電機(jī)學(xué)交繞組習(xí)題課

1、解答：每極每相的地帶稱為極相帶。極相帶屬性按照A、Z、B、X、C、Y的順序確定。用60極相帶而不用120極相帶的原因是： 60極相帶的電勢較大， 120極相帶的電勢較小。后者是前者的0.866倍。反過來，前者是后者的1.155倍。下面進(jìn)行詳細(xì)討論。極相帶=每極每相的地帶。漢字釋義：帶 = 區(qū) = 域 = area = region = zone = belt = 條形區(qū)域，如寒帶、溫帶、沿海一帶。磁場切割導(dǎo)體產(chǎn)生電勢時(shí)，希望三相對(duì)稱、幅值最大。如何辦到呢？下面以兩極磁場為例，進(jìn)行說明。分四種情形-單層60、單層120雙層60、雙層120。1）單層60極相帶。注意：X就是-AY就是-BZ就是-C

2、+A-A都屬A相+B-B都屬B相+C-C都屬C相結(jié)論：無論單層、雙層，都應(yīng)采用60極相帶。解答：極相組A和極相組X，所生電勢相位相反。故它們串聯(lián)時(shí)必須反串。如果正串，它們的合成電勢將為零。解答：根據(jù)公式e=blv，先導(dǎo)出導(dǎo)體的電勢公式，此時(shí)引入每極磁通（基波幅值1）；再導(dǎo)出線圈的電勢公式，此時(shí)引入短距系數(shù)；第三導(dǎo)出線圈組的電勢公式，此時(shí)引入分布系數(shù)；最后導(dǎo)出相繞組的電勢公式，此時(shí)引入每相串聯(lián)匝數(shù)的概念，把單、雙層繞組的電勢公式統(tǒng)一起來。與變壓器的電勢公式比較，-接下頁類似之處是：都與常數(shù)4.44、頻率、匝數(shù)、磁通有關(guān)；形式上看，都含有4.44fN1等因子。差異是：1）變壓器電勢公式中的匝數(shù)是真

3、實(shí)匝數(shù)，交流機(jī)電勢公式中的匝數(shù)是有效匝數(shù)，即真實(shí)匝數(shù)乘以繞組系數(shù)后的匝數(shù)。2）變壓器的磁通沒有空間概念，只有時(shí)間概念；交流機(jī)的磁通是每極磁通，既有時(shí)間概念，又有空間概念，極就是空間概念。差異原因：變壓器繞組是集中的。變壓器磁場也是集中的，而且是靜止的。交流機(jī)繞組是分布的。交流機(jī)磁場是分布的，而且是旋轉(zhuǎn)的。解答：分布因數(shù)的物理意義-繞組動(dòng)勢（電動(dòng)勢、磁動(dòng)勢）從集中到分布所打的折扣，小于1。節(jié)距因數(shù)的物理意義-繞組動(dòng)勢（電動(dòng)勢、磁動(dòng)勢）從整距到非整距（長距、短距）所打的折扣，小于1。繞組因數(shù)的物理意義-繞組動(dòng)勢（電動(dòng)勢、磁動(dòng)勢）從集中整距到分布非整距所打的折扣，小于1。解答：采用短距繞組、分布繞組

4、時(shí)，動(dòng)勢（電動(dòng)勢、磁動(dòng)勢的合稱）的合成適合矢量運(yùn)算-作為時(shí)間相量的電動(dòng)勢適合矢量運(yùn)算，作為空間矢量的磁動(dòng)勢也適合矢量運(yùn)算。因此，短距因數(shù)、分布因數(shù)從而繞組因數(shù)，都適合于所有動(dòng)勢。 解答：諧波電勢產(chǎn)生原因-主磁場分布非正弦。諧波電勢抑制方法-短距繞組、分布繞組、改善主磁場分布。齒諧波電勢產(chǎn)生原因-齒諧波磁場，包括：磁導(dǎo)齒諧波磁場、固有齒諧波磁場、繞組齒諧波磁場。齒諧波電勢抑制方法-斜槽、分?jǐn)?shù)槽、半閉口槽、磁性槽楔等。不能采用分布和短距消除齒諧波。解答：斜槽消除次齒諧波電勢的原理-當(dāng)導(dǎo)體斜過的距離等于次齒諧波的波長2時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的次齒諧波電勢相互抵消。不可能消除所有的齒諧波。應(yīng)消除兩個(gè)基本齒諧波，即

5、Q/p+1次、Q/p-1次。斜過距離=一個(gè)定子齒距。解答：星形連接能夠消除三次及三的倍數(shù)次諧波線電勢，而且沒有環(huán)流。三角形連接雖然也能消除三次及三的倍數(shù)次諧波線電勢，但是有環(huán)流。故交流發(fā)電機(jī)的定子繞組一般都采用星形連接，而不采用三角形連接。該式的坐標(biāo)原點(diǎn)取在該相繞組的軸線處。解答：單相繞組的磁勢具有脈振性質(zhì)。單相電機(jī)需要起動(dòng)繞組是因?yàn)椋簺]有起動(dòng)繞組就不能形成旋轉(zhuǎn)磁場，從而沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。三相電機(jī)的為旋轉(zhuǎn)磁場，有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。故三相電機(jī)不需要起動(dòng)繞組。解答：三相基波磁勢幅值為三相基波磁勢幅值取決于電流有效值、每相串聯(lián)匝數(shù)、繞組因數(shù)、極對(duì)數(shù)。三相基波磁勢轉(zhuǎn)向取決于電流的相序。三相基波磁勢轉(zhuǎn)速取決于電源頻

6、率、電機(jī)極對(duì)數(shù)。解答：三種磁勢之間的關(guān)系為-一個(gè)脈振磁勢可以分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)向相反的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。反過來，兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)向相反的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢可以合成一個(gè)脈振磁勢。對(duì)稱三相繞組通以對(duì)稱三相電流得到圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。對(duì)稱三相繞組通以不對(duì)稱三相電流得到橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。解答：把三相電源中的任意兩相互相調(diào)換。解答：圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。解答：當(dāng)=3的自然數(shù)倍數(shù)時(shí)，各相磁勢空間相位相同，時(shí)間相位互差120，合成磁勢為零。見下頁。解答：當(dāng)=6k+1，即=7，13，19，時(shí)，合成磁勢轉(zhuǎn)向與基波的一致。當(dāng)=6k-1，即=5，11，17，時(shí)，合成磁勢轉(zhuǎn)向與基波的相反。 解答：磁勢不是這樣。原因如下。電勢是時(shí)間變化量。

7、空間上分布于各對(duì)極下（對(duì)單層繞組言）、或各極下（對(duì)雙層繞組言）的q圈組的電勢具有可加性-即可以相加。故相電勢等于一條支路所涉各q圈組的電勢之和。磁勢是空間變化量。無論是q圈組的磁勢還是相繞組的磁勢，單位都是“安匝/極”。極是一個(gè)空間概念。不同對(duì)極下q圈組的磁勢不具有可加性-即任意兩個(gè)不同對(duì)極下q圈組的磁勢相加都得不到我們想要的意義-“安匝/極”。 只有位于同一對(duì)極下的兩個(gè)q圈組的磁勢才能相加，這就是雙層繞組相繞組的磁勢。雙層繞組每對(duì)極下有兩個(gè)q圈組。如果有2對(duì)極，那么這2對(duì)極下q圈組的磁勢不能相加。因?yàn)椴粚偻粚?duì)極空間，相加沒有意義。單層繞組每對(duì)極下只有一個(gè)q圈組。這個(gè)q圈組的磁勢就是單層繞組

8、相繞組的磁勢。如果有2對(duì)極，那么就有2個(gè)q圈組。此時(shí)也不能把2個(gè)q圈組的磁勢相加。因?yàn)椴粚偻粚?duì)極空間，相加沒有意義。解答：線圈采用短距和分布后，基波磁勢、基波電勢的減小是削弱諧波必須付出的代價(jià)。不存在削弱諧波而不損害基波的方法。解答：諧波電勢的存在，使發(fā)電機(jī)電勢波形變壞，供電質(zhì)量下降，用電設(shè)備的運(yùn)行性能受到影響；增大了發(fā)電機(jī)本身的雜散損耗，使效率下降，溫升增加；輸電線中的高次諧波電流所生電磁場，干擾通信。 諧波磁勢的存在，使感應(yīng)電機(jī)中產(chǎn)生寄生轉(zhuǎn)矩，影響電機(jī)的起動(dòng)性能；使同步電機(jī)定子諧波磁場在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流損耗，引起電機(jī)發(fā)熱，效率降低。證明如下：1W1101C4.446300,335427,

9、221,EfNkUEQpN000C001p1546,6936036020,54322 9 118,122sin(90 )sin(90 )0.958,27QqppQpqNNayk 00d100W1p1 d111W1203sin()sin(9)sin30220.955,20320sin9sin9sin2260.958 0.9550.915,6300/30.995Wb4.444.44 50 18 0.915qkqkk kEfNk 解答：次數(shù)為Q/p+1和Q/p-1的齒諧波叫一階齒諧波。解答：參見3-38題。轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向：由于波上各點(diǎn)是一起前進(jìn)的，故整個(gè)波的速度 = 波上任意一點(diǎn)的速度。該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的綜合變量（簡稱綜量）為（+t）。當(dāng)波旋轉(zhuǎn)時(shí)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的綜量不變-因?yàn)樵擖c(diǎn)的高度，即該點(diǎn)的磁勢值不變。故+t =+（t+t）= constant，于是，+t = 0，/t = -。注意：是電角度。參見下頁圖?；蛘撸鼑?yán)謹(jǐn)?shù)兀?/p>