陈季学版电机学第九章课后习题答案VIP专享VIP免费

第九章9·1、一台两级电机，在定子上置有一个100匝的整距线圈，若：（1）通入正弦电流，试求出基波和三次谐波脉振磁动势的最大波幅；（2）通入交变电流，试写出该电流所产生的基波和三次谐波脉振磁动势的表达式，并说明七次谐波电流能否产生基波磁动势？解：（1）整距线圈内当通有正弦电流时，基波和三次谐波磁动势均为脉振波。基波磁动势的最大波幅为（安匝）三次谐波磁动势的最大波幅为（安匝）（2）若通入交变电流，则基波磁动势的表达式为：三次谐波磁动势的表达式为：因此，七次谐波可以产生脉振的基波磁动势，只是其脉振的频率是基波电流所产生的基波磁动势脉振频率的7倍。9·2如果在三相绕组中通入零序电流（三相电流大小及相位均相同），试问此时三、五、七次谐波合成磁动势的幅值和转速为多少？解：在三相绕组中通入零序电流，设为三次谐波：五次谐波：七次谐波：9·3、分布和短距绕组为什么能改善磁动势的波形？试以单层整距绕组和双层短距绕组为例说明之。解：采用分布绕组后，一个线圈组中相邻的两个线圈的电动势的基波和谐波次谐波的相位差分别是和电角度（是槽距角）。由于一个线圈组的电动势是其中各个线圈的电动势的相量和，因此相比于集中绕组，分布绕组旳基波和谐波的电动势都要小一些。由于各线圈的谐波电动势的相位差要大于基波电动势的相位差，因此分布绕组对谐波电动势的削弱更明显，电动势的波形得到了改善。采用短距线圈后，同一个线圈的两条边中的基波和谐波的相位差都不再是180度电角度，而是分别相差和电角度（是短距角）。由于一个线圈的电动势是两条边的电动势的相量和，因此相比于整距绕组，短距绕组的基波和谐波的电动势都要小些。由于谐波电动势的相位差要大于基波的，因此短距绕组对谐波电动势的削弱更明显，电动势的波形也因此得到了改善。9·4、三相定子绕组通过三相对称电流后所产生的次谐波磁场，它的极对数以及转速与基波磁动势的关系怎样？该次谐波磁场切割定子绕组所感应的电动势的频率为多大？解：次谐波磁场极对数是基波磁场极对数的倍：转速为基波的即频率关系：次谐波磁场在定子绕组中的感应电势的频率与基波频率相同9·5、国产300MW汽轮发电机，两极，50Hz，三相，，星形接法，，定子绕组为双层，定子槽数槽，每个线圈1匝，每相绕组的支路数a=2，绕组节距槽。试求当定子电流为额定值时，三相合成磁动势的基波以及三、五、七次谐波磁动势的幅值和转速，并说明转向。解：已知定子电流额定值为：基波绕组系数基波磁动势：三次谐波磁动势为零；五次：七次：9·6、若在对称两相绕组中通入不对称的两相电流：A相电流；B相电流。试用数学分析法证明：这是两相绕组的合成磁动势为一椭圆形的旋转磁动势。解：已知令A相轴线超前B相轴线90°，并以A相轴线作为列磁动势方程的参考轴，所以合成磁动势为一椭圆形旋转磁动势。9·8、国产三相6000kW汽轮发电机，2P=2，f=50Hz，=6.3kV，星形接法，=0.8（滞后），Z=36，双层短距绕组，=15槽，每个线圈有2匝，每相有两条并联支路。试求额定电流时：（1）一相绕组所产生的基波磁动势最大波幅；（2）三相合成磁动势的基波波幅、转速和转向；（3）三相合成磁动势中的五次谐波幅值、转速和转向。解：已知条件：1).2)3)（安匝）9·9、为什么说椭圆形旋转磁动势是气隙磁动势的普遍形式，什么情况下将转化为脉振磁动势？什么情况下简化为旋转磁动势？解：由公式：代表正序旋转磁动势的基波，代表负序旋转磁动势的基波当正序旋转磁动势和负序旋转磁动势相等时，即为脉振磁动势，当正、负序旋转磁动势任一等于零时，就是圆形磁动势，当正、负序旋转磁动势都存在且不相等时，则为椭圆形旋转磁动势。9·10、三相交流绕组中的电流有高次时间谐波（如五、七次谐波），试分析所产生磁动势的转速和转向。该磁动势又将在交流绕组中感应电动势，该电动势的频率为多少？解：基波电流产生的磁动势转速为n则v次谐波的转速当谐波的次数时，该谐波不存在；当谐波的次数时，转向与基波磁动势一致；当谐波的次数时，转向与基波磁动势相反；因告辞谐波磁动势频率与基波一致，故而其感应电动势的频率也与基波一致。