電機學(xué)習(xí)題解答

1、電機學(xué)習(xí)題解答第1章1-4鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗是怎樣產(chǎn)生的，它們各與哪些因素有關(guān)？答：磁滯損耗：鐵磁材料置于交變磁場中，被反復(fù)交變磁化，磁疇間相互摩擦引起的損耗。經(jīng)驗公式。與鐵磁材料的磁滯損耗系數(shù)、磁場交變的頻率、鐵心的體積及磁化強度有關(guān)；渦流損耗：交變的磁場產(chǎn)生交變的電場，在鐵心中形成環(huán)流（渦流），通過電阻產(chǎn)生的損耗。經(jīng)驗公式。與材料的鐵心損耗系數(shù)、頻率、磁通及鐵心重量有關(guān)。1-7 解：磁路左右對稱可以從中間軸線分開，只考慮右半磁路的情況: 鐵心、氣隙截面 (考慮邊緣效應(yīng)時，通長在氣隙截面邊長上加一個氣隙的長度；氣隙截面可以不乘系數(shù)) 氣隙長度 鐵心長度 鐵心、氣隙中的磁感應(yīng)強度(1)

2、 不計鐵心中的磁位降： 氣隙磁場強度 磁勢 電流(2) 考慮鐵心中的磁位降： 鐵心中 查表可知： 鐵心磁位降 第2章2-2一臺50Hz的變壓器接到60Hz的電源上運行時，若額定電壓不變，問激磁電流、鐵耗、漏抗會怎樣變化答：（1）額定電壓不變，則又 ， 即磁通降低，此時可認為磁路為線性的，磁阻不變，勵磁磁勢，；（2）鐵耗：，鐵耗稍有減??；（3）， 2-15有一臺三相變壓器，額定容量，額定電壓，Y,d聯(lián)結(jié)，試求：（1）一次、二次側(cè)的額定電流；（2）一次、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。 解：（1） （2）原邊Y聯(lián)結(jié)： 副邊聯(lián)結(jié)： 2-17有一臺單相變壓器，已知參數(shù)為：，。當二次側(cè)電壓，電流，且（滯后）

3、時：（1）畫出歸算到高壓側(cè)的T型等效電路；（2）用T型等效電路和簡化等效電路求和，并比較其結(jié)果。解：（1）歸算到高壓側(cè)： （2）T型等效電路如圖示： 設(shè) 則 簡化等效電路如右圖：由于在滿載的情況下，勵磁支路可以忽落不計，所以兩種方法計算的結(jié)果相差不大，在誤差允許的范圍之內(nèi)。2-18 在圖中，各鉛垂線上對應(yīng)的高、低壓繞組繞于同一鐵心柱上。已知A、B、C為正相序，試判斷聯(lián)結(jié)組a和b的組號。ABCXYZabczyxabcxyzYZABCX由圖可以看出兩組均為Y,d72-20 有一臺1000kVA，10kV/6.3kV的單相變壓器，額定電壓下的空載損耗為4900W，空載電流為0.05（標幺值），額定電

4、流下時的短路損耗為14000W，短路電壓為5.2%（百分值）。設(shè)歸算后一次和二次繞組的電阻相等，漏抗亦相等，試計算：（1）歸算到一次側(cè)時T型等效電路的參數(shù)；（2）用標幺值表示時近似等效電路的參數(shù)；（3）負載功率因數(shù)為0.8（滯后）時，變壓器的額定電壓調(diào)整率和額定效率；（4）變壓器的最大效率，發(fā)生最大效率時負載的大小（）。解：（1）歸算到一次側(cè)等效電路的參數(shù)：空載試驗在低壓側(cè)進行， 折算到高壓側(cè)： 短路試驗在高壓側(cè)進行 所以： 即：，（2）標幺值： 高壓側(cè)的電阻基準值， ， （3）變壓器額定電壓調(diào)整率和額定效率： （4）變壓器效率最大時，可變損耗等于不變損耗最大效率：第3章3-13一臺四極82k

5、W、230V、970r/min的并勵直流發(fā)電機，勵磁繞組總電阻，額定負載時并勵回路中串入3.5的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2V，鐵耗和機械損耗共2.5kW，雜散損耗為額定功率的0.5%，試求額定負載時發(fā)電機的輸入功率、電磁功率和效率。解：電磁功率： ， 輸入功率： 效率：3-17 一臺96kW的并勵直流電動機，額定電壓為440V，額定電流為255A，額定勵磁電流為5A，額定轉(zhuǎn)速為500r/min，電樞總電阻為0.078，不計電樞反應(yīng)，試求（1）電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩；（2）額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩；（3）電動機的空載轉(zhuǎn)速。解： （1）電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩： （2）額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩， ，所以（3）電動機

6、的空載轉(zhuǎn)速： 第4章4-11 計算下列三相、兩極、50Hz的同步發(fā)電機定子的基波繞組因數(shù)和空載相電動勢、線電動勢。已知定子槽數(shù)Q=48，每槽內(nèi)有兩根導(dǎo)體，支路數(shù)a=1，y1=20，繞組為雙層、星形聯(lián)結(jié)，基波磁通量1=1.11Wb。 解：極距 槽距角基波繞組系數(shù) 每相繞組串聯(lián)匝數(shù)空載相電動勢線電動勢4-21 試分析下列情況下是否會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，轉(zhuǎn)向怎樣？（1）對稱兩相繞組內(nèi)通以對稱兩相正序電流時；（2）三相繞組一相（例如C相）斷線時。AB 解：(1) 設(shè), 則 所以合成磁勢 即合成磁勢為正向旋轉(zhuǎn)的圓形磁勢，且幅值等于為單相基波（2）C相斷線的情況下 設(shè), 則 所以合成磁勢 即合成磁勢為脈振磁勢

7、，且幅值為單相基波幅值的倍。第5章5-3 三相感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)子所生磁動勢在空間的轉(zhuǎn)速是否改變?為什么? 答：不變。設(shè)氣隙磁場旋轉(zhuǎn)速度為，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)差率為，則轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢和電流的頻率為，由此電流產(chǎn)生的磁動勢相對于轉(zhuǎn)子的速度為，則相對于定子的轉(zhuǎn)速為，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無關(guān)。即轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁動勢在空間的轉(zhuǎn)速不變。5-6 感應(yīng)電動機等效電路中的代表什么？能否不用電阻而用一個電抗去代替?為什么? 答：代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機械功率對應(yīng)的等效電阻，消耗在該電阻上的功率代表總的機械功率。它不能由電抗代替，因為電抗上損耗的是滯后的無功功率，不能代替轉(zhuǎn)換成機械功率的有功功率。5-14 有一臺Y

8、聯(lián)結(jié)，380V，50Hz，額定轉(zhuǎn)速為1444r/min的三相繞線型感應(yīng)電動機，其參數(shù)為=0.4，=0.4，=1，=40，略去不計，定，轉(zhuǎn)子的電壓比為4。試求：(1)額定負載時的轉(zhuǎn)差率；(2)額定負載時的定，轉(zhuǎn)子電流；(3)額定負載時轉(zhuǎn)子的頻率和每相電動勢值。解：（1）額定轉(zhuǎn)差率（2）T形等效電路圖如右設(shè)，則(3)所以（3）5-14 有一臺三相四級的籠型感應(yīng)電動機，額定轉(zhuǎn)差率，電動機的容量=17kW，=380V(D聯(lián)結(jié))，參數(shù)為=0.715，=1.74，=0.416，=3.03，=6.2，=75，電動機的機械損耗=139W，額定負載時的雜散損耗=320W。試求額定負載時的定子電流，定子功率因數(shù)，

9、電磁轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩和效率。解：等效電路如題5-14，設(shè)則所以定子電流 定子功率因數(shù)電磁功率電磁轉(zhuǎn)矩輸出功率輸出轉(zhuǎn)矩輸入功率效率5-29 有一臺三相四極的繞線型感應(yīng)電動機額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子每相電阻。設(shè)負載轉(zhuǎn)矩保持為額定值不變，今欲把轉(zhuǎn)速從1485r/min下調(diào)到1050r/min，問轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入多大的調(diào)速電阻？ 解：額定轉(zhuǎn)差率 調(diào)速后的轉(zhuǎn)差率 設(shè)串入調(diào)速電阻為，調(diào)速前后負載轉(zhuǎn)矩不變所以滿足，得第6章6-4同步發(fā)電機電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于電樞磁動勢和主磁場在空間的相對位置，即激磁電動勢和負載電流之間的相角差。交軸電樞反應(yīng)產(chǎn)生交軸電樞磁動勢，與產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩及能量轉(zhuǎn)換直接相關(guān)；直軸電樞反應(yīng)產(chǎn)生直軸電樞磁動

10、勢，起到增磁或者去磁的作用，與電機的無功功率和功率因數(shù)的超前或滯后相關(guān)。6-6 為什么分析凸極同步電機時要用雙反應(yīng)理論？凸極同步發(fā)電機負載運行時，若既不等于，又不等于，問電樞磁場的基波與電樞磁動勢的基波在空間是否同相，為什么（不計磁飽和）？答：因為凸極電機的氣隙不均勻，分析時需用雙反應(yīng)理論。當負載運行時，若既不等于，又不等于，電樞磁場的基波與電樞磁動勢的基波在空間的相位不同，因為交、直軸的磁路不同，相同大小的磁勢產(chǎn)生的磁通不同，如右圖。6-8 有一臺70000KVA，60000KW，13.8KV，(星形聯(lián)結(jié))的三相水輪發(fā)電機，交直軸同步電抗的標幺值分別為試求額定負載時發(fā)電機的激磁電動勢(不計磁飽和與定子電阻)。解：額定功率因數(shù) ，設(shè) ，則 6-17 一臺31250KVA(星形聯(lián)結(jié))， (滯后) 的汽輪發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行，已知發(fā)電機的同步電抗，額定負載時的激磁電動勢(相)，不計飽和與電樞電阻，試求：（1）發(fā)電機的額定負載時，端電壓U、電磁功率、功率角、輸出的無功功率及過載能力各為多少？（2）維持額定勵磁不變，減少汽輪機的輸出，使發(fā)電機輸出的有功功率減少一半，問此時的、及將變成多少?解：（1）額定情況下忽略電阻，則電磁功率等于輸出功率設(shè)電網(wǎng)相電壓為U為參考向量，則，即 得方程的解 由數(shù)學(xué)和原理上講，兩組答案均可以考慮