電機(jī)課后答案

1、第二章 變壓器2-1 什么叫變壓器的主磁通，什么叫漏磁通？空載和負(fù)載時(shí)，主磁通的大小取決于哪些因素？答：變壓器工作過程中，與原、副邊同時(shí)交鏈的磁通叫主磁通，只與原邊或副邊繞組交鏈的磁通叫漏磁通。 由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式可知，空載或負(fù)載情況下，主磁通的大小取決于外加電壓、頻率和繞組匝數(shù)。2-2 一臺(tái)50Hz的變壓器接到60Hz的電源上運(yùn)行時(shí)，若額定電壓不變，問激磁電流、鐵耗、漏抗會(huì)怎樣變化答：（1）額定電壓不變，則又 ， 即磁通降低，此時(shí)可認(rèn)為磁路為線性的，磁阻不變，勵(lì)磁磁勢(shì)，；（2）鐵耗：，鐵耗稍有減??；（3）， 2-3 在導(dǎo)出變壓器的等效電路時(shí)，為什么要進(jìn)行歸算？歸算是在什么條件下進(jìn)行的？ 答：因

2、為變壓器原、副邊只有磁的聯(lián)系，沒有電的聯(lián)系，兩邊電壓、電流不匹配，必須通過歸算，才能得到兩邊直接連接的等效電路； 歸算原則：保持歸算前后副邊的磁動(dòng)勢(shì)不變。2-4 利用T型等效電路進(jìn)行實(shí)際問題計(jì)算時(shí)，算出的一次和二次側(cè)電壓、電流和損耗、功率是否為實(shí)際值，為什么？ 答：一次側(cè)沒有經(jīng)過歸算，所以為實(shí)際值； 二次側(cè)電壓、電流不是實(shí)際值，因?yàn)闅w算前后繞組匝數(shù)不同，但損耗、功率為實(shí)際值。2-5 變壓器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何測(cè)定？ 答：激磁阻抗由空載試驗(yàn)測(cè)量；等效漏阻抗由短路試驗(yàn)測(cè)量。 （具體測(cè)量方法略）2-14 有一臺(tái)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

3、）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)：2-16 有一臺(tái)單相變壓器，已知參數(shù)為：，。當(dāng)二次側(cè)電壓，電流，且（滯后）時(shí)：（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(jiǎn)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(jiǎn)化等效電路如右圖：由于在滿載的情況下，勵(lì)磁支路可以忽落不計(jì)，所以兩種方法計(jì)算的結(jié)果相差不大，在誤差允許的范圍之內(nèi)。2-17 在圖中，各鉛垂線上對(duì)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(hào)。ABCXYZabczyxabcxyzYZABCXABCaz

4、bxcyABCaybzcx由圖可以看出兩組均為Y,d72-19 有一臺(tái)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(biāo)幺值），額定電流下時(shí)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(jì)算：（1）歸算到一次側(cè)時(shí)T型等效電路的參數(shù)；（2）用標(biāo)幺值表示時(shí)近似等效電路的參數(shù)；（3）負(fù)載功率因數(shù)為0.8（滯后）時(shí)，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(shí)負(fù)載的大?。ǎ?。解：（1）歸算到一次側(cè)等效電路的參數(shù)：空載試驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)行， 折算到高壓側(cè)： 短路試驗(yàn)在

5、高壓側(cè)進(jìn)行 所以： 即：，（2）標(biāo)幺值： 高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)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(shí)，可變損耗等于不變損耗最大效率：2-20 有一臺(tái)三相變壓器，Y,d11聯(lián)結(jié)組。變壓器的開路及短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)名稱線電壓V 線電流A 三相功率W備注開路試驗(yàn)短路試驗(yàn)6300 7.4 6800550 323 18000電壓加在低壓側(cè)電壓加在高壓側(cè)試求一次側(cè)加額定電壓時(shí)：（1）歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)（實(shí)際值和標(biāo)幺值）；（2）滿載且（滯后）時(shí)，二次側(cè)電壓和一次側(cè)電流；（3）滿載且（滯后）時(shí)的額定電壓調(diào)整率和額定效率。解：（1）歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)空載

6、試驗(yàn)在低壓側(cè)，折算到高壓側(cè)： 短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)行所以： 標(biāo)幺值：高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值， ， (3) 電壓調(diào)整率和效率： （2） 滿載時(shí) 設(shè)，則由簡(jiǎn)化等效電路可知2-23 某變電所有兩臺(tái)組號(hào)為Y,yn0的三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其數(shù)據(jù)為第一臺(tái)：，；第二臺(tái)：，。試計(jì)算：（1）當(dāng)總負(fù)載為400kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器分擔(dān)多少負(fù)載；（2）在每臺(tái)變壓器均不過載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出是多少？解：（1）當(dāng)時(shí)，設(shè)第一臺(tái)變壓器分配負(fù)載為，則第二臺(tái)變壓器的負(fù)載，滿足：，帶入數(shù)值計(jì)算可得：(2) 求：負(fù)載增加時(shí)，小的變壓器（第二臺(tái)）先滿載，此時(shí)又 2-25 一臺(tái)5kVA，480V/120V的普通兩繞組變壓器，改接成60

7、0V/480V的自耦變壓器，試求改接后一次和二次的額定電流和變壓器的容量。 解： 第三章 直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析3-9 一臺(tái)四極82kW、230V、970r/min的他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，電樞上共有123個(gè)元件，每元件為一匝，支路數(shù)。如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時(shí)每極的磁通，試計(jì)算當(dāng)電機(jī)輸出額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。解：由題意可知，空載時(shí)：所以額定情況下： 3-12 一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的額定電壓為230V，額定電流為10A，額定轉(zhuǎn)速為1000r/min，電樞總電阻，勵(lì)磁繞組電阻，已知在750r/min時(shí)的空載特性如下表所示：/A 0.4 1.0 1.6 2.0 2.5 3.0 3.6 4

8、.4 5.2/V 33 78 120 150 176 194 206 225 240試求：（1）額定轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流為2.5A時(shí)，空載電壓是多少？（2）若轉(zhuǎn)速降為900r/min，空載電壓為多少？（3）滿載時(shí)的電磁功率為多少？解：（1）空載時(shí) 時(shí)：750r/min，對(duì)應(yīng)176V 當(dāng)1000r/min，對(duì)應(yīng)（2）n=900r/min時(shí)： （3）滿載情況下： 3-13一臺(tái)四極82kW、230V、970r/min的并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁繞組總電阻，額定負(fù)載時(shí)并勵(lì)回路中串入3.5的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2V，鐵耗和機(jī)械損耗共2.5kW，雜散損耗為額定功率的0.5%，試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的輸入功率、電磁功率和

9、效率。解：電磁功率： ， 輸入功率： 效率：3-17 一臺(tái)17kW、220V的串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，串勵(lì)繞組電阻為0.12，電樞總電阻為0.2，在額定電壓下電動(dòng)機(jī)電樞電流為65A時(shí)，轉(zhuǎn)速為670r/min，試確定電樞電流增為75A時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩（磁路設(shè)為線性）。解：時(shí)，轉(zhuǎn)速 時(shí)： 3-18 一臺(tái)96kW的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓為440V，額定電流為255A，額定勵(lì)磁電流為5A，額定轉(zhuǎn)速為500r/min，電樞總電阻為0.078，不計(jì)電樞反應(yīng)，試求（1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；（2）額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；（3）電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速。解： （1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩： （2）額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，

10、 ，所以（3）電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速： 第四章 交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)4-11 計(jì)算下列三相、兩極、50Hz的同步發(fā)電機(jī)定子的基波繞組因數(shù)和空載相電動(dòng)勢(shì)、線電動(dòng)勢(shì)。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(dòng)勢(shì)線電動(dòng)勢(shì)4-12 有一三相雙層繞組，Q=36，2p=4，f=50Hz，試求基波、5次、7次和一階齒諧波的繞組因數(shù)。若繞組為星形聯(lián)結(jié)，每個(gè)線圈有兩匝，基波磁通1=0.74Wb，諧波磁場(chǎng)與基波磁場(chǎng)之比，每相只有一條支路，試求基波、5次和7次諧波的相電動(dòng)勢(shì)。 解：槽距

11、角基波繞組系數(shù)5次諧波繞組系數(shù)7次諧波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)4-19 試求題4-11中的發(fā)電機(jī)通有額定電流，一相和三相繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)幅值。發(fā)電機(jī)的容量為12000kW，額定電壓（線電壓）為6.3kV，星形聯(lián)結(jié)。解：相磁動(dòng)勢(shì)幅值三相磁動(dòng)勢(shì)幅值4-21 試分析下列情況下是否會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)向怎樣？（1）對(duì)稱兩相繞組內(nèi)通以對(duì)稱兩相正序電流時(shí)；（2）三相繞組一相（例如C相）斷線時(shí)。AB 解：(1) 設(shè), 則 所以合成磁勢(shì) 即合成磁勢(shì)為正向旋轉(zhuǎn)的圓形磁勢(shì)，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(shì) 即合成磁勢(shì)為脈振磁勢(shì)，且幅值為單相基波幅值的倍。4-25 兩個(gè)繞組A

12、和B，其匝數(shù)和繞組因數(shù)均相同，A在空間超前于B90。+電角，若，問要使A和B的基波合成磁動(dòng)勢(shì)成為正向推移（從A到B）的恒幅旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，的表達(dá)式應(yīng)是怎樣的？解：設(shè)A相： B相： 所以逆向旋轉(zhuǎn)波相互抵消,則得 此時(shí) 補(bǔ)充題：解析法證明三相繞組通以負(fù)序電流時(shí)將形成反向推移的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)證明： 所以 幅值點(diǎn) 即 即該磁動(dòng)勢(shì)為反向推移的圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)第五章 感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析5-3 三相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子所生磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速是否改變?為什么? 答：不變。設(shè)氣隙磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì)和電流的頻率為，由此電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的速度為，則相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為，

13、與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無關(guān)。即轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速不變。5-6 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等效電路中的代表什么？能否不用電阻而用一個(gè)電抗去代替?為什么? 答：代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率對(duì)應(yīng)的等效電阻，消耗在該電阻上的功率代表總的機(jī)械功率。它不能由電抗代替，因?yàn)殡娍股蠐p耗的是滯后的無功功率，不能代替轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率的有功功率。5-11 試寫出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)形式:(1)用電磁功率表達(dá)；(2)用總機(jī)械功率表達(dá)；(3)用主磁通，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù)表達(dá)。 答：（1）用電磁功率表達(dá) （2）用總機(jī)械功率表達(dá) （3）用主磁通，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù)表達(dá)5-13 有一臺(tái)Y聯(lián)結(jié)，380V，50Hz

14、，額定轉(zhuǎn)速為1444r/min的三相繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)為=0.4，=0.4，=1，=40，略去不計(jì)，定，轉(zhuǎn)子的電壓比為4。試求：(1)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率；(2)額定負(fù)載時(shí)的定，轉(zhuǎn)子電流；(3)額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子的頻率和每相電動(dòng)勢(shì)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(tái)三相四級(jí)的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率，電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗=139W，額定負(fù)載時(shí)的雜散損耗=320W。試求額定負(fù)載時(shí)的定子電流，定子功率因素，電磁轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩和效率

15、。解：等效電路如題5-13，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5-25 試述極對(duì)數(shù)比為2:1的雙速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變極原理。(略)5-26 有一臺(tái)三相四極的繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子每相電阻。設(shè)負(fù)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(fù)載轉(zhuǎn)矩不變所以滿足，得補(bǔ)充題：三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，=380V(D聯(lián)結(jié))，=7.5kW，額定負(fù)載時(shí)， 求：額定情況下的，和（線值）。 解：額定轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子側(cè)頻率 總機(jī)械功率 所以電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗

16、 輸入功率 效率 定子電流第六章 同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析6-4 同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于什么？交軸和直軸電樞反應(yīng)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有何影響？答：同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁場(chǎng)在空間的相對(duì)位置，即激磁電動(dòng)勢(shì)和負(fù)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(dòng)勢(shì)，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(dòng)勢(shì)，起到增磁或者去磁的作用，與電機(jī)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(jī)時(shí)要用雙反應(yīng)理論？凸極同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若既不等于，又不等于，問電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間是否同相，為什么（不計(jì)磁飽和）？答：因?yàn)橥箻O電機(jī)的

17、氣隙不均勻，分析時(shí)需用雙反應(yīng)理論。當(dāng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若既不等于，又不等于，電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間的相位不同，因?yàn)榻?、直軸的磁路不同，相同大小的磁勢(shì)產(chǎn)生的磁通不同，如右圖。6-8 有一臺(tái)70000KVA，60000KW，13.8KV，(星形聯(lián)結(jié))的三相水輪發(fā)電機(jī)，交直軸同步電抗的標(biāo)幺值分別為試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)(不計(jì)磁飽和與定子電阻)。解：額定功率因數(shù) ，設(shè) ，則 6-15 有一臺(tái)=0.8， 5的凸極同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，已知發(fā)電機(jī)的端電壓和負(fù)載為，（滯后），電樞電阻略去不計(jì)。試求發(fā)電機(jī)的：(1)，；(2)( 保持上面的值)。解：(1)設(shè)，則即 （2） 令，得取cos>0則此時(shí)： 6-17 一臺(tái)31250KVA(星形聯(lián)結(jié))， (滯后) 的汽輪發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，已知發(fā)電機(jī)的同步電抗，額定負(fù)載時(shí)的激磁電動(dòng)勢(shì)(相)，不計(jì)飽和與電樞電阻，試求：（1）發(fā)電機(jī)的額定負(fù)載時(shí)，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(lì)磁不變，