电机学作业1205汇总

电机学作业1205汇总
电机学作业1205汇总

电机学作业

第一次作业

1、从物理意义上说明变压器为什么能变压,而不能变频率?

答:变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后,流过激磁电流I 0, 产生励磁磁动势F 0, 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同, 根据电磁感应定律,原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2 , 且有 dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 显然,由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2,原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。

2、 变压器一次线圈若接在直流电源上,二次线圈会有稳定直流电压吗?为什么? 答:不会。因为接直流电源,稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通,其变化率为零,不会在绕组中产生感应电动势。

3、变压器有哪些主要部件,它们的主要作用是什么?

答:铁心:构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。

绕组:构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。

分接开关:变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。

油箱和冷却装置:油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。

绝缘套管:变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接,使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。

4、为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通?它们之间有哪些主要区别?并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势?

答:由于磁通所经路径不同,把磁通分成主磁通和漏磁通,便于分别考虑它们各自的特性,从而把非线性问题和线性问题分别予以处理

区别:1. 在路径上,主磁通经过铁心磁路闭合,而漏磁通经过非铁磁性物质磁路闭合。

2.在数量上,主磁通约占总磁通的99%以上,而漏磁通却不足1%。

3.在性质上,主磁通磁路饱和,φ0与I 0呈非线性关系,而漏磁通磁路不饱和,φ1σ与I 1呈线性关系。

4.在作用上,主磁通在二次绕组感应电动势,接上负载就有电能输出,传递能量的媒介作用,而漏磁通仅在本绕组感应电动势,只起了漏抗压降的作用。

空载时,有主磁通0.φ和一次绕组漏磁通σφ1.,它们均由一次侧磁动势0.F 激励。

负载时有主磁通0.φ,一次绕组漏磁通σφ1.,二次绕组漏磁通σφ2.。主磁通0.φ由一次绕

组和二次绕组的合成磁动势即2.1.0.F F F +=激励,一次绕组漏磁通σφ1.由一次绕组磁动势

1.F 激励,二次绕组漏磁通σφ

2.由二次绕组磁动势2.

F 激励 .

5、变压器空载运行时,是否要从电网取得功率?这些功率属于什么性质?起什么作用?为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利?

答:要从电网取得功率,供给变压器本身功率损耗,它转化成热能散逸到周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时,在经济技术两方面都不合理。对电网来说,由于变压器容量大,励磁电流较大,而负荷小,电流负载分量小,使电网功率因数降低,输送有功功率能力下降,对用户来说,投资增大,空载损耗也较大,变压器效率低。

第二次作业

1、变压器铁心中的磁动势,在空载和负载时比较,有哪些不同?

答:空载时的励磁磁动势只有一次侧磁动势10.0.N I F =,负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧的合成磁动势,即2.1.0.F F F +=,也就是22.11.10.N I N I N I +=。

2、变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时,从一次侧输入的无功功率有何不同,为什么? 答:接电阻负载时,变压器从电网吸收的无功功率为感性的,满足本身无功功率的需求;接电感负载时,变压器从电网吸收的无功功率为感性的,满足本身无功功率和负载的需求,接电容负载时,分三种情况:1)当变压器本身所需的感性无功功率与容性负载所需的容性无功率相同时,变压器不从电网吸收无功功率,2)若前者大于后者,变压器从电网吸收的无功功率为感性的;3)若前者小于后者,变压器从电网吸收的无功功率为容性的。

3、 空载试验时希望在哪侧进行?将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率、空载电流、空载电流百分数及激磁阻抗是否相等?如试验时,电源电压达不到额定电压,问能否将空载功率和空载电流换算到对应额定电压时的值,为什么?

答: 低压侧额定电压小,为了试验安全和选择仪表方便,空载试验一般在低压侧进行。 以下讨论规定高压侧各物理量下标为1,低压侧各物理量下标为2。

空载试验无论在哪侧做,电压均加到额定值。根据m fN E U Φ=≈44.4可知,11144.4fN U N m =Φ; 22244.4fN U N m =Φ,故12222122121=?==ΦΦKN N U KU N U N U N N N N m m ,即21m m Φ=Φ。因此无论在哪侧做,主磁通不变,铁心饱和程度不变,磁导率μ不变,磁阻 S l

R m μ= 不变。 根据磁路欧姆定律m m R IN F Φ==可知,在m R 、m Φ不变时, 无论

在哪侧做,励磁磁动势都一样,即0201

F F =,因此202101N I N I =, 则K N N I I 1120201==,显然分别在高低压侧做变压器空载试验,空载电流不等,低压侧空载电流是高压侧空载电流

的K 倍。

空载电流百分值

(%)100(%)10101?=

N I I I , (%)100(%)20202?=N I I I , 由于N N KI I KI I 120102,==, 所以(%)01I =(%)02I ,空载电流百分值相等。

空载功率大约等于铁心损耗,又根据3.12f B p m Fe ∝,因为无论在哪侧做主磁通都相同,

磁密不变,所以铁损耗基本不变,空载功率基本相等。

励磁阻抗02220111,I U z I U z N

m N m ==

,由于N N KU U KI I 210102,==,所以

221m m z K z =,高压侧励磁阻抗1m z 是低压侧励磁阻抗2m z 的2K 倍。

不能换算。因为磁路为铁磁材料,具有饱和特性。磁阻随饱和程度不同而变化,阻抗不是常数,所以不能换算。由于变压器工作电压基本为额定电压,所以测量空载参数时,电压应加到额定值进行试验,从而保证所得数据与实际一致。

4、为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损,短路损耗可近似看成铜损?负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别,为什么?

答:空载时,绕组电流很小,绕组电阻又很小,所以铜损耗I 02r 1很小,故铜损耗可以忽略,

空载损耗可以近似看成铁损耗。测量短路损耗时,变压器所加电压很低,而根据11.1.111.1.1.)(Z I E jx r I E U +-=++-=可知,由于漏电抗压降11.Z I 的存在,1E 则更小。

又根据m fN E Φ=1144.4可知,1144.4fN E m =

Φ,因为1E 很小,磁通就很小,因此磁密S B m m Φ=很低。再由铁损耗3.12f B p m Fe ∝,可知铁损耗很小,可以忽略,短路损耗可以近似看成铜损耗。负载时,因为变压器电源电压不变,1E 变化很小()11U E ≈,主磁通几乎不变,磁密就几乎不变,铁损耗也就几乎不变,因此真正的铁损耗与空载损耗几乎无差别,是不变损耗。铜损耗与电流的平方成正比,因此负载时的铜损耗将随电流的变化而变化,是可变损耗,显然,负载时的铜损耗将因电流的不同而与短路损耗有差别。

5、有一台单相变压器,额定容量为5千伏安,高、低压侧均有两个线圈组成,原方每个线圈额定电压均为U 1N =1100伏,副方均为U 2N =110伏,用这台变压器进行不同的连接,问可得到几种不同的变化?每种连接原、副边的额定电流为多少?

解:根据原、副线圈的串、并联有四种不同连接方式:

1)原串、副串:101102110022221=??==

N N U U K

A U S I A U S I N N N N N N 73.22110250002273.211002500022211=?==

=?==

2)原串、副并:2011011002221=?==

N N U U K

A U S I A U S I N N N N N N 45.451105000273.211002500022211===

=?==

3)原并、副串:511021100221=?==

N N U U K

A U S I A U S I N N N N N N 73.22110250002545.4110050002211=?==

===

4)原并、副并:10110110021===

n N U U K

A U S I A U S I N N N N N N 45.451105000545.41100

50002211===

=== 第三次作业

1、 单相变压器的组别(极性)有何意义,如何用时钟法来表示?

答:单相变压器的组别用来反映单相变压器两侧绕组电动势或电压之间的相位关系。影响组别的因素有绕组的绕向(决定同极性端子)和首、末端标记。用时钟法表示时,把高压绕组的电动势相量作为时钟的长针,并固定在12点。低压绕组的电动势相量作为短针,其所指的数字即为单相变压器的连接组别号。单相变压器仅有两种组别,记为I ,I0(低压绕组电动势与高压绕组电动势同相)或I ,I6(低压绕组电动势与高压绕组电动势反相)。我国国家标准规定I ,I0为单相变压器的标准组别。

2、三相变压器有哪些标准组别,并用位形图判别之。

答:标准组别有Y ,yn0,YN, y0, Y ,y0,Y ,d11, YN ,d11

标准组别接线及位形图分别为:见图示

但是:

无论是Y ,yn0、YN, y0还是 Y ,y0,位形图都有是一样的

无论是Y ,d11还是 YN ,d11,位形图也是一样的。

Y ,yn0 YN,y0 Y,y0

接线:

位形图

Y,d11 YN,d11

接线: 位形图

3、试分析为什么三相组式变压器不能采用Y/Y 0接线,而小容量的三相心式变压器却可以? 答:三相组式变压器由于三相磁路彼此独立,有三次谐波磁通通路。如果采用Y ,y 接线,· · · A B C · · · a b c 0 · · · A B C · · · a b c · · · · · · A B C a b c O B A a

C c b · · · A B C · · · a b c B Aa C c b · · ·

A B C · · · a b c O

三次谐波电流将不能流通,电流为正弦波,由于磁路具有饱和特性,主磁通是平顶波,其中含有较大的三次谐波磁通,相绕组将感应较大的三次谐波电动势,它与基波电动势叠加使相电动势呈尖顶波形,绕组承受过电压,从而危及绝缘。如果采用Y ,yn 接线,负载时二次侧可以为三次谐波电流提供通路,但由于受到负载阻抗的影响,三次谐波电流不可能大,因而对主磁通波形的改善甚微,也就不能改善电动势波形。

心式变压器由于磁路彼此不独立,没有三次谐波磁通通路,三次谐波磁通只能从铁轭中散发出去,经由变压器油及油箱壁构成回路,因磁阻很大,三次谐波磁通很小,因此主磁通近似为正弦波形,相电动势波形也就基本为正弦波。但是由于三次谐波磁通频率为基波频率的3倍,将在经过的箱壁及其它结构件中产生较大的涡流损耗,引起局部过热,并降低变压器效率,因此这两种接线只适用于小容量的三相心式变压器。

4、 一台Y ,d11(Y/Δ-11) 和一台D,y11(Δ/Y-11)连接的三相变压器能否并联运行,为什么?

答: 可以,因为它们二次侧线电动势(线电压)具有相同的相位。

第四次作业

1.采用分布和短距绕组为什么能改善电动势波形?若希望完全消除电动势中的ν次谐波,线圈节距y 应取多少?

解:采用分布绕组后,一个线圈组中相邻两个线圈的电动势的基波和谐波ν次谐波的相位

差分别是α和να电角度(α是槽距角)。由于一个线圈组的总电动势是其中各个线圈的电动势的相量和,因此相比于集中绕组,分布绕组的基波和谐波的电动势都要小一些。由于各线圈的谐波电动势的相位差要大于基波电动势的相位差,因此分布绕组对谐波电动势的削弱更明显,电动势的波形得到了改善。

采用短距绕组后,同一个线圈的两条边中的基波和谐波电动势的相位差都不再是

180 电角度,而是分别相差β和νβ电角度(β是短距角)。由于一个线圈的电动势是两条边的电动势的相量和,因此相比于整距绕组,短距绕组的基波和谐波的电动势都要小些。由于谐波电动势的相位差要大于基波的,因此短距绕组对谐电动势的削弱更明显,电动势的波形也因此得到了改善。

若要完全消除电动势中的ν次谐波,线圈节距应满足公式: τν)1

1(-=y

上式中,τ为基波的节距。

2.一台三相交流电机,定子槽数36,每槽导体数54,定子绕组并联路数为1。求每相串联

匝数。

解:每相有12槽。如果是单层绕组,则每相有6个线圈,每个线圈的匝数为54,每相的总匝数为

324654=?

所以每相串联匝数也是324。

如果是双层绕组,则每相有12个线圈,每个线圈的匝数是27,每相的总匝数为 3241227=?

所以每相串联匝数还是324。

3.一台三相同步发电机,50Hz ,定子绕组每相串联匝数125,基波绕组因数0.92。如果每相基波感应电动势为E 1=230V ,求每极磁通1Φ是多少?

解:由公式111144.4Φ=dp k fN E ,可求出Wb 21109009.0-?=Φ。

第五次作业

1、 总结交流电机单相磁动势的性质、它的幅值大小、幅值位置、脉动频率各与哪些因素有关?这些因素中哪些是由构造决定的,哪些是由运行条件决定的?

答: 幅值 I p NK F w m 119

.0=

单相绕组基波磁动势幅值大小: 与一条支路匝数N 、绕组系数K w1、磁极对数p 及相电流I 有关,其中N 、K w1及p 由构造决定,I 由运行条件决定。

幅值位置: 恒于绕组轴线上,由绕组构造决定。

频率: 即为电流频率,由运行条件决定。

2、总结交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质、它的幅值大小、幅值空间位置、转向和转速各与哪些因素有关?这些因素中哪些是由构造决定的,哪些是由运行条件决定的?

答:幅值 I p NK F w m 1135

.1=

三相合成基波圆形旋转磁动势幅值大小,其决定因素与单相基波磁动势同。

空间位置:沿气隙圆周旋转。当哪相电流最大,三相合成基波圆形旋转磁动势就转至哪相绕组轴线上,绕组由构造决定,电流由运行条件决定。

转速: p f n 601=

转速与电流频率f 及磁极对数p 有关,p 由构造决定,f 由运行条件决定。

转向: 与电流相序有关(与电流相序一致),由运行条件决定。

3、 一台50Hz 的交流电机,今通入60Hz 的三相对称交流电流,设电流大小不变,问此时基波合成磁动势的幅值大小、转速和转向将如何变化?

答: 本题题意为频率增加(增加倍2.15060=)

由第六章,基波合成磁动势幅值大小及转向与频率无关。而转速n 1与频率成正比,故转速增加1.2倍。

第六次

1、一台三相隐极同步发电机,定子绕组Y 接,额定电压U N =6300V ,额定功率P N =400kW , 功率因数8.0cos =N φ(滞后),定子绕组每相漏电抗X σ=8.1Ω,电枢反应电抗X a =71.3 Ω,忽略定子电阻,空载特性数据如下:

用相量图求解额定负载下电动势E 0及内功率因数角ψ0的大小,并用空载特性气隙线求励磁电动势F f 为多大?

解:额定相电压

)(363736300

V U N ==φ

额定相电流

)(8.458.063003104003

A I N =???=

电机的同步电抗

)(4.791.83.71Ω=+=+=σX X X a s

根据公式s X I j U E .

.0.+=,求得电动势)(65400V E =, 2.630=ψ;再查空载特性气隙线得)(10650A F f =。

2、一台凸极同步发电机额定容量S N =62500kV A ,定子绕组星形连接,额定频率为50Hz ,

额定功率因数为8.0cos =N φ(滞后)。直轴同步电抗X *

d =0.8,交轴同步电抗X *q =0.6 ,不计电枢电阻。求额定负载下发电机的电压调整率。

解: 31.568.0106.016.01arctan cos sin arctan ******0=?+?+?=++=ψφ

φU R I U X I q 8.36=φ, 44.198.3631.560=-=-ψ=φδ

832.031.56sin 1sin 0**=?=ψ= I I d

6086.144.19cos 18.0832.0cos ****0=?+?=+= δU X I E d d

则电压调整率为

%86.60%100116086.1%100***0=?-=?-=?N

N U U E U 第七次

1、一台星形联结的同步发电机,额定容量S N =50kV A ,额定电压U N =440V ,频率f=50Hz 。该发电机以同步速被驱动,测得当定子绕组开路,端电压为440V (线电压)时,励磁电流为7A 。做短路实验,当定子电流为额定时,励磁电流为5.5A 。设磁路线性,求每相同步电抗的实际值和标幺值。

解:阻抗基值为

)(872.310

5044032

2Ω=?==N N N S U z 因磁路线性,所以励磁电流为5.5A 时的空载电动势标幺值为

7857.017

5.5*0=?=E 同步电抗的标幺值为

7857.017857.0**0*===k s

I E X 同步电抗的实际值为

)(042.3872.37857.0*Ω=?==N s s z X X

2、试述同步电机的主要励磁方式

解:同步电机的主要励磁方式:

(1)直流励磁机励磁

其组成为:直流副励磁机+直流主励磁机+主发电机

其特点为:需要的电刷、换向器或集电环的组数较多,现多用于中、小容量的发 电机。

(2)静止整流器励磁

其组成为:交流副励磁机+交流主励磁机+主发电机

其特点为:仍然需要一定数目的电刷和集电环,现应用范围较广。

(3)旋转整流器励磁

其组成为:交流副励磁机+交流主励磁机(转枢式)+主发电机

其特点为:不需要电刷和集电环,是一种比较新颖的励磁方式。

(4)自励

其组成为:没有励磁机,主发电机发出的电的一部分经整流后给自己励磁。 其特点为:结构简单,常用于小型同步发电机系统。

3、为什么分析凸极同步发电机时要用双反应理论?凸极同步发电机带负载运行时,若0ψ

既不等于0 又不等于90

,问电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间是否同相 (不计磁饱和)?为什么?

解:双反应理论:把同步电机的电枢磁势分解为交轴磁势和直轴磁势,分别考虑它们

单独作用时对电机的影响。

凸极同步发电机的交、直轴磁路不对称,同样大小的交轴磁势和直轴磁势作用在 电机上,产生的磁场大小不相等,所以分析凸极同步发电机要用双反应理论。

当0ψ既不等于0 又不等于90 ,说明电枢磁势的基波既不在交轴上,也不在直 轴上,应用双反应理论把这个磁势进行分解,由于直轴磁路的磁阻较小,因此合 成后电枢磁场的基波与电枢磁势的基波不同相,电枢磁场的基波向直轴方向偏斜 。

第八次

1、在做同步发电机并网实验时发现,一台四极的同步发电机,并网前用直流电动机拖动 到转速为1500r/min 时并网,并网后转速变为1497r/min ,这是什么原因造成的?

解: 根据公式p

f n 600= 1500r/min 对应的频率是50Hz ,现在转速不到1500r/min ,说明电网频率低于50Hz , 电网的实际频率是

)(9.4960

14972600Hz pn f =?== 2、用灯光熄灭法(直接接法)做同步发电机并网实验时发现,三盏灯的亮度此起彼伏,

出现灯光旋转现象,这时应采取什么措施?

解:出现灯光旋转现象,说明发电机的相序与电网不一致,这时应该调整相序:把发电机接在并网开关上的三根引出线的任意两根对调一下即可。

3、同步发电机投入电网并联的条件和方法是什么?

解:条件:

(1)同步发电机的相序与电网相同;

(2)同步发电机的频率与电网相同;

(3)同步发电机的端电压和相位与电网相同。

方法:

(1)完全整步法;

(2)自整步法。

第九次

1、 试述“同步”和“异步”的含义?

答: “同步”和”异步”是个相对概念,是指交流旋转电动机的转速n 对旋转磁场的转速n 1

而言,若n= n 1为同步电机,n ≠n 1为异步电机。

2、何谓异步电动机的转差率?在什么情况下转差率为正,什么情况为负,什么情况下转差

率小于1或大于1?如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状态?

答:异步电机转差率s 是指旋转磁场转速n 1与转子转速 n 之间的转速差(n 1-n )与旋转磁

场转速n 1的比率,即11n n n s -=

当n< n 1时,转差率为正(s>0),n> n 1时转差率为负(s<0);

当n 1>n>0时,转差率s<1;当0>n>∞时,转差率s>1;

当+∞>s>1 时为电磁制动运行状态,当1>s>0时为电动机运行状态,当0>s>-∞时为发电机运行状态。

第十次

1、一台Hz 50、八极的三相感应电动机,额定转差率04.0=N s ,问该机的同步转速是多少?当该机运行在min /700r 时,转差率是多少?当该机运行在min /800r 时,转差率是多少?当该机运行在起动时, 转差率是多少?

解 同步转速 mi n /750min /450606011r r p f n =?==

额定转速 mi n /720m in /750)04.01()1(1r r n s n N N =?-=-=

当min /700r n =时,转差率

067.075070075011=-=-=n n n s 当min /800r n =时,转差率 067.075080075011-=-=-=n n n s

当电动机起动时,0=n ,转差率

175075011==-=n n n s 2、一台6522--JQ 异步电动机,额定电压380伏,定子三角形接法,频率Hz 50,额定功率kW 5.7,额定转速min /960r ,额定负载时824.0cos 1=?,定子铜耗W 474,铁

耗W 231,机械损耗W 45,附加损耗W 5.37,试计算额定负载时,(1)转差率;(2)转子电流的频率;

(3)转子铜耗;(4)效率;(5)定子电流。

解:(1) min /1000350606011r P f n =?==

04.01000960100011=-=-=n n n s

(2) Hz sf f 25004.012=?== (3) W p P P P ad 5.7582455.3775002=++=++=ΩΩ

W P s s p Cu 94.31512=-=

Ω

(4) Fe Cu Cu p p p P P

+++=Ω121 W 44.860323147494.3155.7582=+++=

%17.87%10044.86037500%10012=?=?=

P P η

(5)A

U P I 86.15824.0380344.8603cos 31111=??==

?

第十一次

1、笼型异步电动机和绕线型异步电动机各有那些调速方法?这些方法的依据各是什么?各有何特点?

解:笼型异步电动机的调速方法主要有:改变定子电压调速,变极调速和变频调速。 绕线型异步电动机除了可以采用改变定子电压调速和变频调速外,还可以采用转子回

路串电阻调速和串级调速。

(1)改变定子电压调速

利用异步电动机的机械特性曲线的高度与电压的平方成正比的特点,通过调压改变它与负载机械特性的交点,从而改变了转差率而调速。这种调速方法比较适合于风机类负载。

(2)变极调速

变极调速是通过改变定子绕组的极数从而改变同步转速来调速。它是有级调速,

速度改变不平滑。一般只适用于笼型转子异步电动机,因为笼型转子绕组可以自动跟踪定子极数的变化。

(3)变频调速

通过改变定子电源的频率而改变同步转速来调速。调速过程平滑,调速范围广,

效率高。以额定频率为基频,在基频以下调速时,保持电压与频率之比为常数,即同时调频和调压,保持磁通基本不变;在基频以上调速时,只调频,不调压,实现弱磁调速。

(4)转子回路串电阻调速

通过在转子回路中串电阻改变转差率来调速,只能用于绕线转子异步电动机。当

速度调得很低时,消耗在外加电阻上的铜损很大,效率很低。要想提高电机低速时的效率,可以采用下面的调速方法。

(5)串级调速

在转子回路中串入一个电压和频率可调的外加电源,改变外加电源的电压大小则

转子电流大小改变,电磁转矩也改变,从而达到调速的目的。只能用于绕线转子异步电动机。具体实现办法是:转子绕组通过一个交-直-交变流器接在电网上,当转速调低时,原先消耗在外加电阻上的能量经过变流器反馈给电网,从而提高了电机的效率。

2、一台三相4极绕线型异步电机,定子频率为50Hz ,额定转速1485r/min 。已知转子每相 电阻Ω=02.02R 。若电源电压和频率不变,电机的电磁转矩不变,欲使转速降到1050 r/min ,必须在转子回路中串入多大的电阻?

解:易知同步转速m in /15001r n =

01.0150014851500=-=N s 3.01500

10501500=-=s

由公式

s R R s R N ?+=22 得

)(6.002.001

.03.022Ω=?==

?+R s s R R N 所以

)(58.002.06.0Ω=-=?R

即应该串入0.58Ω的电阻。 第十三次

1、直流电枢绕组元件内的电动势和电流是直流还是交流?若是交流,那么为什么计算稳态电动势时不考虑元件的电感?

答 直流电枢绕组元件内的电动势和电流是交流的。直流电机电枢绕组是旋转的,经换向器-电刷的作用,变换成为静止电路,两电刷间的电路在空间位置是不变的,因而电刷电动势是直流的,所通过的电流也是直流的,电感不起作用。

交流电流,其频率为

60

pn f = 通过换向器和电刷后引出来的才是直流电流。

2、 在直流电机中换向器-电刷的作用是什么?

答 在直流电机中,电枢电路是旋转的,经换向器-电刷作用转换成静止电路,即构成每条支路的元件在不停地变换,但每个支路内的元件数及其所在位置不变,因而支路电动势为直流,支路电流产生的磁动势在空间的位置不动。

第十四次

1. 直流电机电枢绕组型式由什么决定?

答 直流电机绕组型式由绕组的合成节距y 决定。1±=y 为叠式绕组;()p K y /1 =为波绕组,其中K 为换向器片数,p 为极对数。

2. 直流电机电枢绕组为什么必须是闭合的?

答 因为直流电枢绕组不是由固定点与外电路连接的,而是经换向器-电刷与外电路想连接的,它的各支路构成元件在不停地变化。为使各支路电动势和电流稳定不变,电枢绕组正常、安全地运行,此种绕组必须是闭合的。

3. 直流电机电刷放置原则是什么?

答 在确定直流电机电刷的安放原则上就考虑:(1)应使电机正、负电刷间的电动势最大:(2)应使被短路元件的电动势最小,以利于换向。两者有一定的统一性,一般以空载状态为出发点考虑电刷的安放。因此,电刷的合理位置是在换向器的几何中性线上。无论叠绕组还是波绕组,元件端接线一般总是对称的,换向器的几何中性线与主极轴线重合,此时电刷的合理位置是在主极轴线下的换向片上。

第十五次

1、 直流电机的励磁方式有哪几种?每种励磁方式的励磁电流或励磁电压与电枢电流或电

枢电压有怎样的关系?

答 直流电机励磁方式四种:①他励——励磁电流

f I 由独立电源供给,与电枢电流a I 无关;②并励——励磁电流并在电枢两端,励磁电压

f U 等于电枢电压U ;③串励——励磁绕组与电枢串联,a f I I ;④复励——既有并励绕组又有串励绕组,按两绕组磁动势方向的异同分成:积复励——串励与并励磁动势同向,差复励——串励与并励磁动势反向。

2、有一台直流电动机,磁路是饱和的,当电机带上负载以后,电刷逆着电枢旋转方向移动

了一个角度,试分析这时电枢反应对气隙磁场的影响。

解:对于直流电动机,当电刷逆着电枢旋转方向移动后,电枢反应既包含交轴反应成分,

也包含直轴反应成分。其中直轴反应成分是去磁的,在磁路饱和的情况下,交轴反应成分也是去磁的。

第十六次

1、试述并励直流电动机的调速方法,并说明各种方法的特点。

答 并励直流电动机的调速方法有以下三种:

(1)改变励磁电流调速。这种调速方法方便,在端电压一定时,只要调节励磁回路中的调节电阻便可改变转速。由于通过调节电阻中的励磁电流不大。故消耗的功率不大,转速变化平滑均匀,且范围宽广。接入并励回路中的调节电阻为零时的转速为最低转速,故只能“调高”,不能“调低”。改变励磁电流,机械特性的斜率发生变化并上下移动。为使电机在调速过程中得到充分利用,在不同转速下都能保持额定负载电流,此法适用于恒功率负载的调速。

(2)改变电枢端电压调速。当励磁电流不变时,只要改变电枢端电压,即可改变电动机的转速,提高电枢端电压,转速升高。改变电枢端电压,机械特性上下移动,但斜率不变,即其硬度不变。此种调速方法的最在缺点是需要专用电源。在保持电枢电流为额定值时,可保持转矩不变,故此法适用于恒转矩的负载调速。

(3)改变串入电枢回路的电阻调速。在端电压及励磁电流一定、接入电枢回路的电阻为零时,转速最高,增加电枢路电阻转速降低,故转速只能“调低”不能“调高”。增加电枢

电阻 ,机械特性斜率增大,即硬度变软,此种调速方法功率损耗大,效率低,如果串入电枢回路的调节电阻 是分级的,则为有级调速,平滑性不高,此法适用于恒转矩的负载调速。

2、一台四极、82kW 、230V 、971r/min 的他励直流发电机,如果每极的合成磁通等于空载额定转速下具有额定电压时每极磁通,试求当电机输出额定电流时的电磁转矩。

解 额定电流

A A U P I N N N 5.35623010823

=?==

他励电机,额定电枢电流

A I I N aN 5.356==

依题意有

N e U n C E =Φ=

2371.0970230===

Φn U C N e 2643.22371.03030=?=Φ=

Φππe T C C

电磁转矩 m

N m N I C T aN T e ?=??=Φ=2.8075.3562643.2

3、设正常运行时,一直流并励电动机的电阻压降为外施电压的5%。现将励磁回路断开, 剩磁为原来励磁磁通的10%;请判断电机是加速还是减速?

答:设电机的负载转矩不变,欲判断电机是加速还是减速关键是看励磁回路断开后的电磁转矩是增大了还是减少了。

电磁转矩与磁通和电枢电流的乘积成正比。设原来的磁通为100,电枢电流为1,则原来的电磁转矩为100。又,设电枢电压为100,则电阻上压降为5,感应电动势为95。

现在的磁通为原来的10%,即10,则感应电动势为9.5,电阻上压降为90.5,现在的电流为

1.1815

5.90=? 现在的电磁转矩为1811.1810=?大于100,所以电机加速。

4、并励直流发电机空载建立电压需要满足哪几个条件?如果这些条件不具备,应该采取什

么措施?

答:要使并励直流发电机空载建立电压,应该满足:(1)铁心中有剩磁;(2)转向正确;(3)励磁回路电阻小于临界电阻。

如果第一个条件不满足,可以先对电机进行充磁;如果第二个条件不满足,可以改变原动机的转向,或把励磁绕组的首、末端对调;如果第三个条件不满足,可以减少励磁回路的电阻。

电机学课后习题解答(配王秀和孙雨萍编)

《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、钴及他们的合金,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,算作磁路段1,左侧为2,右侧为3。 磁路段1长度和截面积:()120.050.20.0250.55m =?++=l , 210.050.150.0075m =?=A ; 41m17 10.55 5.83610A wb 10004100.0075 π-= ==????l R uA 磁路段2长度和截面积:20.1520.0750.30m =+?=l , 220.050.100.005m =?=A ; 42m27 20.30 4.77510A wb 10004100.005 π-= ==????l R uA 磁路段1长度和截面积:30.1520.0750.30m =+?=l , 230.050.050.0025m =?=A ; 43m37 30.309.54910A wb 10004100.0025 π-= ==????l R uA 总磁阻: 45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++?=?R R +R +R 磁动势:5m 0.003 2.01610604.8A φ==??=F R 励磁电流:604.8 1.512A 400 = ==F i N

电机学变压器经典习题及答案

第二章 变压器 一、填空: 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ,额定频率为50HZ ,如果误将低压侧接到380V 上,则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。(增加,减少或不变) 答:m Φ增大,0I 增大,m Z 减小,Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ,电压为此变压器的6/5倍额定电压的电 网上运行,此时变压器磁路饱和程度 ,励磁电流 ,励磁电抗 , 漏电抗 。 答:饱和程度不变,励磁电流不变,励磁电抗增大,漏电抗增大。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是(1) , (2) ,(3) 。 答:(1)空载时并联的变压器之间无环流;(2)负载时能按照各台变压器的容量合理地分担 负载;(3)负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时,由于E= ,U= ,空 载电流将 ,空载损耗将 。 答:E 近似等于U ,U 等于IR ,空载电流很大,空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低,其原因为 。 答:激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多,空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器,原设计的频率为50Hz ,现将它接到60Hz 的电网上运行,额定电压不变, 励磁电流将 ,铁耗将 。 答:减小,减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答:磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答:负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压,则激磁电流 将 ,变压器将 。 答:增大很多倍,烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行,是因为 。 答:若连接,将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流,把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组,主要是为了避免 。 答:电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指 。 答:原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★为使电压波形不发生畸变,三相变压器应使一侧绕组 。 答:采用d 接。 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答:空载和短路。 15. 变压器的结构参数包括 , , , , 。

最新电机学作业及答案(同步电机)

同步电机章节作业: 1. 有一台TS854-210-40的水轮发电机,P N =100兆瓦,U N =13。8千伏,9.0cos =N ?,f N =50赫兹,求(1)发电机的额定电流;(2)额定运行时能发多少有功和无功功率?(3)转速是多少? 解:(1)额定电流A U P I N N N N 6.46489.0108.13310100cos 336=????==? (2)有功功率MW P N 100= 无功功率 var 4.48)9.0tan(arccos 100tan M P Q N N =?==? (3)转速 min /15020 506060r p f n N N =?== 2.同步发电机的电枢反应性质主要决定于什么?在下列情况下(忽略电机自身电阻),电枢反应各起什么作用? 1) 三相对称电阻负载; 2) 电容负载8.0*=c x ,发电机同步电抗 0.1*=t x ; 3) 电感负载 7.0*=L x 答: 电枢反应的性质取决于内功率因数角ψ, 而ψ角既与负载性质有关,又与发电机本身的参数有关。 由等效电路图可知(忽略电枢绕组电阻r a ): ①当负载阻抗为Z L =R 时,阻抗Z=jx t +R ,其阻抗 角ψ在900>ψ>00范围内,即空载电动势. 0E 和 电枢电流。I 之间的相位角ψ在900>ψ>00范围内, 所以电枢反应既有交轴又有直轴去磁电枢反应; ②当负载阻抗为Z L =-jx c 时,阻抗Z=jx t -jx c ,由于x t *=1.0>x c *=0.8, 阻抗角ψ=900,即空载 电动势.0E 和电枢电流。 I 之间的相位角ψ=900,所以电枢反应为直轴去磁电枢反应; ③当负载阻抗为Z L =jx L 时,阻抗Z=jx t +jx L 的阻抗角为ψ=900,即空载电动势. 0E 和电枢电流。 I 之间的相位角ψ=900,所以电枢反应为直轴去磁电枢反应。 3. 试述直轴和交轴同步电抗的意义。X d 和X q 的大小与哪些因素有关? 直轴(交轴)同步电抗表征了当对称三相直轴(交轴)电流每相为1A时,三相联合产生的直轴电枢反应磁场和漏磁场在一相电枢绕组中感应的电动势。 直轴(交轴)同步电抗是表征对称稳态运行时直轴(交轴)电枢反应基波磁场和漏磁场综合效应的电磁参数。 Xd 正比于频率f,电枢相绕组的串联匝数的平方N 2以及直轴气隙磁导Λd ;

电机学(答案)

电机学 要求: 一、独立完成,下面已将五组题目列出,请按照学院平台指定 ..的做题组数作答, 每人只答一组题目 ....,满分100分; ........,多答无效 平台查看做题组数操作:学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数,显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识; 例如:“做题组数”标为1,代表学生应作答“第一组”试题; 二、答题步骤: 1.使用A4纸打印学院指定答题纸(答题纸请详见附件); 2.在答题纸上使用黑色水笔 ..作答;答题纸上全部信息要求手 ....按题目要求手写 写,包括学号、姓名等基本信息和答题内容,请写明题号; 三、提交方式:请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个 .... .......Word 文档中 ...上传(只粘贴部分内容的图片不给分),图片请保持正向、清晰; 1.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc” 2.文件容量大小:不得超过20MB。 提示:未按要求作答题目的作业及雷同作业,成绩以 ....................0.分记 ..! 题目如下: 第一组: 1.定子绕组磁场的转速与电流频率和极对数有什么关系?一台50Hz的三相电机,通入60Hz的三相对称电流,如电流的有效值不变,相序不变,试问三相合成磁动势基波的幅值、转速和转向是否会改变?(15分) 答:

2. 直流电机的感应电动势与哪些因素有关?若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V(等于额定电压),试问在下列情况下电动势变为多少?(20分) (1)磁通减少10% ; (2)励磁电流减少10% ; (3)转速增加20%; (4)磁通减少10%。 2.试从物理意义上分析,若减少变压器一次侧线圈匝数(二次线圈匝数不变)二次线圈的电压将如何变化?(15分) 3.设有一台10kV、2200/220V、单相变压器,其参数如下:r1=3.6Ω、r2=0.036Ω、x k=x1+x2’=26Ω,在额定电压下的铁芯损耗p Fe=70W,空载电流I0为额定电流的5%。假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等,试求各参数的标么值,并绘出该变压器的T形等效电路和近似等效电路。(30分)

电机学作业答案

第一篇 变压器 1-1 变压器依据什么原理工作的?变压原理是什么? 答:(1)变压器是依据电磁感应原理工作的; (2)变压原理是利用一、二次绕组匝数比来改变二次侧电压数值。 1-8 有一台单相变压器的铭牌数据S N =500kV A ,U 1N /U 2N =35/11kV ,试求变压器的额定电流。 解:(1)一次侧额定电流A U S I N N N 29.1435 50011≈== (2)二次侧额定电流A U S I N N N 45.451150022≈= = 1-10 一台三相变压器S N =3200kV A ,U 1N /U 2N =35kV/10.5kV ,一次侧Y 接法,二次侧△接法。试求: (1)一、二次侧额定线电压、线电流及额定相电压、相电流; (2)若负载功率因数cos φ2=0.85(滞后),则该变压器额定运行时带多少有功功率和无功功率? 解:(1)额定电压、电流 一次侧额定电压、电流(Y ) 线电压: kV U U N l 3511== 线电流:A U S I I N N N l 79.5235 332003111≈?= == 相电压:kV U U N ph 21.203 353 11≈= = 相电流:A I I l ph 79.5211== 二次侧额定电压、电流(△) 线电压:kV U U N l 5.1022== 线电流:A U S I I N N N l 95.1755 .10332003222≈?= == 相电压:kV U U l ph 5.1021== 相电流:A I I l ph 59.1013 22≈= (2)额定运行时有功功率和无功功率 有功功率:kW S P N N 272085.03200cos 2=?==? 无功功率:var 7.168585.013200sin 22k S Q N N =-?==? 2-3 变压器变比K 可使用以下三式:K=N 1/N 2,K=U 1N /U 2N ,K= I 2N /I 1N ,这三个变比式有何不同?哪一个是准确的? 答:(1)K=N 1/N 2是变比定义式; K=U 1N /U 2N 是空载情况下依据电压方程1111Z I E U +-=和2 222Z I E U -=忽略绕组漏阻抗Z 1和Z 2由变比定义式K=E 1/E 2推得; K= I 2N /I 1N 是依据磁动势方程012211I N I N I N =+忽略激磁电流I 0推得,适用于重载(即接近满载情况)时使用,轻载时误差较大。 (2)K=N 1/N 2是准确的。 2-4 激磁电阻r m 和激磁电抗x m 的物理意义是什么?铁心饱和程度对r m 和x m 有何影响?从空载运行到满载运行,它们是否改变?为什么? 答:(1)激磁电阻r m 是反映铁心损耗的模拟电阻,激磁电抗x m 表示单位激磁电流产生主磁通的能力;

电机学概念以及公式总结

一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. (交轴、直轴)电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua 励磁铜耗p Cuf 电机铁耗p Fe 机械损耗p mec 附加损耗p ad 输出机械功率P2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机(DM)的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 稳定性 21. DM的启动方法:直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动 22. DM的调速方法:电枢回路串电阻、调励磁、调端电压 23. DM的制动方法:能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式: 发电机:P N=U N I N(输出电功率) 电动机:P N=U N I NηN(输出机械功率)

反电势: 60E a E E C n pN C a Φ== 电磁转矩: em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机(DM )电势平衡方程:a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 : 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程:20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率:21112 100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率: 0N N 100%n n n n -?= ? DM 的机械特性:em 2T j a j a a ) (T Φ C C R R ΦC U Φ C R R I U n E E E +-= +-= . 并联DM 的理想空载转速n 0: 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相;变压器组、心式变压器;电力变压器、互感器;干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组 5. 空载运行,主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别,主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系,铁耗角 6. Φ、i 、e 正方向的规定。 7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压 8. 励磁电抗X m 、励磁电阻R m 、一次侧漏电抗X 1σ、二次侧漏电抗X 2σ

2017《电机学》第一次作业答案

首页- 我的作业列表- 《电机学》第一次作业答案 你的得分: 77.5 完成日期:2017年02月27日 18点13分 说明:每道小题选项旁的标识是标准答案。 一、单项选择题。本大题共19个小题,每小题 2.5 分,共47.5分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中五次和七次谐波磁势时,应选 绕组节距为()。 A. B. C. D. 2. A.0 B. C. 3.交流绕组采用短距与分布后,基波电势与谐波电势()。 A.都减小 B.不变 C.基波电势不变,谐波电势减小 4. A.

B. C. D. 5. A. B. C. D.无法确定。 6. A.2极 B.4极 C.6极 D.8极 7. A.25%的转子铜耗 B.75%是转子铜耗 C.75%是输出功率 D.75%是全机械功率 8.同步发电机的额定功率指()。 A.转轴上输入的机械功率 B.转轴上输出的机械功率 C.电枢端口输入的电功率

D.电枢端口输出的电功率 9. A.交轴电枢反应 B.直轴去磁电枢反应 C.直轴去磁与交轴电枢反应 D.直轴增磁与交轴电枢反应 10.同步发电机稳定短路电流不很大的原因是()。 A.漏阻抗较大 B.短路电流产生去磁作用较强 C.电枢反应产生增磁作用 D.同步电抗较大 11.一台串励直流电动机,若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度,设电机的 电枢电流保持不变,此时电动机转速()。 A.降低 B.保持不变 C.升高 12.一台直流发电机,由额定运行状态转速下降为原来的30?,而励磁电流 及电枢电流不变,则()。 A.E 下降30? a B.T下降30? C.E 和T都下降30? a D.端电压下降30? 13.一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性,采用的方法是()。 A.改变原动机的转向 B.改变励磁绕组的接法 C.改变原动机的转向或改变励磁绕组的接法

电机学答案

电机学专升本学习指南 一、选择题 1、单相变压器5=N S kVA ,110/220/21=N N U U V ,将它改接为110/330V 的自耦变压器后,其容量为( C )。 (A)5kVA (B)10kVA (C) (D)15kVA 2、三相变压器二次侧的额定电压是指一次侧加额定电压时二次侧的( A ) (A) 空载线电压 (B) 空载相电压 (C) 额定负载时的线电压 (D) 负载相电压 3、一台50Hz 的三相异步电动机,额定转速为720 r/min ,则电动机的同步转速为(A )r/min (A) 750 (B) 720 (C) 600 (D) 1000 4、单相变压器通入正弦激磁电流,二次侧的空载电压波形为( A ) (A) 正弦波 (B) 尖顶波 (C) 平顶波 (D) 方波 5、三相变压器二次侧的额定电压是指一次侧加额定电压时二次侧的(A ) (A) 空载线电压 (B) 空载相电压 (C) 额定负载是的线电压 (D) 额定负载是的相电压 6、当异步电动机转速下降时,转子电流产生的转子基波磁动势相对于定子绕组的转速( C )。 (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不定 7、在电源电压不变的情况下,增加二次绕组匝数,将二次侧等效到一次侧,则等效电路的励磁电抗m X 和励磁电阻m R 将( C ) (A) 增大,减小 (B) 减小,不变 (C) 不变,不变 (D) 不变、减小 8、异步电动机空载电流比同容量变压器大,其原因是( C )。 (A) 异步电动机的损耗大 (B) 异步电动机是旋转的 (C) 异步电动机气隙较大 (D) 异步电动机漏抗较大 9、频率不变的条件下,变压器一次电压超出额定电压时,( D ) (A) 励磁电流将增大,铁芯损耗增大,励磁电抗增大 (B) 励磁电流将减小,铁芯损耗增大,励磁电抗增大 (C) 励磁电流将增大,铁芯损耗减小,励磁电抗增大 (D )励磁电流将增大,铁芯损耗增大,励磁电抗减小 10、一台变比为10=k 的变压器,从低压侧做空载试验,求得二次侧的励磁阻抗标幺值为16,则一次侧的励磁阻抗标幺值是( A ) (A)16 (B)1600 (C) (D)160 11、三相感应电动机等效电路中的附加电阻上所消耗的电功率应等于( D ) (A) 输出功率 (B) 输入功率 (C) 电磁功率 (D) 总机械功率 12、变压器一次侧接额定电压,二次侧接纯电阻负载,则从一次侧输入的功率( C ) (A) 只含有有功功率 (B) 只含有感性无功功率 (C) 既含有有功功率又含有感性无功功率

电机学作业题.doc

电机学作业题

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? 1-4:有一闭合磁路,由铁心和气隙组成。铁心截面积2410 9m S -?=,磁路平均长度m l 3.0=,铁心磁导率05000μμ=Fe ;气隙长度m 0005.0=δ,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0.5A 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?70104-?=πμH/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,S N =20000kVA,U 1N /U 2N =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,R=3026,X=32083) 55.111112721===N N U U k Ω=??=?=77.322255 .45101155.1132222I U k Z m Ω=??=?= 3028.585.45104755.112322222I P k R m Ω===14.3208358.3028-77.32225-2222 m m m R Z X 2)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,

电机学习题答案

绪 论 电机和变压器的磁路常用什么材料制成,这类材料应具有哪些主要特性 答:电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成,磁路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。这类材料应具有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。 在图中,当给线圈1N 外加正弦电压1u 时,线圈1N 和2N 中各感应什么性质的电动势电动势的大小与哪些因素有关 答:当给线圈1N 外加正弦电压1u 时,线圈1N 中便有交变电流流过,产生相应的交变的磁动势,并建立起交变磁通,该磁通可分成同时交链线圈1N 、2N 的主磁通和只交链线圈1N 的漏磁通。这样,由主磁通分别在线圈1N 和2N 中感应产生交变电动势21,e e 。由漏磁通在线圈1N 中产生交变的σ1e 。电动势的大小分别和1N 、2N 的大小,电源的频率,交变磁通的大小有关。 0-3 感应电动势=e dt d ψ-中的负号表示什么意思 答: dt d e ψ-=是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式;当所有磁通与线圈全部匝数交链时,则电磁感应定律的数学描述可表示为dt d N e Φ -=;当磁路是线性的,且磁场是由电流产生时,有L Li ,=ψ为常数,则可写成 dt di L e -=。 试比较磁路和电路的相似点和不同点。 答:磁路和电路的相似只是形式上的,与电路相比较,磁路有以下特点: 1)电路中可以有电动势无电流,磁路中有磁动势必然有磁通; 2)电路中有电流就有功率损耗;而在恒定磁通下,磁路中无损耗 3)由于G 导约为G 绝的1020倍,而Fe μ仅为0μ的4310~10倍,故可认为电流只在导体中流过,而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通; 4)电路中电阻率ρ在一定温度下恒定不变,而由铁磁材料构成的磁路中,磁导率μ随B 变化,即磁阻m R 随磁路饱和度增大而增大。 电机运行时,热量主要来源于哪些部分为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度电机的温升与哪些因素有关 答:电机运行时,热量主要来源于各种损耗,如铁耗、铜耗、机械损耗和附加损耗等。当电机所用绝缘材料的等级确定后,电机的最高允许温度也就确定了,其温升限值则取决于冷却介质的温度,即环境温度。在电机的各种损耗和散热情况相同的条件下,环境温度不同,则电机所达到的实际温度不同,所以用温升而不直接用温度表示电机的发热程度。电机的温升主要决定于电机损耗的大小、散热情况及电机的工作方式。 电机的额定值和电机的定额指的是什么 答:电机的额定值是指电机在某种定额下运行时各物理量的规定值;而电机的定额是指制造厂按国家标准的要求对电机的全部电量和机械量的数值及运行的持续时间和顺序所作的规定。

电机学复习题及答案

电机学 一、选择题(本大题共18小题,每小题1.5分,共27分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题多选或未选均无分。 1.直流并励电动机起动时,励磁回路的调节电阻阻值应置于()A.任意位置;B.中间位置;C.零位置;D.最大位置 2.同步电机中参数X d’表示为() A.同步电抗;B.直轴瞬态电抗;C.直轴漏抗;D.直轴超瞬态电抗3.并联于大电网上的同步发电机,当电流落后于电压运行时,若逐渐增大励磁电流,则电枢电流() A.渐大;B.减小;C.先增大后减小; D.先减小后增大 4.如果不计定子电阻效应,同步发电机运行在什么条件下有△U=0() A.电阻性负载B.电阻、电感性负载 C.纯感性负载D.电阻、电容性负载 5.要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出,可以()A.增加励磁电流使E 增加; B.增加原动机的动力,使功角增加; C.减小励磁电流使E 0减小; D.加快原动机转速使n>n 1 6.判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是() A.E 0>U; B.E 滞后于U; C.E <U; D.E 领先于U

7.三相异步电动机负载增加时,会使() A.转子转速降低; B.转子电流频率降低 C.转子电流产生的磁动势对转子的转速减小 D.转子电流产生的磁动势对定子的转速增加 8.异步电动机空载电流比同容量变压器空载电流大的原因是() A.异步电动机的损耗大;B.异步电动机是旋转的; C.异步电动机有气隙;D.异步电动机的漏抗大; 9.三相异步电动机转子转速减小时,转子磁势对空间的转速将() A.增加; B.保持不变; C.减小; D.为0; 10.三相异步电动机的最大转矩大小() A.与转子电阻无关; B.与电源电压无关; C.与电源频率无关; D.与极对数无关; 11.转差率为s的异步电动机,其sP e 将等于() A.定子铜耗; B.总机械功率; C.机械功率; D.转子铜耗; 12.三相异步电动机定子通入频率为f 1的电流,当转子不动时,其转子频率f 2 为 () A.f 2=f 1 ;B.f 2 =0; C.f 2 <f 1 ;D.f 2 >f 1 13.交流双层绕组中,每相串联匝数N同每个线圈的匝数N c 、每极每相槽数q、极对数p、并联支路数a之间的关系是() A.N=(2a/p)qN c B.N=(2p/ a)qN c C.N=apqN c D.N=2apqN c 14.变压器负载运行时与空载运行时相比,变比K() A.变大; B.变小; C.相等; D.基本不变; 15.若外加电压随时间正弦变化,当磁路饱和时,单相变压器的励磁电流随时间变化的波形是() A.矩形波; B.平顶波; C.正弦波; D.尖顶波; 16.变压器空载时,线路电压增加,则铁耗将()

电机学练习题

电机学 1.变压器负载运行时(). A. 当电流为正弦波时,主磁通为尖顶波; B. 当磁通为正弦波时,电流为平顶波; C. 当磁通为平顶波时,电流为正弦波; D. 当电流为正弦波时,主磁通为正弦波。 2.变压器空载电流小的原因是( ). A. 变压器的励磁阻抗很大 B. 一次绕组的漏抗很大 C. 一次绕组匝数多,电阻很大 D. 变压器铁心的电阻很大。 3.下列说法正确的是( ) . A. 变压器短路试验的目的是为了测取变压器的r k,x k,z k B. 变压器带纯电阻负载时,当负载电流增加,输出电压一定不变 C. 变压器中铁耗为可变损耗,因为它随电源电压而变 D. 变压器中铜耗为不变损耗,因为折算时保持它不变 4.变压器运行时,在电源电压一定的情况下,当负载阻抗增加时,主磁通如何变化?() A. 增加 B. 减小 C. 不能确定 D. 基本不变 5.一变压器若将其原边外加电压U1和频率f1同时提高10,其励磁电流( ). A. 降低 B. 不变 C. 升高 D. 不能确定 6.变压器负载呈容性,负载增加时,副边电压( ). A. 不能确定 B. 可能上升或下降

C. 不变 D. 呈上升趋势 7.升压变压器,一次绕组的每匝电势()二次绕组的每匝电势. A. 小于 B. 等于 C. 不能确定 D. 大于 8.额定电压为220/110V的单相变压器,短路阻抗Zk=0.01+j0.05Ω,负载阻抗为0.6+j0.12Ω,从原边看进去总阻抗大小为( ) . A. 2.41+j0.53Ω B. 0.61+j0.17Ω C. 0.16+j0.08Ω D. 0.64+j0.32Ω 9.某三相电力变压器带电阻电感性负载运行,负载系数相同的情况下,cosΦ2越高,电压变化率ΔU( ). A. 越大 B. 无法确定。 C. 越小 D. 不变 10.做变压器空载实验,应在变压器( ). A. 原边 B. 不能确定 C. 任意边 D. 副边 11.一台单相变压器,U1N/ U2N =220/10,若原方接在110V的单相电源上空载运行,电源频率不变,则变压器的主磁通将( ). A. 减小 B. 不能确定 C. 不变 D. 增大

完整word版,《电机学上》林荣文版课后答案

09电气学习部 《电机学》系列材料电机学 作业参考答案 福州大学电气工程与自动化学院 电机学教研组黄灿水编 2008-3-3

2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器,初级、次级侧绕组均系星形连接,试求高压方面和低压方面的额定电流。 解:由已知可得:kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=,则有: 高压侧:)(25.8350003105003311A U S I N N N =??= = 低压侧: )(7.721400 3105003322A U S I N N N =??== 2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器(表示初级三相绕组接成星形,次级三相绕组接成三角形)。试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。 解:由已知可得:MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=,则有: 高压侧 额定线电压: kV U N 1101= 额定线电流: )(0.8410 1103101633 611A U S I N N N =???= = 额定相电压: kV U U N 5.633 110311== =φ 额定相电流: )(8411A I I N ==φ 低压侧 额定线电压: kV U N 112= 额定线电流: )(84010 113101633 622A U S I N N N =???= = 额定相电压: kV U U N 1122==φ 额定相电流: )(4853 8403 22A I I N == =φ

《电机学(Ⅰ)》第二次作业答案

- - 《电机学(Ⅰ)》第二次作业答案 欢迎你,窦建华(FH6) 你的得分:92.5 完成日期:2014年01月22日19点02分 说明:每道小题括号里的答案是您最高分那次所选的答案,标准答案将在本次作业结束(即2014年03月13日)后显示在题目旁边。 一、单项选择题。本大题共26个小题,每小题2.5 分,共65.0分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。 ( C ) A.副边电压变化率Δu越大,效率η越高 B.副边电压变化率Δu越大,效率η越低 C.副边电压变化率Δu越小,效率η越高 ( C ) D.808.3A E.56A F.18.67A G.32.33A 2.一台变比为k=10的变压器,从低压侧作空载实验,求得副边的励磁阻抗标幺值 为16,那末原边的励磁阻抗标幺值是()。 ( A ) A.16 B.1600 C.0.16 ( A ) D.不变 E.增加10% F.减少10% 3.相电力变压器磁势平衡方程为()。 ( B ) A.原,副边磁势的代数和等于合成磁势 B.原,副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C.原,副边磁势算术差等于合成磁势 4.电压与频率都增加5?时,穿过铁芯线圈的主磁通()。 ( C ) A.增加 B.减少 C.基本不变 5.单相变压器通入正弦激磁电流,二次侧的空载电压波形为()。 ( A ) A.正弦波

B.尖顶波 C.平顶波 ( B ) 6.当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中五次和七次谐波磁势时,应选绕组节距 为()。 ( D ) 7.三相对称交流绕组的合成基波空间磁势幅值为F1,绕组系数为 k w1,3次谐 波绕组系数为k w3,则3次空间磁势波的合成幅值为()。 ( A ) A.0 8.三相四极36槽交流绕组,若希望尽可能削弱5次空间磁势谐波,绕组节距取()。 ( A ) 9.交流绕组的绕组系数通常为()。 ( A ) A.<1 B.>0 C.=1 10.绕线式三相感应电动机,转子串电阻起动时()。 ( B ) A.起动转矩增大,起动电流增大 B.起动转矩增大,起动电流减小 C.起动转矩增大,起动电流不变 D.起动转矩减小,起动电流增大 ( C ) 11.笼型三相感应电动机的额定状态转速下降10% ,该电机转子电流产生的旋转磁动 势相对于定子的转速()。 ( D) A.升10% B.下降10% C.上升1/(1+10%) D.不变 12.同步发电机稳定短路电流不很大的原因是()。 ( B ) A.漏阻抗较大 B.短路电流产生去磁作用较强 C.电枢反应产生增磁作用 D.同步电抗较大 13.对称负载运行时,凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为()。 ( D ) 14.同步补偿机的作用是()。 ( B ) A.补偿电网电力不足 B.改善电网功率因数

《电机学》第一次作业答案

《电机学》第一次作业答案 说明:每道小题括号里的答案是您最高分那次所选的答案,标准答案将在本次作业结束(即2014年09月11日)后显示在题目旁边。 一、单项选择题。本大题共19个小题,每小题 2.5 分,共47.5分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中五次和七次谐波磁势时,应 选绕组节距为()。 ( D ) A. B. C. D. 2. ( A ) A.0 B. C. 3.)。 ( A ) A.都减小 B.不变 4. ( C ) A. B. C.

D. 5. ( B ) A. B. C. 6. ( B ) A.2极 B.4极 C.6极 7. ( A ) A.25%的转子铜耗 B.75%是转子铜耗 C.75%是输出功率 D.75%是全机械功率 8.同步发电机的额定功率指()。 ( D ) A.转轴上输入的机械功率 B.转轴上输出的机械功率 C.电枢端口输入的电功率 9. ( C ) A.交轴电枢反应

B.直轴去磁电枢反应 C.直轴去磁与交轴电枢反应 D.直轴增磁与交轴电枢反应 10.同步发电机稳定短路电流不很大的原因是()。 ( B ) A.漏阻抗较大 B.短路电流产生去磁作用较强 C.电枢反应产生增磁作用 D.同步电抗较大 11.一台串励直流电动机,若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度,设电机 的电枢电流保持不变,此时电动机转速()。 ( C ) A.降低 B.保持不变 C.升高 12.一台直流发电机,由额定运行状态转速下降为原来的30?,而励磁电 流及电枢电流不变,则()。 ( A ) A.E a下降30? B.T下降30? C.E a和T都下降30? D.端电压下降30? 13.一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性,采用的方法是()。 ( C ) A.改变原动机的转向 B.改变励磁绕组的接法 ( B ) A. B. C.

电机学公式1.0

一、直流电机 发电机:P N =U N I N (输出电功率) 电动机:P N =U N I N ηN (输出机械功率) 反电势: 60E a E E C n pN C a Φ== 电磁转矩: em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机(DM )电势平衡方程:a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 : 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程:20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率:2111 2100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率: 0N N 100%n n n n -?= ? DM 的机械特性:em 2 T j a j a a ) (T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-= .并联DM 的理想空载转速n 0:

1111 222201212 1022'''''''''m L U E I Z U E I Z I I I E E E I Z U I Z ?=-+?=-??=+??=??-=??=? 二、变压器 反电势:E 1=4.44fN 1Φm 、E 2= 4.44fN 2Φm 磁势平衡方程:112210N I N I N I += 折算前的变压器方程组(数学模型): 折算后的变压器方程组: 电压变化率简化计算公式:ΔU =β(R k *cos φ2-X k *sin φ2)×100% 效率: %100)cos 1(kN 2 02N kN 20?+++-=p p S p p β?ββη 30ao AO E E ? 滞后于的相角联接组号= 三、交流绕组 1. 反电势频率、转子转速、极对数的关系: f = n /60 / p 2. 槽距机械角度:αm = 360°/Z 3. 槽距机械角度:αe = p* 360°/Z 4. 每极每相槽数:q = z/m/2p 5. 导体电动势:E c1 = 2.22 f Φ 6. 短距系数:k y1 = sin(π/2*y 1/τ) 7. 线圈电动势:E y1 = 2N c *E c1* k y1 = 4.44 N c f Φ k y1 8. 分布系数:2 sin 2sin 1 11ααq q k q = 9. 线圈组电动势:E q1 = q*E y1 * k q1 = 4.44q*N c *f*Φ*k y1*k q1 10. 绕组系数:k N1 = k y1*k q1 11. 相绕组电动势:11144.4ΦfNk E N =φ (N 为每相串联匝数) 11112222122101022m L U E I Z U E I Z E k E I I I k E I Z U I Z ?=-+?=-???=?? ?+=??-=??=?

电机学(第二版)完整版答案

绪 论 Δ0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成,这类材料应具有哪些主要特性?0-2 在图0-3中,当给线圈N 1外加正弦电压u 1时,线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势?电动势的大小与哪些因素有关? 0-3 感应电动势=e dt d ψ -中的负号表示什么意思? Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。 0-5 电机运行时,热量主要来源于哪些部分?为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度?电机的温升与哪些因素有关? 0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么? 0-7 在图0-2中,已知磁力线l 的直径为10cm ,电流I 1 = 10A ,I 2 = 5A ,I 3 = 3A ,试求该磁力线上的平均磁场强度是多少? ∨0-8 在图0-9所示的磁路中,线圈N 1、N 2中通入直流电流I 1、I 2,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I 2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δ,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 图0-9 习题0-8附图

相对大小,及3中铁心和气隙中H 的相对大小? 解:1)22111N I N I F -= 2)22112N I N I F += 3)221113N I N I F F -==不变 4)由于31F F =,而31m m R R <<,所以31φφ>>,31B B >>, 31H H >>。 在3)中,δB B Fe =,由于0μμ>>Fe ,所以 0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<= ∨0-9 两根输电线在空间相距2m ,当两输电线通入的电流均为100A 时,求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少?并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。 解:由H B I R H 0,2.μπ==,得每根输电线单位长度上所受的电磁力为 m N lI R I BlI f .102 21 10010423270--=????===πππμ 当电流同向时,电磁力为吸力;当电流反向时,电磁力为斥力。如下图所示: ∨0-10 一个有铁心的线圈,线圈电阻为2Ω。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:w p p p cu Fe 2021222 =?-=-∑=

电机学作业题

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? 1-4:有一闭合磁路,由铁心和气隙组成。铁心截面积2 4109m S -?=,磁路平均长度m l 3.0=,铁心磁导率05000μμ=Fe ;气隙长度m 0005.0=δ,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0.5A 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?7 0104-?=πμH/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,S N =20000kVA,U 1N /U 2N =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,R=3026,X=32083) 55.1111 12721===N N U U k Ω=??=?=77.322255 .45101155.1132222I U k Z m Ω=??=?= 3028.585.45104755.112322222 I P k R m Ω===14.3208358.3028-77.32225-2222 m m m R Z X 2)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)

相关文档
最新文档