发布时间 : 星期三 文章《电机及拖动基础》思考题与习题解答更新完毕开始阅读82978a02d15abe23482f4df4
解：单层绕组有单层整距叠绕组、单层链式绕组、单层交叉式绕组、单层同心式绕组。其中第一种绕组在理论分析中清晰（后三者都可以等效成单层整距叠绕组），实际中不采用的。后三者表面上有短距，端部用铜量少；嵌线方便，散热好。而后三者中，p?2，q=3的单层绕组常采用交叉式绕组；p?2，q=2的单层绕组常采用链式绕组，p=1，单层绕组常采用同心式绕组。
4-13 双层绕组与单层绕组的主要区别是什么？ 解：双层绕组在每个槽内要安放两个不同线圈的线圈边，单层绕组在每个槽内安放一个线圈边。双层绕组可做成有效的短距绕组来削弱高次谐波，从而改善电磁性能。
4-14 双层绕组在相带划分时要注意什么问题？
解：对于双层绕组，每槽的上、下层线圈边，可能属于同一相的两个不同线圈，也可能属于不同相的两个不同线圈。所以相带划分表并非表示每个槽的相属，而是每个槽的上层边相属关系，即划分的相带是对上层边而言。
4-15 有一三相单层绕组，2p=6，z1=36，a=1，试选择实际中最合适的绕组型式，划分相带，画出U相绕组的展开图。
解：q?Z136Z36??2 ??1??6 2mp2?3?32p2?3划分相带：
相带 极对数 槽号 第一对极 第二对极 第三对极 U1 1、2 13、14 25、26 W2 3、4 15、16 27、28 V1 5、6 17、18 29、30 U2 7、8 19、20 31、32 W1 9、10 21、22 33、34 V2 11、12 23、24 35、36 可见属于U相绕组的槽号有1、2、7、8、13、14、19、20、25、26、31、32，这12个槽内的线圈边构成U相。因q=2, p≧2, 实际中最合适的绕组型式是链式绕组（y=τ-1=5） 画出U相链式绕组的展开图
4-16 有一台三相4极异步电动机，z1?36,a?2,y?7?/9，划分相带并画出U相绕组的叠绕展开图。
解：q?Z136Z36??3 ??1??9 y?(7?9)/9?7 2mp2?3?22p2?2 只有双层绕组可以有实际意义的短距叠绕组，所以划分相带是指上层边所属的槽号。
相带 极对数 槽号 第一对极 第二对极 U1 1、2、3 19、20、21 W2 4、5、6 22、23、24 V1 7、8、9 25、26、27 U2 10、11、12 W1 13、14、15 31、32、33 V2 16、17、18 34、35、36
可见属于U相绕组的槽号上层边的有1、2、3、7、8、9、19、20、21、19、28、29、30，这12个槽内的线圈上层边与相应的下层边（y=7）构成12个线圈，分布在4个极下，共四个线圈组（每个是q=3个线圈串联），根据并联支路对数a=2, 画线圈组之间连线。 展开图如下：
4-17 某三相6极异步电动机，UN?380V,fN?50Hz,z1?36槽，定子采用双层短距分布绕组，每相串联匝数N1=48匝，Y联结。已知定子额定基波电动势为额定电压的85%，基波绕组因数kN1=0.933，求每极基波磁通量Φ1为多少？
解：?1?E10.85?3803??0.01876Wb
4.44f1kN1N14.44?50?0.933?48
4-18 三相异步电动机与变压器有何异同点？同容量的两者，空载电流有何差异？两者的基波感应电动势公式有何差别？
解：三相异步电动机的定、转子电路，变压器的一、二次电路都是通过交、交励磁的磁耦合而联系的，它们的基本电磁关系是相似的。不同点：异步电动机的主磁路有空气隙存在，磁场是旋转的；定子绕组为分布、短距绕组；异步电动机的转子是转动的，输出机械功率，而变压器的二次侧是静止的，输出电功率。同容量的两者，电动机的空载电流大于变压器的空载电流，这是因为异步电动机有气隙，磁路磁阻大。因异步电动机定子绕组为分布、短距绕组，基波感应电动势公式中有基波绕组因数kN1(0.9 4-19 异步电动机主磁通的大小是由外施电压大小决定的还是由空载电流大小决定的？ 解：异步电动机主磁通的大小是由外施电压大小决定的（频率一定下）。 4-20 一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子三相绕组施加对称三相额定电压会产生什么后果？ 解：一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，磁路中的气隙很大，磁阻大，那么在定子三相绕组施加对称三相额定电压时，产生主磁通的空载电流很大，大于额定电流很多，定子三相绕组过热而“烧”坏。 4-21 拆修异步电动机时重新绕制定子绕组，若把每相的匝数减少5%，而额定电压、额定频率不变，则对电动机的性能有何影响？ 解：每相的匝数减少，额定电压、额定频率不变，磁通增加，空载电流增加，运行时功率因数降低；磁通增加还导致铁耗增加，效率降低。 4-22 三相异步电动机转子电路的中的电动势、电流、频率、感抗和功率因数与转差率有何关系？试说出s=1和s=sN两种情况下，以上各量的对应大小。 解：三相异步电动机转子电路的中的电动势、电流、频率、感抗和转差率成正比，功率因数与转差率有关（cos?2?r2r22??sX2?2。s=1情况下，转子电动势、电流、频率、感抗 均为最大，功率因数最小， s=sN时，情况相反。 4-23 异步电动机的转速变化时，转子电流产生的磁通势相对空间的转速是否变化？为什么？ 解：三相异步电动机的转速变化时，转子电流产生的磁通势F2相对空间的转速不变化，因为F2与F1空间相对静止，都为同步速，与转速无关。 4-24 在推导三相异步电动机的T形等效电路时，转子边要进行哪些折算？为什么要进行这些折算？折算的原则是什么？怎样进行这些折算？ 解：在推导三相异步电动机的T形等效电路时，转子边要进行频率折算和绕组折算。因为转子电路的频率与定子电路的频率不同，频率不同的定、转子电路要合成等效电路，必须频率相同，所以要进行频率折算；即转子等效静止。另外定、转子的相数和匝数不同，相应的感应电动势也不相等，并不起来，所以定、转子电路要合成等效电路必须进行绕组折算。折算的原则是F2不变，有功和无功功率均不变。频率折算；即转子等效静止，转子电流公式中分子分母均除以转差率，电流大小不变，但频率已等效为定子频率；绕组折算：转子折算过的量：单位为A的除以电流变比，单位为V的乘以电动势比，单位为Ω的乘以电动势比 再乘以电流变比。 4-25 异步电动机的T形等效电路和变压器的T形等效电路有无差别？异步电动机等效电路中的r2'(1?s)/s代表什么？能不能不用电阻而用等值的感抗和容抗代替？为什么？ 解：两者的T形等效电路在“T”字上无差别，但变压器的负载是真实的用电负载ZL，而异步电动机等效电路中的是r2'(1?s)/s。异步电动机等效电路中的r2'(1?s)/s代表模拟的机械负载；不能用用等值的感抗和容抗代替，因为电动机轴上的机械功率是有功功率，只能用三相r2'(1?s)/s上的有功电功率来等效，而感抗和容抗上的电功率是无功功率，不能替代。 4-26 异步电动机的机械负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 解：异步电动机的机械负载增加时，转速会下降，转子电磁转矩要增大，转子电流增加，根据磁通势平衡方程式，定子磁通势要增加，因此定子电流也要跟着增加。 4-27 三相异步电动机在空载时功率因数约为多少？为什么会这样低？当在额定负载下运行时，功率因数为何会提高？ 解：三相异步电动机在空载时功率因数约为0.2，因为空载电流主要为建立旋转磁场的无功电流。当在额定负载下运行时，转子输出额定机械功率，定子从电网吸收的有功电功率也要增加，因此功率因数会提高。 4-28 为什么异步电动机的功率因总数是滞后？ 解：因为三相异步电动机要从电网吸收感性无功电流建立旋转磁场，对电网来说异步电动机永远是一个感性负载，即功率因总数是滞后。只不过空载时，功率因数低些，负载时功率因数高些。 4-29 一台三相异步电动机，sN=0.02，，问此时通过气隙传递的电磁功率有百分之几转化为转子铜耗？有百分之几转化为机械功率？ 解：此时通过气隙传递的电磁功率有百分之二转化为转子铜耗。有百分之九十八转化为机械功率。 4-30 一台三相异步电动机输入功率为8.6kW,s=0.034，定子铜耗为425W，铁耗为210W，试计算电动机的电磁功率Pem、转差功率pCu2和总机械功率Pm。 解：电磁功率：Pem=P1-pFe-pCu1=8600-210-425=7965W 转差功率：pCu2=sPem=0.034×7965=270.81W 总机械功率Pm= Pem- pCu2=7965-270.81=7694.19W 4-31 有一台Y联结的4极绕线转子异步电动机，PN=150kW，UN=380V，额定负载时的转子铜耗PCu2=2210W，机械损耗Pm=3640W，杂散损耗Ps=1000W,试求额定负载时： 1）电磁功率Pem、转差率s、转速n各为多少？ 2）电磁转矩T、负载转矩TN、空载转矩T0各为多少？ 解：1）Pem?PN?pcu2?pm?ps?150?2.21?2.64?1?155.85kW ’