组里的电流为ia?2Isin?t。问B—Y绕组里流过的电流ib是多少才能产生图所示的旋转
旋转磁势方向B磁动势（没有反转磁动势）。
AXY
图28 5 一台三相电机，定子绕组Y联结，接到三相对称的电源工作。由于某种原因使C相断线，问这时电机的定子三相合成基波磁动势的性质。
习题十五 交流绕组的磁动势 一、思考题
1 产生旋转磁动势和圆形磁动势的条件有哪些?
2 不计谐波时，椭圆形旋转磁场是气隙磁场的最普通形式，试述在什么情况下，椭圆形旋转磁场将演化成圆形旋转磁场？在什么条件下，椭圆形旋转磁场将演化为脉振磁场？
3 交流电机漏抗的物理意义是什么？电机槽漏磁、端接漏磁和谐波漏磁的主要区别如何？
二、作图计算题
1 用三个等值线圈A—X、B—Y、C—Z代表的三相绕组，如图示29a所示，现通以电流
ia=10sin?tA，ib=10sin(?t-120o)A和ic=10sin(?t-240o)A。
（1）当iA=10A时，在图a坐标上画出三相合成基波磁动势波形；
（2）当iA=5A（如图b所示）时，在图a坐标上画出三相合成基波磁动势波形。
iAfXAB120?010A5AYZ0?t?2120?C120?5??62??
(b)
(a)
图29
2 一台极对数p=2的三相同步电机，定子上的A相绕组如图30（a）。今在此绕组里通入单相电流，问产生的基波磁动势为几对极？如果把其中的一线圈反接，如图30（b）所示，再通入单相电流，问产生的基波磁动势为几对极？（可以根据磁动势积分法作出磁动势波形，
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然后决定极对数）。
A1X1(a)
A2X2
(b)
图30
3 有一台两极隐极式同步发电机，转子上共有20个槽，放置单层同心式绕组，如图31所示，每个线圈有10匝，线圈全部串联。试求： （1）当直流励磁电流If=150A时的磁动势分布曲线； （2）每极磁动势的幅值；它的基波幅值和它的三次谐波幅值。
113360?N131360?S 图31
4 某四极交流电机定子三相双层绕组的每极每相槽数q=3，每个线圈匝数wc=2，线圈节距
y1=7槽，并联支路数为1，a相和b相绕组分别接到各自的电源上，并使ia=20sin?tA，
ib=-10sin(?t-60o)A， c相开路，ic=0A，试求出产生基波合成磁动势的最大、最小幅值，
及其对应的位置，，说明合成磁动势的性质。
习题十六 同步发电机的电枢反应 一、思考题
1 一台转枢式三相同步发电机，电枢以转速n逆时针旋转，主极磁场对电枢是什么性质的磁场？对称负载运行时，电枢反应磁动势相对于电枢的转速和转向如何？对定子上主磁极的相对转速又是多少？主极绕组能感应出电动势吗？
2 负载时同步发电机中电枢磁动势与励磁磁动势的幅值、位置、转速由哪些因素来决定？
?0、I?等物理量哪些是空间矢量？哪些是时间3 试说明同步电机中的Ff1、Fa、B0、Ba、E相量？试述两种矢（相）量之间的统一性。如果不把相轴和时轴重合，那么时、空相（矢）
量之间的关系怎样？
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4 凸极同步发电机在0
5 同步电机的电枢反应性质是由什么决定的？三相对称电容性负载下电枢反应是否一定是助磁性质的？
二、作图题
1 有一台同步电机，定子绕组里电动势和电流的正方向已标出，如图32所示。
?0的相量，并把这个瞬间转子位置画在图里。 （1）画出当?=120o瞬间，电动势E（2）若定子电流落后于电动势60o电角度，画出定子绕组产生的合成基波磁动势Fa的位置。 （3）如果Fa=
1F，画出磁动势F?的位置来。 3f1?AYCA?AX??Z0?BFf1
图32
2 有一台同步发电机，定子绕组里电动势和电流的正方向分别标在图33（a）、（b）、（c）、
?090电角度。根据图（a）（d）里。假设定子电流领先电动势E、（b）、（c）和（d）所示的
o?相量和F、Fa矢量。并说明是去磁还是助磁性质。 ?0、I转子位置，作出Ef1YSC电势 、电流正方向YSCn1AXAn1XNZBZNB
(a) (b)
电流正方向电势正方向YSC电势正方向Y电流正方向CSn1An1XAXNNZBZB
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(c) (d)
图33
3 已知一台隐极同发电机的端电压U?=1，电流I=1，同步电抗X?s=1和功率因数cos?=1（忽略定子电阻），用画时空相（矢）量图的办法找出图34所示瞬间同步电机转子的位置（用发电机惯例）。
?I??A?t?0E～ ?UXS?U
图34
4 有一台旋转电枢的同步电机，电动势、电流的正方向如图35所示。
?OA、?OB、E（1）当转子转到图35所示瞬间，画出励磁磁动势Ff1在电枢绕组里产生的电动势E?OC的时间相量图； E?C和分别落后电动势E?OA、E?OB和E?OC?A、I?B和I（2）已知电枢电流I枢反应合成基波磁动势Fa来；
（3）求出磁动势Fa相对于定子的转速为多少？
60o电角度，画出电
NYCXAZSBn1 图35
习题十七 同步发电机基本电磁关系 一、思考题
1 对称负载时，同步电机定子电流建立的电枢旋转磁场是否交励磁绕组？它在励磁绕组中感应电动势吗？为什么？ 2
按照切割电动势概念在磁密最大处导线感应电动势也最大，则矢量B0与矢量E0好象是
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?0落后与B0同相位的，应该重合，但实际时空相量图中却是E90?，这怎么从物理概念来解
释？
3 同步电机带对称运行时，气隙磁场是由哪些磁动势建立的，它们的性质和关系如何？ 4 为何同步电机在对称负载下运行时，每相电流落后于该相励磁电动势的时间角度就等于电枢磁动势落后于交轴的空间电角度？如果三相电流不对称，此结论是否成立？ 5
?与E?0的夹角?为一个锐角？这一角度是由什么决定在什么情况下，同步发电机的I的？
6 对应于同步电抗的磁通包含有哪两个组成分量？每相同步电抗与每相绕组本身的励磁电抗有什么区别？为什么说同步电抗是与三相有关的电抗而它的数值又是每相值？
二、计算题
1 有一台同步发电机，SN=16667kVA ，UN=13800V（Y接线）cos?=0.8(滞后)，电枢漏抗标幺值x?=0.24,电枢电阻忽略不计。对应于额定电流的电枢反应磁动势归算为励磁电流
?Ifa=1.35A,空载特性为:
?E0 0．25 45 0．45 85 0．79 150 1．00 205 1．14 250 1．20 300 1．25 350 If（A） 试用电动势——磁动势相量图求该发电机的额定励磁电流和电压调整率。（用坐标纸作图） 2 一台隐极同步发电机运行于恒定电压下，其励磁可随时调整，使其线端功率因数在不同情况下经常等于1，试导出此时电枢电流I和励磁电动势E0之间的关系。 3 一台三相汽轮发电机SN=30000kVA，UN =11000V，IN=1570A,Y接法。 (1) (2)
xs=2.35，用相量图求出cos?=0.855(滞后)时I=IN的?角和?角。
x?=0.661?，ra不计，画出cos=0.5(超前) 时的电动势相量图，并求出E?Ea和E0
30?及??600时
4 设有一隐极式同步发电机在某种情况下转子磁极磁场的振幅和定子磁场的振幅适相等，发电机的端电压为每相3000V，略去电阻及漏抗，试求当功率因数角?= 的空载电动势。
5 已知一台凸极同步电机U*=1，I*=1，Xd*=0.6 ,ｒa ?0, 大。
?= 20?(领先),当t=0时,uA最
?A0 （1）用电动势相量图求E（2）判断电枢反应是去磁还是助磁。
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