三次谐波电流将不能流通，电流为正弦波，由于磁路具有饱和特性，主磁通是平顶波，其中含有较大的三次谐波磁通，相绕组将感应较大的三次谐波电动势，它与基波电动势叠加使相电动势呈尖顶波形，绕组承受过电压，从而危及绝缘。如果采用Y，yn接线，负载时二次侧可以为三次谐波电流提供通路，但由于受到负载阻抗的影响，三次谐波电流不可能大，因而对主磁通波形的改善甚微，也就不能改善电动势波形。 心式变压器由于磁路彼此不独立，没有三次谐波磁通通路，三次谐波磁通只能从铁轭中散发出去，经由变压器油及油箱壁构成回路，因磁阻很大，三次谐波磁通很小，因此主磁通近似为正弦波形，相电动势波形也就基本为正弦波。但是由于三次谐波磁通频率为基波频率的3倍，将在经过的箱壁及其它结构件中产生较大的涡流损耗，引起局部过热，并降低变压器效率，因此这两种接线只适用于小容量的三相心式变压器。
4、 一台Y，d11(Y/Δ-11) 和一台D,y11(Δ/Y-11)连接的三相变压器能否并联运行，为什么？
答： 可以，因为它们二次侧线电动势（线电压）具有相同的相位。
第四次作业
1．采用分布和短距绕组为什么能改善电动势波形？若希望完全消除电动势中的?次谐波，线圈节距y应取多少？ 解：采用分布绕组后，一个线圈组中相邻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）。由于一个线圈组的总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，分布绕组的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。
采用短距绕组后，同一个线圈的两条边中的基波和谐波电动势的相位差都不再是
180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，因此短距绕组对谐电动势的削弱更明显，电动势的波形也因此得到了改善。
若要完全消除电动势中的?次谐波，线圈节距应满足公式： y?(1??1?)?
上式中，?为基波的节距。
2．一台三相交流电机，定子槽数36，每槽导体数54，定子绕组并联路数为1。求每相串联
匝数。
解：每相有12槽。如果是单层绕组，则每相有6个线圈，每个线圈的匝数为54，每相的总匝数为
54?6?324 所以每相串联匝数也是324。
如果是双层绕组，则每相有12个线圈，每个线圈的匝数是27，每相的总匝数为 27?12?324 所以每相串联匝数还是324。
3．一台三相同步发电机，50Hz，定子绕组每相串联匝数125，基波绕组因数0.92。如果每相基波感应电动势为E1=230V，求每极磁通?1是多少？
?2 解：由公式E1?4.44fN1kdp1?1，可求出?1?0.9009?10Wb。
第五次作业
1、 总结交流电机单相磁动势的性质、它的幅值大小、幅值位置、脉动频率各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
答： 幅值
Fm1?0.9NKw1Ip
单相绕组基波磁动势幅值大小： 与一条支路匝数N、绕组系数Kw1、磁极对数p及相电
流I有关，其中N、Kw1及p 由构造决定，I由运行条件决定。
幅值位置： 恒于绕组轴线上，由绕组构造决定。 频率： 即为电流频率，由运行条件决定。
2、总结交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质、它的幅值大小、幅值空间位置、转向和转速各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
答：幅值
Fm1?1.35NKw1Ip
三相合成基波圆形旋转磁动势幅值大小，其决定因素与单相基波磁动势同。
空间位置：沿气隙圆周旋转。当哪相电流最大，三相合成基波圆形旋转磁动势就转至哪相绕组轴线上，绕组由构造决定，电流由运行条件决定。
转速：
n1?60fp
转速与电流频率f及磁极对数p 有关，p由构造决定，f由运行条件决定。 转向： 与电流相序有关（与电流相序一致），由运行条件决定。
3、 一台50Hz的交流电机，今通入60Hz的三相对称交流电流，设电流大小不变，问此时基波合成磁动势的幅值大小、转速和转向将如何变化？
60?1.2倍50答： 本题题意为频率增加（增加）
由第六章，基波合成磁动势幅值大小及转向与频率无关。而转速n1与频率成正比，故
转速增加1.2倍。
第六次
1、一台三相隐极同步发电机，定子绕组Y接，额定电压UN=6300V，额定功率PN=400kW， 功率因数cos?N?0.8（滞后），定子绕组每相漏电抗X?=8.1?,电枢反应电抗Xa=71.3 ?,忽略定子电阻，空载特性数据如下：
E0/V Ff/A
0 0 1930 3250 3640 6770 4480 12200 4730 116600 用相量图求解额定负载下电动势E0及内功率因数角?0的大小，并用空载特性气隙线求励磁电动势Ff为多大？ 解：额定相电压 UN??63003?3637(V)
额定相电流 IN?400?1033?6300?0.8?45.8(A)
电机的同步电抗
Xs?Xa?X??71.3?8.1?79.4(?)
根据公式E0?U?jIXs，求得电动势E0?6540(V)，?0?63.2；再查空载特性
气隙线得Ff?10650(A)。
2、一台凸极同步发电机额定容量SN=62500kVA，定子绕组星形连接，额定频率为50Hz，额定功率因数为cos?N?0.8（滞后）。直轴同步电抗Xd=0.8，交轴同步电抗Xq=0.6 ，不计电枢电阻。求额定负载下发电机的电压调整率。
解：?0?arctan*I*Xq?U*sin?*...?*I*R*?U*cos??arctan1?0.6?1?0.6?56.31?
0?1?0.8??36.8?，???0???56.31??36.8??19.44?
*Id?I*sin?0?1?sin56.31??0.832
***E0?IdXd?U*cos??0.832?0.8?1?cos19.44??1.6086
则电压调整率为
**E0?UN1.6086?1?U??100%??100%?60.86% *1UN第七次
1、一台星形联结的同步发电机，额定容量SN=50kVA，额定电压UN=440V，频率f=50Hz。该发电机以同步速被驱动，测得当定子绕组开路，端电压为440V（线电压）时，励磁电流为7A。做短路实验，当定子电流为额定时，励磁电流为5.5A。设磁路线性，求每相同步电抗的实际值和标幺值。
解：阻抗基值为
2UN4402??3.872(?) zN?3SN50?10 因磁路线性，所以励磁电流为5.5A时的空载电动势标幺值为
* E0?5.5?1?0.7857 7 同步电抗的标幺值为
*E00.7857?0.7857 X?*?1Ik*s 同步电抗的实际值为
Xs?XszN?0.7857?3.872?3.042(?)
2、试述同步电机的主要励磁方式
解：同步电机的主要励磁方式：
（1）直流励磁机励磁
其组成为：直流副励磁机+直流主励磁机+主发电机
其特点为：需要的电刷、换向器或集电环的组数较多，现多用于中、小容量的发 电机。
（2）静止整流器励磁
其组成为：交流副励磁机+交流主励磁机+主发电机
其特点为：仍然需要一定数目的电刷和集电环，现应用范围较广。 （3）旋转整流器励磁
其组成为：交流副励磁机+交流主励磁机（转枢式）+主发电机 其特点为：不需要电刷和集电环，是一种比较新颖的励磁方式。 （4）自励
其组成为：没有励磁机，主发电机发出的电的一部分经整流后给自己励磁。 其特点为：结构简单，常用于小型同步发电机系统。
3、为什么分析凸极同步发电机时要用双反应理论？凸极同步发电机带负载运行时，若?0
既不等于0又不等于90，问电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间是否同相 （不计磁饱和）？为什么？
解：双反应理论：把同步电机的电枢磁势分解为交轴磁势和直轴磁势，分别考虑它们
??* 单独作用时对电机的影响。
凸极同步发电机的交、直轴磁路不对称，同样大小的交轴磁势和直轴磁势作用在 电机上，产生的磁场大小不相等，所以分析凸极同步发电机要用双反应理论。
当?0既不等于0?又不等于90?，说明电枢磁势的基波既不在交轴上，也不在直 轴上，应用双反应理论把这个磁势进行分解，由于直轴磁路的磁阻较小，因此合 成后电枢磁场的基波与电枢磁势的基波不同相，电枢磁场的基波向直轴方向偏斜 。
第八次
1、在做同步发电机并网实验时发现，一台四极的同步发电机，并网前用直流电动机拖动
到转速为1500r/min时并网，并网后转速变为1497r/min，这是什么原因造成的？
解： 根据公式n0?60f p 1500r/min对应的频率是50Hz，现在转速不到1500r/min，说明电网频率低于50Hz， 电网的实际频率是 f?pn02?1497??49.9(Hz) 60602、用灯光熄灭法（直接接法）做同步发电机并网实验时发现，三盏灯的亮度此起彼伏，
出现灯光旋转现象，这时应采取什么措施？
解：出现灯光旋转现象，说明发电机的相序与电网不一致，这时应该调整相序：把发电机接在并网开关上的三根引出线的任意两根对调一下即可。
3、同步发电机投入电网并联的条件和方法是什么？
解：条件：
（1）同步发电机的相序与电网相同； （2）同步发电机的频率与电网相同；
（3）同步发电机的端电压和相位与电网相同。 方法：
（1）完全整步法；
（2）自整步法。
第九次
1、 试述“同步”和“异步”的含义？
答： “同步”和”异步”是个相对概念，是指交流旋转电动机的转速n对旋转磁场的转速n1
而言，若n= n1为同步电机，n≠n1为异步电机。
2、何谓异步电动机的转差率？在什么情况下转差率为正，什么情况为负，什么情况下转差