电机学第四版课后答案汤蕴谬

1、第一章磁路 电机学1-1磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、而积）和材料的导磁性能有关，计算公式为1缶E %力1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损 t 绊验公式=献磁材料的磁滞损I：来数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关：涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的 损IL经验公式phCFef3B；nG. J材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有 关。1-3图示铁心线圈,已知线圈的匝数N二1000,铁心厚

2、度为0. 025m （铁心由0.35mm的DR320 硅钢片叠成），叠片系数（即截面中铁的而积与总而积之比）为0.93,不计漏磁，试 计算：中间心柱的磁通为7.5xl（TWb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流：（2）考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。解：.磁路左右对称.可以从中间轴线分开，只考虔右半磁路的情况：铁心、气隙截而 A = % = 0.025 xl.25x IO2 x0.93/n2 = 2.9x 10勺沪（考虑边缘效应时,通长在气隙截而边长上加一个气隙的长度：气隙截而可以不乘系数） 气隙长度厶=25 = 5xlOTz铁心长度/=!弓一 1.25卜2 +（5-1.

3、25-0.025）x2c加= 12.45x10-%7 5x 10-4铁心、气隙中的磁感应强度B = B6= = L-T = 1.29T 2/A2 x 29 x 10(1) 不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度比=卷= L29 7 A/m = 1.0x 106 A/m “o 4x 10磁势 =Fj = /7j-/j = 1.0x106 -5x10-,A = 500A电流/ = L = 0.5AN(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中B = 1.297査表可知：H =700 A/m铁心磁位降尸斤=H J = 700 x 12.45 x 10-2A = 87.15A坊=化+ 7=5004 + 875A =

4、5875A I = 0.59AN1-4图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流1.5A,线圈B为50匝，通入电流1A,铁心 截而积均匀，求PQ两点间的磁位降。解：山题总町知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ段的磁阻为Rpq =心,则左边支路 的磁阻为I心：11p铁耗稍有减小;. 6 6（3）和=2研厶。=州厂x“=2对 a=-x2a 2-3在导岀变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的?答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压EE2.电流不匹 配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。2-4利用T型等效电路进

5、行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率 是否为实际值，为什么？答：一次侧没有经过归算，所以为实际值；二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际 值。2-5变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？答：激磁阻抗由空载试验测量：等效漏阻抗由短路试验测量。（具体测疑方法略）2-14有一台三相变压器，额泄容量=5000kKA,额定电压UlN/U2N = 0kV/6.3kV ,Y,d联结，试求：（1） 一次、二次侧的额定电流：（2） 一次、二次侧的额泄相电压和相电流。解：（1）1nSN _ 5000、N 一屁 I。A = 288.68 A（2）原边Y联结:=

6、 288.68 A可复制.编制.期待你的好评与关注!副边联结：Uz=UN=b3kV458.21V3A = 264.55 A2-16有一台单相变压器，已知参数为：=2.19Q, Xy=154C, /?2 =0.15Q,X2lkVAS n: S n: 乙/Sn = 263k VA(2)求冷叭：负载增加时，Z；小的变压器(第二台)先满载，此时Sn=Sny = 320kVA又述=争=Sr=67AkVA1 乙/7Smax = S/ + S亦=(320 + 167 A)k VA = 487AkVA2-25 一台5kVA, 480V/120V的普通两绕组变压器，改接成600V/480V的自耦变压器，试求改接

7、后一次和二次的额上电流和变压器的容量。 解：I十 g=/ = 4.GAU2NS&N = %1讪=600 41 67函=25R E4Urn25x10480A = 52.08A第三章直流电机的稳态分析3-9 一台四极82kW. 230V、970r/min的他励直流发电机，电枢上共有123个元件，每元件 为一匝，支路数2匕=2。如果每极的合成磁通等于空载额泄转速下具有额立电压时每极的 磁通，试汁算当电机输出额立电流时的电磁转矩。解：由题意可知，空载时：Eq=C*5=Un所以额泄情况下：Te = C.IaN = Cr IN =CrLSvCjg uN=9.55冬=9.55 X S2xl N m = 80

8、7.3N mnN9703-12 一台他励直流发电机的额泄电压为230V,额龙电流为10A,额泄转速为1000r/min, 电枢总电阻R = 1.5G,励磁绕组电阻R, =880,已知在750r/min时的空载特性如下表 所示：I f /A0.45.21.01.62.02.53.03.64.4E/V3378120150176194206225240试求:（1）额定转速、励磁电流为2.5A时，空载电压是多少? （2）若转速降为900r/min, 空载电压为多少？ （3）满载时的电磁功率为多少？解：（1）空载时Uq = E = C2=2.5A 时：n=750r/min,对应Un = 176V.当nN

9、 = 1000r/min,对应=U= x 176V = 234.67VNUN n n 750（2）n=900r/min 时：=222x1769 = 211.2V0750（3）满载情况下：En = S + /凤=230 U + 10 X 1 5U = 245 VPem = En = 245 x 10W = 2A5kW3-13 -台四极82kW. 23OV、970r/min的并励直流发电机，冬小“ =OO259Q ,励磁绕组总电阻匕宙)=22.80,额龙负载时并励回路中串入3.5Q的调肖电阻，电刷压降为2V,铁 耗和机械损耗共2. 5kW,杂散损耗为额龙功率的0.5%,试求额左负载时发电机的输入功

10、率、 电磁功率和效率。解：电磁功率：23022.8 + 3.54 = 8.745 APn 二 82000 瓦=230A = 356.52 AI 鈕=I 州 +1 n =不 6.52A + 8.745 A = 365.267 AEaN = Un + 2U =(230 + 356.52 x 0.0259 + 2)V = 241 46V Petn = EJaN = 365.267 x 241.461V = 8& 198 k W输入功率：P= Pem + PFe + Pfnec + PS=(88.198 + 2.5 + 82 x 0.5%)kW = 9108k Wp池效率：z/ = LxlOO% =

11、一 xl00% = 90%A91.1083-17 一台17k殴220V的串励直流电动机,串励绕组电阻为0. 12 Q,电枢总电阻为0.2Q, 在额宦电压下电动机电枢电流为65A时，转速为670r/min,试确龙电枢电流增为75A时电 动机的转速和电磁转矩(磁路设为线性)。解：UN = 220V : Ia=65A 时，转速 n = 670 r/ninEa = UN - Ia(Ra + /?, )= 220V-65x (0.12 + 0.2)V = 199.2V=75A时：Ea = UN-Ia(Ra + Rf) = 220V-75x(0.12 + 0.2)V = 196V196x752x571.3

12、x 60N m = 245.71N m心 199.2 75伽z 571.3忡n3-18 一台96M的并励直流电动机，额左电压为440V,额左电流为255A,额泄励磁电流为 5A,额定转速为500r/min，电枢总电阻为0.078(2,不计电枢反应，试求(1)电动机的额 立输岀转矩：(2)额泄电流时的电磁转矩：(3)电动机的空载转速。解：(1)电动机的额左输出转矩：卷=9600() % 6on 加=1833.46N m-Q 2兀 x 500(2) 额左电流时的电磁转矩IN = 255 A , /A = 5A ,所以/aN = IN- I/N = 250 AEaN = UN 一IaNRa =44O

13、V-25OAx0.078Q = 420.5V T= E型=42(2x23() % ON m = 2007.74 m e C Q 2x500(3) 电动机的空载转速：第四章交流绕组及其电动势和磁动势4-11计算下列三相、两极、50Hz的同步发电机泄子的基波绕组因数和空载相电动势、线电 动势。已知立子槽数Q-18,每槽内有两根导体，支路数a二1,儿二20,绕组为双层、星 形联结，基波磁通llWbo解：极距备24槽距角“竺空=空= 7.5。Q 48基波绕组系数kwi = kpiqa, sin =sin- 90ragm厅= sin75sin 308sin375= 0-923ON 48每相绕组串联匝数N

14、 =亠一i- = = 16 ma 3空载相电动势為=4.44 JNk zI= 4-44x50xl6x0-923x 1-1IV = 3639V线电动势 El =、你d = x 3639V = 6303V74-12有一三相双层绕组，沪36, 2尸4,住50Hz, y, =-r ,试求基波、5次、7次和一阶齿 9谐波的绕组因数。若绕组为星形联结.每个线圈有两匝，基波磁通”F074Wb，谐波磁场与基波磁场之比，耳/目=1/25,耳/目=1/49每相只有一条支路，试求基波、5次和7次谐波的相电动势。解:2mp 3x4槽距角“4 =空型=20。Q367。、需902qa sin 基波绕组系数人讨=55=si

15、n90 ta性5次谐波绕组系数sin 150,sin5x 忍疔褊 =sin5x 卫90 = sin 350 x -= -0- 0378r?sin5x#3xsin50。7次谐波绕组系数,sin7x?look“ = k ?k广=sin7x90 = sin490 x = -0-136PT汹7灼3570。每相绕组串联匝数N = 32 =兰竺=24ma 3E祖=4MfNkwl 5=FL cosxcoscotB相：.r =lm cos/_0)=./bi = Fcos(x - 90 一 a) cos(a - 0)所以/i = Ai + fB = F cosxcosa)t + F cos(x-90 -a)co

16、s倒一0)=场cosgf -x) + cos/ + x)2+ 丄化cos(twf-尤一0 + 90。+a) + cos(6X + x-0-9(T - a) 2逆向旋转波相互抵消，则cos 伽 + x) = -cos(期 + 尤一 0-90。一a) = cos (cot + x-0 + 90a - a)得 0 = 9O_a此时 h = hn cos劲 一 (90 - a)f = Fj, cos( ic =近打 cos(a)t -120)所以fn、+/a=F cosxcosax + cos(x- 120)cos(cyr 一 240) +cos(x- 240 )cos(0 -120)=f.cos(h

17、x一x) + cos(cot + x) + 丄化cos細-x-120) + cos + x 360 )1 + icos一x + 120) + cos(曲+ X-360 )23=石 F机 cos(cot + x)幅值点cos伽+ x) = 1dx=-e即该磁动势为反向推移的圆形旋转磁动势可复制.编制.期待你的好评与关注!4-11计算下列三相、两极、50Hz的同步发电机上子的基波绕组因数和空载相电动势、线电 动势。已知泄子槽数Q二48,每槽内有两根导体，支路数a二1,刃二20,绕组为双层、星形联 结,基波磁通ScbFl.UWbo解:极距菁=24QImp238p X 360360c X。槽距角 a

18、= = 7.5Q 48qa sin 基波绕组系数S = 5 匕=sin卫90 L T gin 耳.卞。 sin 30=sin 75 = 0 9238sin375ON 48每相绕组串联匝数N= = = 16 ma 3空载相电动势E机=4.44 JNk沁】=4 44x50x16x0 923x 1 11U = 3639U线电动势 El =、你 = 75 x 3639V = 6303V74-12有一三相双层绕组，沪36, 2尸4, W50Hz, v. =-r,试求基波.5次、7次和一阶齿9谐波的绕组因数。若绕组为星形联结，每个线圈有两匝，基波磁通1儿二0.74抚，谐波 磁场与基波磁场之比乞/d =1/

19、25 ,场/色=1/49 ,每相只有一条支路，试求基波、 5次和7次谐波的相电动势。解：q =QImp3 = 3槽距角7= /?360Qqa,Sill q rxO.基波绕组系数=kpCkd = sin-90 sin70、 一 =0-902t a3xsinlO5次谐波绕组系数, sin5x 5=5-5=sin5xJ790 务qsin5x 7次谐波绕组系数=sin 350sin 150X73x sin 50= -0-0378忍，7 =心厂心7 =sin7x90=sin 490 xsin7xysin2103 x sin 70= -0-136ON 2x36每相绕组串联匝数N = 亠=三1 = 24 m

20、a 3= 4.44 f A=化COS X cos 型B 相:iB = Im cos(a)t 一 0)=cos(x - 90 一 a) cos(血 一 0)所以fi = fAl +fBi = cosxcosyf +cos(r-90: _a)cos(期 _0)=cos(cvr - x) + cosf + x)2+ 丄gcos(曲一x-0 + 90。+a) + cos(6X + x-0-9(T - a) 2逆向旋转波相互抵消，则cos伽 + x) = -cos(曲 + x-/7-9O - a) = cos伽 + X-/7 + 9O - a)得卩=曲a此时 h = 1 伙 cos/ 一 (90 - a

21、)f = Fj, cos( fR = F0l cos(-120c)cos(dX -240)ic = cos(0则此时:6-17 -台31250KVA（星形联结），（滞后）的汽轮发电机与无穷大电网并联运行，已知发电机的同步电抗，额定负载时的激磁电动势（相），不计饱和与电枢电阻，试求：（1）发电机的额定负载时,端电压U、电磁功率、功率角、输出的无功功率 及过载能力各为多 少？ （2）维持额定励磁不变，减少汽轮机的输出，使发电机输出的有功功 率减少一半，问此时的、 及 将变成多少？解：（1）额左情况下忽略电阻，则电磁功率等于输岀功率设电网相电压为U为参考向量，则，,即得方程的解由数学和原理上讲，两组

22、答案均可以考虑取第一组答案（2） 不变，所以,电网电压U不变6-24某工厂电力设备的总功率为4500kW,（滞后）。由于生产发展，欲新添一台lOOOkW的同步电动机，并使工厂的总功率 因数提高到0.8 （滞后），问此电动机的容量和功率因数应为多 少（电动机的损耗忽略不计）？解：添加前：，（滞后）添加后:（滞后）所以新添加的电动机:（超前）答:（1）用电磁功率表达乙（2）用总机械功率表达Tm =（3）用主磁通，转子电流和转子的内功率因数表达G = CM/；COS025-13有一台Y联结，380V, 50Hz,额定转速为1444r/min的三相绕线型感应电动机，其参数为&二0.4G, &二0.4Q

23、, Xla = X2a=lQ. X加二40Q,心略去不计，定，转子的电压比为4。试求：（1）额定负载时的转差率；（2）额定 负载时的定，转子电流；（3）额定负载时转子的频率和每相电动势值。解：（1）额泄转差率1500 14441500（2） T形等效电路图如右=0.0373 u设八护。79皿”则U几（牛+九）219.39Z0。;40（- + jl） R严九+ 0.4+/1+ 府3门f+八兀”+勺丿莎方+川= 2O11Z 242OA/2=-/i-匹=-20.11Z-24.20 x -/4（）AR,.0.4.+川,”+%）诙= 18.98/70.46所以厶=蚣丄=4x18.98/1 = 764(3

24、) f2 = sN /； = 0.0373 x50Hz = 1.865HzRE；=/； 丄 + jl = 204.35V sE. =- = 51.09V-k,、5-14有一台三相四级的笼型感应电动机，额定转差率5jV = 0.02008 ,电动机的容 量 PN =17kW, t/iyv=380V（D 联结），参数为 /?, =0.715Q, Xla=1.74Q, &二0.4160, X2a=3.03Q,心二6. 2G,二75G,电动机的机械损耗仏二139W,额定负载时的杂散损耗二320肌试求额定负载时的定子电流， 定子功率因素，电磁转矩，输出转矩和效率。解：等效电路如题5-13,设di=SZ0

25、=380Z0V则/1U .S + jxn)( + jX)& +凡+下 见+丄)+八兀“+心7)S38OZO0(62 +)75)(0.715+ J1.74 +0.4160.0200+ 八03)(6.2 +0.4160.0200)+ j(75 + 3.03)A = 1&57Z 2635A所以立子电流厶=1857A定子功率因数cos =cos（-26.35） = 0.896R.一 JxlaS（心+几）（+几丿= 18.57xf 0.416(+ /3.03)0,0200(6.2+ 0416 )+ /(75 + 3.03)0.0200= 472A(心+九)R(心+) +心r+gS=18.57 x(6.2

26、 +(6.2 + J75)0.4160.0200)+ j(75 + 3.O3)= 16.94/1电磁功率y 3x 19 x船37835 .站P 17835 19 电磁转矩Te=-= 二二N也=113.54N也仏2处空60输出功率 $ =(1 - s)巳一心一心=(l-y)x 17835.19-139 - 320) = 1701 &(W输出转矩7=生=一门：亍N-m = 0.5N m- (l-s)S 竺60输入功率P = 37；冬+ 31 R和+ 3人讥=(17835 19 + 3x4.722 x6.2 + 3x 18.572 x0.715)W = 18989 .26VV效率 =-x 100% = 89.6%P5-25试述极对数比为2:1的双速感应电动机的变极原理。（略）5-26有一台三相四极的绕线型感应电动机额定转速柿=1485 r/nin ,转子每相电阻忌=0.012。设负载转矩保持为额定值不变，今欲把转速从1485r/min 下调到1050r/min，问转子每相应串入多大