(完整word版)電機學作業(yè)題解(word文檔良心出品)

1、電機學作業(yè)題解 （適用于王秀和、孫雨萍編電機學） 1- 5何為鐵磁材料？為什么鐵磁材料的磁導率高？ 答：諸如鐵、鎳、鉆及他們的合金，將這些材料放在磁場后，磁場會顯著增 強，故而稱之為鐵磁材料；鐵磁材料之所以磁導率高，是因為在這些材料的內部， 大量存在著磁疇，這些磁疇的磁極方向通常是雜亂無章的，對外不顯示磁性，當 把這些材料放入磁場中，內部的小磁疇在外磁場的作用下， 磁極方向逐漸被扭轉 成一致，對外就顯示很強的磁性，所以導磁性能強。 1- 9鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗是如何產(chǎn)生的？為何鐵心采用硅鋼片？ 答：鐵心中的磁滯損耗是因為鐵心處在交變的磁場中，鐵心反復被磁化，鐵 心中的小磁疇的磁極方向反復

2、扭轉，致使磁疇之間不斷碰撞，消耗能量變成熱能 損耗；又因為鐵心為導體，處在交變的磁場中，鐵中會產(chǎn)生感應電動勢，從而產(chǎn) 生感應電流，感應電流圍繞著磁通做漩渦狀流動，從產(chǎn)生損耗，稱之為渦流損耗， 之所以采用硅鋼片是因為一方面因硅鋼電阻高，導磁性能好，可降低渦流損耗， 另一方面，采用薄片疊成鐵心，可將渦流限制在各個疊片中，相當于大大增加了 鐵心的電阻，從進一步降低了渦流損耗。 1- 13圖1-27所示為一鐵心，厚度為0.05m,鐵心的相對磁導率為1000。問: 要產(chǎn)生0.003Wb的磁通，需要多大電流？在此電流下，鐵心各部分的刺痛密度是 多少？ 解：取磁路的平均長度，上下兩邊的長度和截面積相等算一段

3、， 算作磁路段 1，左側為2，右側為3。 磁路段1長度和截面積：h =20.05 - 0.2 - 0.025 = 0.55m， A =0.05 0.15 =0.0075m2 ； l10.554 t Rm1175.836 104 A wb uA,1000 4二 100.0075 磁路段2長度和截面積：10.15 2 0.075 = 0.30m， A =0.05 0.10 =0.005m2 ； Rm2匕0.3074.775 104A wb uA21000 4- 10 一 0.005 磁路段1長度和截面積：13 =0.15 2 0.075 = 0.30m , 2 人=0.05 0.0 0.0025m

4、 ； 130.304 Rf379.549 10 A wb uA31000 4二 100.0025 45 總磁阻：R Rm1+ Rm2+ Rm (5.8364.775 - 9.549) 10 = 2.016 10 A wb 磁動勢：F = Rm =0.003 2.016 1 05 = 604.8A 勵磁電流：i=F604. =1.512A N 400 0.1m 0.2m 0.05m 0.15m i t * Il 1 V 0,為發(fā)電 機運行狀態(tài)；當:0,為電動機運行狀態(tài)；當:=0,為補償機運行狀態(tài)。 6- 10有一臺70000kV A、60000kW、13.8 kV (星形聯(lián)結)的三相水輪發(fā) 電機

5、，交、直軸同步電抗的標幺值分別為 Xd =1.0、Xq=0.7，試求額定負載時 發(fā)電機的勵磁電動勢Eg (不計磁飽和與電樞電阻)。 SN 70000 解：功率因數(shù)：cos：也二60000 =0.857 ;二 arccos(0.857) =31 ; sin 即=sin 31 =0.515 ; 以端電壓為參考相量 U* =1 0， I* =1. -31 =0.857 - j0.515 ; 從相量圖得：eQ 二U* j I* xq =1.0j0.7/-31 1.36j0.6 = 1.486 23.8 ; 故=23.8 ;則由圖可知內功率因數(shù)為：0二：-=3123.8 =54.8 ; 電流直軸分量：l

6、d* 二 I* sin-：0=1 sin 54.8 =0.817 ; 由于E：、eQ和j|： Xd-Xq均為同相，故E0為 E； =E； l；(X； -X；) =1.486 0.817(1-0.7) =1.731; 6-25 某工廠電力設備的總功率為4500kW，cos=0.7 (滯后)。由于發(fā) 展生產(chǎn)、欲新添一臺500kW的同步電動機，并使工廠的總功率因數(shù)提高到0.9 （滯后），問此電動機的容量及功率因數(shù)應為多少？（電動機的損耗忽略不計）。 P 4500 解：添加同步電動機前：S二=6428.57 kV A ； cos0.7 Q 二 Ssin =6428.57 sin（arccos0.7）

7、=4590.91 kVar。 添加同步電動機后：r-P R =4500 - 500 =5000 kW ； cos丄0.9 （滯后）； P5000 S5555.56 kV A ； cos0.9 Q = S sin = 5555.56 0.4359 二 2421.61 kVar ;故 Q =Q -Q= 2421.61-4590.91 = -2169.3 kVar ； S =Jr2+Q2 =5002 +（2169.3 , =2226.2 kV A。 P 500 cos t -0.225。 S 2226.2 7- 1反應式步進電機與永磁式步進電機有何區(qū)別？ 答：反應式步進電機轉子鐵心及定子鐵心上有小齒

8、， 定轉子齒距相等，轉子 鐵心上沒有繞組。永磁式步進電機定子上有二相或多相繞組， 轉子為星形永磁磁 極，極數(shù)與每相繞組的極數(shù)相等。 7- 7何為壓電效應？超聲波電機是如何利用壓電效應工作的？ 答：在機械力的作用下，某些電介質晶體因其內部帶電粒子相對移動而發(fā)生 極化，介質兩端面上出現(xiàn)極性相反的電荷，電荷密度與外力成正比。這種由于機 械力的作用而使介質發(fā)生極化的現(xiàn)象，稱之為正壓電效應。反之，將一電介質晶 體置于電場中，晶體內部正負電荷受外部電場影響而移動，導致晶體發(fā)生變形， 這一效應稱為逆壓電效應。正壓電效應和逆壓電效應統(tǒng)稱為壓電效應。 超聲波電機就是利用逆壓電效應工作的。采用壓電晶體材料，使之產(chǎn)

9、生逆壓 電效應，使某部分做橢圓運動，從而撥動轉子作旋轉運動。 8- 2 電機中的絕緣材料分幾類？對應的允許工作溫度為多少？ 答：在電工技術中，將絕緣材料按其允許工作溫度分成若干個等級：A、E、 B、F、H級，它們的允許工作溫度分別為：105、120、130、155和180C。 8- 3 測量電機繞組溫度的方法有哪幾種？測量結果有什么不同？ 答：（1）溫度計法。該方法直接測量溫度，非常簡便，但只能測量電機各部 分的表面溫度，無法得到內部的最高溫度和平均溫度。 （2）電阻法。繞組的電阻R隨溫度t的升高而增大，滿足以下規(guī)律： R = Ro T，式中，Ro為溫度為to時繞組的電阻。對于銅線，T。二234.5 ;對 To 于鋁線，To =245。利用該規(guī)律可以進行繞組溫度的測量。該方法測定的是繞組 的平均溫度。 （3）埋設溫度計法。在進行電機裝配時，可在預計工作溫度最高的地方埋 設熱電偶或電阻溫度計。該方法可測得接近于電機內部最熱點的溫度。 11 X1 =X2 Xk =3.57 , R1 = RRk =1.02 22 3- 3直流電機主磁路包括哪幾部分？磁路未飽和時，勵磁磁動勢主要消耗在