电机学作业题

1、作者:日期:电机学习题集备注：作业时抄写题目，题与题之间空一行。绪论和第一章：磁路1- 1 :简述右手螺旋法则，左手定则和右手定则，以及电磁感应定律。1- 2 :简述什么是磁路、磁动势、磁路的基尔霍夫第二定律。假定作用在某段磁路上的磁动 势为HL,该段磁路磁阻为 Rm，则通过该段磁路的磁通量是多少？1- 3 :电机中为什么要使用铁磁材料，直流磁路和交流磁路有什么区别？421- 4 :有一闭合磁路，由铁心和气隙组成。铁心截面积S=9 10- m，磁路平均长度I =0.3m，铁心磁导率 怙=5000% ;气隙长度：=0.0005m，气隙截面积按1.1S计算。套装在铁心上的励磁绕组500匝，问电流0

2、.5A时，磁路中磁通为多少？作用在铁心磁路和气隙上的磁动势分别为多少？ =4二10JH/m。交作业1第二章：变压器2- 1 :简述变压器的组成。变压器的最基本组成是什么？2- 2：什么是变压器的额定容量、额定电压和额定电流？2- 3 :什么是变压器的主磁通？什么是变压器的漏磁通？主磁通的大小主要取决于哪些因素？2- 4:单相变压器计算1) 一台单相变压器， SN=20000kVA,U1N/U2沪127kV/11kV，50Hz,高压侧开路，在低压 侧施加额定电压并进行测量，测得电流45.5A，损耗47kW，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的激磁阻抗参数 (实际值)。(k=11.5455,

3、R=3026,X=32083)U 1NU 2N12711= 11.55ZmV11.5523222577,13k2計仙 嚳论8.58'xm =Zm|2 - R： = V32225.772 - 3028.582 = 32083.1402) 上述变压器，低压侧短路，在高压侧施加一电压使电流达到额定电流，进行测量,测得电压9.24kV，损耗129kW，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的短 路阻抗参数(实际值)。(I=157.48,R=5.202,X=58.44)I1NSNU 1N20000 . 157.5A127ZkUik9240®67门I1k 157.5RkP1k 1290

4、00 l2k - 157.522iXk=Zk| -R2 =58.72 -5.22 =58.4703) 上述变压器，利用简化等效电路计算该变压器满负荷时的负载阻抗大小，额定功 率因数 cos© =0.8。(Z=645.08+483.81j,z=639.8+425.4j)交作业2-2-5:什么是时钟表示法，组号表达了变压器的什么性能？说明联结组别Yd11的含义。2-6:三相变压器，额定容量5000kVA，额定电压10kV/6.3kV , Yd连接，计算1 )一、二次侧的额定电流；288.7A,458.2ASN50001N _ '3U1N1.732 10 一 SN5000I 2N3

5、U2N288.68A= 458.23A1.732 6.3122 )一、二次侧的额定相电压和额定相电流。5.774kV,6.3kV,288.7A,264.6因为是Yd接法，所以l1N101.732= 5.774kVU 2 心-U 2N=6.3kV 12.-h =I 2N3458.23264.57 A1.7322-7 :变压器的并联运行条件是什么？2-8 : 2-4中变压器，满负荷运行时，cos© =0.8，禾U用简化等效电路，禾U用标幺值计算该变压器的电压调整率。(Zb=806.4, 0.0486)交作业3-第三章：直流电动机3- 1:简述直流电动机结构。什么是直流电动机的励磁方式？直

6、流电动机有哪些励磁方式？3- 2:什么是直流电动机的额定功率、额定电压和额定电流？3- 3:什么是直流电动机的电枢反应，电枢反应对直流电动机什么性能有影响？3- 4: 一台并励直流电动机，额定功率2.6kW，额定电压110V，额定电流 28A，额定转速1470r/min，电枢总电阻 Ra=0.15 Q ,励磁电阻 RfN=140 Q。计算该电动机额定运行时的电动 势和电磁转矩。110140= 0.786AU =Ea RaiaEa =110-0.15 (28-0.786) =106VF"e- Ea 1 aPe'Js106 27.2142 n ns-18.75N m60交作业3-

7、5 : 一台他励直流电动机，额定功率P=22kW 额定电压 U=220V,额定电流i n=115A,额定转速nN=1500r/min，电枢回路总电阻 Ra=0.1 Q，忽略空载转矩 磁作用。计算电机特性1 . Gn和理想空载转速；2 .固有机械特性斜率；3 .额定电磁转矩；4 .电动机带恒转矩负载 Tl=0.85T n运行时的电机转速；5.电枢串1.5 Q电阻时的人为特性（理想空载转速和曲线斜率）3-6 :直流电动机参数如 3-5，进行起动参数计算1直接起动时的电流和电磁转矩；2 限制起动电流在 2i n时，电枢串电阻值；3.限制起动电流在2i n时，电压值；3-7 :直流电动机参数如 3-5

8、，电机在额定状态下运行，进行调速计算T0和电枢反应的去1. 电枢串1Q电阻，转速为多少；2 .电压为100V,转速为多少；3 .欲把转速调至1000 r/mi n ，电枢串电阻值。4 .欲把转速调至 800r/min，电压值。3-8 :直流电动机参数如3-5，负载为位能性恒转矩负载（数值上等于额定电磁转矩）以-200r/min 下放重物，计算电枢回路串电阻大小？1. 能耗制动运行方式；2. 倒拉反转制动运行方式。交作业5第四章：交流绕组4- 1 :两导体（A , B）位于四极交流电机定子上，沿转子旋转方向，A超前B 10 ° （空间机械角度），则这两导体电动势相位差为多少，如果把这两

9、导体首尾相连组成一个线圈，则该 线圈电动势与导体 A电动势相位关系如何，用向量图说明。4- 2:交流绕组A位于四极交流发电机定子上，电机转速1400r/min ,绕组中感应正弦电动势，则电动势频率为多少？602 140060=46.67Hz4- 3 :单相交流绕组中通交流电，产生的磁动势性质如何？对称三相交流绕组中通三相交流 电，产生的磁动势性质如何？ 答：单相交流绕组中产生的是脉振磁动势；对称三相交流绕组中产生的是旋转磁动势。4- 4:三相交流电机（”50 Hz ），当该电机分别为2极、4极、6极和8极时，该电机中旋转磁 场的转速分别为多少？pn = 60 f交作业6-第五章：三相异步电动机

10、5- 1 :简述三相感应电动机的结构。笼型转子与绕线型转子有什么区别？5- 2： 一台50Hz感应电动机，额定转速730r/min。则该电机极对数和同步转速为多少？电机 额定运行时的转差和转差率又为多少？当电机转速降低时，电机的转差和转差率分别如何变化？5- 3 :感应电机为什么功率因数总是滞后的？感应电机负载增大时，定子电流为什么会增 大？5- 4 :一台三相四极的绕线型感应电动机（50Hz）,电机转速 1470r/min，则转子电动势和转子电流频率为多少，转子磁动势相对转子转速为多少，相对定子的转速又为多少？1500-14701500= 0.02f = f1 S = 50 0.02 =1H

11、zn = ns S=1500 0.02 =30r/min转子磁动势相对定子的转速为0 。5-5 :一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率10kW 额定电压380V，Y接，电机转速1450r/min，定子每相电阻R=1.33 Q ,漏抗x=2.43 Q ,转子电阻归算值 R2' =1.12 Q ,漏抗归算值x2；- =44门，不计激磁回路，计算电机运行时的定子电流。足-nNns1500-14501500-0.033U1/-3警卜(X+X2扁220112 ¥33 十五丿 +(2+44)2= 6.12A交作业7 5-6 : 一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率10kW额定电压38

12、0V,额定转差率0.032，定子每相电阻 R=1.33 Q，转子电阻归算值 R' =1.12 Q，激磁电阻Rn=7Q，额定运行时的 定子相电流I1=11.47A，转子电流归算值丨2 =10.02A，激磁电流lm=3.917A，机械和杂散损耗共计200W试计算该电机的电磁功率、输入功率和效率？R 严 PN P损耗=10000200 =10200W旦 _102001-S 一 0.968=10537W2 R22 1 12Fe =3I22 2 =3 10.02210542WS0.032FCui =31紈 =3 11.4721.33 =525WFF3imR =3 15.7688 7 =331P+

13、Pcu1 +PFe =10537 +525 +331 =11385 W“ PN10000 n/ crcc/N% =87.8%R 113855-7 :写出感应电动机电磁转矩的三种表达式。P1 ）电磁功率表达；Te-,S2） 总机械功率表达；TeQ3） 主磁通、转子电流和转子的内功率因数表达。Te二I5-8 :转子电阻对感应电机的Te-s曲线有什么影响？适当增大转子电阻对感应电机的起动电流、起动转矩有什么影响？5-9：什么是感应电动机的工作特性？当负载增大时，这些特性如何变化？5- 10:试述笼型感应电动机的起动和调速方法？绕线型感应电动机在起动和调速时有什么独特的方法？交作业8第六章：同步电机6

14、- 1 :简述同步电机隐极和凸极转子有什么特点？6- 2 :同步发电机空载运行时，激磁电动势E0都与哪些因素有关？与励磁电流之间是什么关系？6- 3: 一台汽轮发电机，额定容量15000kVA，额定电压6.3kV （Y接），额定功率因数 cos©=0.8 （滞后），同步电抗标幺值为 1.968,不计磁饱和与电枢电阻，则额定负载时发电机的激磁电动势 E。为多少？（ U=3634V,In=1374.6A,9783V ）UnG 二 U n / ' 3 = 6300/ . 3 二 3637VSM二、3UnInIn：.厂 ISn_ 15000 1033Un6300-1374.68AXS

15、 二 X； 如、1.96836375.23InG1374.682 2Eo 二 J（Un汉cog ）+（Un汉SinQ + IxXs ）-= J29O9.& +（3637x0.6+1367.68x5.23） = 9775V6- 4:有一台额定容量 70000kVA、额定功率60000kW 额定电压13.8kV （星形连接）的三相 水轮发电机，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内功率因数角 屮0、功率角3、激磁电动势E（不计磁饱和和定子电阻）。（门=31。，54.8,23.8 ,ld=0.8171,1.7321)Pcos?0 ：S6000070000= 0.85731交作业96-5:同步发电机单独负载运行和与电网并联运行时，性能上有什么差别？简述原因。6-6:投入并联的同步发电机应满足哪些条件？如何调节发电机向电网传送的无功功率？6-7:简述直流电动机、异步电动机和同步电动机的各有什么特点？6-8 :某工厂电力设备所消耗的总功率为2400kW cos $ =0.8 （滞后），今添置一台功率为400kW的同步电动机，cos $ =