华东交通大学《电机与拖动》部分课后习题答案.pdf

2014 级软件+电气电机学期末复习资料 华东交通大学电机与拖动部分课后习题答案 第二章 直流电机 2-18 一台四极 82kW、230V、970r/min 的并励直流发电机，0259. 0 )75( a R，励 磁绕组总电阻8 .22 )75( f R，额定负载时并励回路中串入 3.5 的调节电阻，电 刷压降为 2V，铁耗和机械损耗共 2.5kW，杂散损耗为额定功率的 0.5%，试求额 定负载时发电机的输入功率、电磁功率和效率。 解：电磁功率： AA RR U I ff N fN 745. 8 5 . 38 .22 230 ，AA U P I N N N 52.356 230 82000 AAAIII NfNaN 267.365745. 852.256 VVURIUE a NNa N 46.24120259. 052.3562302 kWWIEP aNaNem 198.8846.241267.365 输入功率： pppPP mecFeem1 kWkW108.91%5 . 0825 . 2198.88 效率：%90%100 108.91 82 %100 1 P PN 2-19 一台 17kW、220V 的串励直流电动机，串励绕组电阻为 0.12，电枢总电阻 为 0.2，在额定电压下电动机电枢电流为 65A 时，转速为 670r/min，试确定电 枢电流增为 75A 时电动机的转速和电磁转矩(磁路设为线性)。 解：VUN220：AIa65时，转速min670rn VVVRRIUE faaNa 2 .1 9 9)2 . 012. 0(65220 AIa75 时：VVVRRIUE faaNa 196)2 . 012. 0(75220 m i n3 .5 7 1m i n6 7 0 75 65 2 .199 196 rrn C C E E C E n e e a a e a mNmN IE T aa e 71.24560 3 .5712 75196 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 2-20 一台 96kW 的并励直流电动机，额定电压为 440V，额定电流为 255A，额定 励磁电流为 5A，额定转速为 500r/min，电枢总电阻为 0.078，不计电枢反应， 试求：(1)电动机的额定输出转矩；(2)额定电流时的电磁转矩；(3)电动机的空载 转速。 解： (1)电动机的额定输出转矩： mNmN P T N 46.183360 5002 96000 2 (2)额定电流时的电磁转矩 AIN255， AIfN5，所以AIII fNNaN 250 VAVRIUE aaNNaN 5 .420078. 0250440 mNmN IEP T aNaNem e 74.200760 5002 2505 .420 (3)电动机的空载转速： N aN Ne n E C m i n19.523min500 5 .420 440 0 rrn E U C U n N aN N Ne N 第四章 变压器 4-15 某变电所有两台组号为 Y,yn0 的三相变压器并联运行，其数据为 第一台：kKASN180，kVkVUU NN 4 . 03 . 6 21 ，07. 0 k Z； 第二台：kKASN320，kVkVUU NN 4 . 03 . 6 21 ，065. 0 k Z。 试计算： (1)当总负载为 400kVA 时，每台变压器分担多少负载； (2)在每台变压器均不过载的情况下，并联组的最大输出是多少？ 解：(1)当kKAS400时， 设第一台变压器分配负载为 S，则第二台变压器的负载 SS 400， 满足： * * k k N N Z Z SS SS ，带入数值计算可得： kVAS kVAS 263 137 (2) 求 max S：负载增加时， k Z小的变压器（第二台）先满载，此时 kVASS N 320 又 * * 1 k kN Z ZSS k V AS1 .167 kVAkVASSS N 1 .4871 .167320 max 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 4-11 有一台单相变压器，已知参数为：19. 2 1 R，4 .15 1 X，15. 0 2 R， 964. 0 2 X，1250 m R，12600 m X，260876 21 NN。当二次侧电压 VU6000 2 ，电流AI180 2 ，且8 . 0cos 2 (滞后)时： (1)画出归算到高压侧的 T 型等效电路； (2)用 T 型等效电路和简化等效电路求 1 U和1 I，并比较其结果。 解：(1)归算到高压侧： 19. 2 1 R 4 .15 1 X 1 2 5 0 m R 1 2 6 0 0 m X 70. 115. 0 260 876 2 2 2 2 RkR 94.10964. 0 260 876 2 2 2 2 XkX (2)T 型等效电路如图示： 设VUkU 020215 2 2 则AkII 88.3642.53 2 VjAV ZIUEE 15. 14 .2064294.1070. 188.3642.53020215 2 2 2 21 A j V Z E I m m 18.8363. 1 126001250 15. 14 .20642 1 AAAIII m 12.3856.5488.3642.5318.8363. 1 21 VZIEU 70. 24 .21279 1 111 简化等效电路如右图： 89. 3 21 RRRk 34.26 21 XXXk AII 88.3642.53 21 VZIUU k 80. 20 .212541 21 由于在满载的情况下 1 IIm， 励磁支路可以忽落不计， 所以两种方法计算的结 果相差不大，在误差允许的范围之内。 m I 1 U 1 I 1 X 1 R 2 R L Z 2 X 2 U 2 I m R m X 1 2 EE 1 U 1 I 1 X 1 R 2 R L Z 2 X 2 U 2 I 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 4-12 有一台 1000kVA，10kV/6.3kV 的单相变压器，额定电压下的空载损耗为 4900W，空载电流为 0.05(标幺值)，额定电流下c 75时的短路损耗为 14000W， 短路电压为 5.2%(百分值)。设归算后一次和二次绕组的电阻相等，漏抗亦相等， 试计算： (1)归算到一次侧时 T 型等效电路的参数； (2)用标幺值表示时近似等效电路的参数； (3)负载功率因数为 0.8(滞后)时，变压器的额定电压调整率和额定效率； (4)变压器的最大效率，发生最大效率时负载的大小(8 . 0cos 2 )。 解： (1)归算到一次侧等效电路的参数： 空载试验在低压侧进行VUU N 6300 20 ， AAIII N 94. 7 3 . 6 1000 5 . 0 200 折算到高压侧： 196 94. 7 4900 3 . 6 10 2 2 2 0 0 2 I P kRm 2000 94. 7 6300 3 . 6 10 2 0 0 2 I U kZm 4 .19901962000 222 2 mmm RZX 短路试验在高压侧进行VkVUUU Nkk 52010%2 . 5% 1 AA U S II N N Nk 100 10 1000 1 1 所以：4 . 1 100 14000 22 75 75 k ck ck I P R 2 . 5 1 0 0 5 2 0 k k k I U Z 0 . 54 . 12 . 5 22 2 75 2 ck kk RZX 即：70. 0 2 75 21 ck R RR ，5 . 2 2 21 k X XX (2)标幺值： 高压侧的电阻基准值100 1 2 1 1 1 N N N N b S U I U Z 96. 1 b m m Z R R， 9 .19 b m m Z X X 014. 0 b k k Z R R， 05. 0 b k k Z X X (3)变压器额定电压调整率和额定效率： %12. 4%100)6 . 005. 08 . 0014. 0(1 %100sincos 22 kkN XRIU %69.97%1001 0 0 PPP PP N k N 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 (4)变压器效率最大时，可变损耗等于不变损耗 5916. 0 14000 4900 0 k P P I 最大效率：%97.97 cos 1 02 0 max kNN kN PIPIS PIP 第五章 交流绕组共同理论 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 第六章 异步电机 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 第八章 同步电机 8-4 一台正在运行的汽轮发电机，实验测得其功率因数为 cos=0.6(滞后)，试画 出此时该发电机的相量图(忽略电枢电阻)，并分析电枢反应的性质及作用。 解：由cos0.6 可得53.13 又 0c EUjIX，可画出右图。 性质：既有直轴电枢反应又有交轴电枢反 应。 作用： 直轴电枢反应去磁； 交轴电枢反应使 F 偏离 1f F一个 角。 8-5 一台三相 Y 形连接的隐极同步发电机，每相电抗为 2 欧姆，每相电阻为 0.1，当容量为 500kVA，cos=0.8(滞后)时，端电压为 2300V，求气隙磁场在一 相绕组中产生的电动势。 ）（ ）（设 ）（相电流 解：相电压 A36.87125.5II V01327.90UU 36.87arccos0.8 A125.5 23003 10500 U3 S I 1327.9V 3 2300 3 U U 3 L L )v(7.41501 cos cos 125.5sin1 . 0 -125.52j sin cos 125.5sin1 . 0 -125.52 cos 125.51 . 0 1327.9 36.87125.5j236.87125.51 . 01327.9 jIXsIRUE ）（ ）（ 所以： U c XI j 0 E 轴d 轴q a F aq F ad F 1f F F I 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 8-6 有一台三相 1500kW 水轮发电机，额定电压是 6300V，Y 接法，额定功率因 数8 . 0cos N (滞后)，已知额定运行时的参数：2 .21 d X，7 .13 q X，电枢 电阻可略去不计。试计算发电机在额定运行时的励磁电势。 解：17.21 cos 3 2 1 N NN N N N P U I U Z 1 1 * * N d d Z X X 6 4 6. 0 1 * * N q q Z X X 43.20481. 1)87.3690(646. 01 * qQ XI jUE 则 3 .5743.20 N 将参考向量改为 Q E ，则有 349. 0937. 043.201 * jU 90842. 0sin * jId 54. 0cos * q I 则 * 0qqdd XI jXI jUE 78. 1646. 054. 0842. 0349. 0937. 0jj 故 VV U EE N 4 .6 4 7 4 3 6 3 0 0 78. 1 3 * 00 8-7 有一台kWPN25000，kVUN5 .10，Y联接，8 . 0cos（滞后）的汽轮发 电机，13. 2 * s X，电枢电阻略去不计。试求额定负载下励磁电动势 0 E及 0 E 与I 的夹角。 解 845. 2)13. 216 . 0(8 . 0)sin()cos( 222*2* 0 s XIUUE 故 kVkVEE25.17 3 5 .10 845. 2 3 5 .10 * 00 4425. 1 87.36cos 87.36sin1554. 01 cos sin tan N N U UIX 因 2 8 1. 0 8 4 5. 2 8 . 0c o s c o s * 0 E U 得 67.73 2014 级软件+电气电机学期末复习资料 8-10 一台凸极同步发电机额定容量 S N=62500kVA，定子绕组星形连接，额定频 率为 50Hz，额定功率因数为8 . 0cos N (滞后)。直轴同步电