第六章交流电机绕组、电动势及磁动势。
6-1 有一台交流电机，z=36，2p=4，y=7，2a=2，试会出：
1） （1） 槽电势星形图，并标出600相带分相情况；
2） （2） 三相双层迭绕组展开图。
答：（1）槽距角
每极每相槽数
由α=200画出槽电动势星形图，然后由q=3标出按600相带的分相情况（见图a），顺序为：a-z-b-x-c-y.
a）2)由y=7画出三相双层叠绕组展开图，并根据2a=2进行端部连线（见图b ）
6-2凸极同步发电机和隐极同步发电机空载时，气隙磁场沿圆周分布波形与哪些因素有关？
答：由磁路的欧姆定律知，电机气隙磁通沿圆周的分布情况取决于励磁磁势f在气隙空间的分布和磁路的磁阻rm。由于凸极发电机的励磁绕组是集中绕组，极弧的形状（即磁路的磁阻阻rm）影响气隙磁场沿圆周分布波形。
隐极发电机，由于气隙均匀，沿气隙圆周各点磁阻相同，每极范围内安放励磁绕组部分，即励磁磁势f影响气隙磁场沿圆周分布波形。
6-3 试述短距系数和分布系数的物理意义，为什么这两系数总是小于或等于1？
答：短距系数物理意义是：短距线匝电动势et(y
分布系数物理意义是：线圈组各线圈分布在若干个槽时电动势相量和eq(q>1)和对各线圈都集中在同一槽时电动势代数和eq(q=1)的比值，即：;
由数学知：相量和总是小于（或等于）其代数和，即及， 故其比值即ky及kq总是小于1.
6-4 在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
答： (1) 频率频率f与磁极对数p和发电机的转速n有关，p是由构造决定，n是由运行条件决定。
2） 波形与电机气隙磁通密度沿气隙圆周分布的波形有关，它由电机结构决定。
3）大小 ec=2.22fφ
导体电动势ec大小与频率f及每极磁通φ有关，f及φ由电机的运行条件决定。
6-5 总结交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
答： (1)频率 ：同上题（同槽导体感应电动势的频率）
2)波形：与绕组结构（是短距还是整距绕组，是分布还是集中绕组）有关，由构造决定。
3)大小：
相绕组电动势eφ大小与频率f、一条支路匝数n、绕组系数kw及每极磁通φ有关，其中n、kw由构造决定，f、φ由运行条件决定。
6-6 试从物理和数学意义上分析，为什么短距和分布绕组能削弱或消除高次谐波电动势？
答： 因谐波电动势，欲要消除或削弱某次谐波电动势，只需使某次谐波的短距系数kyυ或分布系数kqυ为零（或很小）即可。
如短距绕组，欲消除υ次谐波，可令kyυ=0，得，即其节距只需缩短υ次谐波的一个节距。
欲消除5次谐波电动势，取节距。由图(a)知，此时线圈的两个有效边在5 次谐波磁场中，正处于同一极性的相同磁场位置下，因此，两有效边的5 次谐波电动势恰好抵消。
通过计算可得：ky1=0.951, ky3=-0.
588, ky5=0, ky7=0.588等，可知采用短距绕组后基波电动势也有所削弱，但谐波电动势削弱程度远远超过基波电动势。
又如分布绕组，可取q=2,算出kq1=0.966, kq3=0.707, kq5=0.
259, kq7=0.259等，可知：采用分布绕组，基波电动势也有所削弱，但谐波电动势削弱程度远远超过基波电动势。
从波形图(b)可看出，本来相邻两线圈电动势波形为不同相的梯形波，其合成后的波形比原梯形波更接近于正弦波。
ab)6-7 同步发电机电枢绕组为什么一般不接成△形，而变压器却希望有一侧接成△接线呢？
答：同步发电机无论采用y接线还是△接线，都能改善线电动势波形，而问题是接△接线后，△接的三相线圈中，会产生3次及3 的奇次倍谐波环流，引起附加损耗，使电机效率降低，温升升高，所以同步发电机一般不采用△接来改善电动势波形。而变压器无论在哪一侧接成△接，都可提供 3次谐波励磁电流通路，使主磁通波形为正弦波，感应的相电动势为正弦波，改善变压器相电动势的波形。
6-8额定转速为每分钟3000转的同步发电机，若将转速调整到3060转/分运行，其它情况不变，问定子绕组三相电动势大小、波形、频率及各相电动势相位差有何改变？
答：本题题意为转速升高(升高倍)
1） （1） 频率
f∝n (p=c), 故频率增加1.02倍。
2）大小 eφ∝f(n、kw、φ0=c),电动势增加1.02倍。
3） （3） 波形和各相电动势相位差不变，因它们与转速无关。
6-9 一台4 极，z=36的三相交流电机，采用双层迭绕组，并联支路数2a=1， ，每个线圈匝数nc=20，每极气隙磁通=7.5×10-3韦，试求每相绕组的感应电动势？
解： 极距。
节距。每极每相槽数
槽距角。用空间电角度表示节距
基波短距系数
基波分布系数
每条支路匝数
基波相电动势。
6-10 有一台三相异步电动机，2p=2，n=3000转/分，z=60，每相串**匝数n=20，fn=50赫，每极气隙基波磁通=1.505韦，求：
1） （1） 基波电动势频率、整距时基波的绕组系数和相电动势；
2） （2） 如要消除5次谐波，节距y应选多大，此时的基波电动势为多大？
解：(1) 基波电动势频率
极距。每极每相槽数
槽距角。整距绕组基波短距系数
基波分布系数
基波绕组系数
基波相电动势。
2) 取。用空间电角度表示节距
基波短距系数
基波相电动势。
6-11 总结交流电机单相磁动势的性质、它的幅值大小、幅值位置、脉动频率各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
答： 幅值。
单相绕组基波磁动势幅值大小： 与一条支路匝数n、绕组系数kw1、磁极对数p及相电流i有关，其中n、kw1及p 由构造决定，i由运行条件决定。
幅值位置： 恒于绕组轴线上，由绕组构造决定。
频率： 即为电流频率，由运行条件决定。
6-12总结交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质、它的幅值大小、幅值空间位置、转向和转速各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
答：幅值 三相合成基波圆形旋转磁动势幅值大小，其决定因素与单相基波磁动势同。
空间位置：沿气隙圆周旋转。当哪相电流最大，三相合成基波圆形旋转磁动势就转至哪相绕组轴线上，绕组由构造决定，电流由运行条件决定。
转速。转速与电流频率f及磁极对数p 有关，p由构造决定，f由运行条件决定。
转向： 与电流相序有关（与电流相序一致），由运行条件决定。
6-13 一台50hz的交流电机，今通入60hz的三相对称交流电流，设电流大小不变，问此时基波合成磁动势的幅值大小、转速和转向将如何变化？
答： 本题题意为频率增加（增加）
由上题知，基波合成磁动势幅值大小及转向与频率无关 。而转速n1与频率成正比，故转速增加1.2倍。
6-14 一交流电机如图6-17，当在不动的转子上的单相绕组中通入50hz交流电流后，将在定子绕组中感应电动势。如果将定子三相绕组短接，问此时绕组中通过的电流产生的合成磁动势是脉动还是旋转的，为什么？
答： 在不转的转子单相绕组中通以正弦交流电流产生脉动磁动势，它可以分解为大小相等（原脉动磁动势最大幅值的一半）、转速相同（）而转向相反的两个旋转磁动势，它们分别切割定子三相绕组，在三相绕组中感应出大小相等（因两旋转磁动势的幅值相等）、频率相同（因切割速度相等）而相序相反（因转向相反）的三相对称感应电动势，分别称为正序电动势和负序电动势。由于定子三相绕组首端短接，则正序电动势产生正序电流，流过定子绕组产生正向旋转磁动势，负序电动势产生负序电流，流过定子绕组产生反转旋转磁动势，这两磁动势大小相等、转速相同、转向相反，叠加结果，其空间合成磁动势为一脉动磁动势。
6-15试分析图6-18情况下是否会产生旋转磁动势，转向是顺时针还是逆时针？
答： 图（a） 旋转磁动势， 转向：逆时针方向。
图（b） 旋转磁动势， 转向：顺时针方向。
图（c） 脉动磁动势。
图（d） 旋转磁动势， 转向：逆时针方向。
图（e）旋转磁动势， 转向：顺时针方向。
图（f） 旋转磁动势， 转向：顺时针方向。
6-16 若在对称的两相绕组中通入对称的两相交流电流，试用数学分析法和物理**法分析其合成磁动势的性质？
答：由数学分析：（以基波合成磁动势为例）
由单相绕组磁动势幅值知：由于两相绕组匝数相同，两相电流大小相等，故两相绕组磁动势幅值相等，其表达式分别为：
所以：故为旋转磁动势。
由图分析：假设电流由首端流入为正⊕
可见，合成磁动势为旋转磁动势**向由电流超前相ia转到滞后相ib）。
6-17一台三相异步电动机，2p=6，z=36，定子双层迭绕组， ，每相串联匝数n=72，当通入三相对称电流，每相电流有效值为20a时，试求基波三相合成磁动势的幅值和转速？
第六章备用
本案的具体的事实与理由如下 首先，张先生提供的工资表表明 2003年5月和10月两次累计预支张某奖金2.6万元，2004年5月和9月份两次支付2003年及2004年1月至9月奖金共计2.9万元，这与制度规定应予支付的数额相去甚远。其次，张先生提供的依据是 某工程设计院2003年全年完成合同额2150...