类电机叫同步电机？那类电机叫异步电机？它们的基本工作原理和激磁方式有什么不同？
14－2 整数槽双层迭绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？整数槽双层波绕组的最大并联支路数是多少？如何才能达到？
14－3 在电势相加的原则下，交流迭绕组和波绕组的连接规律有什么不同？并说明二者的主要优缺点和应用范围。
14－21 一台JDM型二、四极三相交流双速电机，定子共24槽，只有一套双层迭绕组，节距为1～7，每相有二个线圈组，每一线圈组由4个线圈串联组成。试求这绕组在：
（1） 电机磁场为二极时的基波绕组系数；
（2） 电机磁场为四极时的基波绕组系数。
14－22 设有一三相，380V，50Hz，Y联结的两极异步电动机，定子冲片共有24槽，定子绕组为一双层绕组，线圈的节距为7槽。
14－17 试求双层绕组的优点，我是现代中、大型电机的交流绕组一般都采用双层绕组？
14－19 试诉分布系数和短矩系数的意义。若采用长距线圈y1> ,其短矩系数是否会大于1，为什么？试计算24槽4极电机中，当选取不同节距，y1＝ ，y1＝ ，y1＝ ，y1＝ ，y1＝ 时的短矩系数。
14－20 试证明在槽数相等的情况下，无论每极每相槽数等于多少，三相600相带和1200相带绕组的分布系数总有下列关系：kq1（600相带）＝1.16 kq1（1200相带）
14－11 齿谐波电势使由于什么原因引起的？在中小型异步电机和小型凸极同步电机中，场采用转子斜槽或斜极削弱齿谐波电势，斜多少合适？
14－12 在低速水轮发电机中，定子绕组常采用分数槽绕组，为什么？
14－13 何谓相带？在三相电机中为什么常采用600相带绕组而不用1200相带绕组？
14－14 交流电机的频率、极数和同步转速之间有什么关系？试求下列交流电机的同步转速或极数。
15－3 把一台三相交流电机定子绕组的三个首端和三个末端分别联在一起，再通以交流电流，合成磁势是多少？如将三相绕组依次串联起来后通以交流电流，合成磁势又是多少？
15－4 一台三角形连接的定子绕组，当绕组内有一相断线时，产生的磁势是什么磁势？
15－6 试述三相绕组产生的高次谐波磁势的极对数、转向、转速和幅值。它们建立的磁场在定子绕组内感应电势的频率是多少？
15－12 试分析下列情况下是否会产生旋转磁势，转向是顺时针还是逆时针？
（1）a、b两图中，三相绕组内通正负对称电流。
（2）a、b两图中通以 A， A， A
（3）在c、d中通以三相对称正序电流。
（4）e中有一相接反了，通以三相正序对称电流。
（5） ，
15－10 JQ282－4三相异步电动机，PN＝40 kw，UN＝380伏，IN＝75A，定子绕组采用三角形连接，双层迭绕组，四极，48槽，y1＝10槽，每槽导体数Nc＝22，a＝2。试求：
（4）相电势 ， ， ， 及合成相电势 和线电势E。
4－7 一台汽论发电机，两极，50Hz，定子54槽，每槽内两极导体，a＝1，y1＝22槽，Y接法。已知空载线电压U0＝6300V，求每极基波磁通量 。
14－9 为什么采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势？为什么削弱5次谐波和7 次谐波电势，节距选多大比较合适？
（1） 试作该绕组的三相展开图；
（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：
14－25 有一台三相异步发电机2P＝2，转速为3000r/m，电枢槽数Z＝60，双层绕组，单支路，每个线圈为单匝，设气隙磁场的基波 Wb，五次谐波磁密幅值Bm5为基波幅值的20％。试求：
15―11 一台50000kw的两极汽论发电机，50Hz三相，Un＝10.5kV，Y连接，
Cos ＝0.85，定子为双层迭绕组，Z＝72槽，y1＝28槽，每个线圈一匝，a＝2。试求当定子电流为额定值时，三相合成磁势的基波、3、5、7次谐波的幅值和转速，并说明转向。
（1）计算脉振磁势基波和3、5、7次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁势的表达式。 （2）当B相电流为最大值时，写出各相基波磁势的表达式；
（3）计算三相合成磁势基波及5、7、11次谐波的幅值，并说明各次谐波的转向、极数和转速；（4）写出三相合成磁势的基本及5、7、11次谐波的表达式；
（5）分析基波和5、7、11次谐波的绕组系数，说明采用短距和分布绕组对磁势波形有什么影响？
（Hale Waihona Puke Baidu） 汽论发电机f＝50Hz，2P＝2，n＝？
（2） 水轮发动机f＝60Hz，2P＝32，n＝？
（3） 同步发电机f＝50Hz，n＝750r/m，2P＝？
14－15 交流绕组和直流绕组的基本区别在哪里？为什么直流绕组必须用闭合绕组，而交流绕组却常接成开启绕组？
14－16 为什么相带A与相带X的线圈组串联时必须反向连接，不这样会引起什么后果？
14－4 试说明谐波电势产生的原因及其削弱方法。
14－6 一台三相同步发电机，f＝50Hz，nN＝1500r/m，定子采用双层短矩分布绕组。Q＝3，y1/ ＝ ，每相串联匝数w＝108，Y连接，每极磁通量 Wb， Wb， Wb， Wb，试求：
（1） 电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1，kw3，kw5，kw7；
（1） 基波电势的频率；整距线圈时基波的绕组系数和一相的基波电势；五次谐波的绕组系数和一相的五次谐波电势。
（2） 如要消除五次谐波，绕组的节距应选为多少？此时一相的基波电势降变成多少？
14－26 一台三相同步发电机f＝50Hz，nN＝1000r/m，定子采用双层短矩分布绕组q＝2， ，每相串联匝数W＝72，Y连接，每极基波磁通 Wb，Bm1：Bm3：Bm5：Bm7＝1：0.3：0.2：0.15。
试求（1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1；kw3；kw5；kw7。
（4）相电势 ； ； ； 及合成相电势 和线电势E。
14 补充：
某电机二极双层绕组，Y接，30槽，y1＝ ，Nc＝8。
（1） 如果将C相断开，由A、B相通入单相交流电10A（有效值）；
（2） 将C相断开，由A、B相通入直流10A，试计算绕组合成磁势。