(完整word版)电机学作业题解(word文档良心出品)0001

1、电机学作业题解 （适用于王秀和、孙雨萍编电机学） 1- 5何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？ 答：诸如铁、镍、钻及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增 强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部， 大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当 把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下， 磁极方向逐渐被扭转 成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。 1- 9铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采用硅钢片？ 答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁 心中的小磁畴的磁极方向反复

2、扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能 损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产 生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗， 之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗， 另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了 铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。 1- 13图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m,铁心的相对磁导率为1000。问: 要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是 多少？ 解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段

3、， 算作磁路段 1，左侧为2，右侧为3。 磁路段1长度和截面积：h =20.05 - 0.2 - 0.025 = 0.55m， A =0.05 0.15 =0.0075m2 ； l10.554 t Rm1175.836 104 A wb uA,1000 4二 100.0075 磁路段2长度和截面积：10.15 2 0.075 = 0.30m， A =0.05 0.10 =0.005m2 ； Rm2匕0.3074.775 104A wb uA21000 4- 10 一 0.005 磁路段1长度和截面积：13 =0.15 2 0.075 = 0.30m , 2 人=0.05 0.0 0.0025m

4、 ； 130.304 Rf379.549 10 A wb uA31000 4二 100.0025 45 总磁阻：R Rm1+ Rm2+ Rm (5.8364.775 - 9.549) 10 = 2.016 10 A wb 磁动势：F = Rm =0.003 2.016 1 05 = 604.8A 励磁电流：i=F604. =1.512A N 400 0.1m 0.2m 0.05m 0.15m i t * Il 1 V 0,为发电 机运行状态；当:0,为电动机运行状态；当:=0,为补偿机运行状态。 6- 10有一台70000kV A、60000kW、13.8 kV (星形联结)的三相水轮发 电机

5、，交、直轴同步电抗的标幺值分别为 Xd =1.0、Xq=0.7，试求额定负载时 发电机的励磁电动势Eg (不计磁饱和与电枢电阻)。 SN 70000 解：功率因数：cos：也二60000 =0.857 ;二 arccos(0.857) =31 ; sin 即=sin 31 =0.515 ; 以端电压为参考相量 U* =1 0， I* =1. -31 =0.857 - j0.515 ; 从相量图得：eQ 二U* j I* xq =1.0j0.7/-31 1.36j0.6 = 1.486 23.8 ; 故=23.8 ;则由图可知内功率因数为：0二：-=3123.8 =54.8 ; 电流直轴分量：l

6、d* 二 I* sin-：0=1 sin 54.8 =0.817 ; 由于E：、eQ和j|： Xd-Xq均为同相，故E0为 E； =E； l；(X； -X；) =1.486 0.817(1-0.7) =1.731; 6-25 某工厂电力设备的总功率为4500kW，cos=0.7 (滞后)。由于发 展生产、欲新添一台500kW的同步电动机，并使工厂的总功率因数提高到0.9 （滞后），问此电动机的容量及功率因数应为多少？（电动机的损耗忽略不计）。 P 4500 解：添加同步电动机前：S二=6428.57 kV A ； cos0.7 Q 二 Ssin =6428.57 sin（arccos0.7）

7、=4590.91 kVar。 添加同步电动机后：r-P R =4500 - 500 =5000 kW ； cos丄0.9 （滞后）； P5000 S5555.56 kV A ； cos0.9 Q = S sin = 5555.56 0.4359 二 2421.61 kVar ;故 Q =Q -Q= 2421.61-4590.91 = -2169.3 kVar ； S =Jr2+Q2 =5002 +（2169.3 , =2226.2 kV A。 P 500 cos t -0.225。 S 2226.2 7- 1反应式步进电机与永磁式步进电机有何区别？ 答：反应式步进电机转子铁心及定子铁心上有小齿

8、， 定转子齿距相等，转子 铁心上没有绕组。永磁式步进电机定子上有二相或多相绕组， 转子为星形永磁磁 极，极数与每相绕组的极数相等。 7- 7何为压电效应？超声波电机是如何利用压电效应工作的？ 答：在机械力的作用下，某些电介质晶体因其内部带电粒子相对移动而发生 极化，介质两端面上出现极性相反的电荷，电荷密度与外力成正比。这种由于机 械力的作用而使介质发生极化的现象，称之为正压电效应。反之，将一电介质晶 体置于电场中，晶体内部正负电荷受外部电场影响而移动，导致晶体发生变形， 这一效应称为逆压电效应。正压电效应和逆压电效应统称为压电效应。 超声波电机就是利用逆压电效应工作的。采用压电晶体材料，使之产

9、生逆压 电效应，使某部分做椭圆运动，从而拨动转子作旋转运动。 8- 2 电机中的绝缘材料分几类？对应的允许工作温度为多少？ 答：在电工技术中，将绝缘材料按其允许工作温度分成若干个等级：A、E、 B、F、H级，它们的允许工作温度分别为：105、120、130、155和180C。 8- 3 测量电机绕组温度的方法有哪几种？测量结果有什么不同？ 答：（1）温度计法。该方法直接测量温度，非常简便，但只能测量电机各部 分的表面温度，无法得到内部的最高温度和平均温度。 （2）电阻法。绕组的电阻R随温度t的升高而增大，满足以下规律： R = Ro T，式中，Ro为温度为to时绕组的电阻。对于铜线，T。二234.5 ;对 To 于铝线，To =245。利用该规律可以进行绕组温度的测量。该方法测定的是绕组 的平均温度。 （3）埋设温度计法。在进行电机装配时，可在预计工作温度最高的地方埋 设热电偶或电阻温度计。该方法可测得接近于电机内部最热点的温度。 11 X1 =X2 Xk =3.57 , R1 = RRk =1.02 22 3- 3直流电机主磁路包括哪几部分？磁路未饱和时，励磁磁动势主要消耗在