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将变为多少？ 第三部分 交流机部分

14－1 答：在交流电机中， 凡是转子速度与电机同步转速相同的电机叫做同步电机，反之，转子速度与电机同步转速不一致的叫做异步电机。 同步机磁极由直流励磁。同步发电机工作原来就是， 转子磁极被原动机带动旋转起来， 使磁场相对定子旋转，切割定子绕组产生感应电势发出交流电。 异步电动机当在三相对称绕组中统入对称的三相电流后， 它们共同作用产生一个旋转磁场， 这个磁场的励磁是由电流的无功产生。 旋转磁场切割转子导体产生感应电势， 通过短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电动机转动，这就是异步机工作原理。

14－2 答：整数槽双层迭绕组的最大并联支路数 a＝极数 2P。将每相的线圈组并联在一起即可达到 2P 条并联支路数。整数槽单层绕组最大并联支路数 a＝ P，同前一样的联法。整数槽双层波绕组最大可能并联支路 数 a＝2P，联时让 y＝ 即可。

14－3 答：交流迭绕组连接规律是任何两个相邻的线圈都是后一个跌在前一个

上。然后将同属一相的相邻线圈直接串联起来，形成迭绕组，它使用于 10kw 以上中小型异步电机及大型同步机定子绕组中。 它的优点是短矩时端点节铜， 能获 得较多的并联支路数。 波绕组是依次把同极下的线圈串联起来，每次前进约 这种绕组就是波绕组。 它可以减少线圈之间的连接线， 短矩时不能节铜， 多用于水轮机和绕线式异步机的转子中。 14－4 答：谐波电势是由于磁极磁场非正弦分布以及电枢表 面齿槽分布影响产生的。削弱的方法 有：（1）改变磁极的极化形状使之电枢表

面磁场分布接近正弦。 （2）在三相电机中采用 或 Y 接消除三次谐波。 （3） 采用短矩绕组削弱高次谐波。 （4）采用分布绕组削弱高次谐波电势。 （5） 采用鈄槽削弱齿谐波电势。（ 6）采用分数槽绕组削弱齿槽谐波电势。 14－6 解：（ 1）根据 n＝60f/P 得电机极对数 P＝2 （对极）

(2) 定子槽数 Z1＝2Pmq＝2×2×3×3＝ 36 （槽）（3）绕组系数

（ 4）相电势

所以

V

＝ 4.44 ×108×( －0.5774) ×3×50×0.66 ×102

＝－ 274.1 V

＝40.236

V

＝ 9.163V

相电势 ＝360.2 V

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线电势中 相互抵消了，所以

E ＝ V

14－7 解：发电机极距 ＝Z÷2P＝ 27 每极每相槽数 q＝Z÷2Pm＝54÷（ 2×1×3）＝ 9 槽角度 所以

每极串联的匝数为 W＝Z×2/ （ 2m）＝（ 2×54） / （2×3）＝ 18 空载时每相感应的电势 V 根据 得每极基波磁通量

Wb 14－9

答：从绕组系数公式

可知，采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势，这

是因为每槽电势随着谐波次数的增加，相邻槽的电势相位差增大 倍，所以采用 它们可以削弱谐波电势。从 知，要削弱 5 次和 7 次谐波电势，选 y1＝ 比较合适，此时， ， ，使它们削弱都比较大。 14－11 答：齿谐波电势是由于定子槽开口或转子槽开口使 气隙磁导不均所引起的。 在采用转子斜槽或斜极来削弱齿谐波电势时斜一个定子齿距 t1 比较合适。 14－12 答：在低速送水轮发电机中， 由于电机极数很多， 每极每相槽数很少， 财开口磁导不均影响也较大， 为了削弱高次谐波 （包括齿谐波）电势，所以常采用分数槽绕组。 14－13 答：将极下的电枢表面分成三等分，每相占一等 分，我们称每一等分为一相带。 在三相电机中采用 600 相带绕组可以产生比 1200 相带绕组高的感应电势，分布系数也大于 1200 相带，所以采用 600 相带。 14－14 解： 交流电机的频率、极数和同步转速之间的关系是

n ＝60f/P ＝120f /2P

（ 1） 汽论发电机 n＝120×50/2 ＝ 3000r/m （ 2） 水轮发电机 n＝120×50/32 ＝ 225r/m

（ 3） 同步电动机 2P＝120f/n ＝120×50/750 ＝ 8

14－15 答：基本区别在于交流绕组分相，不闭合。直流绕组不分相，但必须闭

合。直流绕组由于换向， 使电刷与换向器之间有相对运动， 所以为了保证电机运行，就必须使直流绕组用闭合绕组。 而交流绕组是在绕组中通电后产生旋转磁场， 不存在换向问题，所以常将其接成开启绕组。 14－16 答：由于相带 A 与相带 X 的线圈相当于电机中 N、S

极的励磁绕组，所以必须将它们反向连接，否则， A、X 相带线圈产生的磁势相互抵消，不能形成旋转磁场，在电动机中，不能转动，如果是发电机将不能产生电势，不能发电。电动机中，由于不能激磁，所以流过绕组的电流很大，这是哟于电压降仅由绕组电阻及很小的 La 产生。 14－17 答：双层绕组可以恨灵活的选择线圈节距来削弱谐 波电势和磁势，并且漏抗较小，电压中、大型电机一般都采用它。

14－19 解：分布系数 kq＝ ，表明一个相带由 q 个元件组成时，由于每相邻两个元件中电势相差 电角度，当它们迭加在一起时与每个电势算术相加小， kq 表示几何相加与算术相加时的一个比较系数。

短矩系数 表明，同一元件两个元件边相位相差的系数。

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对于 24 槽四极电机， 。 当 y1＝ 时， 当 y1＝ 时， 当 y1＝ 时， 当 y1＝ 时， 当 y1＝ 时，

若采用长距线圈 y1> 时其短矩系数不会大于 1，这是因为采用长距后， 两元件边 的感应电势相位不相等，迭加后不会与算术和相等。所以 ky 不会大于 1。至于 这个结论，从上计算可以得出同样的结论。 14－20 解：设每极每相槽数为 q，槽位角为 ，则有 600 相带分布的绕组分布系数kq1（ 600）＝ ，

1200 相带分布的绕组分布系数 kq1（1200）＝ ， 所以

又因为 ，每相每极占 600 电角度所以 ＝2Sin300/Sin600 ＝1.155

故不论每极每相槽数 q 等于多少，总有 kq1（ 600 相带）＝ 1.16 kq1（1200 相带）成立。

14－21 解：（ 1）电机磁场为二极时， ，而 y1＝6，每相每极槽数 q＝24/ （3×2）＝ 4 所以此时的基波绕组系数

（2）电机磁场为四极时，

所以此时的基波绕组系数

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。 （ 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 解：（ 1）基波电势的频率 Hz

每相每极槽数 q＝60/ （2×3）＝ 10 槽角度

基波绕组系数

每相绕组串联匝数 W＝60/3 ＝20 T 所以 V

五次谐波绕组系数 V

（ 1） 要消除五次谐波则应使

即使 而 ，故

.

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所以要使五次谐波为零，则必须 解得： 或 或 或

根据绕组的实际连接情况，消除五次谐波时应使 所以 V 14－26

3000/1000 ＝ 3

或 ，此时

解：（ 1）电机的极对数 P＝ 60f/nN ＝ （ 2）定子槽数 Z＝m×2P×q＝ 36 槽 （ 3）绕组系数

而槽角度 所以

（ 4）

V

V

V V 所以

V

槽

V

14 补充：解：每极每相槽数 q＝

槽距角

每相串联匝数 W＝ 匝

(1) 相绕组基本磁势 则 所以

则

＝ 567.54 A/P

为幅值 的脉振荡磁势波。

（ 2）通以直流时相绕组基波磁势幅

值所以 则

故

15－3 答：不论是串、并联，绕组中均通以的电流为同相的， 所以三相合成的磁势为零。 15－4 答：如假定 C 相断开，则 A、 B 两相中通以的交流电 时间上相差 1200，合成磁势为椭圆旋转磁势。 15－6 答：对 次谐波磁势，极对数为 P ，转速为 n1/ ，当

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＝ 2mk－1 时与 n1 转向相反。当 ＝2mk＋ 1 时与 n1 方向相同。其幅值为 。它们所建立的磁场在定子绕组内感应电势的频率仍为 f1 。（ ＝3k 时， F ＝0） 15－12

（ 1） a、 b 两图中，三相绕组内通正负对称电流。

答：通正序电流： a 逆， b 顺；通负序： a 顺， b 逆。

（ 2） a、 b 两图中通以 A ， A ， A

答： a 逆时针， b 顺时针，椭圆旋转磁场。

（ 3）在 c、d 中通以三相对称正序电流。

答： c 中产生脉振磁势， d 中产生逆时针旋转磁势。

（ 4） e 中有一相接反了，通以三相正序对称电流。

答：产生顺时针旋转的椭圆磁场。

（ 5） ，

15－10

答： ＝ ，故顺时针转。

解：（ 1）每相每极槽数 q＝48/ （3×4）＝ 4

每相串联匝数 W＝ 匝 而

极距

所以

则脉振磁势的幅值为：

其脉振磁势的表达式为（以 A 相为例，且 ）

（ 2）当 B 相电流最大时 wt －1200＝900，即 wt＝ 2100 所以

（ 3）三相合成磁势的基波幅值为

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