電機學變壓器直流電機題解匯總

1、2009 電機學變壓器直流電機題解精品資料電機學題解.填空題（20分，每小題2分）1 .變壓器鐵心在疊裝時由于裝配工藝不良，鐵心間隙較大，主磁通將，勵磁電流將。2 . 一臺單相變壓器進行空載試驗，在高壓側(cè)加額定電壓測得的損耗和 在低壓側(cè)加額定電壓測得的損耗 。3 .三相變壓器組不宜采用y,y聯(lián)接組，主要是為了避免。4 .不考慮鐵心損耗時，當變壓器的磁通隨時間正弦變化時，磁路飽和的非線性性質(zhì)將導致激磁電流成為與磁通同相位的 一波。5 .變壓器的繞組歸算，實質(zhì)上是在 保持為不變量的條件下， 對繞組的電壓、電流所進行的一種線性變換。6 .直流電機的主磁路包括以下幾段：電樞齒兩個、電樞腕一段、主極 鐵

2、心兩個、定子腕一段以及 。7 .直流電機單疊繞組的并聯(lián)支路對數(shù)為，單波繞組的并聯(lián)支路對 數(shù)一。8 .直流電機的交軸電樞反應結(jié)果是：引起氣隙磁場畸變；使物理中性線 偏離幾何中性線一個角度；計及飽和時，對主磁場有 。9 .一臺并勵直流電動機拖動恒定的負載轉(zhuǎn)矩，做額定運行時，如果將電 源電壓降低了 20%,則穩(wěn)定后電機的電樞電流為 一倍的額定電樞 電流（假設磁路不飽和）。10 . 一臺申勵直流電動機與一臺并勵直流電動機，都在滿載下運行，它們的額定功率和額定電流都相等，若它們的負載轉(zhuǎn)矩同樣增加1n.m,則可知：電動機轉(zhuǎn)速下降得多，而 電動機的電流增加 得多。1.不變，增加；2.相等；3.電壓波形畸變；

3、4.尖頂波；5.一次或二次側(cè)磁動勢；6 .兩段氣隙；7 . 2p, 2; 8.去磁作用；9. 1.25倍；10.申勵,并勵。二.問答題（40分）1 .一臺變壓器fn 50hz, u n 220v ,當它接到頻率為f 25hz ,電 壓為u 110v的電源上運行時，問：勵磁電流，鐵耗，一、二次側(cè)漏抗，負載 能力如何變化？為什么？ （ 8分）答：由式u1 e14.44 fn 1 m可知，前后兩種情況主磁通相同。從磁路歐姆定律知，勵磁電流不變。主磁通未變，磁密不變，頻率減小，則鐵耗減小（pfe btf1.3）。一、二次側(cè)的漏電抗隨頻率的減小成正比減小。另外，二 次側(cè)感應電動勢比原來減少一倍，故負載能

4、力減小一倍。2 .變壓器在額定電壓和額定頻率的電源下空載運行時，當頻率保持不變，電源 電壓增加到1.1 un ,勵磁電抗和鐵耗如何變化，為什么？若變壓器二次側(cè)短 路，勵磁電抗和鐵耗如何變化，為什么？ （8分）.答：（1）此時主磁通增大，主磁路飽和程度增加，鐵心磁導率減小，磁阻增大，由磁路歐姆定律知，勵磁電流大大增加，反映在等效電路中就是勵磁電抗減小。（2）二次側(cè)短路，二次側(cè)電流大大增加，由磁動勢平衡知一次側(cè)電流 僅供學習與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝3也大大增加，再從一次側(cè)電壓平衡方程式知，電壓 u1不變，漏阻抗壓降大大 增加，則電動勢e1減小很多，主磁通隨之減小，可知勵磁電抗有所增加。計

5、算題（30分）3 .已知一臺兩極直流電機，主磁極不加勵磁電流，只在電刷通以直流電流且電樞以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，問電樞導體是否感應電動勢、電刷兩端的感應電動勢為多少？為什么？ （ 8分）答：此時氣隙磁密友電樞磁動勢單獨產(chǎn)生，而正、負電刷間導體電流的大小和 方向不變，故氣隙磁密相對于定子時靜止的，旋轉(zhuǎn)的電樞導體切割此氣隙磁密 而感應電動勢。電刷兩端的感應電動勢為零，因正、負電刷問（支路問）導體 感應電動勢彼此抵消了。從辜承林教材圖2.35可清楚的知道這一點。4 .一臺直流發(fā)電機，定子為6極，電樞繞組為單疊型式。正常運行時有三對電 刷，如保持額定運行時轉(zhuǎn)速及勵磁電流不變，因故去掉一對電刷，忽略電樞反 應

6、的影響，試分析電機可能發(fā)出的最大功率。（8分）答：單疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)為2p,故原來有6條并聯(lián)支路數(shù)，去掉相鄰一對 電刷后，支路數(shù)變?yōu)?條，其中三條是原來的，另一條由原來的三條支路串聯(lián) 而成。正常運行時，ia 2aia 6ia ；155現(xiàn)在，ia 3ia -ia 一, p ua* pmax ua3 -p,此為電機可能發(fā)出399的最大功率。5. 一臺他勵直流電動機拖動一臺他勵直流發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下運行，當發(fā)電機 的電樞電流增加時，電動機電樞電流有何變化？機組轉(zhuǎn)速有何變化？分析其原 因。設電動機和發(fā)電機的勵磁電流均保持不變。（8分）答：直流電動機的電樞電流也增加。因為直流發(fā)電機電流增加時，輸出功率

7、、電磁功率增加，電磁轉(zhuǎn)矩增大（磁通不變），根據(jù)能量守恒原理，發(fā)電機必須增大輸入轉(zhuǎn)矩即電動機應增加輸出轉(zhuǎn)矩，那么，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩增大，因此電樞電流也增大。電動機電樞電壓為固定值，根據(jù)電壓平衡方程知，機組轉(zhuǎn)速略有下降。三.變壓器負載運行原理示意圖如圖題三所示，當圖中二次側(cè)的電磁量正方向 全部與圖中相反時，列出變壓器的六個基本方程式并畫出相應的相量圖（10分）圖題三.變壓器負載運行原理圖解：此時變壓器的基本方程式為：uiei ii（ri jxi ） 一，、u 2 e2 i 2（ r2 jx2 ）eie211 i 2 i m僅供學習與交流，如有e權(quán)請聯(lián)系1砸（fe 胸5）i iu2 i2zl精品資料

8、四.計算題（30分）1. （12分）一臺單相變壓器 50kva、7200/480v、60hz。其空載和短路實驗數(shù)據(jù)如下：實驗名稱電壓（v）電流（a）功率（w）電源加在空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數(shù)及其標么值；（2）空載和滿載時的銅耗和鐵耗；（3）額定負載電流、功率因數(shù)cos 2 0.9滯后時的電壓變化率、副 邊電壓及效率。解： iin -sn- 6.944a; i2n -sn- 104.167au1nu 2n（1）短路參數(shù)zk ujk i57 22.42ik 7pk 615rk 4 f 12.55ik 7xk z2 r222.422 12.552 18

9、.58其阻抗基值zin u強0 1036.87i in 6.944所以z? & 0.0216zin僅供學習與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝11*rkrk乙n12.550.0121; x；1036.87xk 18.58 0.0179乙n 1036.87(2)空載時鐵耗pfe p0245 w ；銅耗pcu 0滿載銅耗rn()2pki k(*2 615605.2w ;鐵耗 pfe 245w(3)額定負載電流時i 2 i 2n104.167 a根據(jù)電壓變化率近似公式此時副方電壓所以p2*.u (rk cos 2 xk sinu 1 (0.01210.9 0.0179u 2 u 2n(1 1.87%)

10、2) 100% 得,1 0.81) 100% 1.87%471.02vu 2i 2ncos 2471 104.1670.9 44158.64 wpp2p0pkn 44158.64 245 605.2 45008.64wp2”“p- 100% 98.11%p12.一臺直流電機,2p 4,電樞總導體數(shù)n=120,每元件電阻為0.2 ,當轉(zhuǎn)速n=1000r/min時，每元件的平均電動勢為10v。問當電樞繞組分別為單疊和 單波時，正負電刷端的電壓 u和電樞繞組電阻ra各是多少？ ( 8分)解：電樞繞組為單疊繞組時，2a 2p 4 ,每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為120/4=30。因此端電壓u和電樞繞組電阻ra

11、分別為u 10 30v300vc 0.2 30ra丁1.5電樞繞組為單波繞組時，2a 2,每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為120/2=60,故u 10 60v 600v0.2 6023.臺并勵直流電動機，pn 4.4kw, un 220v, n 80%,nn 1500r/min ,勵磁繞組電阻 440 ,電樞電阻ra 0.8（包括電刷接觸電阻）。為了改善換向，移動了電刷，使得在額定電樞電流下轉(zhuǎn)速偏高了額定值的4%?，F(xiàn)將此電動機作發(fā)電機運行，轉(zhuǎn)向不變，若輸出電壓為230v,電樞電流保持為電動機運行時的額定值，并設鐵耗、機械損耗和附加損耗不變，不計磁路飽和。求：作發(fā)電機運行時電機的轉(zhuǎn)速和輸入功率。（10分）

12、精品資料解：ifnu nrf220 apn 4400 0.5a ; i n 25a ;440un n 220 0.8僅供學習與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝13i ani fn 25 0.5 24.5ae ani an ra220 24.5 0.8 200.4v ;ceeannn200.40.13361500移刷后,轉(zhuǎn)速n nnnn 4%1500 1500 0.04 1560r/min移刷后，電樞電流保持為額定不變，不計飽和時有eance （電樞電流不變，則電動勢不變）eance a所以，cennce n 1500 0.1336 0.12846n 1560從以上分析可知，移刷后直軸電樞反應起去磁作用,所以ce( n ad) ce , ce ad ce n ce 0.00514,改作發(fā)電機運行時，若轉(zhuǎn)向不變，則電樞電流必改變方向，ad為助磁作用。所以保持發(fā)電機運行的電樞電流為電動機運行時的ian時,所求轉(zhuǎn)速:ugnianra230 24.5 0.8ng 1723.8r/mingce( g ad)0.1448（不考慮電樞反應，并勵電機有u m i