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1、變 壓 器 部 分 習題與解答 1 、 為 了 得 到 正 弦 感 應(yīng) 電 勢 ， 當 鐵 心 不 飽 和 時 ， 空 載 電 流 各 成 何 種 波形 ？ 為 什 么 ？ 答 ： 為 了 得 到 正 弦 感 應(yīng) 電 勢 ， 根 據(jù) 知 ， 就 必 須 使 磁 通 也 是 正 弦 量 ， 當鐵 心 不 飽 和 時 ， 故 ， 此 時 空 載 電 流 也 是 正 弦 變 化 量 ， 即 呈 正 弦 波 。 當 鐵 心 飽 和 時 ， 空 載 電 流 比 磁 通 變 化 大 ， 此 時 空 載 電 流 呈 尖 頂 波 形 。 2 、 為 什 么 可 以 把 變 壓 器 的 空 載 損 耗 近

2、似 看 成 是 鐵 耗 ， 而 把 短 路 損 耗 看成 是 銅 耗 ？ 變 壓 器 實 際 負 載 時 實 際 的 鐵 耗 和 銅 耗 與 空 載 損 耗 和 短 路 損 耗 有 無 區(qū) 別 ？ 為 什 么 ？答 ： 因 為 空 載 時 電 流 很 小 ， 在 空 載 損 耗 中 鐵 耗 占 絕 大 多 數(shù) ， 所 以 空 載 損 耗 近 似 看 成 鐵 耗 。 而 短 路 時 ， 短 路 電 壓 很 低 ， 因 而 磁 通 很 小 ， 鐵耗 也 很 小 ， 短 路 損 耗 中 銅 耗 占 絕 大 多 數(shù) ， 所 以 近 似 把 短 路 損 耗 看 成 銅 耗 。 實 際 負 載 時 鐵

3、耗 和 銅 耗 與 空 載 時 的 鐵 耗 和 銅 耗 有 差 別 ， 因 為 后 一個 是 包 含 有 其 它 損 耗 。 3 、 變 壓 器 的 其 它 條 件 不 變 ， 僅 將 原 、 副 邊 線 圈 匝 數(shù) 變 化 1 0 ％ ， 試 問 對 和 的 影 響 怎 樣 ？ 如 果 僅 將 外 施 電 壓 變 化 1 0 ％ ， 其 影 響 怎 樣 ？ 如 果 僅 將 頻率 變 化 1 0 ％ ， 其 影 響 又 怎 樣 ？ 答 ： 因 為 ， ， 所 以 當 原 、 副 邊 匝 數(shù) 變 化 1 0 ％ 時 ， 變 化 2 0 ％ 。 由 于w變 化 1 0 ％ ， 而 U不 變 ， 使

4、 變 化 1 0 ％ 。 又 因 為 ， 磁 通 變 化 1 0 ％ 時 由 于 飽 和 影 響 ， 變 化 k ％ ， 所 以 的 變 化 大 于 2 0 ％ 。將 外 施 電 壓 變 化 1 0 ％ 時 ， 也 將 變 化 1 0 ％ ， 使 不 變 ， 的 變 化 大 于 1 0 ％ 。 這 是 因 為 變 化 1 0 ％ ， 由 于 磁 路 飽 和 影 響 ， 變 化 大 于 1 0 ％ 。 如 果 將 頻 率 變 化 1 0 ％ ， ， 所 以 變 化 1 0 ％ ， 而 f變 化 1 0 ％ ， 則 因 為 U 不 變 ， 使 變 化 1 0 ％ 。 同 樣 使 的 變 化 大

5、于 1 0 ％ 。 4 、 一 臺 變 壓 器 ， 原 設(shè) 計 頻 率 為 5 0 赫 茲 ， 現(xiàn) 將 它 接 到 6 0 赫 茲 的 電 網(wǎng) 上 運行 ， 額 定 電 壓 不 變 。 試 問 對 激 磁 電 流 ， 鐵 耗 ， 漏 抗 ， 電 壓 變 化 率 有 何 影 響 ？ 答 ： 因 為 ， 當 U不 變 而 f改 變 后 ， 將 下 降 到 原 來 的 5 /6 ， 所 以 激 磁 電 流 將 減 小 。 漏 抗 ， 所 以 增 大 6 /5 倍 。 電 壓 變 化 率 隨 增 大 而 增 大 。 又 因 為 ，而 ， 所 以 鐵 耗 將 下 降 。 5 、 有 一 臺 單 相 變

6、 壓 器 ， 額 定 容 量 KVA， 原 副 邊 額 定 電 壓 伏 ， 赫 茲 。 原副 線 圈 的 電 阻 及 漏 抗 為 歐 ， ， ， 。 試 求 ： （ 1 ） 折 算 到 高 壓 邊 的 短 路 電 阻 ， 短 路 電 抗 及 阻 抗 ；（ 2 ） 折 算 到 低 壓 邊 的 短 路 電 阻 ， 短 路 電 抗 及 阻 抗 ； （ 3 ） 將 （ 1 ） 、 （ 2 ） 求 得 的 參 數(shù) 用 標 么 值 表 示 ； （ 4 ） 計 算 變 壓 器 的 短 路 電 壓 百 分 比 及其 分 量 ， 。 （ 5 ） 求 滿 載 及 超 前 等 三 種 情 況 下 的 電 壓 變 化

7、 率 并 討 論 計 算 結(jié) 果 。 解 ： （ 1 ） 折 算 到 高 壓 邊 的 短 路 阻 抗 k ＝ 歐 （ 2 ） 折 算 到 低 壓 邊 的 短 路 阻 抗 歐 (3 ) 所 以 （ 4 ） 短 路 電 壓 百 分 值 （ 5 ） 當 滿 載 ， 功 率 因 數(shù) 時 變 壓 器 的 電 壓 變 化 率 當 滯 后 時 ， 當 超 前 時 ， 對 于 電 壓 變 化 率 ， 當 即 阻 性 負 載 時 電 壓 變 化 率 較 小 ，

8、 當 負 載為 感 性 時 ， 電 壓 變 化 率 大 ， 當 負 載 為 容 性 時 ， 負 載 時 的 端 電 壓 可 能 高 于 空 載 時 的 端 電 壓 。 6 、 一 臺 單 相 變 壓 器 ， 已 知 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 當 滯 后 時 ， 副 邊 電流 ， 。 試 求 ： (1 ) 用 近 似 T形 等 效 電 路 和 簡 化 等 效 電 路 求 ， 并 將 結(jié) 果 進 行 比 較(2 ) 畫 出 折 算 后 的 矢 量 圖 和 T形 等 效 電 路 。 解 ： （ 1 ） 變 壓 器 變 比 k ＝ 所 以

9、 用 近 似 T形 等 效 電 路 計 算 時 ， 以 作 參 考 向 量 ＝ 6 0 0 0 伏 ， 所 以 ＝ － 6 0 0 0 － ＝ － 6 3 0 0 .0 8 － 2 9 8 7 .1 6 ＝ 伏 ＝ － 1 4 4 .8 3 +1 1 3 .5 9 ＝ 1 8 4 .0 6 A 故 伏 A 用 簡 化 等 效 電 路 計 算 時 ， 仍 以 作 參 考 向 量 ＝ 伏 A所 以 用 兩 種 等 效 電 路 計 算 結(jié) 果 相 差 很 小 。 U相 同 ， I略 變 。（ 2 ） 7 、 一 臺 單 相 變 壓 器 ， ， ， ，

10、空 載 及 短 路 實 驗 的 結(jié) 果 如 下 ： 實 驗 名 稱 電 壓 （ 伏 ） 電 流 （ 安 ） 功 率 （ W） 電 源 加 在 空 載 6 3 0 0 1 0 .1 5 0 0 0 低 壓 邊 短 路 3 2 4 0 1 5 .1 5 1 4 0 0 0 高 壓 邊 試 計 算 （ 1 ） 折 算 到 高 壓 邊 的 參 數(shù) （ 實 際 值 及 標 么 值 ） ， 假 定 ， （ 2 ） 畫出 折 算 到 高 壓 邊 的 T型 等 效 電 路 ； （ 3 ） 計 算 短 路 電 壓 的 百 分 值 及 其 二 分 量 ； （ 4 ） 滿 載 及 滯 后 時 的 電 壓 變 化 率

11、 及 效 率 （ 5 ） 最 大 效 率 。 解 ： （ 1 ） 空 載 實 驗 可 以 得 到 折 算 到 高 壓 邊 的 參 數(shù) ， 而 k ＝ 6 0 /6 .3 ＝ 9 .5 2 4所 以 根 據(jù) 短 路 實 驗 得 到 折 算 到 低 壓 邊 的 參 數(shù) 所 以 （ 2 ） 折 算 到 高 壓 的 T型 等 效 電 路 （ 3 ） 所 以（ 4 ） 電 壓 變 化 率 ＝ （ 1 .6 9 4 4 0 .8 +5 .6 9 4 4 0 .6 ） ％ ＝ 4 .7 7 ％ 此 時 ，而 所 以 k w故

12、 k w 則（ 5 ） 達 到 最 大 效 率 時 ， 所 以 所 以 ＝ 9 8 .1 9 ％ 8 、 一 臺 的 單 相 變 壓 器 ， 如 接 在 直 流 電 源 上 ， 其 電 壓 大 小 和 銘 牌 電 壓 一 樣 ， 試 問 此 時 會 出 現(xiàn) 什 么 現(xiàn) 象 ？ 副 邊 開 路 或 短 路 對 原 邊 電 流 的 大 小 有 無影 響 ？ （ 均 考 慮 暫 態(tài) 過 程 ） 答 ： 因 是 直 流 電 ， 變 壓 器 無 自 感 和 感 應(yīng) 電 勢 ， 所 以 加 壓 后 壓 降 全 由電 阻 產(chǎn) 生 ， 因 而 電 流 很 大 ， 為 。 如 副 邊 開 路 或 短

13、 路 ， 對 原 邊 電 流 均 無 影 響 ， 因 為 不 變 。 9 、 變 壓 器 的 額 定 電 壓 為 2 2 0 /1 1 0 伏 ， 若 不 慎 將 低 壓 方 誤 接 到 2 2 0 伏 電 源上 ， 試 問 激 磁 電 流 將 會 發(fā) 生 什 么 變 化 ？ 變 壓 器 將 會 出 現(xiàn) 什 么 現(xiàn) 象 ？ 答 ： 誤 接 后 由 知 ， 磁 通 增 加 近 一 倍 ， 使 激 磁 電 流 增 加 很 多 （ 飽 和 時大 于 一 倍 ） 。 此 時 變 壓 器 處 于 過 飽 和 狀 態(tài) ， 副 邊 電 壓 4 4 0 伏 左 右 ， 使 效 率 降 低 ， 絕 緣 可 能

14、 被 擊 穿 等 現(xiàn) 象 發(fā) 生 。 1 0 、 一 臺 三 相 變 壓 器 ， ＝ 5 6 0 0 KVA， ， Y/－ 1 1 連 接 ， 變 壓 器 空 載 及 短路 實 驗 數(shù) 據(jù) 如 下 ： 實 驗 名稱 線 電 壓（ 伏 ） 線 電 流（ 安 ） 三 相 功 率（ W） 電 源 加在 空 載 6 3 0 0 7 .4 6 8 0 0 低 壓 邊 短 路 5 5 0 3 2 4 1 8 0 0 0 高 壓 邊 求 ： （ 1 ） 計 算 變 壓 器 參 數(shù) ， 實 際 值 及 標 么 值 ；（ 2 ） 利 用 型 等 效 電 路 ， 求 滿 載 滯 后 時 的 副 邊 電 壓 及 原

15、 邊 電 流 ； （ 3 ） 求 滿 載 滯 后 時 的 電 壓 變 化 率 及 效 率 。 解 ： （ 1 ） 所 以 則 ： 因 所 以 （ 2 ） 以 作 參 考 向 量 ， 即 ， 并 近 似 認 為 相 位 與 相 反 ， 故 可 以 得 到 ＝ 0 .8 － j0 .6 所 以 故 k V故 （ 3 ） ＝ （ 0 .3 2 0 1 0 .6 +5 .4 8 0 .6 ） ＝ 3 .5 4 ％對 于 第 （ 2 ） 個 問 題 ， 由 于 假 設(shè) 與 － 同 相 ， 如 想 減 小 這 一 假 設(shè) 造 成 的 誤 差 ， 可 對 相 位 進

16、 行 修 正現(xiàn) 修 正 后 的 這 樣 ， 與 arcCo s0 .8 很 接 近 了 。 1 1 、 一 臺 Y/連 接 的 三 相 變 壓 器 ， 原 邊 加 對 稱 正 弦 額 定 電 壓 ， 作 空 載 運 行 ， 試 分 析 ： （ 1 ） 原 邊 電 流 、 副 邊 相 電 流 和 線 電 流 中 有 無 三 次 諧 波 成 分 ？（ 2 ） 主 磁 通 及 原 副 邊 相 電 勢 中 有 無 三 次 諧 波 成 分 ？ 原 方 相 電 壓 及 副 方 相 電 壓 和 線 電 壓 中 有 無 三 次 諧 波 成 分 ？ 答 ： （ 1 ） 由 于 原

17、 方 Y接 ， 三 次 諧 波 電 流 無 通 路 。 所 以 原 邊 電 流 沒有 三 次 諧 波 成 分 。 副 邊 三 角 形 接 ， 相 電 流 中 有 三 次 諧 波 成 分 ， 而 線 電 流 中 沒 有 三 次 諧 波 成 分 。（ 2 ） 主 磁 通 中 有 三 次 諧 波 ， 原 副 方 相 電 勢 中 也 有 三 次 諧 波 成 分 。 原 方 的 相 電 壓 中 有 三 次 諧 波 成 分 ， 副 邊 相 電 壓 及 原 副 方 線 電 壓 中 均 無 三次 諧 波 成 分 。 1 2 、 一 臺 Y/連 接 的 三 相 變 壓 器 ， 原 邊 加 額 定 電 壓 空

18、 載 運 行 。 此 時 將 副 方 的 三 角 形 打 開 一 角 測 量 開 口 處 的 電 壓 ， 再 將 三 角 形 閉 合 測 量 其 中 的 電流 。 試 問 當 此 時 三 相 變 壓 器 試 組 式 或 心 式 時 ， 所 測 得 的 數(shù) 據(jù) 有 什 么 不 同 ？ 為 什 么 ？答 ： 由 于 組 式 變 壓 器 各 相 磁 路 相 互 獨 立 ， 三 次 諧 波 磁 通 的 磁 路 就 是 主 磁 路 ， 而 心 式 變 壓 器 中 三 次 諧 波 磁 通 只 能 走 箱 壁 ， 與 空 氣 等 耦 合 ， 很大 。 故 測 開 口 處 電 壓 時 組 式 很 大 ， 而

19、心 式 很 小 。 當 閉 合 測 電 流 時 ， 表 中 測 得 的 電 流 就 是 三 次 諧 波 電 流 。 這 個 起 一 個 激 磁 電 流 的 作 用 ， 使 主 磁 通中 減 小 。 1 3 、 兩 臺 三 相 變 壓 器 并 聯(lián) 運 行 ， 組 號 均 為 Y/－ 1 1 ， 數(shù) 據(jù) 如 下 ： 變 壓 器 1 ： 5 6 0 0 KVA ， 6 0 0 0 /3 0 5 0 V ， ＝ 0 .0 5 5 ； 變 壓 器 2 ： 3 2 0 0 KVA ， 6 0 0 0 /3 0 0 0 V ， ＝ 0 .0 5 5 。 兩 臺 變 壓 器 的 短 路 電

20、阻 與 短 路 電 抗 之 比 相 等 ， 試 求 空 載 時 每 一 變 壓 器 的循 環(huán) 電 流 及 其 標 么 值 。 解 ： 電 流 A A A A 則 變 比 環(huán) 流 （ 線 電 流 ） A 所 以 ， 1 4 、 用 對 稱 分 量 法 分 析 Y/Y連 接 的 三 相 變 壓 器 兩 相 短 路 時 ， 原 、 副 方電 流 的 相 互 關(guān) 系 。 此 種 情 況 下 是 否 有 中 點 移 動 現(xiàn) 象 ？ 為 什 么 ？ 解 ： 設(shè) 副

21、 方 a、 b 兩 相 短 路 ， 并 令 短 路 電 流 為 ， 則 由 對 稱 分 量 法 得出 ： ==， 所 以 = = =0 所 以 = = 則 += +=+=0 原 方 實 際 電 流 ，因 沒 有 零 序 分 量 所 以 此 種 情 況 下 沒 有 中 點 移 動 現(xiàn) 象由 ， ，得 故 1 5 、 某 工 廠 由 于 生 產(chǎn) 的 發(fā) 展 ， 用 電 量 由 5 0 0 k VA增 加 到 8 0 0 k VA。 原 有 一 臺 變 壓 器 SN =5 6 0 k VA, U1 N/U2 N＝ 6 0 0 0 /4 0 0 ， Y， y n 0 聯(lián) 結(jié)

22、， Uk ＝ 4 .5 ％ 。 現(xiàn) 有 三 臺 變 壓 器 可 供 選 用 ， 它 們 的 數(shù) 據(jù) 是 ：變 壓 器 1 ： 3 2 0 k VA， 6 3 0 0 /4 0 0 V， U k ＝ 4 ％ ， Y， y n 0 聯(lián) 結(jié) ；變 壓 器 2 ： 2 4 0 k VA， 6 3 0 0 /4 0 0 V， U k ＝ 4 .5 ％ ， Y， y n 4 聯(lián) 結(jié) ；變 壓 器 1 ： 3 2 0 k VA， 6 3 0 0 /4 4 0 V， U k ＝ 4 ％ ， Y， y n 0 聯(lián) 結(jié) ； 1 、 試 計 算 說 明 ， 在 不 使 變 壓 器 過 載 的 情 況 下 ， 選 用

23、 那 一 臺 投 入 并 聯(lián) 比 較 適 合 ？ 2 、 如 果 負 載 增 加 需 選 兩 臺 變 比 相 等 的 與 原 變 壓 器 并 聯(lián) 運 行 ， 試 問 最 大 總 負 載 容 量 是 多 少 ？ 那 臺 變 壓 器 最 先 達 到 滿 載 ？解 ： （ 1 ） 選 第 1 臺 適 合 。 （ 2 ） 如 果 負 載 增 加 ， 則 選 第 一 臺 與 第 二 臺 ， 但 第 二 臺 要 進行 改 接 ， 使 原 Y， y n 4 改 接 為 Y， y n 0 。則 三 臺 變 壓 器 中 ， 由 于 第 一 臺 ， U k ＝ 4 ％ 最 小 ， 所 以 最 先 達到 滿 載 則

24、 S1 ＝ SN3 2 0 k VA。 故 所 以所 以 k VA 1 6 、 兩 臺 變 壓 器 并 聯(lián) 運 行 均 為 Y， d 1 1 聯(lián) 結(jié) 標 號 ， U1 N/U2 N＝ 3 5 /1 0 .5 KV， 第 一 臺 1 2 5 0 k VA， Uk 1 ＝ 6 .5 ％ ， 第 二 臺 2 0 0 0 k VA， Uk 1 ＝ 6 ％ ， 試 求 ：1 、 總 輸 出 為 3 2 5 0 k VA時 ， 每 臺 變 壓 器 的 負 載 是 多 少 ？ 2 、 在 兩 臺 變 壓 器 均 不 過 載 的 情 況 下 ， 并 聯(lián) 組 的 最 大 輸 出 為 多 少 ？ 此

25、時 并 聯(lián) 組 的 利 用 率 達 到 多 少 ？ 解 ： 1 、所 以 所 以 所 以 k VA k VA 2 、 兩 臺 變 壓 器 均 不 過 載 ， 則 第 二 臺 滿 載 ，k VA 并 聯(lián) 組 利 用 率 ： 1 7 、 一 臺 三 相 雙 線 圈 變 壓 器 ， SJ1 － 1 0 0 /3 ， 1 0 0 KVA， 3 0 0 0 /4 0 0 V， Y/Y0 － 1 2 ， ， P0 ＝ 6 1 6 w， ， Pk N＝ 2 3 5 0 w。 現(xiàn) 將 其 改 成 升 壓 自 耦 變 壓 器 。 試 求 ： （ 1 ） 改 接 后 折 算 到 高 壓 方 的 參 數(shù)

26、； （ 實 際 值 基 標 么 值 ） （ 2 ） 該 自 耦 變 壓 器 的 額 定 容 量 和 線 圈 容 量 之 比 ；（ 3 ） 當 它 供 給 滿 載 且 功 率 因 數(shù) 為 1 時 的 電 壓 變 化 率 和 效 率 。 解 ： 因 為 KVA， 這 是 將 3 0 0 0 /4 0 0 V改 成 3 0 0 0 /3 4 0 0 自 耦 變 壓 器 是 的 容 量 。 而所 以 ， ， ， （ 2 ）（ 3 ） 另 解 ： 當 將 3 0 0 0 /4 0 0 變 壓 器 改 成 4 0 0 /3 4 0 0 變 壓 器 （ 這 種 變 比 用 自

27、耦 變 壓 器 意 義 不 大 ,反 而 會 帶 來 其 它 問 題 ） （ 1 ） KVA， k ＝ 0 .1 3 3 而所 以 ， ， ， （ 2 ） （ 3 ） 直 流 電 機 及 拖 動 部 分 習題與解答 1 、 為 什 么 直 流 電 機 能 發(fā) 出 直 流 電 ？ 如 果 沒 有 換 向 器 ， 直 流 電 機 能 不 能發(fā) 出 直 流 電 流 ？ 答 ： 直 流 由 于 換 向 器 的 作 用 ， 使 電 刷 短 接 的 元 件 始 終 切 割 相 同 磁極 ， 感 應(yīng) 電 勢 在 電 刷 兩 端

28、 不 變 ， 故 直 流 機 能 發(fā) 出 直 流 電 。 2 、 試 判 斷 下 列 情 況 下 ， 電 刷 兩 端 電 壓 性 質(zhì) ： （ 1 ） 磁 極 固 定 ， 電 刷 與 電 樞 同 時 旋 轉(zhuǎn) ： （ 2 ） 電 樞 固 定 ， 電 刷 與 磁 極 同 時 旋 轉(zhuǎn) 。答 ： （ 1 ） 電 刷 兩 端 的 是 交 流 電 壓 ： （ 2 ） 電 刷 兩 端 的 是 直 流 電 壓 。 3 、 已 知 某 直 流 電 動 機 銘 牌 數(shù) 據(jù) 如 下 ， 額 定 功 率 ， 額 定 電 壓 ， 額 定 轉(zhuǎn)速 ， 額 定 效 率 ， 試 求 該 電 機 的 額 定 電 流 。 解 ：

29、對 于 直 流 電 動 機 ，故 該 電 機 的 額 定 電 流 4 、 一 臺 直 流 發(fā) 電 機 額 定 容 量 1 8 0 k w， 額 定 電 壓 2 3 0 伏 ， 額 定 轉(zhuǎn) 速 1 4 5 0 r/m， 額 定 效 率 8 9 .5 %,求 額 定 輸 入 功 率 和 額 定 電 流 。解 ： 此 電 機 的 額 定 輸 入 功 率 額 定 電 流 5 、 何 謂 主 磁 通 ？ 何 謂 漏 磁 通 ？ 漏 磁 通 大 小 與 那 些 因 素 有 關(guān) ？答 ： 要 通 過 空 氣 隙 與 主 極 和 電 樞 繞 組 交 鏈 的 磁 通 ， 就 是 主 極 磁 通

30、 。 只 與 激 磁 繞 組 交 鏈 而 不 通 過 氣 隙 與 電 樞 繞 組 交 鏈 的 磁 通 稱 為 漏 磁 通 。 漏 磁 通 與 電 機 磁 極 結(jié) 構(gòu) 、 激 磁 繞 組 、 氣 隙 等 有 關(guān) 。 6 、 何 謂 飽 和 現(xiàn) 象 ？ 電 機 的 磁 路 為 什 么 會 出 現(xiàn) 飽 和 現(xiàn) 象 ?飽 和 對 電 機 運 行 性 能 有 何 影 響 ？答 ： 當 隨 著 H增 大 而 減 小 ， 即 磁 阻 增 大 的 現(xiàn) 象 叫 做 飽 和 現(xiàn) 象 。 電 機 磁 路 中 由 于 有 非 線 性 鐵 磁 材 料 ， 所 以 會 出 現(xiàn) 飽 和 現(xiàn) 象 。 由 于 飽 和

31、現(xiàn)象 的 存 在 ， 使 電 機 設(shè) 計 時 對 H和 B的 值 不 能 取 得 過 高 ， 材 料 利 用 率 受 到 限 制 ， 激 磁 電 流 需 要 增 大 。 7 、 一 臺 四 極 單 迭 繞 組 的 直 流 電 機 。（ 1 ） 如 果 取 出 相 鄰 的 兩 組 電 刷 ， 只 用 剩 下 的 兩 外 兩 組 電 刷 是 否 可 以 ？ 對 電 機 性 能 有 何 影 響 ？ 端 電 壓 有 何 變 化 ？ 此 時 發(fā) 電 機 能 供 給 多 大的 負 載 （ 用 額 定 功 率 的 百 分 數(shù) 表 示 ） ； （ 2 ） 如 果 有 一 元 件 斷 線 ， 電 刷 間 的 電

32、 壓 有 何 變 化 ？ 電 流 有 何 變 化 ？（ 3 ） 若 只 用 相 對 的 兩 組 電 刷 是 否 能 夠 運 行 ？ （ 4 ） 若 有 一 極 失 磁 ， 將 會 產(chǎn) 生 什 么 后 果 ？答 ： （ 1 ） 對 于 四 級 單 迭 繞 組 直 流 電 機 ， 如 果 取 出 相 鄰 的 兩 組 電 刷 、 ， 用 另 外 剩 下 的 兩 組 電 刷 仍 然 可 以 運 行 ， 僅 因 、 去 掉 之 后 使 ， 間 元件 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng) 電 勢 相 互 抵 消 ， 但 端 電 壓 仍 是 原 來 一 條 支 路 的 端 電 壓 保 持 不 變 。 并 聯(lián) 之 路 數(shù) 由

33、原 來 的 4 變 為 了 2 ， 能 供 給 的 負 載 為 原 來 的 5 0 ％ 。 (2 )如 果 有 一 元 件 斷 線 ， 使 原 來 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 由 4 變 成 3 ， 電 刷 間 電 壓不 變 ， 負 載 能 力 變 為 原 來 的 7 5 ％ 。 （ 3 ） 若 只 用 相 對 兩 組 電 刷 不 能 運 行 ， 因 為 如 只 用 運 行 時 ， 感 應(yīng) 電 勢與 感 應(yīng) 電 勢 相 抵 消 ， 使 端 電 壓 為 零 ， 不 能 發(fā) 電 。 （ 4 ） 若 有 一 極 失 磁 ， 如 圖 所 示 ， 如 假 定 失 磁 ， 則 產(chǎn) 生 的 磁 勢 比 產(chǎn) 生的

34、磁 勢 大 ， 故 每 極 下 磁 通 為 +>＝ +＝ ＝ +>＝ +。 由 于 磁 通 不 等 ， 故 在 每 極 下 導 體 中 感 應(yīng) 電 勢 也 不 等 ， 這 樣 單 迭 繞 組 中 使 每 條 支 路 （ 并 聯(lián) ） 產(chǎn) 生的 總 感 應(yīng) 電 勢 不 等 ， 形 成 環(huán) 流 ， 由 于 電 機 繞 組 電 阻 很 小 ， 環(huán) 流 將 很 大 ， 使 電 機 過 熱 。 8 、 試 計 算 下 列 各 繞 組 的 節(jié) 距 ， ， 和 ， 繪 制 繞 組 展 開 圖 ， 安 放 主 極 及 電刷 ， 并 求 并 聯(lián) 支 路 對 數(shù) 。 （ 1 ） 右 行 短 距 單 迭 繞 組 ：

35、 2 P＝ 4 ， Z＝ S＝ 2 2 ；（ 2 ） 右 行 整 距 單 波 繞 組 ： 2 P＝ 4 ， Z=S=2 0 ; （ 3 ） 左 行 單 波 繞 組 ， 2 P＝ 4 ,Z=S=1 9 ;（ 4 ） 左 行 單 波 繞 組 ， 2 P＝ 4 ,Z=S=2 1 ; 解 ： （ 1 ） ＝ ＝ ＝ 1 ＝ 1 -5 ＝ -4 a＝ 2 （ 2 ） ＝ ＝ 5 ＝ ＝ 1 ＝ 1 -5 ＝ -4 a＝ 2 （ 3 ） ＝ a＝ 1 ＝ ＝ ＝ 9 － 5 ＝ 4 （ 4 ） ＝ a＝ 1＝ ＝ ＝ －

36、 ＝ 5 展 開 圖 略 。 9 、 一 臺 直 流 發(fā) 電 機 ， 2 P＝ 4 ， a＝ 1 ， Z＝ 3 5 ， 每 槽 內(nèi) 有 1 0 根 導 體 ， 如 要在 1 4 5 0 r/min 下 產(chǎn) 生 2 3 0 伏 電 勢 ， 則 每 極 磁 通 應(yīng) 為 多 少 ？ 解 ： 電 機 的 總 導 體 數(shù) N＝ 1 0 Z＝ 3 5 0 根 根 據(jù) 直 流 電 機 感 應(yīng) 電 勢 系 數(shù) ＝ 1 1 .6 7 由 得 每 極 磁 通 ＝ 0 .0 1 3 6 （ ）故 需 每 極 磁 通 為 0 .0 1 3 6 韋 。 1 0 、 用 單 波 繞 組 代 替 單 迭 繞 組 時

37、， 若 導 體 數(shù) 和 其 他 條 件 均 不 變 ， 電 機 額 定 容 量 有 無 改 變 ？ 例 如 一 臺 六 極 電 機 原 為 單 波 繞 組 ， 如 果 改 成 單 迭 繞組 ， 保 持 元 件 數(shù) 和 元 件 匝 數(shù) 不 變 ， 問 電 機 額 定 容 量 會 不 會 改 變 ？ 其 它 額 定 量 要 不 要 改 變 ？ 答 ： 用 單 波 代 單 迭 時 ， 其 它 條 件 均 不 變 ， 則 電 機 額 定 容 量 不 會 變化 ， 因 為 每 個 元 件 的 感 應(yīng) 電 勢 、 負 載 能 力 均 不 變 ， 所 以 改 變 接 法 之 后 電 機 容 量 不 變 。如

38、 一 臺 六 極 電 機 由 單 波 改 為 單 迭 ， 保 持 元 件 數(shù) 和 元 件 匝 數(shù) 不 變 ， 則 電 機 額 定 容 量 不 變 ， 其 它 額 定 電 壓 由 原 來 的 變 成 /3 ， 額 定 電 流 由 原 來 的變 為 3 ， 其 它 的 額 定 量 不 變 。 這 是 因 為 每 個 極 下 繞 組 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng) 電 勢 和 每 根 導 體 內(nèi) 流 過 的 電 流 并 沒 有 改 變 。 1 1 、 一 臺 四 極 直 流 發(fā) 電 機 ， 空 載 電 壓 為 4 4 0 伏 ， 電 樞 繞 組 修 理 后 ， 保 持 原 來 的 轉(zhuǎn) 速 和 勵 磁 電 流

39、不 變 ， 發(fā) 出 的 空 載 電 壓 為 2 2 0 伏 ， 問 修 理 前 后 該電 樞 繞 組 可 能 是 什 么 型 式 的 繞 組 ？ 為 什 么 ？ 如 果 保 持 電 樞 導 體 內(nèi) 電 流 不 變 ， 問 修 理 前 后 發(fā) 電 機 的 功 率 有 無 改 變 ？ 為 什 么 ？答 ： 因 繞 組 修 理 前 后 保 持 轉(zhuǎn) 速 和 勵 磁 電 流 不 變 ， 而 空 載 電 壓 卻 減 小 一 半 ， 從 不 變 可 知 為 修 改 前 的 一 半 ， 所 以 可 以 認 為 修 改 前 為 波 繞 組 ， 而修 改 后 為 迭 繞 組 。 如 保 持 電 樞 導 體 電

40、流 不 變 ， 則 總 電 流 為 原 來 的 2 倍 ， 故 修 改 前 后 發(fā) 電 機 功 率 P保 持 不 變 。 1 2 、 直 流 發(fā) 電 機 感 應(yīng) 電 勢 與 那 些 因 素 有 關(guān) ？ 若 一 臺 直 流 發(fā) 電 機 空 載 電勢 是 2 3 0 伏 ， 試 問 在 下 列 情 況 下 電 勢 的 變 化 如 何 ？ （ 1 ） 磁 通 減 少 1 0 ％ ；（ 2 ） 勵 磁 電 流 減 少 1 0 ％ ； （ 3 ） 磁 通 不 變 ， 速 度 增 加 2 0 ％ ；（ 4 ） 磁 通 減 少 1 0 ％ ， 同 時 速 度 增 加 2 0 ％ 。 解 ： 根 據(jù) 感 應(yīng)

41、電 勢 知 ， 當 一 臺 結(jié) 構(gòu) 一 定 的 電 機 ， 它 的 電 勢 與 磁 通 和轉(zhuǎn) 速 有 關(guān) 。 （ 1 ） 磁 通 減 少 1 0 ％ 時 ， ＝ 2 0 7 伏 （ 2 ） 勵 磁 電 流 減 少 1 0 ％ 時 ， 由 于 磁 路 有 飽 和 現(xiàn) 象 存 在 ， 當 磁 路 不 飽和 時 使 磁 通 減 少 1 0 ％ ， 即 ＝ 2 0 7 伏 ， 當 磁 路 飽 和 時 ， 磁 通 減 小 很 多 ， 感 應(yīng) 電 勢 比 2 3 0 伏 小 但 比 2 0 7 伏 大 。（ 3 ） 磁 通 不 變 ， 轉(zhuǎn) 速 增 加 2 0 ％ 時 ， ＝ 2 7 6 伏 （ 4 ） 磁

42、 通 減 少 1 0 ％ ， 同 時 轉(zhuǎn) 速 增 加 2 0 ％ ，＝ 2 4 8 .4 伏 ， 此 時 ， 電 勢 增 加 了 1 0 ％ 。 1 3 、 一 臺 四 極 、 8 2 k w、 2 3 0 伏 、 9 7 0 r/min 的 并 勵 直 流 發(fā) 電 機 ， 在 7 5 度 時 電 樞 回 路 電 阻 ， 并 勵 繞 組 每 極 有 7 8 .5 匝 ， 四 極 串 勵 繞 組 總 電 阻 ， 額 定 負載 時 ， 并 勵 回 路 串 入 3 .5 歐 的 調(diào) 節(jié) 電 阻 ， 電 刷 壓 降 為 2 伏 ， 基 本 鐵 耗 及 機 械 損 耗 ， 附 加 損 耗 ， 試 求 額

43、 定 負 載 時 發(fā) 電 機 的 輸 入 功 率 ， 電 磁 功 率 ， 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 和 效 率 。解 ： 電 機 的 額 定 電 流 ＝ 勵 磁 繞 組 中 通 過 的 電 流電 樞 電 流 為 ＝ +＝ 3 5 6 .5 +8 .7 5 ＝ 3 6 5 .2 5 A 電 機 中 電 樞 繞 組 感 應(yīng) 電 勢 ＝ 2 3 0 +3 6 5 .2 5 * 0 .0 2 5 9 +2 ＝ 2 4 1 .4 6 伏所 以 在 額 定 負 載 時 ， 發(fā) 電 機 的 輸 入 功 率 ＝ 2 4 1 .4 6 * 3 6

44、5 .2 5 * 0 .0 0 1 +2 .3 +0 .0 0 5 * 8 2 ＝ 9 0 .8 9 k w 電 機 的 電 磁 功 率 ＝ 8 8 .1 9 k w 電 機 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm）發(fā) 電 機 的 效 率 1 4 、 一 臺 并 勵 發(fā) 電 機 在 6 0 0 r/min 時 空 載 電 壓 為 1 2 5 伏 ， 假 如 將 轉(zhuǎn) 速 提 高 到 1 2 0 0 r/min ， 同 時 將 勵 磁 回 路 的 電 阻 增 加 一 倍 ， 問 電 機 的 空 載 電 壓 為 多少 ？ 解 ： 假 定 在 1 2 0 0 r/m

45、in 場 阻 增 大 一 倍 時 保 持 不 變 ， 由 于 假 定 不 變 ， 所 以 E正 比 于 轉(zhuǎn) 速 n ， 故 1 2 0 0 r/min 時 空 載 端 電 壓 伏當 伏 時 實 際 的 為 與 假 定 不 變 相 符 ， 故 電 機 空 載 電 壓 為 2 5 0 伏 。 1 5 、 如 何 判 斷 直 流 電 機 運 行 于 發(fā) 電 機 狀 態(tài) 還 是 電 動 機 狀 態(tài) ？ 它 們 的 、n 、 E、 U、 的 方 向 有 何 不 同 ？ 能 量 轉(zhuǎn) 換 關(guān) 系 如 何 ? 答 ： 可 以 根 據(jù) 反 電 勢 （ 感 應(yīng) 電 勢 ） E的 大 小

46、來 判 斷 直 流 的 運 行 狀態(tài) 。 當 E>U時 處 于 發(fā) 電 機 狀 態(tài) ， 反 之 處 于 電 動 機 狀 態(tài) 。 發(fā) 電 狀 態(tài) 時 于 n 反 向 ， E于 同 向 ， 于 反 向 ； 電 動 機 于 n 同 向 ， E于 、 反 向 。 發(fā) 電 機 從 機械 能 電 能 ， 電 動 機 從 電 能 機 械 能 。 1 6 、 一 臺 1 5 k w， 2 2 0 伏 的 并 勵 電 動 機 ， 額 定 效 率 ＝ 8 5 .3 ％ ， 電 樞 回 路 總 電 阻 0 .2 歐 ， 并 勵 回 路 電 阻 歐 ， 今 欲 使 所 電 樞 起 動 電 流 限 制 為 額 定

47、電 流的 1 .5 倍 ， 試 求 起 動 變 阻 器 電 阻 應(yīng) 為 多 少 ？ 其 電 流 容 量 為 多 少 ？ 若 起 動 時 不 接 起 動 器 則 起 動 電 流 為 額 定 電 流 的 多 少 倍 ？解 ： 并 勵 電 動 機 的 額 定 電 流 安 設(shè) 電 樞 起 動 變 阻 器 電 阻 為 ， 則 有 起 動 時 ， 其 電 阻 的 電 流 容 量 安 若 不 用 起 動 器 而 直 接 起 動 ， 則 起 動 電 流 起 動 電 流 是 額 定 電 流 倍 數(shù) 倍 1 7 、 并 勵 電 動 機 銘 牌 如 下 ： ， ＝ 4 4 0

48、 伏 ， ， ，安 ， 已 知 電 樞 電 阻 為 0 .0 7 8 歐 ， 試 求 ： （ 均 忽 略 電 樞 反 應(yīng) 的 影 響 ） （ 1 ） 電 動 機 的 額 定 輸 入 轉(zhuǎn) 矩 ；（ 2 ） 在 額 定 電 流 時 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 ； （ 3 ） 電 機 的 空 載 轉(zhuǎn) 速 ；（ 4 ） 在 總 制 動 轉(zhuǎn) 矩 不 變 的 情 況 下 當 電 樞 回 路 串 入 0 .1 歐 電 阻 后 的 穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速 。 解 ： （ 1 ） 電 動 機 的 額 定 輸 入 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） （ 2 ） 伏 因 為 故 在 額 定 電 流 時 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm）（ 3 ）

49、 因 故 （ v m/r）故 理 想 的 空 載 轉(zhuǎn) 速 r/min （ 5 ） 在 不 變 的 情 況 下 ， 電 樞 回 路 不 串 入 電 阻 時 當 電 樞 回 路 串 入 電 阻 時 聯(lián) 立 解 得 r/min串 入 0 .1 歐 電 阻 之 后 得 穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速 為 4 7 0 r/min 。 1 8 、 兩 臺 完 全 相 同 的 直 流 并 勵 電 機 ， 機 械 上 用 同 一 軸 聯(lián) 在 一 起 ， 并 聯(lián) 于 2 3 0 伏 的 電 網(wǎng) 上 運 行 ， 軸 上 不 帶 負 載 。 在 1 0 0 0 r/m時 空 載 特 性 為 （ A） 1 .3

50、 1 .4 （ v ） 1 8 6 .7 1 9 5 .9 現(xiàn) 在 電 機 甲 的 勵 磁 電 流 為 1 .4 安 ， 電 機 乙 的 為 1 .3 安 ， 轉(zhuǎn) 速 為 1 2 0 0 r/m， 電樞 回 路 總 電 阻 （ 包 括 電 刷 接 觸 電 阻 ） 均 為 0 .1 歐 ， 若 忽 略 電 樞 反 應(yīng) 影 響 ， 試 問 ： （ 1 ） 那 一 臺 是 發(fā) 電 機 ？ 那 一 臺 是 電 動 機 ？ （ 2 ） 總 的 機 械 損耗 和 鐵 耗 是 多 少 ？ （ 3 ） 只 改 變 勵 磁 電 流 能 否 改 變 兩 電 機 的 運 行 狀 態(tài) （ 保 持 轉(zhuǎn) 速 不 變 ）

51、？ （ 4 ） 是 否 可 以 在 1 2 0 0 r/m時 兩 臺 電 機 都 從 電 網(wǎng) 吸 收 功 率 或 向 電 網(wǎng) 送 去 功 率 ？解 ： （ 1 ） 在 n ＝ 1 2 0 0 r/m時 甲 的 感 應(yīng) 電 勢 ＝ ＝ 2 3 5 .0 8 伏 乙 電 機 的 感 應(yīng) 電 勢 伏 >U， ， 故 甲 電 機 處 于 發(fā) 電 機 ， 乙 電 機 處 于 電 動 機 狀 態(tài) 。 （ 2 ） 根 據(jù) 得 甲 電 樞 電 流 安根 據(jù) 得 乙 電 機 電 樞 電 流 安 故 總 的 機 械 損 耗 和 鐵 耗 為 ： w （ 3 ） 能 改 變 其 運 行 狀 態(tài)

52、， 此 時 甲 的 安 ， 乙 的 安 即 可 達 到 要 求 。（ 4 ） 由 于 機 組 有 存 在 ， 故 在 安 之 間 總 可 以 找 到 一 個 電 流 ， 當 時 使 電 機 在 1 2 0 0 r/m時 同 時 從 電 網(wǎng) 吸 收 功 率 。 反 之 由 于 機 組 無 原 動 機 帶 動 ，根 本 不 可 能 同 時 向 電 網(wǎng) 輸 出 功 率 （ 根 據(jù) 能 量 守 恒 定 律 ） 。 1 9 、 一 臺 1 7 k w， 1 1 0 伏 ， 1 8 5 安 ， 1 0 0 0 r/m的 并 勵 電 動 機 。 額 定 勵 磁 電 流安 ， 電 樞 電 路 總 電 阻 （

53、 包 括 電 刷 接 觸 電 阻 ） 歐 ， 運 行 在 額 定 工 況 。 采 用 能 耗 制 動 方 式 停 車 ， 在 它 的 電 樞 電 路 里 串 入 1 .5 歐 的 電 阻 。 試 求 制 動 初瞬 的 電 樞 電 流 和 減 轉(zhuǎn) 矩 。 解 ： 額 定 運 行 時 電 樞 電 流 安 反 電 勢 伏在 能 耗 制 動 時 初 瞬 ， 因 不 變 ， n 也 未 及 改 變 所 以 感 應(yīng) 電 勢 伏初 瞬 電 流 安 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） ＝ 1 1 0 （ 1 8 5 － 4 .0 2 ） － 0 .0 5 6 6 － 1 7 0 0 0 ＝ 1 0 5 3 .

54、9 4 w（ Nm） 減 速 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） 2 0 、 一 臺 并 勵 電 動 機 ＝ 1 0 k w， 伏 ， r/m， ， 安 ， 歐 ， 試 求 ： 在 額 定 電 樞電 流 下 ， 從 下 列 制 動 方 式 制 動 時 ， 電 樞 電 路 內(nèi) 所 需 串 聯(lián) 的 電 阻 值 ， 電 樞 電 路 內(nèi) 的 損 耗 以 及 電 磁 制 動 轉(zhuǎn) 矩 。（ 1 ） 反 接 制 動 ， n ＝ 2 0 0 r/m； （ 2 ） 反 饋 制 動 ， n ＝ 2 0 0 r/m； （ 3 ） 能 耗 制 動 ， n ＝ 2 0 0 r/m； 解 ： 額 定 運 行 時 ： 額 定 電 流 安

55、 電 樞 電 流 安 （ 1 ） 反 接 制 動 ， 感 應(yīng) 電 勢 伏 所 串 電 阻 歐損 耗 w 制 動 轉(zhuǎn) 矩 M＝ Nm（ 2 ） 反 饋 制 動 ， 感 應(yīng) 電 勢 伏串 電 阻 ＝ 歐 損 耗 w制 動 轉(zhuǎn) 矩 M＝ Nm （ 3 ） 能 耗 制 動 ， 感 應(yīng) 電 勢 伏串 電 阻 ＝ 歐 損 耗 w制 動 轉(zhuǎn) 矩 M＝ Nm 交 流 電 機 及 拖 動 部 分 習題與解答 1 、 在 交 流 電 機 中 ， 那 類 電 機 叫 同 步 電 機 ？ 那 類 電 機 叫 異 步 電 機 ？ 它 們的 基 本 工 作 原 理 和 激

56、磁 方 式 有 什 么 不 同 ？ 答 ： 在 交 流 電 機 中 ， 凡 是 轉(zhuǎn) 子 速 度 與 電 機 同 步 轉(zhuǎn) 速 相 同 的 電 機 叫 做同 步 電 機 ， 反 之 ， 轉(zhuǎn) 子 速 度 與 電 機 同 步 轉(zhuǎn) 速 不 一 致 的 叫 做 異 步 電 機 。 同 步 機 磁 極 由 直 流 勵 磁 。 同 步 發(fā) 電 機 工 作 原 來 就 是 ， 轉(zhuǎn) 子 磁 極 被 原 動 機 帶動 旋 轉(zhuǎn) 起 來 ， 使 磁 場 相 對 定 子 旋 轉(zhuǎn) ， 切 割 定 子 繞 組 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 勢 發(fā) 出 交 流 電 。 異 步 電 動 機 當 在 三 相 對 稱 繞 組 中 統(tǒng) 入 對

57、稱 的 三 相 電 流 后 ， 它 們 共同 作 用 產(chǎn) 生 一 個 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 ， 這 個 磁 場 的 勵 磁 是 由 電 流 的 無 功 產(chǎn) 生 。 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 切 割 轉(zhuǎn) 子 導 體 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 勢 ， 通 過 短 路 環(huán) 形 成 感 生 電 流 ， 這 個 電 流在 磁 場 中 受 力 ， 使 電 動 機 轉(zhuǎn) 動 ， 這 就 是 異 步 機 工 作 原 理 。 2 、 整 數(shù) 槽 雙 層 迭 繞 組 和 單 層 繞 組 的 最 大 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 與 極 對 數(shù) 有 什 么 關(guān) 系 ？ 整 數(shù) 槽 雙 層 波 繞 組 的 最 大 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 是 多 少 ？

58、如 何 才 能 達 到 ？答 ： 整 數(shù) 槽 雙 層 迭 繞 組 的 最 大 并 聯(lián) 支 路 數(shù) a＝ 極 數(shù) 2 P。 將 每 相 的 線 圈 組 并 聯(lián) 在 一 起 即 可 達 到 2 P條 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 。 整 數(shù) 槽 單 層 繞 組 最 大 并 聯(lián) 支路 數(shù) a＝ P， 同 前 一 樣 的 聯(lián) 法 。 整 數(shù) 槽 雙 層 波 繞 組 最 大 可 能 并 聯(lián) 支 路 數(shù) a ＝ 2 P， 聯(lián) 時 讓 y ＝ 即 可 。 3 、 在 電 勢 相 加 的 原 則 下 ， 交 流 迭 繞 組 和 波 繞 組 的 連 接 規(guī) 律 有 什 么 不同 ？ 并 說 明 二 者 的 主 要 優(yōu) 缺

59、 點 和 應(yīng) 用 范 圍 。 答 ： 交 流 迭 繞 組 連 接 規(guī) 律 是 任 何 兩 個 相 鄰 的 線 圈 都 是 后 一 個 跌 在 前一 個 上 。 然 后 將 同 屬 一 相 的 相 鄰 線 圈 直 接 串 聯(lián) 起 來 ， 形 成 迭 繞 組 ， 它 使 用 于 1 0 k w以 上 中 小 型 異 步 電 機 及 大 型 同 步 機 定 子 繞 組 中 。 它 的 優(yōu) 點 是短 矩 時 端 點 節(jié) 銅 ， 能 獲 得 較 多 的 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 。 波 繞 組 是 依 次 把 同 極 下 的 線 圈 串 聯(lián) 起 來 ， 每 次 前 進 約 這 種 繞 組 就 是 波 繞 組

60、。 它 可 以 減 少 線 圈 之 間的 連 接 線 ， 短 矩 時 不 能 節(jié) 銅 ， 多 用 于 水 輪 機 和 繞 線 式 異 步 機 的 轉(zhuǎn) 子 中 。 4 、 試 說 明 諧 波 電 勢 產(chǎn) 生 的 原 因 及 其 削 弱 方 法 。 答 ： 諧 波 電 勢 是 由 于 磁 極 磁 場 非 正 弦 分 布 以 及 電 樞 表 面 齒 槽 分 布 影 響 產(chǎn) 生 的 。 削 弱 的 方 法 有 ： （ 1 ） 改 變 磁 極 的 極 化 形 狀 使 之 電 樞 表 面 磁 場分 布 接 近 正 弦 。 （ 2 ） 在 三 相 電 機 中 采 用 或 Y接 消 除 三 次 諧 波 。

61、 （ 3 ） 采 用 短 矩 繞 組 削 弱 高 次 諧 波 。 （ 4 ） 采 用 分 布 繞 組 削 弱 高 次 諧 波 電 勢 。 （ 5 ） 采 用 鈄 槽 削 弱 齒 諧 波 電 勢 。 （ 6 ） 采 用 分 數(shù) 槽 繞 組 削 弱 齒 槽 諧 波 電 勢 。 5 、 為 什 么 采 用 短 矩 和 分 布 繞 組 能 削 弱 諧 波 電 勢 ？ 為 什 么 削 弱 5 次 諧 波 和7 次 諧 波 電 勢 ， 節(jié) 距 選 多 大 比 較 合 適 ？ 答 ： 從 繞 組 系 數(shù) 公 式 可 知 ， 采 用 短 矩 和 分 布 繞 組 能 削 弱 諧 波 電 勢 ，這 是 因 為

62、 每 槽 電 勢 隨 著 諧 波 次 數(shù) 的 增 加 ， 相 鄰 槽 的 電 勢 相 位 差 增 大 倍 ， 所 以 采 用 它 們 可 以 削 弱 諧 波 電 勢 。 從 知 ， 要 削 弱 5 次 和 7 次 諧 波 電 勢 ， 選y 1 ＝ 比 較 合 適 ， 此 時 ， ， ， 使 它 們 削 弱 都 比 較 大 。 6 、 何 謂 相 帶 ？ 在 三 相 電 機 中 為 什 么 常 采 用 6 0 0 相 帶 繞 組 而 不 用 1 2 0 0 相 帶繞 組 ？ 答 ： 將 極 下 的 電 樞 表 面 分 成 三 等 分 ， 每 相 占 一 等 分 ， 我 們 稱 每 一 等

63、分 為 一 相 帶 。 在 三 相 電 機 中 采 用 6 0 0 相 帶 繞 組 可 以 產(chǎn) 生 比 1 2 0 0 相 帶 繞 組 高 的 感 應(yīng) 電 勢 ， 分 布 系 數(shù) 也 大 于 1 2 0 0 相 帶 ， 所 以 采 用 6 0 0 相 帶 。 7 、 交 流 電 機 的 頻 率 、 極 數(shù) 和 同 步 轉(zhuǎn) 速 之 間 有 什 么 關(guān) 系 ？ 試 求 下 列 交 流電 機 的 同 步 轉(zhuǎn) 速 或 極 數(shù) 。 （ 1 ） 汽 論 發(fā) 電 機 f＝ 5 0 Hz， 2 P＝ 2 ， n ＝ ？（ 2 ） 水 輪 發(fā) 動 機 f＝ 6 0 Hz， 2 P＝ 3 2 ， n ＝ ？ （

64、 3 ） 同 步 發(fā) 電 機 f＝ 5 0 Hz， n ＝ 7 5 0 r/m， 2 P＝ ？解 ： 交 流 電 機 的 頻 率 、 極 數(shù) 和 同 步 轉(zhuǎn) 速 之 間 的 關(guān) 系 是 n ＝ 6 0 f/P＝ 1 2 0 f /2 P（ 1 ） 汽 論 發(fā) 電 機 n ＝ 1 2 0 5 0 /2 ＝ 3 0 0 0 r/m （ 2 ） 水 輪 發(fā) 電 機 n ＝ 1 2 0 5 0 /3 2 ＝ 2 2 5 r/m（ 3 ） 同 步 電 動 機 2 P＝ 1 2 0 f/n ＝ 1 2 0 5 0 /7 5 0 ＝ 8 8 、 交 流 繞 組 和 直 流 繞 組 的 基 本 區(qū)

65、別 在 哪 里 ？ 為 什 么 直 流 繞 組 必 須 用 閉 合 繞 組 ， 而 交 流 繞 組 卻 常 接 成 開 啟 繞 組 ？答 ： 基 本 區(qū) 別 在 于 交 流 繞 組 分 相 ， 不 閉 合 。 直 流 繞 組 不 分 相 ， 但 必 須 閉 合 。 直 流 繞 組 由 于 換 向 ， 使 電 刷 與 換 向 器 之 間 有 相 對 運 動 ， 所 以 為了 保 證 電 機 運 行 ， 就 必 須 使 直 流 繞 組 用 閉 合 繞 組 。 而 交 流 繞 組 是 在 繞 組 中 通 電 后 產(chǎn) 生 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 ， 不 存 在 換 向 問 題 ， 所 以 常 將 其 接 成

66、開 啟 繞 組 。 9 、 試 求 雙 層 繞 組 的 優(yōu) 點 ， 我 是 現(xiàn) 代 中 、 大 型 電 機 的 交 流 繞 組 一 般 都 采用 雙 層 繞 組 ？ 答 ： 雙 層 繞 組 可 以 恨 靈 活 的 選 擇 線 圈 節(jié) 距 來 削 弱 諧 波 電 勢 和 磁 勢 ，并 且 漏 抗 較 小 ， 電 壓 中 、 大 型 電 機 一 般 都 采 用 它 。 1 0 、 有 一 臺 三 相 異 步 發(fā) 電 機 2 P＝ 2 ， 轉(zhuǎn) 速 為 3 0 0 0 r/m， 電 樞 槽 數(shù) Z＝ 6 0 ， 雙 層 繞 組 ， 單 支 路 ， 每 個 線 圈 為 單 匝 ， 設(shè) 氣 隙 磁 場 的 基 波 Wb ， 五 次 諧 波 磁 密 幅 值 Bm5 為 基 波 幅 值 的 2 0 ％ 。 試 求 ： （ 1 ） 基 波 電 勢 的 頻 率 ； 整 距 線 圈 時 基 波 的 繞 組 系 數(shù) 和 一相 的 基 波 電 勢 ； 五 次 諧 波 的 繞 組 系 數(shù) 和 一 相 的 五 次 諧 波 電 勢 。（ 2 ） 如 要 消 除 五