電機學上習題課學習教案

1、會計學1電機學上習題課電機學上習題課第一頁，共43頁。2 2 一臺四極他勵直流電動機，銘牌數據：PN=100kW，UN=330V，nN=730r/min，N=91.5%，電樞繞組為單波繞組，電樞總導體(dot)數=186，額定運行時氣隙每極磁通=0.0698Wb，求額定電磁轉矩。 解 p=2，a=1，Na=186，則轉矩常數(chngsh) 2 .591218622aapNCTA18331A9150330101003NNNNaN.UPIImN72.1368mN18.3310698. 021.59aNemNICTT額定( dng)電樞電流額定( dng)電磁轉矩第1頁/共43頁第二頁，共43頁。

2、3 3一臺四極并勵直流電動機的額定數據為：PN=5.5 kW，UN=220V，nN=1450r/min，N=82%。電樞回路電阻Ra=0.68（包括電刷接觸(jich)電阻），勵磁回路電阻Rf= 168。試求額定負載下的感應電動勢、電磁功率、電磁轉矩和空載損耗。 解：額定電流勵磁電流額定電樞電流感應(gnyng)電動勢電磁功率A493082022010553NNNN.UPIW75840182916200aNNem.IEPA311168220fNf.RUINaN.IIINNaNa22029.18 0.68200.16 VEUIR第2頁/共43頁第三頁，共43頁。4電磁(

3、dinc)轉矩空載損耗mN4738601450275840602Nemem.nPTW7340550075840Nem2em0.PPPPp第3頁/共43頁第四頁，共43頁。5N4 一臺并勵直流電動機，PN=10kW，UN=220V，N = 83%， nN=1000r/min， ra=0.283，2Ub=2V，IfN=1.7A。設負載總轉矩TL恒定，在電樞回路中串入一電阻使轉速減到500r/min，試求：(1)額定運行(ynxng)時的感應電動勢、電樞電流和電磁轉矩；(2)電樞回路調節(jié)電阻；(3)調速后電動機的效率。解 (1)額定( dng)電流額定( dng)電樞電流A77.54A83. 022

4、010103NNNNUPIA07.53A)7 . 177.54(fNNaNIIIV98.2022283. 007.532202baaNNNUrIUE20298. 0100098.202NNnECE額定運行(ynxng)時電磁轉矩mN87.10207.5320298. 03030aNaNemICICTET額定運行時感應電動勢第4頁/共43頁第五頁，共43頁。6N (2) 由于負載(fzi)轉矩衡定，因此，調速前后電磁轉矩不變，即電樞電流不變A07.53aNa IIV49.10150020298. 0nCEE所串的調節(jié)(tioji)電阻為912. 1283. 007.53249.1012202aa

5、bNjrIUEUR感應(gnyng)電動勢 (2)因負載轉矩恒定，輸出功率與轉速成正比，而電樞電流不變，輸入功率不變，故調速后的效率為 %5 .41%100100050083. 0%100%100%100NNNNNN12nnPnnPPP第5頁/共43頁第六頁，共43頁。75 一臺并勵直流電動機，PN=10kW，UN=220V，N = 83%， nN=1000r/min， ra=0.283，2Ub=2V，IfN=1.7A。 在滿載運行時，突然在電樞回路中串入1.0電阻。不計電樞回路電感，忽略電樞反應影響，仍設TL恒定，試計算串入電阻瞬間的：(1)電樞電動勢；(2)電樞電流(dinli)；(3)電

6、磁轉矩；(4)穩(wěn)定運行轉速。 解：(1)串入電阻瞬間，由于機械慣性，轉速不突變，即n=nN，而勵磁(l c)回路不受影響，且不計電樞回路電感和電樞反應作用，即不變，所以 此瞬間感應電動勢不變 EEN202.98 V(2)電樞(din sh)電流則突變?yōu)?A71.11A0 . 1283. 0298.2022202jabNaRrUEUI(3)電磁轉矩變?yōu)閙N70.22mN10003071.1198.202602NaemnIET第6頁/共43頁第七頁，共43頁。8 (4) 由于(yuy)負載轉矩衡定，穩(wěn)定后，電磁轉矩等于調速前的轉矩，故電樞電流等于調速前的電樞電流A07.53aNa IIV91.14

7、9V)2283. 107.53220(2)(bjaaNURrIUE感應(gnyng)電動勢穩(wěn)定運行(ynxng)轉速 min/ r55.738100098.20291.149NNnEEn第7頁/共43頁第八頁，共43頁。9第8頁/共43頁第九頁，共43頁。10答案(d n)：C第9頁/共43頁第十頁，共43頁。11答案(d n)：A第10頁/共43頁第十一頁，共43頁。12答案(d n)：C第11頁/共43頁第十二頁，共43頁。13答案(d n)：B第12頁/共43頁第十三頁，共43頁。14答案(d n)：C第13頁/共43頁第十四頁，共43頁。15答案(d n)：C第14頁/共43頁第十五頁

8、，共43頁。16答案(d n)：C填空題第15頁/共43頁第十六頁，共43頁。17答案(d n)：B填空題第16頁/共43頁第十七頁，共43頁。18第17頁/共43頁第十八頁，共43頁。19第18頁/共43頁第十九頁，共43頁。20第19頁/共43頁第二十頁，共43頁。21第20頁/共43頁第二十一頁，共43頁。22第21頁/共43頁第二十二頁，共43頁。23A965110353103150333N1NN1.USIA6828810363103150333N2NN2.USIkV207.203353N1N1UUA671663682883N2N2.II例1 一臺Yd11聯(lián)接(一次側星形接，二次側三角

9、形接)的三相變壓器，額定容量(rngling)SN=3150kVA，U1N/U2N=35/6.3kV。求一、二次側的額定線電流、額定相電流和額定相電壓。解：一次側額定電流二次側額定電流一次側額定( dng)相電壓二次側額定( dng)相電流一次側額定相電流A9651N1N1.II二次側額定相電壓kV36N2N2.UU注意：分析模型中，參數均為相值，但已知的額定值均為線值，做題時要注意轉換。 第22頁/共43頁第二十三頁，共43頁。24第23頁/共43頁第二十四頁，共43頁。25N1N1N50028.87A33 10SIU解：(1) 高壓側額定電流 例3：一臺三相變壓器，SN=500kVA，U1

10、N/U2N=10/0.4kV，Dy接法。在低壓(dy)側加額定電壓做空載實驗，測得空載損耗為1800W，空載電流為額定電流的2。在高壓方加400V電壓進行短路試驗，測得短路電流Ik=23.1A時的短路損耗Pk=2.9kW。試計算：（1）折算到高壓側的勵磁參數和短路參數的實際值和標幺值；（2）滿載且cos2=0.8（滯后）下的效率；（3）變壓器的最大效率。 31N1N1N1N1N10 10Z600/328.87/3UUII高壓測阻抗基值*00003N180010.020.0036500 10pUIpS根據空載試驗：；*00mm*2200* 2* 222mmm10.00365090.020.025

11、0949.18UpZRIIXZR；第24頁/共43頁第二十五頁，共43頁。26*kk1N*kk1N*kkN4000.041000023.10.828.872.90.0058500UUUIIIppS根據短路試驗：*kk*k*kk*22k*2*222kkk0.040.050.80.00580.00910.80.050.00910.049UZIpRIXZR*mm1N*mm1N9600540049.1860029508RR ZXX Z*kk1N*kk1N0.0091 6005.460.04960029.4RR ZXX Z第25頁/共43頁第二十六頁，共43頁。27*kNk*kNkNN10.00910.

12、0091 5000004550 WpRpp S(2)滿載 ，%44.98%1004550118008 . 050000014550118001%100cos1202kN202NkN20pppSpp0mkN18004550pp(3)=0.629%11.99%100180028 . 05000001180021%1002cos2102Nm0maxpSp第26頁/共43頁第二十七頁，共43頁。281. 變比不等的變壓器并聯(lián)(bnglin)運行第27頁/共43頁第二十八頁，共43頁。29例5 兩臺變壓器并聯(lián)(bnglin)運行， U1N/U2N=35/6.3kV，聯(lián)接組均為Yd11，額定容量：SNI=

13、6300kVA，SNII=5000kVA；短路阻抗： 分別為0.07和0.075，不計阻抗角差別。試計算并聯(lián)(bnglin)組最大容量、最大輸出電流、利用率。第28頁/共43頁第二十九頁，共43頁。30第29頁/共43頁第三十頁，共43頁。31例4.6 試分析如圖所示三相繞組所產生(chnshng)的磁動勢的性質、轉向。 第30頁/共43頁第三十一頁，共43頁。32第31頁/共43頁第三十二頁，共43頁。33第32頁/共43頁第三十三頁，共43頁。34第33頁/共43頁第三十四頁，共43頁。35第34頁/共43頁第三十五頁，共43頁。36 例 一臺三相異步電動機，定子采用雙層短距疊繞組，Y聯(lián)接

14、，定子槽數Z=48，極數2p=4，線圈匝數Nc=22，節(jié)距y1=10，每相并聯(lián)支路數a=4，定子繞組相電流I=37A，f=50Hz，試求： (1)每相串聯(lián)(chunlin)匝數及基波繞組系數； (2) A相繞組所產生的磁動勢基波； (3)三相繞組所產生的合成磁動勢基波及其轉速。解 極距槽距電角 每極每相槽數 (1)每相串聯(lián)(chunlin)匝數 槽槽1222482pZ154836023601Zp4232482mpZq884224222capqNN第35頁/共43頁第三十六頁，共43頁。37短距系數 分布系數 繞組系數 (2) 每相脈振磁動勢基波(j b)的振幅9659. 0)21210sin()2sin(11yky9577. 0215sin42154sin2sin2sin111qqkq925. 09659. 09577. 0111qyNkkkA1355237925. 0889 . 09 . 011mpINkFN第36頁/共43頁第三十七頁，共43頁。38將空間坐標原點取在A相繞組的軸線(zhu xin)上，A相繞組脈振磁動勢基波的表達式為 (3)三相合成磁動勢基波幅值 合成磁動勢基波的表達式為合成磁動勢基波的轉速 coscos1355c