交流电机电枢绕组的电动势和磁通势-精

1.交流绕组的磁动势图1图2 图3从图中可以看出三相电流产生的总的磁场是随着转子的旋转而旋转的，设转子开始的位置就是A 相的轴线位置，也就是0α︒=时，此时a F 在轴线+A 轴上，当转子逆时针转动1α角时，a F 也转动1α角，这样最大的磁动势线就对应在1α，1α也就是t ω。

值得注意的是，上面的图是三相电流合成之后的磁动势，而对于每一相电流，他们产生的基波磁动势的表达式是11cos cos cos cos k k k f N I t F t ωαωα==，这个式子可以傅里叶变换为：'''1111111cos()cos()22k k k k k f F t F t f f αωαω=-++=+，可以发现，一个脉振磁动势可以分解为两个极对数和波长与脉振波完全一样，类比上面的合成磁动势，这里的cos()t αω-可以看成是振幅为112k F 的磁动势沿着逆时针转动，也就是转子的转动方向旋转，并且旋转的角速度为d d tdt dtαωω==，也就是说，这个行波是电角速度为ω，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。

另外，cos()t αω+部分可以看成振幅为112k F 的磁动势沿着顺时针转动，这个行波是电角速度为-ω，大小与转子转动的电角速度相等，也就是线圈中电流的电角速度相等。

这些都是电枢绕组上的电枢电流所产生的磁动势特征，分别通过对总的电枢磁动势a F 的旋转方向来过渡到单相电流产生的磁动势，由于转子是逆时针方向转动，所以电动势是逆时针转动，导致电枢电流逆时针转动，然后就有了a F 逆时针转动，可以形象的通过上面的图3看出随着α而转动。

1cos()f F αα=-2.图示说明分布、短距绕组的物理意义两槽单线圈磁场空间分布为矩形波，所以含有大量的谐波在里面，那么产生的电动势也就有大量的谐波。

图4 两槽单线圈磁力线分布6槽三相电机磁场空间分布为阶梯波，所以也含有大量的谐波。

交流电机电枢绕组电动势和磁通势1.几个基本概念（1）极距相邻两个磁极轴线之间的距离，称为极距，用字母“”表示。

极距的大小可以用长度表示，或用在铁心上线槽数表示，也可以用电角度表示。

由于各磁极是匀称分布的，所以极距在数值上也等于每极所占有的线槽数，但极距与磁极所占有槽的空间位置不同。

以24槽4极电动机为例，每极所占槽数是24/4=6槽，各极中心轴线到与它相邻的磁极中心轴线的距离，也就是极距，明显也是6糟。

一般地说，总槽数为Z1.有2P个磁极的电动机，其极距为=Z1/2P（2）电角度与槽距角α一个圆周的机械角度是360°，在讨论电动机问题时，把这种定义的角度称为空间机械角度，用θ表示。

假如铁心圆周上分布有一对磁极，那么沿铁心圆周转1周，则经过了空间机械角360°，同时从磁场变化方面来说也完成了一个周期的变化，即N-S-N，或S-N-S，为了更加清楚地描述磁场，我们沿用机械角度变化1周为360°空间机械角的描述，就说磁场变化1周在电空间也变化360°电角度。

这种状况(指有1对磁极状况)下，电角度(用α’表示)和空间机械角度数是相等的，即α’=θ假如是四极电动机，就是定子内圆上匀称分布着两对磁极，沿铁心圆周转动，每经过1对磁极，从电的方面讲就完成了1对磁场周期的变化，也就是转过了360°电角度。

沿铁心圆周转1周，转过的空间机械角仍是360°，但在电的方面完成了2周变化，转过的电角度就是α’=360°×2=720°。

对于有P对磁极的电动机来说，铁心圆周的空间机械角当然还是360°，而对应的电角度则是α’=360°×P需要留意的是，按式求得的电角度α是铁心整个圆周的电角度。

在后面的分析中，更多用到的是“槽间电角度”，即铁心上相邻两槽中心间隔的电角度，它也等于每一个槽子所占据的电角度。

槽间电角度的计算公式为α=360°×P/Z1式中Z1——电动机铁心总槽数。

变压器选择题1. 变压器空载电流小的原因是 c 。

(a) 一次绕组匝数多，电阻很大；(b) 一次绕组的漏抗很大；(c) 变压器的励磁阻抗很大；(d) 变压器铁心的电阻很大。

2. 变压器空载损耗 c 。

(a) 全部为铜损耗；(b) 全部为铁损耗；(c) 主要为铜损耗；(d) 主要为铁损耗。

3. 一台变压器一次侧接在额定电压的电源上，当二次侧带纯电阻负载时，则从一次侧输入的功率 b 。

(a) 只包含有功功率；(b) 既有有功功率，又有无功功率；(c) 只包含无功功率；(d) 为零。

4. 变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若一次电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流_d______。

(a) 增加；(b) 减少；(c) 不变；(d) 基本不变。

5．一台单相变压器，U1N/ U2N =220/10，若原方接在110V的单相电源上空载运行，电源频率不变，则变压器的主磁通将 b 。

(a) 增大；(b) 减小；(c) 不变。

6．变压器短路实验所测损耗c 。

(a) 主要为铜耗；(b) 主要为铁耗；(c) 全部为铜耗；(d) 全部为铁耗。

7．做变压器空载实验所测的数值，可用于计算a 。

(a) 励磁阻抗；(b) 原边漏抗；(c) 副边漏抗；(d) 副边电阻。

8．将50Hz、220/127V的变压器，接到100Hz，220V的电源上，铁心中的磁通将如何变化？（ c ）(a) 减小；(b) 增加；(c) 不变；(d) 不能确定。

9．用一台电力变压器向某车间的异步电动机供电，当开动的电动机台数增多时，变压器的端电压将如何变化？（ b ）(a) 升高；(b) 降低；(c) 不变；(d) 可能升高，也可能降低。

10．变压器运行时，在电源电压一定的情况下，当负载阻抗增加时，主磁通如何变化？（b ）(a) 增加；(b) 基本不变；(c) 减小。

11．当一次侧接额定的电压维持不变时，变压器有空载运行转为满载运行时，其主磁通将会：c 。

电机与拖动基础习题1（第3-6章）第三章：直流电机原理一、简答题：1、换向器在直流电机中起什么作用在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。

在直流电动机中，换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中。

2、直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率直流电机铭牌上的额定功率：对直流发电机而言，指的是输出的电功率的额定值;对直流电动机而言，指的是电动机轴上输出的机械功率的额定值3、直流电机主磁路包括哪几部分磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一部分直流电机的主磁路主要包括;主磁极、定、转子之间的气隙电枢齿、电枢磁轭、定子磁轭。

磁路未饱和时，铁的磁导率远大于空气的磁导率，气隙的磁阻比磁路中的铁心部分大得多，所以，励磁磁通势主要消耗在气隙上。

4、如何改变他励直流发电机的电枢电动势的方向如何改变他励直流电动机空载运行时的转向通过改变他励直流发电机励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电枢电动势的方向;也可以通过改变他励直流发电机的旋转方向来改变电枢电动势的方向。

改变励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电动机旋转方向;也可通过改变电枢电压的极性来改变他励直流电动机的旋转方向。

5、直流发电机的损耗主要有哪些铁损耗存在于哪一部分,它随负载变化吗电枢铜损耗随负载变化吗直流发电机的损耗主要有:(1)励磁绕组铜损耗;(2)机械摩擦损耗;(3)铁损耗;(4)电枢铜损耗;(5)电刷损耗;(6)附加损耗。

铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。

这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关。

当电机的励磁电流和转速不变时,铁损耗也几乎不变。

它与负载的变化几乎没有关系。

电枢铜损耗由电枢电流引起,当负载增加时,电枢电流同时增加,电枢铜损耗随之增加。

电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。

6、他励直流电动机的电磁功率指什么在直流发电机中，电磁功率指的是由机械功率转化为电功率的这部分功率。

《电机与拖动基础》试题库及答案直流电机一、填空题：1、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。

（E a〈U；E a〉U）2、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。

（相反；相同）二、判断题1、一台并励直流发电机，若正转能自励，反转也能自励。

（）（F）2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。

（）（T）变压器一、填空题：1、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏阻抗压降条件下，其主磁通的大小决定于_______的大小，而与磁路的_______基本无关，其主磁通与励磁电流成_______关系。

（外加电压；材质和几何尺寸；非线性）2、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗越_______，励磁电流越_______。

（越大；越小）3、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将_______，铜损耗将_______（忽略漏阻抗压降的影响）。

（不变；增加）4、当变压器负载（φ2>0°）一定，电源电压下降，则空载电流I0_______，铁损耗P Fe_______。

（减小；减小）5、一台2kV·A,400/100V的单相变压器，低压侧加100V，高压侧开路测得I0=2A；P0=20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I0=_______A，P0=_______W。

（0.5；20）6、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就_______，短路电流就_______。

（大；小）7、变压器等效电路中的x m是对应于_______电抗，r m是表示_______电阻。

（主磁通的；铁心损耗的等效）8、两台变压器并联运行，第一台先达满载，说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台_______。

（小）9、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_______和_______有关，而且还与三相绕组的_______有关。

第一部分直流电机一、填空题：1．当端电压U小于电枢电势Ea直流电机运行于状态。

2．可用电枢电压U与电枢中感应电动势E的大小关系来判断直流电机的运行状态，当时为电动机状态，当时为发电机状态。

3．直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向。

4．直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。

5．直流发电机中，电枢绕组中的感应电动势是的，电刷间的感应电动势是的。

6．在直流电动机中，电枢绕组的受力方向与运动方向，是拖动性质的转矩。

7．直流电机的励磁方式有，，，。

8、一台并励直流发电机，正转时能自励，反转时自励；二、判断题1．并励直流发电机正转时如能自励，如果把并励绕组两头对调，且电枢反转，则电机不能自励。

　( )2．一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。

（）3．一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。

（）4．一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。

（）三、选择题1．直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。

（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组2．直流电机的电枢电势的大小等于（）。

A、绕组一条支路中各导体的感应电动势之和；B、S极下所有导体的感应电动势之和；C、N极下所有导体的感应电动势之和；D、电枢表面所有导体的感应电动势之和。

3.直流电动机的电刷的功用是( )。

A清除污垢 B. 引入直流电压、电流C.引出直流电压、电流D. 引出交流电压四、简答题1.什么是电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式中aTICTΦ=的应是什么磁通？Φ2、、并励直流发电机的自励条件是什么？五、计算题1．一台直流电动机的额定数据为：额定功率P N=17Kw，额定电压U N=220V，额定转速n N=1500r/min, 额定效率ηN=0.83。

求它的额定电流及额定负载时的输入功率。

2．一台并励直流电动机的铭牌数据为：额定电压U N=220V，额定电枢电流I aN=75A，额定转速n N=1000r/min，电枢回路电阻R a=0.26Ω(包括电刷接触电组)，励磁回路总电阻R f=91Ω，额定负载时电枢铁损耗P Fe=600W，机械损耗P m=1989W。

第三篇 交流绕组的电动势和磁动势一、 填空题：1. 已知一台三相交流电机，Q =36，2p =4，采用双层短距叠绕组，y 1=5/6τ，则绕组的每极每相槽数q =__________，槽距角α=__________，基波节距因数k p 1=__________，基波分布因数k d 1=__________，绕组基波因数k dp 1=__________。

已知三相交流电机，Q =54，2p =6，绕组为三相双层叠绕组，其q =__________槽，τ=_______槽，若y 1=7/9τ，则k p 1=__________，k d 1=__________，k dp 1=__________。

3；20︒；0.9659；0.9659；0.933 3；9；0.9397；0.9659；0.9082. 单相绕组通以正弦电流产生 磁动势，其基波磁动势最大幅值为F φ1= ，波幅位于 。

脉振；119.0dp k pIN ；（该相）绕组的轴线上 3. 单层分布绕组每相有__________个线圈组，每个线圈组由__________个线圈串联而成，最大并联支路数a max =__________，每相串联匝数N 1=__________。

双层分布绕组每相有__________个线圈组，每个线圈组由__________个线圈串联而成，最大并联支路数a max =__________，每相串联匝数N 1=__________。

p ； q ；p ；1kpqN N a =2p ； q ；2p ；12kpqN N a=4. 一个整距线圈的两个有效边，在空间相距的电角度为_______，若电机的极对数为p ，则在空间相距的机械角度为_______。

180︒；180p︒5. 一个在空间作余弦分布的脉振磁动势可以分解为两个旋转磁动势，两个磁动势的幅值为原脉振磁动势最大振幅的_________，转速相等，均为n 1=_________，转向_________。

绕组电势磁势一、选择１设同步电机稳定运行时，定子电枢电流产生的旋转磁势相对定子的转速为ｎa ,转子励磁电流产生的旋转磁势相对定子的转速为ｎb ,则： ⑴ｎa ＞ｎb ； ⑵ｎa ＜ｎb ； ⑶ｎa ＝ｎb ; ⑷都有可能,与电机的运行状态有关.２当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波磁势时，下列那一种绕组是我们应该选用的： ⑴绕组跨距为(４／５）τ； ⑵绕组跨距为（５／６）τ； ⑶绕组跨距为（６／７）τ； ⑷绕组跨距为（７／８）。

３交流绕组每相感应电势公式Ｅ1＝４．４４ｆＮｋw1φ1中的φ1是： ⑴磁通随时间交变的最大值； ⑵一台电机的基波磁通量; ⑶一个极的基波磁通量。

４公式Ｆ＝１．３５（Ｎｋw1／ｐ）Ｉ1是指: ⑴一相的磁势振幅；⑵三相一对极的合成磁势振幅； ⑶三相一个极的合成磁势振幅.５由三相定子绕组基波电流产生的五次空间磁势谐波，它的转速是： ⑴静止不动；⑵是基波磁场转速的１／５; ⑶等于基波磁场转速; ⑷五倍于基波磁场转速。

６由三相定子绕组基波电流产生的七次空间磁势谐波，它产生的磁通切割定子绕组感应电势的频率是：⑴等于零； ⑵等于基波频率； ⑶等于基频的１／７； ⑷等于基频的七倍。

７三相异步电动机定子绕组做成分布及短距以后，虽然感应电势的基波分量有所减少，但是它带来的优点主要是： ⑴改善了电势的波形; ⑵可以增加某次谐波电势; ⑶可以增加电机的额定转速；⑷可以改善磁势的波形。

８整数槽双层迭绕组最大并联支路数为ａｍ，极对数为ｐ,它们之间的关系是：①ａｍ＝２ｐ；②ａｍ＝ｐ;③ａｍ＝０．５ｐ.①（６０°相带）；②(１２０°相带）９整数槽单层绕组的最大并联之路数为ａｍ，极对数为ｐ，它们之间的关系是：①ａｍ＝２ｐ；②ａｍ＝ｐ;③ａｍ＝０．５ｐ.①（ｑ为偶数）；②(ｑ为奇数)１０整数槽双层波绕组的最大并联之路数为ａｍ，极对数为ｐ，最大并联支路数为：①２ｐ; ②ｐ；③２。

1.电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。

2.什么是软磁材料什么是硬磁材料答：铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:软磁材料和硬磁材料。

磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。

这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。

常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。

磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。

电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。

3.说明磁路和电路的不同点。

答：1）电流通过电阻时有功率损耗，磁通通过磁阻时无功率损耗；2）自然界中无对磁通绝缘的材料；3）空气也是导磁的，磁路中存在漏磁现象；4）含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。

4.说明直流磁路和交流磁路的不同点。

答：1）直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通随时间交变进而会在激磁线圈内产生感应电动势；2）直流磁路中无铁心损耗，而交流磁路中有铁心损耗；3）交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变。

5.基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别磁路计算时用的是哪一种磁化曲线答：起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的B=f（H）曲线；基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。

二者区别不大。

磁路计算时用的是基本磁化曲线。

6.磁路的基本定律有哪几条当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么答：有：安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联定律和并联定律；不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。

7.变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。