《船舶電氣裝備及系統(tǒng)》課后習(xí)題謎底

《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課后習(xí)題答案

第1章電與磁

1-1,鐵磁材料具有哪三種性質(zhì)？

答：鐵磁材料具有“高導(dǎo)磁率”、“磁飽和”以及“磁滯和剩磁”等三種性質(zhì)。

1-2、為什么通電線圈套在鐵心上，它所產(chǎn)生的磁通會(huì)顯著增加？

答：通電線圈未套在鐵心上時(shí)，其產(chǎn)生的磁通所經(jīng)過的磁路主要是空氣隙，磁阻很大，

因此磁通一般較小。當(dāng)通電線圈套在鐵心上時(shí)，磁通所經(jīng)過的磁路有很大的一段是由鐵磁材

料組成的，磁路的磁阻顯著下降，所以它所產(chǎn)生的磁通會(huì)顯著增加。

「3、鐵磁材料在交變磁化時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生磁滯和渦流損耗？直流電磁鐵的鐵心為什么是由

整塊鑄鐵制成的？

答：①由于鐵磁材料有磁滯和剩磁的性質(zhì)，需要一定的外界提供一定的能量來克服磁滯

和剩磁的作用實(shí)現(xiàn)交變磁化，因此交變磁化時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁滯損耗。交變磁化的磁通將在鐵心中

感應(yīng)電動(dòng)勢，而由于鐵磁材料本身具有一定的導(dǎo)電能力，感應(yīng)的電動(dòng)勢將在鐵心中形成渦流

(以鐵心中心軸線為圓心的同心環(huán)形電流)，渦流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的損耗就是渦流損耗。②直流

電磁鐵產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變的直流磁通，直流磁通不會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，因此

沒有必要象交流電磁鐵那樣采用硅鋼片制造，為了使制造工藝簡化，直流電磁鐵的鐵心就常

常采用整塊鑄鐵制成。

1-4、標(biāo)出圖1-23中通電導(dǎo)體A、B和C所受電磁力的方向。

答：參考書P.17頁，根據(jù)左手定則，通電導(dǎo)體A所受電磁力的方向?yàn)閺挠彝螅煌妼?dǎo)

體B所受電磁力的方向?yàn)閺淖笸?；通電?dǎo)體C有兩個(gè)導(dǎo)體，左下邊的導(dǎo)體所受電磁力的方

向?yàn)閺淖笸?，右上邊?dǎo)體所受電磁力的方向?yàn)閺挠彝螅魞蓚€(gè)導(dǎo)體是一個(gè)線圈的兩個(gè)邊,

則這個(gè)線圈將受到逆時(shí)針的電磁轉(zhuǎn)矩。

1-5、應(yīng)用右手定則，確定圖1-24中的感應(yīng)電動(dòng)勢方向或磁場方向(圖中箭頭表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)

方向，。表示感應(yīng)大多數(shù)方向)。

答：(參考書P.17頁)①在圖(a)中磁場為左N右S,導(dǎo)體從上往下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則

感應(yīng)電動(dòng)勢的方向應(yīng)該為由紙面指向外，即用。表示；②在圖(b)中磁場為右N左S,導(dǎo)體從

下往上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢的方向應(yīng)該為山紙面指向外，即也用。表示；③圖(c)

感應(yīng)電動(dòng)勢的方向?yàn)?，是由外指向紙面，運(yùn)動(dòng)方向從下往上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則，作用兩

邊的磁場應(yīng)該是左N右S；④圖(d)中磁場為右N左S,感應(yīng)電動(dòng)勢為。，是由紙面指向外，

導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)該是從下往上。

『6、什么是自感？如何確定自感電動(dòng)勢的方向？在圖1-25所示的電路中，繪出開關(guān)SA閉合

時(shí)自感電動(dòng)勢的方向和開關(guān)打開時(shí)自感電動(dòng)勢的方向。

答：所謂自感，有兩層意思：一是指線圈的自感現(xiàn)象；二是指自感系數(shù)(反映線圈產(chǎn)生

自感電動(dòng)勢的能力，即自感系數(shù)L的數(shù)值)。

①當(dāng)線圈通入變化的電流時(shí)，變化電流產(chǎn)生的磁通也是變化的，變化磁通在線圈本身感

應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，即由于自身電流在自身感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象，簡稱自感。②線

圈的匝數(shù)與磁路導(dǎo)磁能力不同時(shí)，即使電流的大小和變化率相同，感應(yīng)的自感電動(dòng)勢將是不

同的，反映線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢能力的參數(shù)為自感系數(shù)L,簡稱自感。

在自感現(xiàn)象中感應(yīng)的自感電動(dòng)勢方向與阻礙磁通變化的方向符合右手螺旋定則，即感電

動(dòng)勢總是力圖阻礙磁通和電流變化的。根據(jù)右手螺旋定則，在圖『25所示的電路中，當(dāng)SA

閉合時(shí)，線圈中的電流i將按圖中所示方向增加，產(chǎn)生的磁通在從下往上的方向上增加，因

此自感電動(dòng)勢的方向是線圈的上端為正，下端為負(fù)。當(dāng)SA打開時(shí)，線圈中的電流i將按圖中

所示方向減少，產(chǎn)生的磁通在從下往上的方向上減少，因此自感電動(dòng)勢的方向是線圈的上端

為負(fù)，下端為正。

『7、交、直流接觸器有什么不同點(diǎn)？（注：本題主要指交、直流接觸器的電磁機(jī)構(gòu)）

答：交、直流接觸器的不同點(diǎn)基本上體現(xiàn)在交、直流電磁鐵的不同點(diǎn)上，即，它們的電

磁機(jī)構(gòu)的不同點(diǎn)上。交、直流接觸器電磁機(jī)構(gòu)的主要不同點(diǎn)有：①鐵心構(gòu)造不同，②線圈結(jié)

構(gòu)不同，③工作原理方面存在差異。具體如下：

鐵心構(gòu)造方面的不同：交流電磁鐵的鐵心由鋼片疊壓而成，且一般有短路環(huán)；直流電磁

鐵的鐵心一般由整塊鑄鐵制成，且不設(shè)短路環(huán)。交流電磁鐵為了減少渦流損耗，鐵心的應(yīng)該

由片間涂有絕緣材料的硅鋼片疊壓而成。此外為了避免鐵心中因磁通過零而出現(xiàn)的吸力為零,

從而出現(xiàn)銜鐵振動(dòng)現(xiàn)象，交流電磁鐵的鐵心一般設(shè)有短路環(huán)。而直流電磁鐵因?yàn)榉€(wěn)定運(yùn)行時(shí)

不會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，為了簡化工藝等，鐵心通常由整塊鑄鐵制成。直流電磁鐵鐵心產(chǎn)生的吸

力恒定不變，因此不需要設(shè)置短路環(huán)。

線圈結(jié)構(gòu)方面的不同：交流電磁鐵線圈是帶骨架的“矮胖形”線圈，線徑粗，匝數(shù)少：

直流電磁鐵線圈是不帶骨架的“細(xì)長形”線圈，線徑細(xì)，匝數(shù)多。交流電磁鐵工作時(shí)鐵心會(huì)

產(chǎn)生磁滯損耗，線圈也會(huì)產(chǎn)生銅損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)換成熱量，為了增加線圈與鐵心的散

熱效果，交電磁鐵的線圈通常做成'‘矮胖形"，繞制在專門的骨架上，與鐵心之間形成一定的

間隙以利于它們各自的散熱。直流電磁鐵穩(wěn)定工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鐵損耗，溫度通常較線圈低，

因此，直流電磁鐵的線圈通常直接繞在與鐵心緊密貼在一起的絕緣材料上，這樣，線圈產(chǎn)生

的熱量容易通過鐵心散發(fā)，為了增加散熱效果，直流電磁鐵的線圈則通常做成“細(xì)長形”，以

利于與鐵心的接觸面積。此外，交流電磁鐵工作時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢平衡電源電壓，起限流作用，

為了使其有足夠的吸力，線圈的線阻應(yīng)較小，因而線徑較粗，匝數(shù)少。而直流電磁鐵工作時(shí)

不感應(yīng)電動(dòng)勢，為了限制通過線圈的電流，線圈的線阻應(yīng)較大，因而線徑較細(xì)，匝數(shù)多。

工作原理方面存在的差異：交流電磁鐵是恒磁通型的，直流電磁鐵是恒磁勢型的。對于

交流電磁鐵，只要電源電壓和頻率不變，因?yàn)閁^E=4.44Nf①，其磁通基本不變，因此不管

銜鐵是否吸合，電磁鐵產(chǎn)生的吸力基本保持不變。但是，銜鐵吸合前，磁路的磁阻大，線圈

通過的電流大；銜鐵吸合后磁路的磁阻小，線圈通過的電流?。ㄒ?yàn)榇艅軮N=磁阻X①，①

不變而磁阻大，I就大；磁阻小，I就小）。若工作忖交流電磁鐵的銜鐵不能完全吸合，將很

容易使線圈因過熱而損壞。對于直流電磁鐵，要電源電壓不變，流過線圈的電流只與線圈的

導(dǎo)線電阻有關(guān)?已經(jīng)制好的線圈，電阻不變，線圈通過的電流也不變。因此，不管銜鐵是否

吸合，電磁鐵產(chǎn)生的磁勢保持不變。但是，銜鐵吸合前，磁路的磁阻大，磁勢不變，則產(chǎn)生

的吸力??；銜鐵吸合后磁路的磁阻小，磁勢不變，則產(chǎn)生的吸力大。因此直流電磁鐵的線圈

通常在銜鐵吸合前通以較大的電流以增加其吸力，銜鐵吸合后則串入“經(jīng)濟(jì)電阻”限制電流,

提高線圈的工作壽命，且可避免銜鐵因?yàn)槭４哦霈F(xiàn)不能釋放。

1-8、交流接觸器接到相同電壓的直流電源上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

答：交流接觸器因其線圈工作時(shí)會(huì)感應(yīng)電勢，此電勢正常工作時(shí)起限流作用，為了使其

有足夠的吸力，線圈的線阻應(yīng)較小，因而線徑較粗，匝數(shù)較少。若將其接到直流電路中，由

于不能感應(yīng)出電勢，在相同大小的電壓下，將產(chǎn)生非常之大的電流（十幾甚或幾十倍于額定

電流），這將使接觸器的線圈立即燒毀。

1-9、交流接觸器為什么要用短路環(huán)？

答：簡單地說，交流接觸器用短路環(huán)是為了避免銜鐵的振動(dòng)。交流接觸器的線圈通過的

是交流電流，在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通。在一個(gè)周期內(nèi)，交流電流和交變磁通都有兩個(gè)瞬

時(shí)值為零的“過零點(diǎn)二在“過零點(diǎn)”瞬間，鐵心產(chǎn)生的電磁吸力為零。而交流接觸器的銜鐵

是靠反力彈簧釋放的，工作時(shí)銜鐵是靠電磁吸力克服反力彈簧作用力而吸合的，因此若不采

用短路環(huán)，在“過零點(diǎn)”銜鐵就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。短路環(huán)是用良導(dǎo)體焊接成的，將鐵心的一部分

套住。接觸器工作時(shí)產(chǎn)生的交變磁通也通過被短路環(huán)套住的部分鐵心，且在短路環(huán)中感應(yīng)電

動(dòng)勢，產(chǎn)生電流。短路環(huán)中的電流也會(huì)產(chǎn)生磁通，而且，接觸器線圈產(chǎn)生的磁通為零時(shí)（變

化率最大），短路環(huán)感應(yīng)的電動(dòng)勢、產(chǎn)生的電流和磁通都達(dá)到最大，因此保證接觸器線圈電流

“過零點(diǎn)”時(shí)鐵心產(chǎn)生的磁通和吸力不圍零，從而避免銜鐵的振動(dòng)。也就是說，交流接觸器

鐵心中的短路環(huán)是避免鐵心兩部分產(chǎn)生的磁通同時(shí)為零，從而避免銜鐵的振動(dòng)的。

1-10,交流接觸器為什么要用鋼片疊成？

答：交流電磁鐵工作時(shí)，線圈通入的是交流電流，在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通，交變磁

通會(huì)在鐵心中產(chǎn)生渦流損耗。為了減少渦流損耗，鐵心的應(yīng)該由片間涂有絕緣材料的硅鋼片

疊壓而成。

「11、交流接觸器鐵心卡住為什么會(huì)燒毀線圈？（應(yīng)該說是“銜鐵卡住”較合適）

答：交流電磁鐵是恒磁通型的，只要電源電壓和頻率不變，因?yàn)閁%E=4.44Nf①，其磁

通基本不變，因此不管銜鐵是否吸合，電磁鐵產(chǎn)生的吸力基本保持不變。但是，銜鐵吸合前,

磁路的磁阻大，線圈通過的電流大；銜鐵吸合后磁路的磁阻小，線圈通過的電流?。ㄒ?yàn)榇?/p>

勢IN=磁阻X①，①不變而磁阻大，I就大：磁阻小，I就?。Ｈ艚佑|器工作忖交流電磁鐵

的銜鐵卡?。床荒芡耆希瑢⑹咕€圈一直保持較大的電流，產(chǎn)生的銅損耗增加，很容易

使線圈因過熱而燒毀。

1T2、直流接觸器鐵心為什么是整塊鑄鐵？為什么沒有短路環(huán)？

答：直流接觸器線圈通入的是直流電源，在鐵心中產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變

的直流磁通，直流磁通不會(huì)在鐵心產(chǎn)生渦流損耗，因此沒有必要象交流接觸器鐵心那樣采用

硅鋼片制造，為了使制造工藝簡化，直流接觸器的鐵心就常常采用整塊鑄鐵制成。由于鐵心

中產(chǎn)生的磁通直流磁通，沒有“過零點(diǎn)”，在工作時(shí)鐵心產(chǎn)生的吸力一直保持恒定，因此沒有

必要設(shè)置短路環(huán)來防止銜鐵的振動(dòng)。

第2章變壓器

2-1、變壓器中主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同？在分析變壓器時(shí)是怎樣反映它們的

作用的？

答：主磁通：沿鐵心閉合，同時(shí)與原、副邊繞組交鏈，并在所交鏈的繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢。

它是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介，是變壓器的工作磁通，占總磁通的絕大部分。無論空在還是運(yùn)行,

只要變壓器的端電壓一定，主磁通都將不會(huì)改變，維持在一個(gè)恒定的值。在分析變壓器時(shí)常

以勵(lì)磁電抗Xm反應(yīng)主磁通的作用。由于主磁通的磁路是非線性的，故X,“不是常數(shù)，隨著鐵

心飽和程度的提高而減小。

漏磁通：主要沿非鐵磁材料閉合，僅與原邊繞組或者副邊繞組交鏈，在所交鏈的繞組中

感應(yīng)電動(dòng)勢，起漏抗壓降的作用，在數(shù)量上遠(yuǎn)小于主磁通。由于漏磁通主要沿非鐵磁物質(zhì)閉

合，所經(jīng)磁路是線性的，它與所交鏈繞組的電流成正比。在分析變壓器時(shí)，以漏抗X。反映漏

磁通的作用。由于磁路基本上是線性的，故L壓基本上為常數(shù)。

主磁通由原邊繞組和副邊繞組磁通勢共同產(chǎn)生，漏磁通僅由原邊或副邊繞組磁通勢單獨(dú)

產(chǎn)生0

2-2、感應(yīng)電動(dòng)勢的量值與哪些因素有關(guān)？勵(lì)磁阻抗Zm的物理意義如何？Xm的大小與哪些因

素有關(guān)？

答：①根據(jù)“4.44公式"（即E=4.44fN①m）,影響變壓器繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢量值（即幅

值大?。┑囊蛩赜校豪@組的匝數(shù)、電源的頻率和與繞組交鏈磁通的幅值。②勵(lì)磁阻抗Zm的物

理意義是：阻抗的電阻部分用來反映變壓器磁路損耗在一相電路中的等效，阻抗的電抗部分

則反映變壓器在磁路中產(chǎn)生主磁通時(shí)，對電路相電流產(chǎn)生相位的影響和對相電壓產(chǎn)生電壓降

落的影響。其中，勵(lì)磁阻抗Zm=Rm+jXm，4是變壓器的勵(lì)磁電阻，反映變壓器鐵損大小的等

效電阻，不能用伏安法測量。③Xm是變壓器的勵(lì)磁電抗，反映了主磁通對電路的電磁效應(yīng)。

與Xm的大小有關(guān)的因素主要有：繞組匝數(shù)、磁路磁阻（材料的導(dǎo)磁率和磁路截面尺寸）以及

電源頻率，因?yàn)?，Xm=2nfXLm，而1又與繞組匝數(shù)、磁路磁阻等有關(guān)。當(dāng)電源頻率、線圈

匝數(shù)和鐵心尺寸一定時(shí)，Xm主要由繞組的磁導(dǎo)率成正比。

2-3、額定電壓為110/24V變壓器，若將原邊繞組接于220V交流電源上，其結(jié)果如何？若將

220/24V的變壓器接于110V交流電源上，其結(jié)果又將如何？

答：若將110/24V變壓器的原邊繞組接于220V交流電源上，由于這時(shí)原邊電壓增加一倍，

由于U^E=4.44Nf①8①，就要求磁路的磁通也增加一倍。但一般變壓器設(shè)計(jì)時(shí)都讓其鐵心

工作在半飽和區(qū)，在半飽和區(qū)再使磁通增加一倍，則勵(lì)磁電流（空載電流）將大大增加，使

繞組的銅耗和鐵心損耗大大增加，變壓器將很快燒毀。

若將220/24V的變壓器接于110V交流電源上，磁路的磁通減少，對于變壓器運(yùn)行沒有什

么不良影響。只是此時(shí)磁路完全不飽和，變壓器鐵心的利用率降低而已。同時(shí)，變壓器副邊

輸出電壓減小為12V,不能滿足原來負(fù)載的要求。

2-4、額定頻率為50Hz的變壓器接于頻率為60Hz的額定電壓上，以及額定頻率為60Hz的變

壓器接于頻率為50Hz的額定電壓上，將對變壓器運(yùn)行帶來什么影響？50Hz和60Hz的

變壓器能通用嗎？

答：鐵心損耗與頻率有關(guān)，頻率增加鐵心損耗也增加。但頻率增加，根據(jù)U~E=4.44Nf

①，若電源電壓不變，則磁路的磁通①減少，勵(lì)磁電流減小，繞組的銅損耗略有減少；同理,

60Hz的變壓器接于頻率為50Hz的額定電壓上，鐵耗有所減少，但磁路飽和程度增加，繞組

的銅耗有所增加。由于空載電流較小，頻率在50Hz和60Hz之間變化，銅耗和鐵耗的變化量

都不太不大，而且一個(gè)增加另外一個(gè)就減少，同時(shí)考慮變壓器都有一定的過載能力。因此，

在50Hz和60Hz的變壓器還是可以通用的。

2-5、一臺(tái)額定電壓為220/110V的變壓器，原、副邊繞組匝數(shù)即、M分別為2000和1000,

若為節(jié)省銅線，將匝數(shù)改為400和200,是否可以？

答：不可以。根據(jù)U^E=4.44fN①m可知，當(dāng)匝數(shù)減小而為了維持同樣電壓，必須導(dǎo)致磁

通大大增加，必然使得磁路飽和，電流顯著增大。題中條件下，匝數(shù)減少為原來的1/5,為

了平衡電源電壓，磁通需要增加到原來的5倍，磁路嚴(yán)重飽和，電流增加的倍數(shù)可達(dá)原來的

幾十倍，若沒有保護(hù)措施，線圈將瞬間燒毀。

2-6、變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)引起副邊電壓變化的原因是什么？副邊電壓變化率的大小與這些因素

有何關(guān)系？當(dāng)副邊帶什么性質(zhì)負(fù)載時(shí)有可能使電壓變化率為零？

答：①變壓器負(fù)載運(yùn)行，引起副邊端電壓變化的原因有：短路阻抗，負(fù)載的大小和性質(zhì)。

②相同負(fù)載時(shí)，變壓器短路阻抗值越大，其輸出電壓變化越大。

③短路阻抗一定、負(fù)載的功率因數(shù)保持不變時(shí)，負(fù)載越大（負(fù)

載阻抗值小、電流大），變壓器的輸出電壓變化越大。④負(fù)載

的性質(zhì)主要指負(fù)載是感性、容性和電阻性。一般而言，若忽略

變壓器繞組的電阻壓降，從變壓器負(fù)載相量圖（題圖2-6）可

見，電感性負(fù)載電流具有去磁性質(zhì)，對變壓器副邊電壓變化率

起增大的作用。電容性負(fù)載電流具有增磁作用（或者說容性負(fù)

載電流在變壓器的漏抗上產(chǎn)生了負(fù)的壓降值），其作用的體現(xiàn)

是使副邊電壓升高。若負(fù)載容抗大于變壓器漏抗，容性負(fù)載將

a）感性負(fù)載b）容性負(fù)載

使電壓變化率減??；若負(fù)載容抗等于變壓器漏抗，容性負(fù)載將

題圖負(fù)載相量圖

使電壓變化率為零；若負(fù)載容抗小于變壓器漏抗，容性負(fù)載將2-6

使電壓變化率變?yōu)樨?fù)值。也就是說，當(dāng)副邊帶電容性負(fù)載時(shí)有可能使電壓變化率為零。

簡單地說，①變壓器負(fù)載運(yùn)行，引起副邊端電壓變化的原因有短路阻抗，負(fù)載的大小

和性質(zhì)。②短路阻抗的大，負(fù)我的大，副邊電壓變化率就大。③當(dāng)副邊帶電容性負(fù)教時(shí)有可

能使電壓變化率為零。

2-7、根據(jù)圖2-4所示的簡化等效電路圖，列出電

壓平衡方程式，并分別畫出感性及容性負(fù)載

時(shí)的相量圖。

答：①電壓平衡方程式為：

hi

山=-。2鉆風(fēng)+/改

②相量圖如右圖所示。

【說明】：由題圖2-7b）可見：當(dāng)變壓器帶容

性負(fù)載時(shí)，若保持變壓器副邊端電壓不變，則其原

邊電壓應(yīng)該減小。這是因?yàn)槿菪载?fù)載使負(fù)載電流比

副邊電壓的相位超前，超前的電流在變壓器短路阻

a）感性負(fù)載b）容性負(fù)載

抗上產(chǎn)生負(fù)的壓降值（或者說，超前的電流具有增

題圖2-7感性及容性負(fù)載時(shí)的相量圖

磁性質(zhì)）。

2-8、變壓器空載時(shí)，原邊加額定電壓，雖然原邊電阻中Q很小，可空載電流并不大，為什

么？

答：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，從電源輸入的電流主要在鐵心磁路中產(chǎn)生交變的主磁通，交變

的主磁通在原邊繞組將感應(yīng)幅值接近電源電壓的反電勢，且與電源電壓的實(shí)際相位幾乎相反。

原邊繞組上的反電勢作用是與電源電壓相平衡，使加在原邊繞組電阻力中電壓很小。因此，

雖然口很小，但空載電流并不大。

2-9、一臺(tái)50Hz的單相變壓器，若誤把原邊繞組接到與其額定電壓相同直流電源上，會(huì)發(fā)生

什么現(xiàn)象？

答：當(dāng)原邊接到直流電源上時(shí)，主磁通是恒定直流磁通，原、副邊繞組中沒有感應(yīng)電動(dòng)

勢。沒有感應(yīng)電動(dòng)勢與電源電壓相平衡，直流電源電壓將全部降落在原邊繞組的電阻上，產(chǎn)

生巨大的短路電流。若沒有短路保護(hù)措施，原邊繞組很快將被燒毀。

270、在使用電壓互感器及電流互感器時(shí)，各應(yīng)注意什么？為什么？

答：⑴電壓互感器使用時(shí)應(yīng)注意：①副邊繞組不許短路.這是因?yàn)殡妷夯ジ衅髡＿\(yùn)行

時(shí)，負(fù)載接電壓表，阻抗很大，接近于空載運(yùn)行。如果副邊繞組短路，則變成短路運(yùn)行，電

流從空載電流變成短路電流，造成原副邊繞組電流均變得很大，會(huì)使互感器繞組過熱而燒毀。

②鐵心和副邊繞組的一端必須可靠接地。這是因?yàn)殡妷夯ジ衅鞯脑吽与妷憾际歉唠妷海?/p>

為了避免由于絕緣老化或損壞造成漏電，危及副繞組所連接的設(shè)備甚至人身安全。③副邊所

帶的負(fù)載阻抗不能低于額定負(fù)載阻抗。否則，負(fù)載電流引起的電壓變化率將超過允許值，互

感器的精度將受到影響。

⑵電流互感器使用時(shí)應(yīng)注意：①副邊繞組不許開路。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅髡＿\(yùn)行

時(shí)，相當(dāng)于變壓器工作在短路狀態(tài)，原副邊磁動(dòng)勢處于平衡狀態(tài)，磁場很弱。若副邊開路，

原邊電流完全用于勵(lì)磁，磁場變得很強(qiáng)，將在副邊感應(yīng)出很高的電壓，將擊穿絕緣，危及人

身及設(shè)備安全。即使不會(huì)損傷絕緣，強(qiáng)大的勵(lì)磁磁場也會(huì)使磁路嚴(yán)重飽和，鐵心嚴(yán)重磁化，

從而導(dǎo)致電流互感器報(bào)廢。②鐵心和副邊繞組的一端必須可靠接地。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯?/p>

原邊所接電路通常又是高電壓的電路，為了避免由于絕緣老化或強(qiáng)壞造成漏電，危及副繞組

所連接的設(shè)備甚至人身安全。③副邊所帶的負(fù)載阻抗不能高于額定負(fù)載阻抗，否則也將影響

互感器的測量精度。

2-11、一臺(tái)三相變壓器，額定容量為SN=400kVA,額定電壓為UI/U2=36000/6000V,Y/△連接。

試求：(1)原、副邊額定電流；(2)在額定工作情況下，原、副邊繞組中的電流；(3)已

知原邊繞組匝數(shù)即=600,問副邊繞組匝數(shù)電為多少？

解：(1)原、副邊額定電流：由于額定電流、額定電壓分別為線電流、線電壓，因此：

I1N=SN/(后UiN)=400000/(亞X36000)=6.415(A)

I2N=SN/(MU2N)=400000/(石X6000)=38.49(A)

(2)在額定工作情況下，原、副邊繞組中的電流：設(shè)，I|p、12P分別為額定工作情況

下原、副邊繞組中的電流。對于Y/△連接的變壓器，原邊Y連接有：

I[p=I]N=6.415(A)

副邊△連接有：

12P=12N/石=38.49/石=22.22(A)

⑶求副邊繞組匝數(shù)即因?yàn)镮2/IH1/N2,因此：

N2=N1IIP/I2P=600X6.415/22.22比173(匝)

答：(1)原、副邊額定電流分別為6.415A和38.49A；(2)在額定工作情況下，原、副邊

繞組中的電流分別為6.415A和22.22A；(3)原邊繞組匝數(shù)即=600匝時(shí)，副邊繞組匝數(shù)N2

約為173匝。

2-12、一分三相變壓器，其額定值為SN=1800kVA,5/112=6300/3150,Y/△連接，繞組銅損與

鐵損之和為(6.6+21.2)kW,求：當(dāng)輸出電流為額定值、負(fù)載功率因數(shù)cos=0.8時(shí)

的效率。

解：⑴額定輸出電流：LN=SN/(石69=1800/(后義3.15)=329.9(A)

(2)輸出電流為額定值、負(fù)載功率因數(shù)COS=0.8時(shí)，副邊輸出的有功功率P2N：

P2N=SNXCOS=1800X0.8=1440kW

(3)輸出電流為額定值、負(fù)載功率因數(shù)cos=0.8時(shí)的效率：

+

=P2/P!X100%=P2/(P2+PFePcu)X100%=1440/(1440+6.6+21.2)X100%=98.1%

答：當(dāng)輸出電流為額定值、負(fù)載功率因數(shù)cos=0.8時(shí)的效率約為98.1%。

第3章異步電動(dòng)機(jī)

3-1、什么叫轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率判斷異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)？

答：所謂轉(zhuǎn)差率，就是轉(zhuǎn)差的比率，是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)差與氣隙旋轉(zhuǎn)

磁場的相對比率。其定義式為s=（n0-n）n0o根據(jù)轉(zhuǎn)差率可以判斷異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與氣隙旋轉(zhuǎn)

磁場的關(guān)系，從而判斷異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，具體如下：

當(dāng)s<0時(shí)，n>n0,異步電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電（即第七章介紹的回饋或再生）制動(dòng)狀態(tài)；

當(dāng)s=0時(shí)，n=n0.異步電動(dòng)機(jī)處于理想空載運(yùn)行狀態(tài)；

當(dāng)0<s<l時(shí)，n<n。，異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；

當(dāng)s=l時(shí)，n=0,異步電動(dòng)機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，或者電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的瞬間；

當(dāng)s>l時(shí)，n<0,異步電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)（參見第七章）。

【說明】：異步電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)有三種，分別稱為：發(fā)電制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。

其中，發(fā)電制動(dòng)又稱為回饋制動(dòng)或再生制動(dòng)；反接制動(dòng)則包括電源反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)。

書上P.37頁說：“當(dāng)s>l時(shí)，n<0,異步電動(dòng)機(jī)處于電磁制動(dòng)狀態(tài)?！辈煌桩?dāng)，應(yīng)當(dāng)改為:

“當(dāng)s>l時(shí)，n<0,異步電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)（參見第七章）下同。

3-2、異步電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和處于電磁（反接）制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

向之間的關(guān)系是否一樣？應(yīng)該怎樣分析，才能區(qū)分這兩種運(yùn)行狀態(tài)？

答：所謂制動(dòng)，從字面上看就是“制止運(yùn)動(dòng)”，只有電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反才能制動(dòng)。

因此，只要處于制動(dòng)狀態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩的方向都是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反。也就是說，異步電動(dòng)機(jī)處

于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和處于反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系都是一樣的。

要區(qū)分這兩種運(yùn)行狀態(tài)可以從異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系（即轉(zhuǎn)差率）進(jìn)行判斷:

當(dāng)s<0時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n高于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n°；當(dāng)

s>l時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n°

方向相反，若以氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n°方向?yàn)閰⒖颊较颍瑒t轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n低于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場

的轉(zhuǎn)速n0?

3-3、如果將繞線式異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組短接，而把轉(zhuǎn)子繞組連接到對稱三相電源上，將會(huì)

發(fā)生什么現(xiàn)象？

答：若將繞線式異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組短接，而把

轉(zhuǎn)子繞組連接到電壓合適的對稱三相電源上，則繞線式

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子仍然能夠正常轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向

與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相反，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子的

速度為n0；氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相對于定子的轉(zhuǎn)速為sn。，轉(zhuǎn)向

也與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，如右圖（題圖3-3）所示。

題圖轉(zhuǎn)子接電源

在題圖3-3中，轉(zhuǎn)子繞組通入三相交流電流，產(chǎn)生3-3

的旋轉(zhuǎn)磁場以n0（相對于轉(zhuǎn)子）或sn°（相對于定子）的轉(zhuǎn)速按照a、b、c的相序順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，

切割定子繞組感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電流如圖3-3b）所示。根據(jù)左手定則，定子繞組受力F方向?yàn)椋?/p>

Al、Xt,而由于定子固定不動(dòng)，轉(zhuǎn)子將受到相反方向力的作用，因此電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

速n的方向都為逆時(shí)針方向。

3-4、與同容量的變壓器相比較，異步電動(dòng)機(jī)的空載電流大，還是變壓器的空載電流大？為什

么？

答：異步電動(dòng)機(jī)的空載電流大，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)磁路中含有氣隙，氣隙磁阻大，使得產(chǎn)

生額定磁通量的勵(lì)磁磁動(dòng)勢增大，相應(yīng)勵(lì)磁（空載）電流就大，約占額定電流的20%?40%（早

期電機(jī)為20%?50%）：而變壓器主磁路是閉合的不含有氣隙，其勵(lì)磁電流也小的多，約占額

定電流的3%?8%（早期變壓器為5%?10%）。

3-5、?分三相異步電動(dòng)機(jī)，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子繞組上加三相額定電壓，會(huì)產(chǎn)生什么

后果？

答：三相異步電動(dòng)機(jī)抽掉轉(zhuǎn)子，磁路中氣隙將大大增加，即磁路的導(dǎo)磁率減小。當(dāng)定子

繞組施加三相額定電壓，山4.44公式知，磁通仍為額定值，在磁路的磁阻增大的情況下，需

要有很大的勵(lì)磁磁動(dòng)勢，勵(lì)磁電流將大大超過額定電流，很快將使定子繞組燒毀。

3-6、異步電動(dòng)機(jī)定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組沒有直接的電氣聯(lián)系，為什么負(fù)載增加時(shí)，定子電流和

輸入功率會(huì)自動(dòng)增加，試說明其物理過程。從空載到滿載電機(jī)主磁通有無變化？

答：異步電動(dòng)機(jī)的相量圖與變壓器相似，由相量圖可見，轉(zhuǎn)子電流具有去磁性質(zhì)。由轉(zhuǎn)

子電流公式或等效電路中轉(zhuǎn)子等效電阻r2/s可知：當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流將增大。而

轉(zhuǎn)子電流的去磁性質(zhì)將使主磁通出現(xiàn)下降的趨勢，定子繞組感應(yīng)的電勢也將出現(xiàn)減少的趨勢。

當(dāng)電源電壓不變時(shí)，定子繞組的電流將自動(dòng)增加，以補(bǔ)償轉(zhuǎn)子電流的去磁作用。因此，負(fù)載

增加時(shí)，定子電流和輸入功率會(huì)自動(dòng)增加。

由于定子繞組的電阻和漏抗都較小，從異步電動(dòng)機(jī)定子回路的電壓平衡方程式可知，定

子電壓5約等于定子繞組感應(yīng)的電勢U］、E|=4.44kwf①m。因此，從空載到滿載，若不考慮定

子漏阻抗影響，異步電機(jī)的主磁通基本不變。若考慮定子漏阻抗影響，則主磁通略有減少。

3-7、三相異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，如果轉(zhuǎn)子突然被卡住而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，試問這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流

有無變化？對電動(dòng)機(jī)有何影響？

答：如果轉(zhuǎn)子突然卡住，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢將突然增大，致使轉(zhuǎn)子電流突然增大，產(chǎn)生較

大的電流沖擊和機(jī)械力矩的沖擊。而根據(jù)磁勢平衡關(guān)系知，轉(zhuǎn)子電流增大定子電流也將增加,

電機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組的銅損耗增加，時(shí)間稍長繞組將過熱，若保護(hù)裝置不動(dòng)作則可能燒毀繞組。

3-8、在分析異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子邊要進(jìn)行哪些折算？為什么要進(jìn)行這些折算？折算的條件是

什么？

答：⑴在分析異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子邊要進(jìn)行的折算有：①頻率折算，②繞組折算。

⑵折算的目的是：①由于轉(zhuǎn)子電路的電靈頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（或電機(jī)的轉(zhuǎn)差率）變化

而變化，難于直接進(jìn)行電氣分析。因此需要進(jìn)行頻率折算，將轉(zhuǎn)子電量的頻率折算成與定子

電量頻率一致的等效電量，以便進(jìn)行電氣分析。即用一個(gè)靜止不動(dòng)的繞組代替實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)

子繞組，而且兩個(gè)繞組對磁路的影響必須一樣。②通過頻率折算后的轉(zhuǎn)子繞組與變壓器的情

況相同，但頻率折算后的靜止繞組的匝數(shù)與定子繞組匝數(shù)不一樣，仍然不能進(jìn)行直接的電氣

分析，因此還必須象變壓器一樣進(jìn)行繞組折算，用一個(gè)匝數(shù)相同的等效繞組代替頻率折算后

的靜止繞組，從而消除磁路分析的麻煩得到與變壓器相似的等效電路。

⑶進(jìn)行頻率折算和繞組折算的條件是：折算前后等效繞組與實(shí)際繞組的①磁勢一樣,

②產(chǎn)生的電磁功率和損耗一樣。

3-9、異步電動(dòng)機(jī)的等效電路與變壓器的等效電路有無差別？等效電路中的代表什么？

S

能否用電感或電容代替？為什么？

答：①首先，兩種等效電路是有相似的地方的。兩者相同點(diǎn)主要是：形式一樣；變壓器

的原邊和三相異步電動(dòng)機(jī)定子邊都采用每相參數(shù)的實(shí)際值，而變壓器的副邊和異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

子都采用折合值。

②但是，兩者卻有如下突出的不同點(diǎn)：變壓器中折合只是繞組匝數(shù)折合，而異步電

動(dòng)機(jī)除了繞組匝數(shù)折合外，還有頻率、相數(shù)折合。變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，變壓器的負(fù)載阻抗只

需要乘以變比的平方，便可以用等效電路計(jì)算，變壓器的輸出的電功率的性質(zhì)及功率因素完

全取決于負(fù)載的性質(zhì)，可以是電阻性、電感性或電容性的。而三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)際

輸出機(jī)械功率，但在等效電路上用一個(gè)等效電阻表示，其上消耗（電功率）代表了電動(dòng)機(jī)輸

出的機(jī)械功率。也就是說，機(jī)械功率的大小與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率有關(guān)，性質(zhì)也是電阻上的有功功

率，不可能有電感性或者電容性的。轉(zhuǎn)子電路中是機(jī)械功率的等效電阻。

3T0、異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降過多，會(huì)產(chǎn)生什么后果？試說明其原

因。如果電源電壓下降20%,對異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等各有

何影響？

答：⑴異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降過多，將使定、轉(zhuǎn)子電流都將增

大較多，電機(jī)的銅損耗增加較多，可能使電機(jī)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，從而加速繞組絕緣的老化，甚

至燒毀。這是因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，電壓下降電機(jī)產(chǎn)生

的電磁轉(zhuǎn)矩減小，在額定負(fù)載小運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將明顯下降，轉(zhuǎn)差率將增加較多。從轉(zhuǎn)子電

流計(jì)算公式看，轉(zhuǎn)子電流增大較多，同時(shí)引起定子電流有較大的增加。

⑵由于異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都與電源電壓的平方成正比，電源電壓下

降20%,即電源電壓為原來的0.8,因此異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都為額定電壓時(shí)的

0.64,即下降了36%。

⑶根據(jù)前面的分析，電壓下降，轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)子回路的等效電阻r3/s減小，轉(zhuǎn)子

電路的功率因數(shù)cos2=（r'2/s）/[x，22+（r，2/s）2]將減小。而帶額定負(fù)載時(shí)定子電流主要成分是轉(zhuǎn)

子電流分量，勵(lì)磁電流分量所占的比例較小，cos2減小則定子電路的功率因數(shù)cos?也

將比額定電壓時(shí)對應(yīng)的數(shù)值有所減小。

3-11、漏抗大小對異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，包括起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電路

的功率因數(shù)等有何影響？

答：漏抗大小對異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能有影響，具體表現(xiàn)為：由于等效電路可知，漏抗

增大，起動(dòng)電流減小；由于轉(zhuǎn)矩與功率因數(shù)表達(dá)式（式3-23、式3-21和式3T0）可知，起

動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)都減小。

372、有些三相異步電動(dòng)機(jī)有380/220V兩種額定電壓，定子繞組可以連接成星形，也可連接

成三角形。試問在什么情況下采用何種連接方法？

答：三相異步電動(dòng)機(jī)有兩種額定電壓380/220V時(shí)，一般同時(shí)標(biāo)注其連接形式為Y/A?

因?yàn)閷τ谝唤?jīng)出廠的異步電動(dòng)機(jī)，其磁路的磁通與相繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢基本確定，也就是說

定子一相繞組的耐壓已經(jīng)確定。但三相繞組采用Y或△連接形式，電機(jī)線間電勢有不同的數(shù)

值。因此，當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)標(biāo)出的額定電壓380/220V時(shí)，說明其定子一相繞組的額定電壓

為220V。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組采用Y連接時(shí)，其額定電壓為380V；當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子

三相繞組采用△連接時(shí)，其額定電壓為220V。

3T3、三相異步電動(dòng)機(jī)在滿載和空載下起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否?樣？

答：三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與其所帶負(fù)載沒有任何關(guān)系，因此在滿載和空載下起動(dòng)

時(shí)，其起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都是一樣的。這可從異步電動(dòng)機(jī)的電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式得到

驗(yàn)證。若忽略勵(lì)磁電流，起動(dòng)電流可由P.40頁式3-9進(jìn)行計(jì)算（令s=l）；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩則可由

P.44頁式3-23或P.43頁式3-18進(jìn)行計(jì)算（令s=l）?而式3-9、式3-18和式3-23都與其

所帶負(fù)載的大小沒有任何關(guān)系。

3-14、如果電動(dòng)機(jī)的三角形連接誤接成星形連接，或者星形連接誤接成三角形連接，其后果

將如何？

答：①如果電動(dòng)機(jī)的三角形連接誤接成星形，則定子每相繞組的端電壓下降為原來的

1/6，主磁通將大大減小，若要使流過電動(dòng)機(jī)繞組不超過額定電流，由于式3T2可知，應(yīng)

該減小電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。否則當(dāng)接額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，繞組中電流將增加，超過額定值,

致使保護(hù)器件動(dòng)作或者燒毀繞組（因?yàn)門減小，轉(zhuǎn)速將下降，轉(zhuǎn)差率s將增加，由式3-9可

知，b將增大；由式3-12可知，①J只有I2t才能使T保持額定值與額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡）。

②如果電動(dòng)機(jī)的星形連接被誤接為三角形，則定子每相繞組的端電壓將為原額定電

壓的石倍，為了感應(yīng)電動(dòng)勢與電源電壓平衡，要求主磁通也要增加到為原來的6倍，磁路

將嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流大大增加，也會(huì)致使保護(hù)器件動(dòng)作或者燒毀繞組。

3-15＞某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為460r/min,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半時(shí)，電動(dòng)機(jī)

的轉(zhuǎn)速約為多少？

解：①由于異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率為1%?9%,即SN、O.01?0.09可以推算出該電

機(jī)為6對極的異步電動(dòng)機(jī)，其理想空載轉(zhuǎn)速n0為500r/min：

Vn0=nN/（l-SN）=460/（0.91~0.99）=464.6-505.5r/min

p=60f/no=3000/（464.6-505.5）=5.934-6.457,而p只能為整數(shù)，；.p=6（對極）；

no=60f/p=3000/6=500（r/min）,sN=（n0-n）/n0=（500-460）/500=0.08

②從機(jī)械特性看，由于異步電動(dòng)機(jī)在額定工作范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)差率s與負(fù)載轉(zhuǎn)矩T可以

用直線近似代替，即近似認(rèn)為s8T（或s=kT）。因此，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的?半（即T=0.5

TQ時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s和轉(zhuǎn)速n分別為：

sSfqT/Tjsj_0.08X0.5=0.04

n=no（l-s）=500（l-0.04）=500X0.96=480（r/min）

答：該三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半時(shí)的轉(zhuǎn)速約為480r/mino

3T6、單相分相式電動(dòng)機(jī)如何改變其旋轉(zhuǎn)方向？罩極式電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向能否改變？

答：改變單相分相式電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，可單獨(dú)改變其任意一個(gè)繞組的接線（即，將其兩

根引線脫開對調(diào)一下再接上。注：若同時(shí)改變其兩個(gè)繞組的接線則電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒉粫?huì)改

變）。這是因?yàn)?，單?dú)改變其任意一個(gè)繞組的接線時(shí)，流過該繞組電流方向變反，兩個(gè)繞組流

過的電流相位關(guān)系發(fā)生變化（原來電流相位比另一繞組電流超前的繞組，單獨(dú)改變?nèi)我庖粋€(gè)

繞組的接線后，該繞組電流相位變成滯后流過另一繞組的電流），而單相分相式電動(dòng)機(jī)兩個(gè)繞

組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向總是從電流相位超前的繞組向電流相位滯后的繞組轉(zhuǎn)動(dòng)。電流相位

關(guān)系發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向就與原來的旋轉(zhuǎn)方向相反，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向也

就與原來的轉(zhuǎn)向相反，即單相分相式電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向得到改變。

3-17、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明f=50Hz,nN=960r/min,問該電動(dòng)機(jī)的極數(shù)是多少？

解：由于異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率為1%?9%,即SN七0.01?0.09,通過SN、弧和no

之間的關(guān)系，以及no、f和p之間的關(guān)系可以求出該電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)，具體過程如下：

n0=nN/（l-sN）=960/（0.91~0.99）=969.7-1054.9r/min

p=60f/no=3000/（969.7-1054.9）=2.8~3.1,而p只能為整數(shù)，；.p=3（對極）。即,

該電動(dòng)機(jī)的極數(shù)是6（個(gè)）極。

答：該電動(dòng)機(jī)的極數(shù)是6極。

378、三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)附近運(yùn)行，當(dāng)（1）負(fù)載增大、（2）電壓升高、（3）頻率

升高時(shí)，其轉(zhuǎn)速和定子電流分別有何變化？

答：⑴根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性、調(diào)壓人工機(jī)械特性和調(diào)頻人工機(jī)械特性，

可以知道：①當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有所下降；②當(dāng)電壓升高時(shí)，三相異步

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有所上升；③當(dāng)頻率升高時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也有所上升。（【注】：調(diào)頻

人工機(jī)械特性可以由于P.36頁式3-1的理想空載轉(zhuǎn)速或磁場的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式推知:當(dāng)ft,

n。也t,整個(gè)機(jī)械特性向上平移；當(dāng)fI,n°也I,整個(gè)機(jī)械特性向下平移。）

⑵由三相異步電動(dòng)機(jī)的相量圖及磁勢平衡方程式可知，定子電流等于轉(zhuǎn)子電流與勵(lì)

磁電流的相量和，要分析定子電流可以先分析轉(zhuǎn)子電流的情況。由異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及

P.40頁式3-9的轉(zhuǎn)子電流表達(dá)式可知：①由于負(fù)載增大時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速略有下降，轉(zhuǎn)

差率增大，轉(zhuǎn)子電流增大。而電源電壓不變則主磁通不變，勵(lì)磁電流不變。因此，當(dāng)電壓升

高時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電流增大；②由于電壓升高時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流增大，

且轉(zhuǎn)子電流由于電動(dòng)勢E20的增大也相應(yīng)增大。因此，當(dāng)電壓升高時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子

電流增大；③由于電源電壓不變，定、轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢也基本不變，當(dāng)頻率升高時(shí);由

4.44公式可知，主磁通減小，勵(lì)磁電流減小。又由于頻率升高時(shí)轉(zhuǎn)子漏抗X2（）=2fl處增大,

Ezo基本不變，則轉(zhuǎn)子電流減小。因此，當(dāng)頻率升高時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電流減小。

3-19,有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),nN=1470r/min,f=50Hz?分別在n=0、n=2n0/3>s=0.02三種

情況下，求：

（1）定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；

（2）定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速：

（3）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；

（4）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；

（5）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。

答：計(jì)算交流繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場相對繞組本身轉(zhuǎn)速的公式為：n0=60f/p。為了計(jì)算旋轉(zhuǎn)

磁場的轉(zhuǎn)速，應(yīng)該先求該三相異步電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)P。根據(jù)nN=1470r/min,f=50Hz,則可求

出該三相異步電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)p=2（方法參見3-16題和3-17題）。

⑴由于定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子是否轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速多少無關(guān)，且定子旋

轉(zhuǎn)磁場是三相定子交流繞組產(chǎn)生的，三相交流繞組通過的是f=50Hz的三相交流電，因此定子

旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速為：n,=60f/p=60X50/2=3000/2=1500r/mino

⑵定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速屯2等于定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速由減去轉(zhuǎn)子對定

子的轉(zhuǎn)速n,因此，當(dāng)n=0,n=2n0/3[n=2n0/3=1000r/min]、s=0.02[n=no（l-s）=1500X0.98=1470

r/min]時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分別為：①n=0時(shí)，nl2=n1-n=n（）-n=1500r/min；②

n=1000r/min時(shí)，ni2=n「n=n（）-n=1500T000=500r/min；③n=1470r/min時(shí)，ni2=n「n=n（）-n

=1500-1470=30r/mino

⑶轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場是轉(zhuǎn)子繞組的交流電流產(chǎn)生的，由于轉(zhuǎn)子電流的頻率隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速

不同而不同，因此應(yīng)先求出不同轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)子電流頻率。根據(jù)f2=sfi，可以求出在n=0、n=2n（）/3、

s=0.02時(shí)轉(zhuǎn)子電流頻率分別為:n=0時(shí)f2=50Hz、n=2n0/3時(shí)f2=50/3Hz>s=0.02時(shí)f2=lHzo

再根據(jù)公式n2=60f2/p,就可分別求出在n=0、n=2n0/3、s=0.02三種情況下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對

轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分別為：①n2=60f2/p=1500r/min、②ri2=500r/min、③n2=30r/min。

⑷轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速立1等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由加上轉(zhuǎn)子（對

定子的）轉(zhuǎn)速n。對于題目給出的三種情況,n分別為0、1000r/min和1470r/min.因此，

在三種情況時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速n2i=n2+n分別為：①n2i=n2+n=1500+0=1500r/min、

②n2i=n2+n=1000+500=1500r/min、③n2i=n2+n=1470+30=1500r/min。由此可見，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場

對定子的轉(zhuǎn)速電也與轉(zhuǎn)子是否轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速多少無關(guān)，即與定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速相等。

⑸比較⑴和⑷的計(jì)算結(jié)果可以得出：轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與定子繞組產(chǎn)生的旋

轉(zhuǎn)磁場在空間相對靜止。即，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速都等于0。

3-20>一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)PN=30kW,UN=380V,IN=57.5A,f=50Hz,sN=0.02,=90%,p=2,

三角形接法，試求：

（1）定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；

(2)額定輸出轉(zhuǎn)矩及功率因數(shù)。

解：⑴求定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n12：

由于n0=60f/p=60X50/2=3000/2=1500r/min,nN=(l-sN)no=(l-O.02)1500=0.98

X1500=1470r/min,而定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為：

ni2N=no-nN=15OO-147O=3O(r/min)

⑵求額定輸出轉(zhuǎn)矩T2N為：

TJN=PN/N=(60XPN)/(2XnJ弋9.55XPN/FIN=9.55X

30000/1470=194.88(N?m)

⑶求額定功率因數(shù)cos為：

cos=P[N/(>/3UN1N)=PZN/(U]sjljsj)=30000/(0.9X5/3X380X57.5)=0.88

答：⑴定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是30r/min。⑵額定輸出轉(zhuǎn)矩為194.88N?m,功率因

數(shù)為0.88.

3-21、-臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)已知如下數(shù)據(jù)：PN=2.2kW,UN=380V,nN=1420r/min,cos=0.82,

=81%,電源頻率f=50Hz,星形接法。試計(jì)算：

(1)定子繞組中的相電流IP,電動(dòng)機(jī)的額定電流IN及額定轉(zhuǎn)矩TN；

(2)額定轉(zhuǎn)差率SN及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)子電流頻率f2o

解：⑴定子繞組中的相電流與,電動(dòng)機(jī)的額定電流IN及額定轉(zhuǎn)矩'片：

SN=PN/(XCOS)=2200/(0.81X0.82)g3312(kVA)

IN=SN/(V3UN)=3312/(V3X380)=5(A)；?星形接法，A1P=IN=5(A)

TN=PN/N=(60XPN)/(2XnN)^?9.55XPN/nN=9.55X2200/1420=14.79(N?m)

⑵額定轉(zhuǎn)差率SN及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)子電流頻率f2：根據(jù)nN=1420r/min,f=50Hz,則

可求出該電動(dòng)機(jī)理想空載轉(zhuǎn)速no=1500r/min,極對數(shù)p=2(方法參見3-16題和3-17題)。

SN=(n0-n)/n0=(l500-1420)/1500=0.0533

f2=sNXf=0.0533X50=2.67(Hz)

答：⑴定子繞組中的相電流％和電動(dòng)機(jī)的額定電流IN都約為5A,額定轉(zhuǎn)矩TN為14.79

N-m；⑵額定轉(zhuǎn)差率SN為0.0533,額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)子電流頻率f2為2.67Hz。

3-22、一臺(tái)三相四極鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，已知其額定數(shù)據(jù)如下：PN=5.5kW,UN=380V,

nN=1440r/min,cos=0.84,=85.5%,過載系數(shù)=2.2,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)k^2.2,

Ist/IN=7,電源頻率f=50Hz,星形接法。試計(jì)算：額定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)差率SN、電流IN和

轉(zhuǎn)矩TN，以及起動(dòng)電流■、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T“、最大轉(zhuǎn)矩1;皿。

解：由于是三相四極電機(jī)，極對數(shù)p=2。no=6Of/p=3OOO/2=1500r/min,所以：

①額定轉(zhuǎn)差率SN為：sN=(n0-n)/n0=(1500-1440)/1500=0.04

②額定電流IN為：IN=PN/(內(nèi)UNXXcos)=5500/(>/3X380X0.855X

0.84)=11.64(A)

③額定轉(zhuǎn)矩TN為：TN=9.55XPN/nN=9.55X5500/1440=36.47(N?m)

④起動(dòng)電流口為:Ist=7XIN=81.45(A)

⑤起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst為：Tst=kTXTN=2.2X36.47=80.24(N?m)

⑥最大轉(zhuǎn)矩Tmax為：Tmax=XTN=2.2X36.47=80.24(N-m)

答：額定轉(zhuǎn)差率SN為0.04,額定電流IN為IL64A,額定轉(zhuǎn)矩TN為36.47N?m,起動(dòng)電

流%為81.45A,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩Tmax都為80.24N-

【說明】：⑴山于題目看，該電機(jī)應(yīng)該是起重用電機(jī)(起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，一般均為1.8?

2.0TN)；⑵本題可能是作者筆誤或印刷錯(cuò)誤。一般起重用三相交流異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較

大，但也不會(huì)與其最大轉(zhuǎn)矩一樣大。因此，題目中的“過載系數(shù)=Tmx/TN=2.2,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍

數(shù)kT=TMTN=2.2"可能有誤，最大可能是kT=T“/TN=2。

第4章同步電機(jī)

47、同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為什么必須是常數(shù)？頻率為50Hz的柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)該為多少極？

答：同步發(fā)電機(jī)輸出的交流電的頻率f與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n存在如下關(guān)系：n=60f/p。對于某一

同步發(fā)電機(jī)，由于其極對數(shù)p在電樞繞組繞制時(shí)已經(jīng)確定。因此為了保持發(fā)電機(jī)輸出電壓的

頻率一定，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n就是必須是常數(shù)。

柴油發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)，一般屬于中、低速柴油機(jī)。根據(jù)公式n=60f/p,若柴油機(jī)的轉(zhuǎn)

速n為750r/min時(shí)，發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p為4；當(dāng)n為600r/min時(shí)，發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p為5；

當(dāng)n為500r/min時(shí)，發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p為6；當(dāng)n為428.6r/min時(shí)，發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p為7：

當(dāng)n為375r/min時(shí),發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p為8；當(dāng)n為333r/min時(shí),發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p為9；

當(dāng)n為300r/min時(shí),發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p為10。

4-2、同步電機(jī)和異步電機(jī)在結(jié)構(gòu)上有哪些不同之處？

答：常用的旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)的定子基本結(jié)構(gòu)完全相同，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)卻區(qū)

別較大。同步電機(jī)轉(zhuǎn)子有隱極式和凸極式兩種，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通過電刷和滑環(huán)加直流電流勵(lì)

磁；異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有鼠籠式和繞線式兩種，自成回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電勢產(chǎn)生電流。

4-3、隱極式和凸極式同步發(fā)電機(jī)各有什么特點(diǎn)，各適用于哪些場合？

答：一般隱極式轉(zhuǎn)子極對數(shù)少，結(jié)構(gòu)細(xì)長，能夠承受較大的離心力。在磁路上的特點(diǎn)是

其氣隙均勻。常適用于高速運(yùn)行同步電機(jī)，如氣輪發(fā)電機(jī)和高速柴油機(jī)。

凸極式轉(zhuǎn)子有凸出的磁極，磁極的極性沿著轉(zhuǎn)子圓周按N、S相間的規(guī)律分布，磁極對數(shù)

多、轉(zhuǎn)子的外徑大，產(chǎn)生的離心力大。在磁路上特點(diǎn)是氣隙不均勻，對著極弧（直軸方向）

氣隙小，極間（交軸方向）氣隙大，也就是在磁極軸線位置（直軸）的磁路磁阻小，而在兩

磁極中間位置（交軸）的磁路磁阻最大。一般適用于中、低速運(yùn)行。如船舶柴油發(fā)電機(jī)、水

輪發(fā)電機(jī)。

4-4＞同步發(fā)電機(jī)在三相對稱負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場是否與勵(lì)磁繞組交

鏈？它會(huì)在勵(lì)磁繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢嗎？

答：同步發(fā)電機(jī)電樞電流產(chǎn)生的磁場是與勵(lì)磁繞組交鏈的。由于發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，兩

個(gè)磁場的轉(zhuǎn)速相同，雖然電樞磁場與勵(lì)磁繞組交鏈，但交鏈的磁通不變化，所以不會(huì)在勵(lì)磁

繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。

4-5、同步發(fā)電機(jī)在對稱負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場由哪些磁勢建立，它們各有什么特點(diǎn)？

答：轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁磁動(dòng)勢（機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場磁動(dòng)勢）和電樞磁動(dòng)勢（電氣旋轉(zhuǎn)磁場磁動(dòng)勢）,

兩個(gè)磁動(dòng)勢在氣隙中疊加，形成新的氣隙磁動(dòng)勢（合成磁動(dòng)勢）。

勵(lì)磁磁動(dòng)勢是由直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生的，與轉(zhuǎn)子沒有任何相對運(yùn)動(dòng)，其磁通路徑與磁極的

軸線重合，主要是鐵磁材料構(gòu)成，磁路的磁阻相對較小。

電樞磁動(dòng)勢是由發(fā)電機(jī)負(fù)載后電樞繞組的交流電流產(chǎn)生的，雖然穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)與轉(zhuǎn)子也沒

有相對運(yùn)動(dòng)，但一般磁通路徑不能保證與磁極的軸線重合，即存在一定的夾角。而且隨著負(fù)

載性質(zhì)的不同，這個(gè)夾角也會(huì)發(fā)生變化。因此，分析電樞磁動(dòng)勢的作用時(shí)，不能簡單地以其

磁路參數(shù)進(jìn)行分析，而應(yīng)該將其分解成直軸和交軸兩個(gè)方向上的磁通分量，然后再分別進(jìn)行

分析。

4-6、什么是同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)？電樞反應(yīng)的效應(yīng)由什么決定？

答：同步發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)，三相電樞繞組流過三相對稱電流，產(chǎn)生電樞旋轉(zhuǎn)磁場，使氣隙

合成磁場的大小和位置發(fā)生變化。電樞繞組產(chǎn)生的磁場對氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。有

了電樞反應(yīng)，同步發(fā)電機(jī)氣隙中的磁場就由轉(zhuǎn)子磁場和電樞磁場共同產(chǎn)生。電樞反應(yīng)的性質(zhì)

（交磁反應(yīng)、直軸增磁反應(yīng)或直軸去磁反應(yīng)）與這兩個(gè)磁場在空間的相對位置有關(guān)，也就是

與負(fù)載電動(dòng)勢和電樞電流間的夾角（內(nèi)功角）有關(guān)，其實(shí)質(zhì)是與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)。

4-7、功角在時(shí)間上及空間上各表示什么含義？功角改變時(shí)，有功功率如何改變？無功功

率會(huì)不會(huì)變化？為什么？

答：在時(shí)間上，功角是空載電勢與電壓之間的夾角；在空間上，功角是指主磁極軸線與

氣隙合成磁場軸線之間的夾角。

當(dāng)電網(wǎng)電壓U、頻率f恒定（即，參數(shù)Xd,Xq為常數(shù)），勵(lì)磁電流產(chǎn)生的空載電動(dòng)勢Eo

不變時(shí)，由同步電機(jī)的功角特性可知，在穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)內(nèi)，功角越大，輸出的有功功率也將越

大；功角減小，則輸HI的有功功率減小。有功功率與功角的章縣成正比。

由于同步發(fā)電機(jī)輸出的有功功率還可用公式P=VIUIcos表示，而若改變有功輸出時(shí)保

持勵(lì)磁電流不變，則發(fā)電機(jī)的端電壓不變，P改變則Icos,Isin和無功功率Q="s/Juisin

也將同時(shí)改變。也就是說，功角改變時(shí)有功功率將會(huì)改變，同時(shí)無功功率也將改變。

4-8、怎樣使同步發(fā)電機(jī)從發(fā)電狀態(tài)過渡到電動(dòng)狀態(tài)？其功角、電流、電磁轉(zhuǎn)矩如何變化？

答：當(dāng)同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，電樞繞組流過的電流有功分量與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組之間

將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩T,其大小可由功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系得到：T=PM/Q=mEoUsinO/（QXs）。若逐漸

減小的原動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，則