浙江大學遠程教育答案

1、姓名：管玉順 學 號： 714046204002年級：14 秋學習中心： 蕪湖1-13 已知直流電機的極對數(shù) p=2，槽數(shù) z=22，元件數(shù)及換向片數(shù) s=k=22 ，試畫出單迭繞組 展開圖、磁極和電刷位置，并畫出并聯(lián)支路圖。答： 此電機繞組是單迭所以 y yk 1不是整距繞組，采用省銅且有利于換向的短距繞組y12p2222根據(jù)參數(shù)畫出展開圖，并作出并聯(lián)支路圖如下12219 S2 0 213 14 N 1511 126 716 17 182 3 N 4 58 9 S 10A+B-2122123456789101112131415161718192021221-19 某四極直流電機， 電樞槽數(shù)

2、z=36，單迭繞組，每槽導體數(shù)為 6，每極磁通 2.2*10e-2Wb ， 電樞電流 Ia=800A ，問此時電磁轉(zhuǎn)矩為多少？如改為單波繞組，保持支路電流不變， 其電磁轉(zhuǎn)矩為多少？解： 電機內(nèi)的總導體數(shù) N=6Z=36*6=216 ，單迭繞組時： a=p=2TCMIapN Ia2 216 2.2 102 800 605.04 N?m2 a a 2 3.1416 2改為單波繞組時， a 1，若要保持支路電流不變，Ia 2a ?iaI a8002a a 2 1 400 A2a2 2T CM IapN 2 216 2Ia2.2 10 2 400 605.04 N?m2 a a 2 3.1416 11

3、-21 某他勵直流電動機額定電壓 U N=220V ，額定電流 I N=10A ，額定轉(zhuǎn)速 nN=1500r/min ， 電樞回路總電阻 Ra=0.5Ohm ，試求：(1) 額定負載時的電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩；(2) 保持額定時勵磁電流及總負載轉(zhuǎn)矩不變而端電壓降為190V ，則穩(wěn)定后的電樞電流I N 10 A 不變，nN ? EaEaNnN ?UN IN ?Ra U N IN ?Ra與轉(zhuǎn)速為多少？(電樞反應忽略不計) 。解： (1) PMPNEa?IaUN I N ?Ra IN220 10 0.5 10 2150 WPNPN2150 60TNNN13.687 N?mN2 nN2 3.1416 15

4、0060(3) 勵磁電流不變時磁通不變， 總負載轉(zhuǎn)矩也不變， 所以 I aTZ CM1500 190 10 5 1290.70 r / min220 10 51-22 某并勵直流電動機額定電壓 U N=220V ，額定電流 I N=75A ，額定轉(zhuǎn)速 nN=1000r/min ， 電樞回路總電阻 Ra=0.26Ohm，額定時勵磁回路總電阻 Rfn=91Ohm ，鐵耗及附加損耗 pFe+pdelta=600W ，機械損耗 POhm=198W ，電樞反應去磁作用不。試求：(1) 額定運行時的電磁轉(zhuǎn)矩 T 與輸出轉(zhuǎn)矩 TN ；(2) 理想空載轉(zhuǎn)速；(3) 實際空載電流 I0 及實際空載轉(zhuǎn)速。解： (

5、1) p0 pFe p p 600 198 798 WP1 UN ?IN 220 75 16.5 kWU N 220(2)(3)fNRfn91IaNINI fN752.42 72.58 ApcuaI aN2Ra272.582 0.26 1369.64 WpcufI fNUN2.42220 532.4 WPMP1pcuapcuf16500 1369.64 532.4PMPM14597.96TNCen014597.96 W2 nN60ppcuapcufPN2 3.1416 1000 139.4 N?mpFeUNIN2 nN60UNI aNRaUNCeTNnN2200.2011360p p 1369

6、.64 532.4 600 198 2700.04 W220 75 2700.042 3.1416 1000131.78 N ?mEaNnN60220 72.58 0.261093.8210000.20113139.4 131.78 7.62 N ?mCMIa0CMT0 N 17.96221 3.967 An0U N Ia0Ra 220 3.967 0.26 1088.69 Ce 0r / min0.201139.55Ce N 9.55 0.20113 1.9211-31 兩臺完全相同的并勵直流電動機，電樞回路總電阻均為 Ra=0.1Ohm ，兩機在 1000r/min 時的空載特性均為：I1

7、1.31.5U0186.7195.9現(xiàn)將兩機在機械上同軸聯(lián)結(jié)，電路上并聯(lián)于同一個 230V 的直流電源，軸上不帶其他負 載，電樞反應及附加損耗均忽略不計。已知當甲機勵磁電流為 1.4A ，乙機的勵磁電流 為 1.3A 時，機組的轉(zhuǎn)速為 n=1200rpm 。試問：(1) 此時哪一臺為發(fā)電機？哪一臺為電動機？(2) 機組總的機械損耗和鐵耗為多少？(3) 只調(diào)節(jié)勵磁電流能否改變兩機的運行狀態(tài)(轉(zhuǎn)速不變)？2-10 他勵直流電動機額定數(shù)據(jù)如下： PN=60kW，UN=220V，IN=350A，nN=1000RPM ，試問：(1) 如果將該機直接起動，則啟動電流為多少？(2) 為使啟動電流限制在 2I

8、N ，應在電樞回路串入多大電阻？(3) 如果采用降壓啟動且使啟動電流限制為 2IN ，端電壓應降為多少？解: (1)Ra1 U I P220 350 600000.06942IN235022UN220IaN3170.59 ARa0.0694(2)R1R2Ra U N220Ra0.06940.245a 2I Na 2 350(3) U1 2INRa 2 350 0.0694 48.58 V2-15 某他勵直流電動機額定數(shù)據(jù)如下：PN=3kW，UN=220V，IN=18A ， nN=1000RPM 。電樞回路總電阻 Ra=0.8Ohm 。試求：(1) 為使該機在額定狀態(tài)下進行能耗制動停機，要求最大

9、制動電流不超過2In ，求制動電阻值；(2) 在項(1)的制動電阻時，如負載為 Tz=0.8T N 位能轉(zhuǎn)矩，求電機在能耗制動后的穩(wěn)定 速度；(3) 設(shè)該機帶動 Tz=TN 位能負載運行于額定狀態(tài)， 采用能耗制動使之最終以 500rpm 的 速度放下重物，求制動電阻及該電阻所對應的最大制動電流；(4) 該機采用能耗制動將 Tz=TN 的位能負載穩(wěn)速下放時，所能達到的最低下放轉(zhuǎn)速為 多少？(5)則制動電流為額定電流多若該機在額定工況下采用能耗制動停機而不接制動電阻， 少倍？解： (1)CeU N I N Ra220 18 0.8nN10000.2056RZCe N nNI1RaCe N nN2I

10、NRa0.2056 10000.82 184.91(2)IzTz0.8TNCM N0.8I N 0.81814.4 AnzRa ?IzCe N0.8 14.4 56.03r /min0.2056(3)IzTzCM NTNCMIN 18 ARZCe N nNI1RaCe NnN R0.2056 500 0.84.91Iz18(4)IzTzTNCMNCMI N 18 AnzRaCe N?Iz0.8 18 70.04 r /min0.2056(5)IanN CeRa Rz1000 0.2056 257 A0.8 0IaIN257 14.28182-17 他 勵 直 流 電 動 及 額 定 數(shù) 據(jù) 為

11、 ： PN=29kW ， UN=440V ， IN=76A ， nN=1000RPM ， Ra=0.377Ohm；試問：(1) 該機以 500rpm 的速度吊起 Tz=0.8TN 負載轉(zhuǎn)矩，在電樞回路應串多大電阻？(2) 用哪幾種方法可使 Tz=0.8TN 的位能負載以 500rpm 的速度穩(wěn)速下放？求每種方法 的電樞回路串接的電阻值。解： (1) CeU NI N Ra440 76 0.3770.4113NnN1000UN440n0N1069.78r / minCe N0.377Tz0.8TNIa0.8IN0.8 7660.8 ACMNCMNUNCe N n4400.4113500RRa0.

12、377 3.477Ia60.8(2) 可采用串接電阻能耗制動的方法RZCe N n RI1Ce N n RIza0.4113 50060.80.3773.0053-12 一臺單相變壓器， SN=100kVA，U1N/U2N=6000/230V ，fN=50Hz，原副邊繞組的電阻和漏 抗分別為： R1=4.32Ohm，X1=8.9Ohm，R2=0.0063Ohm ， X 2=0.018Ohm ，求： (1) 折算到高壓方的短路電阻，短路電抗和短路阻抗？(2) 折算到低壓方的短路電阻，短路電抗和短路阻抗？(3) 短路電阻，短路電抗和短路阻抗的標幺值？(4) 用百分值表示的短路電壓及其分量？(5)

13、滿載及 cos=1， 0.8(滯后)， 0.8(超前)三種情況下的電壓變化率？并對計算結(jié)果 進行比較和討論。U 1N6000k1N26.087U2N230R2k2R226.0872 0.0063 4.287X2k2X2 26.0872 0.018 12.25RkR1R2 4.32 4.287 8.607XkX1X2 8.9 12.25 21.15ZkRkjX k 8.607 j21.15U 2N230k0.0383U 1N6000R1k2R120.03832 4.32 0.006348X1k2X2 0.03832 8.9 0.0131RkR2R1 0.0063 0.006348 0.01264

14、8XkX2X1 0.018 0.0131 0.0311ZkRkjX k 0.012648 j0.0311I1NSN10000016.67 AU1N6000U1N6000Z1N360I1N16.67解： (1)(2)(3)Rk*RkZ1N8.6073600.0241XkZkZkZ1NZkZ1N21.153608.6070.0588j21.153600.0241j0.0588(4)Rk75 CRk a 75 / a8.607234.5 75234.5 2510.265Zk75 CC X k210.2652 21.152 23.51UkI1NZk75C 16.67 23.51 391.9 VukU

15、k 100% 391.9 100% 6.53%U 1N 6000ukRI1N Rk75 C 16.67 10.265U1N6000100% 2.85%ukXI1N X kU 1N16.67 23.516000100% 1.53%(5) cos2 1,sinRk cosX k sin 2100%0.0241 10.0588 0 100% 2.41%cos0.8, 超前 ，負載為容性，cos 2 0.8, 2 0, 2 sin 2 sin 36.87*u Rk* cos 2 X k* sin0.0241 0.8 0.058836.870.62 100%0.6 100% 1.6%cos 20.8,

16、滯后 ，負載為感性，cos 20.8, 2 0,2 36.87sin 2sin 36.870.6u Rk cos 2 X k sin 2 100%0.0241 0.8 0.0588 0.6 100% 5.46% 當負載為純電阻性的時候，由于線圈中電阻的存在，輸出電壓會略下降。 當負載為電感性時，變壓器輸出電壓會比純電阻性下降。外特性為一條下垂曲線。 當負載為電容性時，變壓器輸出電壓隨電流增大而上升。3-15B一臺三相變壓器，原、副邊繞組的 12 個端點和各相繞組的極性如圖所示。試講此三相 變壓器聯(lián)結(jié)成 Y/delta-7 和 Y/Y-4 ，并畫出聯(lián)接圖、相量圖和標出各相繞組的端點標志。3- 1

17、6 畫出 3-39 所示各種聯(lián)接法的相量圖，根據(jù)相量圖標出聯(lián)接組號。Cb(a) Y/delta-1 or Y,d1Figure 3EaFigure 4 D,D8Figure 5 (c)Y/Y-8C4- 4 某三相感應電動機的額定數(shù)據(jù)如下：PN=30kW, UN=380V, nN=1450r/min, cosN=0.80,N=88%, fN=50Hz，試求：(1)該機的極數(shù)；(2)額定轉(zhuǎn)速差； (3)額定電流。解： (1) 該機的同步轉(zhuǎn)速可以寫成：n1 60pf1p60 50 3000r /minpp當極對數(shù) p=2 時， n1=1500 ，略高于 n1，所以極對數(shù)必為p 60 f1 60 50

18、 2n11500(2) SNn1 nNn11500 145015000.033(3) I NPN1033UN N cos N300003 380 0.88 0.864.74 A4-6 已知某三相交流電機的極對數(shù)p=3，定子槽數(shù) z1=36，線圈節(jié)距 y1=5/6 ，并聯(lián)支路數(shù)a=1，采用雙層分布短距迭繞組。試求：(1) 用三種不同顏色畫出三相繞組展開圖，并將之連結(jié)成三角形接法。(2) 該繞組可以接成哪幾種并聯(lián)支路數(shù)？解： (1)z1 36 62p 6z136q 2m1p 2 3 2 3amax=2p=6 。(2) 雙層繞組每相有 2p=6 個線圈組?？扇坎⒙?lián)，得到最大并聯(lián)支路數(shù)a=3若全部串

19、聯(lián)，可得到每相最少支路數(shù)amin=1。也可以兩串聯(lián)，再三并聯(lián)，得到條支路并聯(lián)?；蛉?lián)，兩并聯(lián)，得到 a=2 條支路并聯(lián)。4-10 某三相交流電機定子槽數(shù) z1=36，極距 =9 槽，繞組跨距 y1=7 槽，定子三相雙層繞組 Y 接法。每個線圈匝數(shù) Ny=2 ，并聯(lián)支路數(shù) a=1，氣隙每極基波磁通 1=0.74Wb ，氣隙 諧波磁密與基波磁密的幅值之比為 B5/B1=1/25 ， B7/B1=1/49 ，基波及各次諧波磁場轉(zhuǎn) 速相等，均為 1500rpm。試求：(1) 基波、五次諧波和七次諧波的繞組系數(shù)；(2) 相電動勢中的基波、五次諧波和七次諧波分量有效值；(3) 合成相電勢有效值。解： (

20、1)z12p 6 660f160 50 21500 2N1ky1kq1k1k y5kq5z12m1pp360363232z12p qNy asin y1 2sinq2qsin 2k y1k q12 360 20364 3 2 24 匝1sin 9790 0.942 20sin 2 0.3422 = =0.65620 0.5213sin20.94 0.656 0.617sin5 y12sin5 79090.174qsin525qsin2sin53 2020.5 =0.2183sin 5 20 2.302k y5kq50.174 0.218 0.038ky7sin7 y127sin7 9090.7

21、66kq7sin7q27qsin23 20sin727 20 2.823sin0.5= 0.1770.1770.136(2)E14.44 f1N1k 1 14.44 50 24 0.617 0.74 2432.66 VE54.44 f5 N1k 5 50.744.44 5 50 24 0.038 29.96 V25E74.44 f7 N1k 7 70.744.44 7 50 24 0.136 76.6 V49(3)E7E 1 E 5 E 72432.66 29.96 76.6 2539.22 Vk7ky7kq70.7664-14 某四極單相電機定子繞組串聯(lián)匝數(shù) N1=100 匝，基波繞組系數(shù)為

22、 k1=0.946，三次諧波 繞組系數(shù) k3=0.568 。試求：(1) 當通入相電流為 i=1.414*5sin314tA 時，單相繞組所生的基波和三次諧波磁動勢的 幅值及脈振頻率；(2) 若通入的相電流為 i 25sin 314t 25sin 3 314t A 時，相電流中的三次諧 3 波電流能否產(chǎn)生基波磁動勢？為什么？(3) 對于項 2 寫出相繞組所生的基波脈振磁動勢表達式；(4) 對于項 2 寫出相繞組所生的三次諧波脈振磁動勢表達式；(5) 若通入的相電流為 I=5A 的直流電流，求相繞組所生的基波及三次諧波磁動勢幅值 各為多少？這時該磁動勢是什么性質(zhì)？解： (1) f1p 314 2

23、 100 Hz1 2 2 3.14f3vf1 3100 300 HzFy10.9 IN y0.9 5100450 AFq1qFy1kq11 4500.946425.7 AFy30.9IN30.9 5100150 Ay3Fq3qFy3kq31 1500.56885.2 A(2) 三次諧波電流不能產(chǎn)生基波磁動勢。 因為沿圓周分布的繞組可以使三次諧波磁動勢 互相抵消。N1k 1100 0.946(3) F 1 0.9 1 1 I 0.9 5 212.85 安匝 /極1 p 2N1k 3(4) F 3 0.9 3pI 0.9 100 0.568235 14.2 安匝 / 極3(5) 通入直流電流時，

24、繞組電流無交流分量，所以也沒有基波和諧波磁動勢產(chǎn)生。 此時 定子繞組上電流無變化，轉(zhuǎn)子也無法產(chǎn)生感應電流。4-27 某三相四極 50Hz 感應電動機， PN=10kW ，UN=380V ， nN=1455rpm ，定子繞組三角形 接法。 R1=1.375Ohm ， X1=2.43Ohm ， r2=1.04Ohm ， X2=4.4Ohm ， rm=8.34Ohm ， Xm=82.6Ohm 。額定負載時 pOhm+pdelta=205W 。試用簡化等值電路計算額定負載時的 定子電流、功率因數(shù)、輸入功率和效率。解： U&13U N 0 3 380 0 658.18 0 VI&U&1658.180Im

25、r1 rmj X1Xm1.3758.34 j2.43 82.60.87 j7.647.6983.48 ASn1 nNSNn1150014550.031500I&U&1658.18 0I2r r2r1 Sj X1X21.375 10.0043j 2.43 4.417.63 j3.34 17.94 169.27 AI&1cosI&m I&2 0.87 j7.64 17.63N cos30.69PNP1Nj3.34 18.5j10.98 21.5130.69 A100%0.86PN3U1N I1N cos N10000100%3 380 21.51 0.86100%82.1%4-28 某三相四極 5

26、0Hz 感應電動機， 已知輸入功率 P1=10.7kW ，定子銅耗 Pcu1=450W，鐵耗 pfe=200W ，轉(zhuǎn)差率 S=0.029。試求此時該機的電磁功率PM，總機械功率 Pohm，轉(zhuǎn)子銅耗 Pcu2 及電磁轉(zhuǎn)矩 T 各為多少？解： PM P1 pCu1 pFe 10700 450 200 10050 WP 1 S PM1 0.029 10050 9758.55 WPCu2 PM P 291.45 W60f 60 50n11500 r /min1 p 22 n1 2 15001 1 157.08 rad / s1 60 60PM10050157.0863.98 N ?m4-36 某三相四

27、極 50Hz 籠式感應電動機 PN=3kW ，U N=380V ，IN =7.25A ，Y 接法， r=2.01Ohm 。 空載試驗數(shù)據(jù)：當空載線電壓U1=380V 時， I0=3.64A ，p0=246W ，P=11W ；短路試驗數(shù)據(jù)：當 Ik=7.05A 時，短路線電壓 U k=100V 而 Pk=470W 。假設(shè)附加損耗忽略不計，短 路特性為線性，且 X 1=X 2 。試求：(1) 參數(shù) X1 ,rm,Xm,r2 ；(2)該機的 cosN 及 N (不考慮溫度的影響) 解： (1)155.1 W22pFe P0 m1I02r1 p 246 3 3.642 2.01 11Z0pFem1I0

28、2155.123 3.6423.90r0U1I0380104.43.64p0m1I0224623 3.6426.19X 0Z02 r02104.42 6.192 104.225- 1 某 三 相 繞 繞 式 感 應 電 動 機 的 額 定 數(shù) 據(jù) 如 下 ： PN=7.5kW ， UN=380V ， IN=15.1A ， nN=1450rpm ， M =2.0。試求： (1)臨界轉(zhuǎn)差率 Sm 和最大轉(zhuǎn)矩 T m；( 2)寫出固有機械特 性實用表達式； ( 3)該機的固有啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) KM 。解： (1) n160 f1p60 50p300021500 r / min1500 145015000

29、.033SmSNM21M10.0332 22 1 0.124TN9550PN / nN95007.549.14 N ?m1450TmM ?TN 249.1498.28N ?mSNn1 nN n1(2) 固有機械特性為T2Tm2 98.2824.373SS SmSm SS0.1242S2 0.0150.124S(3) TQ2Tm22TN0.49TNS Sm10.124Sm S0.1241KMTTNQ 0.495-5 某三相籠型感應電動機額定數(shù)據(jù)如下：PN=300kW ，UN=380V，IN=527A ，nN=1450rpm ，啟動電流倍數(shù) K I=6.7，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) KM=1.5，過載能力 M =2.5。定子三角形接法。試 求：(1) 直接起動時的電流 IQ 與轉(zhuǎn)矩 TQ；(2) 如果供電電源允許的最大電流為 1800A ，采用定子串對稱電抗器起動， 求所串的電 抗 xQ 及起動轉(zhuǎn)矩 TQ；(3) 如果采用星 -角起動，能