电机学 (张广溢 郭前刚 著) 重庆大学出版社 课后答案电机习题.doc

绪 论图0-9 习题0-8附图0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N1、N 2中通入直流电流I1、I2，试问：（1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少？（2） N 2中电流I2反向，总磁动势又为多少？（3） 若在图中a、b处切开，形成一空气隙，总磁动势又为多少？（4） 比较1、3两种情况下铁心中的B、H的相对大小，及3中铁心和气隙中H的相对大小？解：1） 2） 3）不变 4）由于，而，所以，。在3）中，由于，所以0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为2。将其接入110V交流电源，测得输入功率为22W，电流为1A，试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。解： 第一篇 变 压 器2-10一台单相变压器，SN=5000kVA,U1N/U2N=35/6.0kV,fN=50HZ,铁心有效面积A=1120cm2，铁心中的最大磁密Bm=1.45T，试求高、低压绕组的匝数和变比。解: 高压绕组的匝数变压器的变比低压绕组的匝数2-11一台单相变压器，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/230V，R1=4.32，x1=8.9，R2=0.0063，x2=0.013。求：1) 折算到高压侧的短路参数Rk、xk和Zk；2) 折算到低压侧的短路参数k、k和k；3) 将1）、2）的参数用标么值表示，由计算结果说明什么问题？4) 变压器的短路电压uk及其有功分量ukr、无功分量ukx；5) 在额定负载下，功率因数分别为cos2=1、cos2=0.8（滞后）、cos2=0.8（超前）3种情况下的U。解: 1) 2) 3) 4) 5) U1( Rk* cos2+ xk* sin2) 100 =(0.02391.0+0.05040) 100 =2.39 U2( Rk* cos2+ xk* sin2) 100 =(0.02390.8+0.05040.6) 100 =4.87 U3( Rk* cos2+ xk* sin2) 100 =(0.02390.8 - 0.05040.6) 100 = -1.052-12一台三相变压器，SN=750kVA,U1N/U2N=10000/400V,Y,d接法，f=50HZ。试验在低压侧进行，额定电压时的空载电流I0=65A，空载损耗p0=3700W；短路试验在高压侧进行，额定电流时的短路电压Uk=450V，短路损耗pkN=7500W（不考虑温度变化的影响）。试求：1) 折算到高压边的参数，假定R1=2=,x1=2=；2) 绘出T形电路图，并标出各量的正方向；3) 计算满载及cos2=0.8（滞后）时的效率N；4) 计算最大效率max。解：1) , 折算至高压侧的激磁参数：Zm=k2m=14.43210.66=2219.7 Rm= k2m=14.4320.875=182.2 = k2=14.43210.62=2211.3 短路参数计算： Zk =Rk =Xk=R1=2=x1=2=2) T形电路图如下： 4) 满载时的效率第 3 章3.10 一台单相变压器，220V110V，绕组标志如题图3-1所示。将X与a连接，高压绕组接到220V的交流电源上，电压表接在Ax上，如A、 题图3-1a同极性，电压表读数是多少？如A、a异极性呢？ 解：A、a同极性时压表读数是A、a异极性时压表读数是3-11 根据题图3-2的接线图，确定其联结组别。 1） 2） 3） 题图 3-2解：1） 2） 3)3-13 两台并联运行的变压器，在SNI=1000kAV，SNII=500kAV，不允许任何一台变压器过载的情况下，试计算下列条件并联变压器组可供给的最大负载，并对其结果进行讨论。1）=0.9；2）=0.9；解：1），第一台变压器先达满载。设，则2），第二台变压器先达满载。设，则讨论：可见，并联运行时，容量大的变压器，其较小，则并联变压器组利用率较高。3-14 两台变压器数据如下：SNI=1000kAV，ukI=6.5，SNII=2000kAV，ukII=7.0联结组均为Y，d11额定电压均为35/10.5kVA。现将它们并联运行，试计算：1）当输出为3000kVA时，每台变压器承担的负载是多少？2）在不允许任何一台过载的条件下，并联组最大输出负载是多少？此时并联组的利用率是多少？解：1）由 得 2），第一台变压器先达满载。设，则 3-15 某变电所总负载是3000kVA，若选用规格完全相同的变压器并联运行，每台变压器的额定容量为1000kVA。1）在不允许任何一台变压器过载的情况下需要几台变压器并联运行？2）如果希望效率最高，需要几台变压器并联运行？已知每台变压器的损耗是：=5.4kW，=15kW。 第 4 章4-6 有一台三相变压器，联结组，试求：1）高压方的稳态短路电流及其标么值；2）在最不利的情况下发生副方突然短路时短路电流的最大值和标么值。 解：1） 2）第 5 章5-5 一台三相双绕组变压器，SN=3150kVA，U1N/U2N=400/110kV，po=105kW，pkN=205kW。如果改接成510/110kV自耦变压器，试求：1） 自耦变压器的额定容量、传导容量和绕组容量各是多少？2） 在额定负载和cos=0.8的条件下运行时，双绕组变压器和改接成自耦变压器的效率各是多少？ 解：1） 自耦变压器的绕组容量自耦变压器的额定容量自耦变压器的传导容量3） 双绕组变压器的效率改接成自耦变压器后po、pkN不变，其效率第6章6-8 已知Z=24，2p=4，a=1，试绘制三相单层绕组展开图。解：，取单层链示，绕组展开图如下：6-9 有一双层绕组，Z=24，2p=4，a=2， 。试绘出：（1）绕组的槽电动势星形图并分相；（2）画出其叠绕组A相展开图。解：（1）槽电动势星形图如右：（2）画出其叠绕组A相展开图如下 ：6-11 一台三相同步发电机，f=50HZ ，nN =1500r/min，定子采用双层短距分布绕组：q=3，每相串联匝数N=108，Y接法，每极磁通量1=1.01510-2Wb，3=0.6610-3Wb，5=0.2410-3Wb， 7=1.01510-4Wb，试求：(1)电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kN1、kN3、kN5、kN7；（4）相电动势E1、E3、E5、E7及合成相电动势E和线电动势El。解：（1）电机的极对数 ；（2）定子槽数 ；（3）绕组系数 （4）电动势 第7章7-10一台三相四极感应电动机，PN=132kW，UN=380V，IN=235A，定子绕组采用三角形连接，双层叠绕组，槽数Z=72，y1=15，每槽导体数为72，a=4，试求：（1）脉振磁动势基波和3、5、7等次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁动势的表达式；（2） 算三相合成磁动势基波及5、7次谐波的幅值，写出它们的表达式，并说明各次谐波的转向、极对数和转速；（3） 分析基波和5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对磁动势波形有什么影响。解：（1）额定相电流 ， 设三相电流对称，则各相基波脉振磁动势的表达式：（2），正转，反转，正转， （3） 由计算可知，基波绕组系数值远大于5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对基波磁动势幅值影响不大，而对5、7次谐波磁动势幅值大大减小，使电机磁动势波形近似为正弦波。7-11一台三相二极汽轮发电机，PN=50000kW，UN=10.5Kv，Y接法，cosN=0.85（滞后），槽数Z=72，y1=28，NC=1，a=2，试求额定电流时：(1)相绕组磁动势的基波幅值及瞬时值表达式；(2)三相合成磁动势的基波幅值及瞬时值表达式；(3)画出A相电流为最大值时的三相磁动势空间矢量及其合成磁动势空间矢量图。解：（1）额定电流 ，相绕组磁动势的基波幅值相绕组磁动势的瞬时值表达式(2)三相合成磁动势的基波幅值 设，三相绕组轴线为逆时针方向，则三相合成磁动势的瞬时值表达式(3)A相电流为最大值时的磁动势空间矢量图(时) 7-12一台三相交流电机，2p=4，Z=36，定子绕组为单层，NC=40，a=1，Y接法，若通以三相不对称电流：，试写出三相合成磁动势基波表达式，并分析该磁动势的转向。7-13电枢绕组若为两相绕组，匝数相同，但空间相距120电角度，A相流入，问：（1）若，合成磁动势的性质是什么样的？画出磁动势向量图，并标出正、反转磁动势分量；（2）若要产生圆形旋转磁动势，且其转向为从+A轴经120到+B轴的方向，电流iB应是怎样的，写出瞬时值表达式（可从磁动势向量图上分析）。解：（1）合成磁动势（基波）为椭圆旋转磁动势。当时，在+A轴，各自从+B轴倒退120电角度。磁动势向量图如下图1所示。（2）若要产生圆形旋转磁动势，且其转向为从+A轴经120到+B轴的方向，电流iB应是：,磁动势向量图如下图2所示。 图1 图28.5