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第4章 交流绕组及其电动势和磁动势
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98电机学习题答案-5
4-11．试述谐波电动势和齿谐波电动势产生的原因；解：①谐波电动势：由于主极表面造成的气隙不均匀，；开槽等原因，使气隙磁场在空间非正弦分布，从而可以；②齿谐波电动势：在现代交流电机中，定子铁芯均开有；4-12．答：一．高次谐波电动势的削弱方法；1．采用短距绕组，适当选择线圈的节距可使某次谐波；等于或接近于零，为消除第v次谐波，只要选用比整距；1v；的断句线圈
试述谐波电动势和齿谐波电动势产生的原因。解：①谐波电动势：由于主极表面造成的气隙不均匀，铁芯饱和，定子开槽等原因，使气隙磁场在空间非正弦分布，从而可以分解出一系列高次谐波，这些高次谐波也将在绕组中感应出高次谐波电动势。②齿谐波电动势：在现代交流电机中，定子铁芯均开有带槽口工槽，开槽结果使单位面积下的气隙磁导变为不均匀。对应于齿的位置的气隙较小，单位面积下磁导较大；对应于槽的位置气隙较大，单位面积下磁导较小。这将导致隙磁场的分布发生改变。因此开槽以后在原先不开槽的时气隙磁导波上要叠加一个与定子齿数相对应的附加周期性磁导分量。对于凸极同步发电机，若转子有效极弧的宽度等于定子齿距的整数倍，且主极磁场在定子开槽前为正弦分布，则在定子开槽以后，主极磁场虽然发生畸变，使槽部磁场减弱，但由于定子齿、槽不动，空间周期性的附加磁导不随时间而变化，故定子绕组的感应电动势将仍为正弦形而没有其它谐波。但是若主极磁场中原先已经有齿谐波磁场，则在定子开槽以后，由于周期性空间附加磁导的“调制”和“放大”作用，在整数槽绕组和气隙庭小的情况下，定子绕组中的齿谐波电动势可能比不开槽时增大很多倍，从而使发电机的电动势波开出现明显的齿谐波波段；若转子有效极弧的宽度等于定子齿距的整数倍，则主极移动时，主极下所对着的齿数将不断地发生变化，因此一个极下的总磁导将不断地发生变化，从而引起主极磁通的纵向脉振，并使定子绕组中齿谐波电动势进一步增大。 4-12． 答：一．高次谐波电动势的削弱方法1．采用短距绕组，适当选择线圈的节距可使某次谐波的节距因数等于或接近于零，为消除第v次谐波，只要选用比整距绕组短1v?的断句线圈即可。2．采用分布绕组，分布绕组的每极每相槽数q越多，各次谐波因数越小，在极数越多，q达到2时，可用分数槽绕组来消除高次谐波。3．改善主极磁场分布，在凸极同步电机中，可设法改善主极极靴外形；在隐极机中，可通过改善励磁磁动势的分布使主极磁场在气隙中接近正弦分布。二．齿谐波的削弱方法1．采用斜槽；在凸极同步电机中，可用斜极来削弱齿谐波。
2．采用分数槽。3．采用半闭口槽，磁性槽楔，选择阻尼节距等其他措施。4-13． 为什么交流发电机的定子绕组一般都采用星形联法？解： 由于在三相对称系统中，各相的三倍数次谐波在时间上均为同相，且幅值相等。当三相绕组采用星形联法时，线电压等于相电压之差，相减时三倍数次谐波电动势互相抵消，所以发电机出线端不存在三倍数次谐波电动势；而在三角形联法中，三相的三倍数次谐波电动势之和针在闭合的三角形回路中形成环流，电动势全部降落在环路中，所以在出线端也不会21出现三次谐波电压，但三次谐波环流所产生的杂散损耗，会使电机的效率下降，温度增高，所以现代的交流发电机多数采用星形而不采用三角形联结。 4-14．
解：设：两根导体分别为a和b。 导体a中产生的电势和导体b中产生的电势的幅值均为Bmlv，其中v?2n?，可知电势幅值E?Bml?2n?，固有：（1）两根导体感应电动势幅值相等，相位相差?电角度。
（2）主磁场正弦旋转磁场，设b?BmSin(?t)
则：ea?n30?lBmSin(?t)eb?n30?lBmSin(?t??)n15，
??2)?n30? （3）e合＝ea4-15．解：极距??Q2py1?eb???lBmSin?2Cos(?t? ?482?24槽可见短距系数：Ky1?sin??90??0.966 q?Q2pm482?1?3??8槽???1?p?360Q?1?36048?7.5 所以分布系数：sinkq1?qsinq?12sin?8?sin8?7.527.52???12?0.956所以基波绕组因数： 又因为每相串联匝数（每槽内有两根导体则ncn?2pq?q??c?21?8?1?16kw1?ky1?kq1?0.966?0.956?0.923?1）匝所以相电动势：E??4.44nk1w1f?1?4.44?16?0.923?50?1.11?3639V22 线电动势： （2）波绕组的展开图（A相一相） 合成结距y2?y?y1?14S1E?3E?1?6303Vy?Qp?482?24槽
第一节距y1?10则第二节距槽N1S2N2 （3）支路数等于2时叠绕组的接线图和（1）叠绕组的展开图（A相一相）基本相同具体不同点如下。S1N1S2N2A1A2A2X2A1首AX1尾A2首XA2尾X2尾 23
解： 4-17． 为什么说交流绕组的磁动势既是时间函数又是空间函数？24 解： 在三相交流电机中，定子绕组一般都要是对称放置的，即A、B、C三相绕组的轴线在空间相隔120°电角度，因此三相绕组各自产生的基波磁动势在空间相隔120°电角度，此外，在对称运行时，三相电流亦是对称的，即其幅值相等，在时间相位上互差120°电角度，因此A、B、C三相所产生的三个脉振磁动势在时间相位上也互差120°电角度。因此可以说三相交流绕组的磁动势即是时间函数又是空间函数，同理对其它各相交流绕组也可得出同样结论。 4-18． 答：因为单个线圈产生的方波脉振磁动势可以分解为一系列按正弦规律变化的基波和高次谐波之和，所以可以进行矢量运算，叠加条件为各叠加矢量在空间上的波长相等。4-19． 单相绕组的磁动势具有什么性质，它的幅值等于多少？解： 单相绕组的磁动势是一个幅值随时间以电流的频率变化的脉振磁动势，其基波幅值为F?22INk，谐波幅值为F?Fk。?1wv?1?pw1?vvkw1 4-20． 三相基波旋转磁动势的幅值为每相脉振磁动势的F1?32F?1?32IN32倍,即?PKW;合成磁动势基波转速为同步转速,即转向取决 于三相电流的相序和三相绕组在空间上的排列次序. 4-21．旋转磁动势和脉振磁动势之间有什么关系？解： 单相绕组的磁动势（即为脉振磁动势）可以分解为两个幅值相等、转速相同，方向相反的旋转磁动势，即：F?1??s?t??F?1?cos?t?12n1?60fp;??t??s?F?1cos ?12??t??s??f?1???s?t??f?1???s?t?F?1cos4-22． 因为相邻线圈电动势的时间相位差与磁动势的空间相位差相同,线圈组电动势向量合成计算与磁动势矢量的合成计算一样,所以两者的绕组因数相等. 4-23． 试述谐波电动势和谐波磁动势对电机运行性能影响。解： 谐波电动势：高次谐波的存在，使发电机的电动势波形变坏从而降低了供电的质量，影响到用电设备的运行性能，使发电机本身的杂散损耗增大，效率下降，温升增加；此外，输电线中的高次谐波电流所产生的电磁场，还会对邻近电讯线路的正常通讯产生有害的干扰。谐波磁动势：1、在同步电机中，定子谐波磁动势所产生的磁场会在转子表面产生涡流损耗引起电机发热并使效率降低。在感应电机中，谐波磁场会产生一定的寄生转距，影响电机的起动性能。2、 高次谐波对交流25包含各类专业文献、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、中学教育、幼儿教育、小学教育、专业论文、高等教育、98电机学习题答案等内容。　
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载流线圈的磁动势方向和电流的方向是什么关系？谢了
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跟电流的方向满足右手螺旋定则，也就是磁通量的方向。
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出门在外也不愁第六章 交流绕组及其电动势和磁动势_图文_百度文库
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你可能喜欢磁动式平衡方程式是什么?_百度知道
磁动式平衡方程式是什么?
最近看到一个解释互感器原理的说明，提到了这个方程式。但是没有具体说明这个方程式是什么意思，也没有说明各个参数的意义。还请高手指点一下，顺便说说这个方程式还有什么其他的具体用处吗？谢谢！
提问者采纳
一、磁动势平衡方程式1.磁动势平衡方程式
定子磁动势和转子磁动势都是旋转磁动势，且方向和速度相同，即在空间相对静止，它们共同建立主磁通，故它们可以看成一个合成磁动势，表示为（）。由于电源电压不变，主磁通基本不变，所以负载时合成磁动势（）与空载时磁动势相等，即磁动势平衡方程式为2.主磁通和漏磁通
由定、转子合成磁动势产生的，同时交链定、转子绕组的磁通称为主磁通，用表示。电机中的能量传递主要依靠主磁通来实现。
除去主磁通以外的磁通统称为漏磁通，漏磁通主要有槽漏磁通、端部漏磁通两种。由定子电流产生的，只与定子绕组交链的漏磁通称为定子漏磁通，由转子电流产生的，只与转子绕组交链的漏磁通称为转子漏磁通。
二、异步电动机转子静止时的物理状况转子静止时，异步电动机的内部电磁关系与变压器非常相似，定子绕组相当于变压器的原边绕组，转子绕组相当于副边绕组。定、转子绕组也是由主磁通耦合起来，进行能量传递。
对应主磁通，定子绕组感应的电动势为，转子绕组的感应电动势为，和的频率都等于电源频率。对应定子漏磁通，定子绕组感应的漏电势为，对应转子漏磁通，转子绕组感应的漏电势为。引入定、转子漏电抗、后，、。三、异步电动机转子转动时的物理状况
转子转动后，转子绕组的电动势和电流的频率与转子的转速有关，它取决于旋转磁场与转子的相对速度。设转子的转速为，旋转磁场与转子的相对速度为，故转子电动势和电流的频率为转子转动后，从电路角度看，最主要不同之处在于转子频率随转速而变化了。它使转子电动势和漏抗随之变化。令表示转动后的电动势，表示转动后的漏抗，则式中、——转子静止时的转子电动势和漏抗。从而得到转子转动后的定、转子电动势平衡方程式：四、折算
1.频率折算
频率折算：就是用一个等效的静止转子来代替实际旋转的转子，使转子回路的频率与定子回路的频率相同。为了保持折算前后电动机的电磁关系不变，只要保持频率折算后的转子电流的大小和相位不变，就可保持磁动势不变、转子上各种功率不变。
具体推导如下：
转子转动时的电流
（1）由于、，把上式的用代替，用代替后，可表示为
（2）从式(1)到式(2)，在保持的大小和相位不变的条件下进行了数学变换，用式（2）中各物理量代替式（1）中各物理量，就实现了频率折算。2.绕组折算
绕组折算：就是用一个和定子绕组具有同样相数、匝数和绕组系数的等效转子绕组，去代替原来具有相数、匝数和绕组系数的实际转子绕组。折算的条件是保持折算前后电机内部的电磁本质和能量转换关系不变。由于转子对定子的影响是通过转子磁动势来实现的，因此折算前后的大小和相位应保持不变。
五、T形等效电路
经频率折算和绕组折算后，，从而可得到异步电动机的“T”型等效电路。由该等效电路可分析以下几种情况：
(1)当异步电动机空载运行时，，，则，，电动机的功率因数很低，产生的总机械功率也很小。
(2)当异步电动机带额定负载运行时，转差率为=0.01～0.06，此时转子回路电阻远大于，转子功率因数较高，定子功率因数也较高，一般在0.8～0.85。
(3)当转子静止时，，，则,相应的总机械功率也为零，此时的异步电动机的定、转子电流均很大。
额，晕了。
恩恩...我也晕了
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