电机作业解答

1、作业11.1 1.1 画他串励直流电动机机械特性画他串励直流电动机机械特性, ,指出特点指出特点. .他励：特性硬，具恒转矩特性；适合恒速运行他励：特性硬，具恒转矩特性；适合恒速运行串励：特性较软，转速降大，空载飞车，适合恒功运行串励：特性较软，转速降大，空载飞车，适合恒功运行 1.2 1.2 画他并复励发电机外特性画他并复励发电机外特性. .作业11.3 1.3 他励直流电动机他励直流电动机: : Pn=40000;Un=220;In=210;nn=1500, Pn=40000;Un=220;In=210;nn=1500, (1) (1)已知已知Ra=0.08Ra=0.08求求: :额定额定

2、: :E=Un-InE=Un-In* *Ra,P1=UnRa,P1=Un* *In,Pem=EnIn,Pem=En* *In,P0=Pem-In,P0=Pem-P2,Tn=9.55P2,Tn=9.55* *P2/nn,=P2/P1P2/nn,=P2/P1 Cef=E/nn, n0=Un/Cef,Ctf=9.55Ctf Cef=E/nn, n0=Un/Cef,Ctf=9.55Ctf (2)(2)* *已知已知半载半载nh=1560nh=1560求求: n0,Cef,Ctf,Ra : n0,Cef,Ctf,Ra 机械特性线性：机械特性线性：nh =(n0+nn)/2 nh =(n0+nn)/2 n

3、0=2nh-nn n0=2nh-nn ，Cef=Un/n0Cef=Un/n0， RaRa* *In/Cef=n0-nn In/Cef=n0-nn Ra=CefRa=Cef（n0-nnn0-nn）/In/In 自测试1 1 直流电动机额定功率指输入的电功率（直流电动机额定功率指输入的电功率（N N）. .2 2 直流电机的电磁转矩直流电机的电磁转矩Tem=CTem=CT TIaIa，（，（Y Y）. .3 3 直流电动机的电磁转矩与转速方向相同（直流电动机的电磁转矩与转速方向相同（ Y Y ），），EUa (EUa (N N ). ).4 4 直流电机的电枢反应使总磁场顺电磁转矩方向扭曲（直流电

4、机的电枢反应使总磁场顺电磁转矩方向扭曲（ N N ）. .5 5 直流电机装设换向磁极可抵消电枢反应的减磁（直流电机装设换向磁极可抵消电枢反应的减磁（ N N ），），6 6 直流电机装设补偿绕组可改善换向（直流电机装设补偿绕组可改善换向（ N N ）。）。7 7 直流电动机调电压调速，电压升高则转速升高（直流电动机调电压调速，电压升高则转速升高（Y Y）. .8 8 直流电动机调磁调速：磁场升高则转速升高（直流电动机调磁调速：磁场升高则转速升高（ N N ）. .9 9 他励直流电动机机械特性硬（他励直流电动机机械特性硬（Y Y），适宜恒功率运行（），适宜恒功率运行（N N ）; ;0 0磁

5、起起动会停车磁起起动会停车( (N N).).1010串励直流电动机机械特性软（串励直流电动机机械特性软（Y Y），适宜恒转速运行（），适宜恒转速运行（N N）; ; 重载运行会飞车重载运行会飞车( (N N ).).11 11 可变损耗与负载电流无关（可变损耗与负载电流无关（N N）; ;不变损耗保持恒定（不变损耗保持恒定（N N）；）； 最高效率时可变损耗最高效率时可变损耗 不变损耗不变损耗( (N N),),应在额定负载时效率最应在额定负载时效率最高高( (N N).).1212电机容量越大电机容量越大, ,效率越低效率越低( (N N).).作业22.1 2.1 变压器有何作用变压器有

6、何作用2.2 2.2 交链绕组交链绕组 励磁电流励磁电流 作用作用 等效等效主磁通主磁通 W1W1和和W2 I1W2 I1和和I2 I2 传递功率传递功率 ZmZm漏磁通漏磁通 W1W1或或W2 I1W2 I1或或I2 I2 阻碍阻碍I1I1或或I2 I2 漏抗漏抗Z1Z2Z1Z22.3 2.3 （主磁通正弦）励磁电流波形？（主磁通正弦）励磁电流波形？ 铁心不饱和铁心不饱和 正弦正弦 饱和饱和 尖顶尖顶2.4 P35 2.10 2.4 P35 2.10 单相变单相变5000KVA5000KVA，35/6KV35/6KV， 铁心铁心A=0.112mA=0.112m2 2,Bm=1.45T,Bm=

7、1.45T,求求N1,N2N1,N2 m=Am=A* *Bm, N1=U1/(4.44fm), N2=U2/(4.44fm)Bm, N1=U1/(4.44fm), N2=U2/(4.44fm)作业33.1 SL7-500KVA, 10/0.4KV, Po=1.08kw,Pk=6.9kw, Uk*=4% ,Io*=2.1% ? Zm*,Rm*,Xm* ;Zk*,Rk*,Xk* Zm*=1/I0*,Rm*=Po*/Io*2,Xm=sqrt(Zm*2-Rm*2) Zk*=Uk*,Rk*=Pk*,Xk*=sqrt(Zk*2-Rk*2)3.2 (接接3.1) cos1=0.9, ?m ,m; ?N m=

8、sqrt(Po/Pk), m =1-P*/P1*=1-(Po*+Pk*m2)/(mcos1) N =1-P*/P1*=1-(Po*+Pk*)/cos13.3 (接接3.1) =0.9 , ?最大最大U*=Uk* P*=0.9, Q*=0.4 , ?U*=Rk*P*+Xk*Q*变压器变压器自测题自测题1 1变压器中变压器中U1/U2=N1/N2（N）,I1/I2N2/N1( Y ).交流绕组交流绕组E=4.44fm( )主磁通与二绕组交链主磁通与二绕组交链(Y),传递电磁能量传递电磁能量(Y).漏磁通只与单个绕组交链漏磁通只与单个绕组交链(Y),磁路非线性磁路非线性( ),.励磁电流为正弦则主磁

9、通也正弦励磁电流为正弦则主磁通也正弦(N).如电流有如电流有3次谐波回路则磁通无次谐波回路则磁通无3次谐波次谐波(Y).如主磁通有如主磁通有3次谐波则线相电压也有次谐波则线相电压也有3次谐波次谐波( ).感性感应电流交磁感性感应电流交磁( ),容性感应电流增磁容性感应电流增磁(Y).电力变电力变Zk*近近10%(N),Rk*Xk* (Y).等量有功比感性无功引起更大压降等量有功比感性无功引起更大压降(N).变压器的铁损耗是不变损耗变压器的铁损耗是不变损耗(Y)，与电压无关（，与电压无关（ N ）；）； 而铜损耗是可变损耗（而铜损耗是可变损耗（ Y ），与电压有关（），与电压有关（ N ）。）。

10、不变损耗不变损耗可变损耗时效率最高可变损耗时效率最高(N).最高效率时近半载最高效率时近半载(Y).电机学(变压器)作业44.1 4.1 求右图变压器的钟点求右图变压器的钟点. .4.2 P52-3.14 4.2 P52-3.14 两台两台Y/D11,35/10.5KVY/D11,35/10.5KV变压器变压器 Sn1=1000KVA,Uk1=4.5%,Sn2=2000KVA,Uk2=5%Sn1=1000KVA,Uk1=4.5%,Sn2=2000KVA,Uk2=5% (1)Sk1=Sn1/UK1=22.2MVA,Sk2=Sn2/UK2=40MVA(1)Sk1=Sn1/UK1=22.2MVA,S

11、k2=Sn2/UK2=40MVA* * (2)S=3000KVA (2)S=3000KVA时时 S1=SS1=S* *Sk1/(Sk1+Sk2)=1071KVA, S2=SSk1/(Sk1+Sk2)=1071KVA, S2=S* *Sk2/(Sk1+Sk2)=1929KVASk2/(Sk1+Sk2)=1929KVA 1=S1/Sn1=1.071,2=S2/Sn2=0.965 1=S1/Sn1=1.071,2=S2/Sn2=0.965 (3) (3)不过载最大输出容量不过载最大输出容量 S1=1000KVA,S=S1S1=1000KVA,S=S1* *(SK1+Sk2)/Sk1=2800KVA(

12、SK1+Sk2)/Sk1=2800KVA电机学(变压器)作业44.3 4.3 单台变单台变S1=1000KVA,P0=3KW,Pk=15KW.S1=1000KVA,P0=3KW,Pk=15KW.求求: :(1)(1)单台单台m=sqrt(P0/Pk) ,Sm=mm=sqrt(P0/Pk) ,Sm=m* *S1S1(2)(2)经济切换经济切换S Sn,n+1n,n+1=sqrt(n=sqrt(n* *(n+1)Sm(n+1)Sm(3)(3)总总S=2000KVA,S=2000KVA,经济运行台数经济运行台数n:n: S Sn-1,n n-1,n S S S 组式组式Y/Y0心式心式Y/Y0.(N

13、)变压器的变压器的0序压降偏移使重载相电压升高序压降偏移使重载相电压升高( N).3 空载合闸过程磁通达近空载合闸过程磁通达近2倍额定值倍额定值(Y), 电流也达电流也达2Im(N)4 突然短路电流峰值可达近突然短路电流峰值可达近2倍的稳态短路有效值倍的稳态短路有效值(Y). 交流绕组作业66.1 246.1 24槽槽4 4极三相单层绕组展开图极三相单层绕组展开图 (2/3)=(2/3)(24/4)=4(2/3)=(2/3)(24/4)=4槽槽 B B相后移相后移4 4槽，槽，C C相再后移相再后移4 4槽槽 .2 .2 多相交流绕组产生圆转磁势一般条件多相交流绕组产生圆转磁势一般条件: :时

14、空对称时空对称. . 距距120120度二相绕组的磁势圆转度二相绕组的磁势圆转, ,则电流相位差则电流相位差6060度度. . .3 .3 三相绕组运行断三相绕组运行断1 1线线后磁势性质后磁势性质 Y0:_Y0:_椭圆椭圆_;Y:_;Y:脉振脉振; D:_; D:_脉振脉振. . .4 .4 谐波磁势转向转速谐波磁势转向转速 n(5,5)=n(5,5)=n1n1 ;n(5,7) ;n(5,7) =-=-（5/75/7）n1n1_._.7.17.1判断异步电机判断异步电机定定转子转子TemTem方向与工作状态方向与工作状态7.2 7.2 画异步机电流圆图画异步机电流圆图, ,标特征点与运行状态

15、标特征点与运行状态7.3 7.3 已知已知 s=5% ,-5% ,200%s=5% ,-5% ,200%时时机械功率机械功率P Pmecmec=9.5,-10.5,-10KW=9.5,-10.5,-10KW电磁功率电磁功率P Pemem,=P,=Pmecmec/(1-s) /(1-s) 转差功率转差功率Ps=sPPs=sPemem . .7.4 7.4 TmTm(U1/f1)U1/f1)2 2/L/Lk k m m2 2/L/Lk k, sm=R, sm=R2 2/X/XK K ,nmR ,nmR2 2/L/LK K7.57.5画异步机电动机械特性画异步机电动机械特性: : (1) (1)固有

16、固有; ;(2)(2)降压降压; ;(3)(3)定子串感定子串感; ;(4)(4)转子串阻转子串阻. .电机作业7v电机作业电机作业 8 8v8.1 8.1 已知异步机数据已知异步机数据: : P PN N=30KW,f=30KW,fN N=50HZ,n=50HZ,nN N=1440r/min,K=1440r/min,KT T=2.2=2.2 (1) (1) sn=1-nn/1500,sn=1-nn/1500, Tn=9.55Pn/nn,Tm=KtTn=9.55Pn/nn,Tm=Kt* *TnTn (2) (2) 略空载略空载T To o计算计算smsm = sn(Kt+sqrt(Kt2-1)

17、= sn(Kt+sqrt(Kt2-1) (3) (3) 用实用式画机械特性曲线用实用式画机械特性曲线n-Temn-Tem Tem=2Tem=2* *Tm/(sm/s+s/sm)Tm/(sm/s+s/sm) ( s=-0.1:0.01:1.2;n=n1 ( s=-0.1:0.01:1.2;n=n1* *(1-s) )(1-s) ) (4) (4)起动转矩起动转矩Tst=2Tm/(sm+1/sm), Tst=2Tm/(sm+1/sm), 倍数倍数Kst=Tst/Tn,Kst=Tst/Tn, 8.28.2笼式异步电机常用调速方法与性能笼式异步电机常用调速方法与性能: : 调速方法调速方法 效率效率

18、平滑性平滑性 调速范围调速范围 变极变极 高高 无无 0 0 变变s s 低低 好好 较宽较宽 变频变频 高高 好好 宽宽8.3 8.3 笼式异步电机调频调速笼式异步电机调频调速 (1) (1) 画机械特性画机械特性 (2) (2) 填填 表表 恒恒磁磁/ /压压 nnm T Tm T_n T_n硬度硬度 恒恒T/PT/P基频以下基频以下 磁磁 恒定恒定 恒定恒定 恒定恒定 T T 以上以上 压压 恒定恒定 减小减小 变软变软 P P 作业99.1 何为同步电机的电枢反应何为同步电机的电枢反应?用何参数等效用何参数等效? 电枢电流对气隙磁场影响；同步电抗电枢电流对气隙磁场影响；同步电抗9.2

19、画隐极同步发电机标么值等效电路画隐极同步发电机标么值等效电路,相量图相量图, 并网并网U*=1, E*-P*-Q*方程：方程：Eo*=（1+Q*Xs*）+jP*Xs*9.3 写出凸极同步电机功角公式写出凸极同步电机功角公式 Pem=3EoUsin/Xd +3（U2/2)(1/Xq-1/Xd)sin(2) 矩角矩角: Tem=Pem/19.4并网同步电机并网同步电机U*=1, Xs*=1.05, (1)发电发电 P*=0.8, Q*=0.6及电动及电动 P*=-0.8,Q*=0.6 手算手算Eo*, (2)P*=0.8, Q* =-0.80.8, *编程画编程画V线线. Eo*=（1+Q*Xs*

20、）+jP*Xs*作业99.5 同步电动机起动常用哪几种方法同步电动机起动常用哪几种方法?: 它机它机;异步异步;变频变频;9.6 如何调节同步电机的有功与无功如何调节同步电机的有功与无功?: 机械机械;励磁励磁9.7 同步发电机输出感性无功如不足同步发电机输出感性无功如不足,有何后果有何后果?:U9.8 同步发电机输入功率突变有何危害同步发电机输入功率突变有何危害,如何改善如何改善?:机电振荡机电振荡;阻尼绕组阻尼绕组9.9 简述同步机不对称运行有何危害简述同步机不对称运行有何危害?产生转子铁损产生转子铁损,附加铜损附加铜损,机械振动机械振动9.10 写出同步机写出同步机Ik(1,2,3)公式与近似式公式与近似式 Ik1=Eo/(Z1+Z2+Z0)/33Eo/X1 Ik2=1.732Eo/X1 Ik3=Eo/X19.11 简述同步机突然短路特点简述同步机突然短路特点 暂态暂态 Xs&自由分量自由分量, 短路电流剧增短路电流剧增电机学电机学作业1010.11