电机学课后问题详解
第一章磁路
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、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为
R m=TA，单位：AWb
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耗。经验
公式P h =C h fB m V。与铁磁材料的磁滞损耗系数、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
损耗。经验公式P h :-CFe f 1.3B m G。与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=1000,铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成），叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：（1）中间心柱的磁通为7.5X10土Wb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，只考虑右半磁路的情况：
铁心、气隙截面A 二 A. =0.025 1.25 10，0.93m2 = 2.9 10*m2
（考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数）气隙长度1黄.=2: =5 10^m
（7 5 ）“, 铁心长度I 1.25 2 5 -1.25 -0.025 2cm =12.45 10 m
12 丿
①7 5汇10°
铁心、气隙中的磁感应强度B二B 75 104T =1.29T
2A 2 汽 2.9 汇10
（1）不计铁心中的磁位降：
气隙磁场强度H.二旦；=—A'm=：1.0 106 A m
° % 4兀汇10
磁势F I二F. = H • l . =1.0 106 5 10*A = 500A
电流I =旦=0.5A
N
（2）考虑铁心中的磁位降：
铁心中B =1.29T 查表可知：H = 700A m
铁心磁位降F F°二H l =700 12.45 10‘A=87.15A
F I
=F . F F e =500A
87.15A =587.15A
I 上:0.59A
N
1-4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
截面积均匀，求 PQ 两点间的磁位降。
解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设
PQ 段的磁阻为R P Q = R m
，则左边支路
-① 11R m = 150-口如00 A=71.43A
14
1
3 \
1-5图示铸钢铁心，尺寸为
左边线圈通入电流产生磁动势 1500A 。试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值:
(1) 气隙磁通为1.65 10*Wb 时；
(2) 气隙磁通为零时； (3) 右边心柱中的磁通为零时。
解：⑴「af 二「ed 二门 fe =165
10*Wb
查磁化曲线得B
dcba
=0.56T
11
的磁阻为
11
B af - B ed
1.65 10*
2.5 10门=0
硬 查磁化曲线得
H af = H ed = 500 A m
气隙中的磁场强度
1.65 10,
二
4
Am =477.71 "03 Am
4 二 10
2.75 10
-中间磁路的磁势
『
O
O
Q ,
F ad 二 477.71 10
2.5 10 500 20 10 A
= 1294.28A
■左边磁路的磁势
F
dcba 二 1500 -1294.28 A 二 205.72A
H dcba
F
dcba
l
dcba
205
・72
Am = 411 44Am
0.5
F
PQ
「dcba =0.56 4 10 Wb=2.24 10 Wb
：」aghd = 2.24-1.65 10，Wb = 0.59 10‘Wb
4
0.59 10 5 10*
查磁化曲线得H
aghd
— 80 A m
F aghd =80 0.75 A =60 A
-右边线圈应加磁动势
F^ = F ad —Faghd 二
1294.28—60 A =1234.28A
⑵ F ad 二 0
二 B aghd
T =0.12T
H
dcba
F 1
l
dcba
1500 0.5
♦①
- r
dcba
4
4
-1.5 4 10 Wb =6 10 Wb
-
r
aghd
儿dcba =6
10*Wb
6 10*
5 10*
T =1.2T
查磁化曲线得 H aghd
=1270 A m
.F
aghd
=1270 0.75A=952A
右边线圈应加磁动势 F^ = F aghd -1270 0.75A = 952A
⑶由题意得"ad
_4
工
_4
由⑴、（2）可知 1.65 10_Wb ：：：」ad ：： 2.24 10"Wb 取::爲d =1.75 10 鼻Wb
1 75 汉10 A
则盼吨二刁器-0.7
〒
H = H =550Am
=3000 A m
查磁化曲线得B
dcba = 1.5
T
…Baghd
.中间磁路的磁势 F ad = 506.7 103 2.5 10-
550 20 10- A
= 1376.8A
4 "dcba 「「ad
=1.75 10-Wb
4
c 1.75X0 T … B dcba 4~T = 0.4T
4x10
查磁化曲线得H
dcba
=310Am
F
dcba
=310 0.5A = 155 A
F = F
ad
■ F d cba = 155A T376.8A = 1531A 已知 F^ 1500A
F : F1，.假设合理
.右边线圈应加磁动势 F^ F ad = 1376.8A
气隙中的磁场强度
1.75 汉 10*
4 二 10，2.7
5 10*
Am =506.7 103 A m
第二章变压器
2-1什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？
答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
由感应电动势公式£ =4.44fN可知，空载或负载情况下U^ 巳，主磁通的大小取
决于外加电压U1、频率f和绕组匝数N1。
2-2 一台50Hz的变压器接到60Hz的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化
答：（1）额定电压不变，则U1N:、E, =4.44fN甘=4.44f'N®'
f 60 ①50
又50，即门=5 6门磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻
f 50 :60
I
R m 不变，励磁磁势I m M ，- I m =5 61m ；
（2）铁耗：P Fe尤B mf \ - ■-铁耗稍有减小；
' ' 6 ' ' 6
（3）x1 -=2二f L1 x1；_, X2；--=2「：f L2 x2；_
5 5
2-3在导出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，两边电压巳=E2、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。
（具体测量方法略）
2-14有一台三相变压器，额定容量S N =5000kKA，额定电压U1N.J2N =10kV6.3kV，Y,d联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）—次、二次侧的额定相电压和相电流。
”S N5000 A.
解：（1）l1N = ~!=--------- = ~!= ---------- A = 288.68A
€3U1N V3X10
I
2N
S
N
3U 2N
5000 A-458.21A
.3 6.3
(2)原边Y联结：U1N「严U1N = 10 kV =5.77kV
* V3 V3
I
1^ = I
1N= 288.68A
副边厶联结：U1N「= U1N =6.3kV
I1N W1A=264.55A
2-16有一台单相变压器，已知参数为: R=2.19」，Xv = 154」，R2=0.15」，X2..：；=0.964"，R m=1250"，X m=12600"，N r N^876 260。当二次侧电压
U 2= 6000V，电流12= 180A，且COS： 2 =0.8 （滞后）时：（1）画出归算到高压
侧
的T型等效电路；（2）用T型等效电路和简化等效电路求U 1和I 1，并比较其结果。
解：（1 ）归算到高压
侧:
R, =2.19'J X仁■■
=15.4'j
R m "250门X m = 12600'.1
8760.15；」1.70
「
260
R
m
]U2
pi
f X
m
F
1
I
2
Z
L U1
I1 R1 X v
EZ
I m
' 2
X 2；：.- - k X 2；工；8760.9641」=10.94'」
260
（2）T型等效电路如图
示:
设U 2 二ku 2 =20215 0 V
则12 = I k = 53.42 - 36.88
A
-E1 - -E2 =U2 I 2Z2
= 20215 0 V 53.42 -36.88 A 1.70 j10.94 J =206424 1.15 V
字=
2064241.15V九63 一83.18 A
Z m 1250 j12600'1
I： = 1爲I* =1.63. —83.18 A 53.42. —36.88 A =
54.56. -38.12 A
* •* Q
U i —E l 11 乙=21279.4 2.70 V 简化等效电路
如右图：
R k= R-i R2= 3.891.1
X k X2厂26.34门
I：=5342. -36.88 A
U 1 I：Z k =212540 2.80 V
由于在满载的情况下I m I1，励磁支路可以忽落不计，所以两种方法计算的结
果相差不大，在误差允许的范围之内。
A、
B、
C
为
正
相
序,
C
r Z
2-17在图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心柱上。已知
Z L
试判断联结组a和b的组号。
j E cz
1 r <
由图可以看出两组均为Y,d7
高压侧的电阻基准值
Z b
1N 1N
=100' 1
1N
X m
i 9
= 0.014
X k Z b
= 0.05
2-19有一台lOOOkVA , 10kV/6.3kV 的单相变压器，额定电压下的空载损耗为 4900W 空载
电流为0.05 （标幺值），额定电流下75 C 时的短路损耗为14000W 短路电压为5.2% （百 分值）。设归算后一次和二次绕组的电阻相等，漏抗亦相等，试计算： （1）归算到一次
侧时T 型等效电路的参数；（2）用标幺值表示时近似等效电路的参数； （3）负载功率因 数为
0.8 （滞后）时，变压器的额定电压调整率和额定效率； （4）变压器的最大效率，
发生最大效率时负载的大小（ cos 笃=0.8）。 解：（1）归算到一次侧等效电路的参数:
空载试验在低压侧进行—N S ，"fN 」5
詈A“94A
（2 ）标幺值: 折算到高压侧：R^ -k
P 0 I 2
2
"X 4900
X 196Q (6.3.丿 7.942
Z m
63
现一2000门
7.94
X m -
短路试验在高压侧进行
Zm f - R ； *20 002 -19620 =1990.40 U k =Uk % U JN =5.2% 10kV =520V
S N
U
1N
1000 10
A = 100 A
所以：
R
k75c
P
k75c
MOOO 鳥=1.4「 1002
520
「_5.2「
100
--5.22 -1.42"二 5.0' 1
R k75c = 0.70门，
2C
-2.5'1
（3 ）变压器额定电压调整率和额定效率：
U N =1 R k COS 2 X k sin \ 100%
=1 (0.014 0.8 0.05 0.6) 100% =4.12%
n 1_ Po+B .100% =97.69%
I P N+P0+P丿
（4）变压器效率最大时，可变损耗等于不变损耗
2-20 有一台三相变压器，S N=5600kKA，U1N. U2N-10kV 6.3kV，Y,d11 联结组。变
（2）满载且cos「2 =0.8 （滞后）时，二次侧电压U 2和一次侧电流I：；（3）满载且cos 2 =0.8 （滞后）时的额定电压调整率和额定效率。
X m =J|Zm|2=訥237.262—104.192。=1232.80 短路试验在高压侧进行
所以：
宥型%" =0.058门
I kph 3 3232
R _ 4900
P k 一. 14000
-0.5916
最大效率:
max
F+「R N
S N I cos 2 P。T P kN
=97.97%
解：（1 ）归算到一次侧时近似等效电路的参数
U
1Nph
k =
U
10 3
= 0.916
p。
h"9162
0ph
6800
Z m =k2U 0 2
-=0.916
1
6.3
20 =104.19Q
3況(7.4为2
76：003，，1237.26・
234
・
5 75
R 「0.069「
234.5 25
（3）电压调整率和效率:
-1 (0.00325 0.8 0.0549 0.6) 100% =0.036
设U 2 = 6073.2. 0 V ，则由简化等效电路可知 I 1 = l 2
=323.32. -36.88 V 2-23某变电所有两台组号为 Y,yn0的三相变压器并联运行，其数据为
第一台：S N
=180kKA ，U 1N .. U2N =6.3kV 0.4kV ，Z^ 0.07 ；
第二台：S N
= 320kKA ，U
1N
.. U 2N =6.3kV 0.4kV ，Z^ 0.065。
试计算：（1）当总负载为400kVA 时，每台变压器分担多少负载； （2）在每台变压器均
不过载的情况下，并联组的最大输出是多少？ 解：（1 ）当 S =400kKA 时，
设第一台变压器分配负载为
Si ，则第二台变压器的负载
S H 二400 - S ，满足：
S S N
Z ；“
S i = 137kVA
S S
N
二Z 丄，带入数值计算可得：
S So Zk i S = 263kVA
S N
满载时丨1 = I 1N =
V3U 1N
5600
A =323.32 A
3 10 R
k75 c
Z k
U kph =550
=0.9831
J
X k I kph
323
「Z k
I 2-&75, "981Q
标幺值：高压侧的电阻基准值 z 1N
=匕怛
U ；ph
I
1Nph
17.857 1
R
=5.84
Z
1N
X
X m
- =69.10
-^ =0.00325 Z
1 N
X k
=色=0.0549
Z
1N
U N = I / R k cos ：2
X k
sin 2
100%
P o P k
S N cos®2 + P0 + p 丿
100%= 99.45%
(2)求S max:负载增加时，Z k小的变压器(第二台)先满载，此时S□二S HN二320kVA
_ _ *
又S和二车 = S 二167.1kVA
1 Z k i
S max= Si S HN= ]320 167.1 kVA =487.1kVA
2-25 —台5kVA, 480V/120V的普通两绕组变压器，改接成600V/480V的自耦变压器，试求改接后一次和二次的额定电流和变压器的容量。
解：l1aN- I2N—=41.67A
U
2N
S aN 二卩伽1伽=600 41.67VA = 25kVA
| 2aN = 二25 10
A =52.08A
U 2aN 480
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2a_-2。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的 磁通，试计算当电机输出额定电流时的电磁转矩。 解：由题意可知，空载时：
E 。= CjA n ” =U N
所以额定情况下：「七宀二&旣.心金芒
3-12 一台他励直流发电机的额定电压为 230V,额定电流为10A ,额定转速为1000r/min ，
电枢总电阻R a
=1.5门，励磁绕组电阻 R f =88"，已知在750r/min 时的空载特性如下表 所示：
, 空载电压为多少？ （ 3）满载时的电磁功率为多少？
解：（1）空载时 U 0
=E =C e
n ：「
I f
= 2.5A 时：n = 750r/min ，对应 U n
=176V
当 n N =1000r/m in ，对应 U 0N
=匹卩.^
1000
176V = 234.67V
n 750
（2） n=900r/min 时：
U 0
二900
176V = 211.2V
750
（3） 满载情况下：
E aN =U N I N R^ 230V 10 1.5V = 245V
P em 二 E aN. =245
10^2.45kW
3-13 一台四极82kW 230V 、970r/min 的并励直流发电机， &（75丫 = 0.0253，励磁绕组总
电阻R f （
75
^22.8
1
，额定负载时并励回路中串入 3.5 Q 的调节电阻，电刷压降为 2V,铁
耗和机械损耗共2.5kW,杂散损耗为额定功率的 0.5%，试求额定负载时发电机的输入功率、
电磁功率和效率。
=9.55也 =9.55
n N
82 103 970
N m = 807.3N m
解：电磁功率:
l aN
=1倶 l N
=256.52 A 8.745^365.267 A E
aN
=U N I aN R 2 ：U ’[230 356.52 0.0259 2 V =241.46V
P^ =E aN
I aN =365.267
241.46W =88.198kW
输入功率：R = P em + P Fe + P mec 十
=88.198 2.5 82 0.5% kW =91.108kW
效率：r =也 100%
82
100% =90% R
91.108
3-17 一台17kW 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 0.2 Q, 在额定电压下电动机电枢电流为 65A 时，转速为670r/min ，试确定电枢电流增为 75A 时电 动机的转速和电磁转矩(磁路设为线性) 。
解：U N =220V : l a =65A 时，转速 n =670r ：min
E a
二U N - l a R a
R f = 220V -65 (0.12 0.2)V =199.2/
I ； -75A 时：E ； =U N
-l a
R a
R f A 220V -75 (0.12 0.2)V -196V
E a
E a
C e
：」 196 65 q
n a a e n
670r min=571.3r min
C e ：：」
E a
C e ：」 199.2 75
E a
l a
196 汇75 Kl
Kl
T e
呼
60N m =245.71 N m
门 2 二 571.3
3-18 一台96kW 的并励直流电动机，额定电压为 440V ,额定电流为255A ，额定励磁电流为 5A,额定转速为500r/min ，电枢总电阻为 0.078 Q,不计电枢反应，试求（1）电动机的额 定输出转矩；（2）额定电流时的电磁转矩； （3）电动机的空载转速。 解：（1）电动机的额定输出转矩：
P N
96000
.. .. T 2 -
60N m=1833.46N m
门 2
500
（2）额定电流时的电磁转矩
I fN
U N R f
R f
22EgA ，
P N
82000
230
A = 356.52A
I- =255A, l f- =5A，所以l a- =1- -I fN =250A
E；N二U- —l a-R a =440V -250A 0.078" = 420.5V
―字^二
4205^0 60N -2007-74N (3)电动机的空载转速：
n0U N二门N = 440
500 r min =523.19r m in
C e^N E aN 420.5
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 的同步发电机定子的基波绕组因数和空载相电动势、线电 动势。已
知定子槽数 Q=48每槽内有两根导体，支路数 a=1，y i =20,绕组为双层、星 形联结，基波磁通量0 i =1.11Wb 。
解：极距
Q
= 24 q Q 48 8
2p 2mp 2x3
p 360
360
7.5 Q 48
• q： sin 基波绕组系数
k w1
=k p
=
sin90
—
T
a qsi n — 2
.sin 30 =si n75
8 sin 3.75
Q N 48 每相绕组串联匝数 N 二48
=16
ma 3
空载相电动势E 1 = 4.44fNkwi ：」1
=4 44 50 16 0 923 1 11V = 3639V
线电动势 E L - 3E . - 3 3639V = 6303V
4-12有一三相双层绕组， Q =36, 2p =4, f =50Hz , y^ = — •，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0 1=0.74Wb ，谐波
磁场与基波磁场之比，
B^ B^1 25 , B^ B^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。
槽距角
-0 923 解:
Q 2mp
36
槽距角:
p 360 2 360 Q "
36
-20
基波绕组系数k
w1 - k p1
• q:
y1. sin T o sin 30°
k d1=sin 190 ——二 sin70 0 902
3 sin 10
qsi n —
2
E 4.44 f 1
Nk w ^：^ =4.44 50 24 0.902 0.74V = 3556V
1 1
E 5
=4.44f 5
Nk w5
B 5 5
I =4.44 5 50 24 0.0378
0.7^5.96V
25 5 1 1
E 7
=4.44f 7
Nk w7
B 7 7I =4.44 7 50 24 0.136
0.7^ 10.94V
49 7
4-19试求题4-11中的发电机通有额定电流， 一相和三相绕组所产生的基波磁动势幅值。 发
电机的容量为12000kW ，额定电压（线电压）为 6.3kV ，星形联结。
Nk
相磁动势幅值=0.9
w1
K-18271A P
4-21试分析下列情况下是否会产生旋转磁动势，
转向怎样？ （ 1）对称两相绕组内通以对称
两相正序电流时；（2）三相绕组一相（例如 C 相）断线时。 解：(1)设 i A = I m cos t ,则 i B = I m cos( ■ t - 90 )
f A1
= F 1
cos x cos t
f B1
= F s cos(x 「90 ) cos(「90 )
所以合成磁势
仇=f
A1
f B1
= F j cosxcos ，t F j cos(x -5次谐波绕组系数
k w5 *5 k d5 =sin5 上 90 T
q ：
sin 5
2 .
Sin 150 c ccrc
----- =sin350 0 0378
7次谐波绕组系数
k w,7 二 k p? k d7 =sin7 -90 T
w7 p7
q ：
sin7
y
sin 210
------- 二 sin490
0 136
3 sin 70 qsin7 -
2
每相绕组串联匝数
N 3
ma
解:
P N
3U N cos *
12000 103
、3 6.3 10
3
0.8
A = 1374.6A
三相磁动势幅值
-1.5 18271A-27407A
电机学 课后习题解 (全) 王秀和 孙雨萍
3.14 m N C I a pN T V n C E V n C E a pN C e a e e a e a e .3.131010 1.255.92 2.23101.25006 3.68.208101.2150063.663 .63 603983602 2 2 =???== =???===???===??== ---φπφφ 3.15 857 .06995 600069951005006395639560 1000 207.61.07.61.77.360 2395.3.5760 260001020 02 2===++=++==?? ===+=== === = ηπΩπΩ πΩ W p p P P W T P m N T T T m N n P T m N n P T cuf cua e e e e 3.16 % 2.8892980 82000.5.86860 2881809298082000005.0430088180881802.36546.24146.24120259.02.36523022.365012===== =?++=+==?===+?+=++==+ = +=ηπΩ ?m N n P T W p P P W I E P V U r I U E A I U U P I I I e e e a a e a a N a f N N N f N a 3.18 额定负载时电枢电流为： A I a 2.79138 11080=- = （1）接入电阻瞬间 m N I E T A I V E a a e a a ?=??=Ω''='=+-='=?-='75.860/1470297.128.10397.124.0078.08 .1031108.103078.02.79110π （2）A I a 2.79= （3）
《电机学》第四版课后答案
电机学第四版课后习题答案 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、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为 A l R m μ= ，单位：Wb A 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 耗。经验公式V fB C p n m h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、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 损耗。经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。与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=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320 硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计 算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-?Wb ，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，只考虑右半磁路的情况: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --?=???==δ (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 41052-?==δδ 铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-?=?--+??? ? ??-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.110 9.22105.7244 =???=Φ==--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 67 100.110 429 .1?=?= = -πμδ δ 磁势A A l H F F I 500105100.146=???=?==-δδδ 电流A N F I I 5.0== (2) 考虑铁心中的磁位降： 铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700=
电机学课后习题答案(辜承林)
第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料： 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。 与磁场 交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效 电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ =。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈， 一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以 di e L L dt =- 自感：2 L L N N m m i i i L N i N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ 、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料 的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感应定律知d d t e N Φ=-产生感应电动 势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺旋定则：四指指向电势方向，拇指为 磁通方向。 (3) 111 1d R N d t u i Φ = + (4) i 1增加，如右图。i 1减小 1.8 在图1.30中，如果电流i 1在铁心中建立的磁通是t m ωsin Φ=Φ，二次绕组的匝数是2N ，试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式，并写出感应电动势与磁通量关系的复数表示式。 解：(1) 222222 m m m E fN N N ω π = Φ= Φ= Φ (2)222900.70790m E E N ω=︒=-Φ︒ 1.9 有一单匝矩形线圈与一无限长导体在同一平面上，如图1.31所示，试分别求出下列条件下线圈内的感应电动势： （1）导体中通以直流电流I ，线圈以线速度v 从左向右移动； （2）导体中通以电流sin m i I t ω=，线圈不动； （3）导体中通以电流sin m i I t ω=，线圈以线速度v 从左向右移动。 解：关键求磁通 BA Φ= (1)∵a c vt a vt x b B dx +++Φ=⎰ ∴ []()()v e b B a c vt B a vt v =-++-+
《电机学》课后习题答案.
《电机学》 课后习题答案 华中科技大学辜承林主编
第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦， 消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与 磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个 绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e dt L ψ=- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为µ0是常数，所以木 质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感 应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。
电机学课后习题
大学物理实验答案 实验一转动惯量的测定 转动惯量的测定一扭摆法测定物体转动惯量 【预习思考题】 1．如何测量任意形状物体对特定轴的转动惯量？ 答：先在载物盘上装上几何规则的物体，测量其摆动周期，计算出弹簧的扭转常数K值。再将任意形状物体装在载物盘上或直接装在垂直轴上，绕特定轴转动，测量出转动惯量。 若绕过质心轴转动，测量出过质心轴转动惯量，利用平行轴定理计算出绕特定轴转动惯量。 2．扭摆启动时摆角要在90°左右，为什么？ 答：由于弹簧的扭转常数值不是固定常数，它与摆动角度略有关系，在小角度时变小，摆角在90°左右基本相同。 【分析讨论题】 1．扭摆在摆动过程中受到哪些阻尼？它的周期是否会随时间而变？ 答：空气的阻尼，转轴与轴承间的摩擦阻尼。由于弹簧的扭转常数值不是固定常数，在小角度时变小，因此它的周期会随时间而变。 2．扭摆的垂直轴上装上不同质量的物体，在不考虑阻尼的情况下分析对摆动周期大小的影响。 答：同样形状、同样质量分布的物体，质量大的物体，其摆动周期大。 转动惯量的测定二三线摆法测定物体转动惯量 【预习思考题】 1．对下圆盘的摆角有何要求？为什么？ 答：下圆盘的摆角要小于10°。因为在三线摆法测定物体转动惯量公式推导过程中应用了。
2．怎样启动三线摆才能防止下圆盘出现晃动？ 答：让已调水平的三线摆保持静止，用手轻轻扭动上圆盘上的扭动杆，使下圆盘摆动角度小于10°，随后将扭动杆退到原处。 【分析讨论题】 1．三线摆在摆动过程中要受到空气的阻尼，振幅越来越小，它的摆动周期是否会随时间而变化？ 答：它的摆动周期是不会随时间而变化。 2．加上待测物体后三线摆的摆动周期是否一定比空盘的周期大？为什么？答：加上待测物体后三线摆的摆动周期不一定比空盘的周期大。由下圆 盘对中心轴转动惯量公式可知，若J/m>J0/m0 加上待测物体 后三线摆的摆动周期变大；若J/m<J0/m0 加上待测物体后三线摆的摆动周期变 小。 3．如何用三线摆验证转动惯量的平行轴定理？ 答：将两个完全相同的小圆柱体m分别置于下圆盘的中心，测出绕圆柱体质心的转动惯量J；再将两个完全相同的圆柱体对称置于下圆盘的中心两侧，圆柱体质心与下圆盘的中心l，测出两个圆柱体对中心轴的转动惯量Jˊ。验证式子Jˊ=2ml2+2J 成立。 实验二用模拟法测绘静电场 【预习思考题】 1．用电流场模 拟静电场的理论依据是什么？模拟的条件是什么？ 用电流场模拟静电场的理论依据是：对稳恒场而言，微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布，若两种场满足相同的微分方程及边界条件，则它们的结构也必然相同，静电场
电机学第五版课后答案
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、面积）和材料的 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耗。经验公式V fB C p n m h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、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），通过电阻产生的损耗。经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。与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=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算： (1) 中间心柱的磁通为4105.7-?Wb ，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，只考虑右半磁路的情况:
铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --?=???==δ (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 41052-?==δδ 铁心长度 铁心、气隙中的磁感应强度 (1) 不计铁心中的磁位降： 磁势A A l H F F I 500105100.146=???=?==-δδδ (2) 考虑铁心中的磁位降： 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=??=?=- A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ 1-4 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 ，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。
电机学习题解答
第一篇 变压器 一、思考题 （一）、变压器原理部分 1、变压器能否用来变换直流电压？ 不能。磁通不变，感应电动势为零，1 11R U I =，1R 很小，1I 很大，烧毁变压器。 2、在求变压器的电压比时，为什么一般都用空载时高、低压绕组电压之比来计算？ 电压比应为绕组电动势之比，绕组电动势的分离、计算和测量比较困难。空载时 22202E U U U N ===，11011Z I E U N &&&+-=，10I 很小，一次侧阻抗压降很小，1 1E U N ≈，所以N N U U E E k 2121≈=，变压器一、二侧电压可以方便地测量，也可以通过铭牌获得。 3、为什么说变压器一、二绕组电流与匝数成正比，只是在满载和接近满载时才成立？空载时为什么不成立？ 012211I N I N I N &&&=+，0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相比很小，02211≈+I N I N &&，所以k N N I I 11221=≈。空载时，02=I ，比例关系不成立。 4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的？ 在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。从一侧看L e Z k I U k k I kU I U Z 22 222211====（21kU U =，忽略了1Z 、2Z 。k I I 21=，忽略了0I ）。 （二）、变压器结构部分 1、额定电压为V 230/10000的变压器，是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上工作？ 不允许。（1）此时，V U 3802=，V U 7.16521230 100003801=?=，一、二侧电压都超过额定值1.65倍，可能造成绝缘被击穿，变压器内部短路，烧毁变压器。(2)m fN U Φ=2244.4，磁通超过额定值1.65倍，磁损耗过大，烧毁变压器。 2、变压器长期运行时，实际工作电流是否可以大于、等于或小于额定电流？ 等于或小于额定电流。铜耗和电流平方成正比，大于额定电流时，铜耗多大，发热烧毁变压器。 3、变压器的额定功率为什么用视在功率而不用有功功率表示？ 因变压器的有功功率是由交流负载的大小和性质决定的。 （三）、变压器运行部分
《电机学》第三版中国电力胡敏强黄学良课后答案
《电机学》第三版中国电力胡敏强黄学良课后答案 1. 引言 《电机学》是中国电力胡敏强黄学良合作编写的一本著名教材，广泛应用于电力工程及相关专业的教学。本文是《电机学》第三版的课后答案，旨在帮助读者更好地理解和掌握本书的内容。 2. 第一章线圈和磁场 2.1 选择题 1.答案：A 2.答案：B 3.答案：C 2.2 解答题 问题1：请简要解释线圈磁场的产生原理。 答案：当电流通过一根导线时，会形成一个磁场。根据安培环路定理，磁场的方向与电流方向垂直，且随距离导线的距
离增加而减小。当多根导线并排布置成线圈时，它们的磁场相互叠加，形成一个较强的磁场。 问题2：什么是磁感应强度？ 答案：磁感应强度（B）是一个矢量，表示单位面积上垂直于磁场方向的磁通量。它的单位是特斯拉（T）。 3. 第二章磁路基础 3.1 判断题 1.正确 2.错误 3.错误 3.2 解答题 问题1：解释磁路的基本公式： 1.$\\Phi = Li$ 2.$\\Phi = L\\frac{di}{dt}$ 3.$f = \\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}}$
答案： 1. 在恒定磁场中，磁通量（$\\Phi$）与电感（L） 和磁链（i）之间的关系为$\\Phi = Li$。 2. 在变化磁场中，磁通量（$\\Phi$）与电感（L）和电流变化率（$\\frac{di}{dt}$）之间的关系为$\\Phi = L\\frac{di}{dt}$。 3. 在电路谐振条件下，频率（f）与电感（L）和电容（C）之间的关系为$f = \\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}}$。 4. 第三章电机基本知识 4.1 填空题 1.电机的输入功率等于电机输出功率和电机损耗功率 之和。 2.电机效率等于电机输出功率与电机输入功率之比。 4.2 解答题 问题1：解释直流电机的工作原理。 答案：直流电机是一种将电能转化为机械能的装置。它的 工作原理基于洛伦兹力，即当有一导体在磁场中运动时，导体中的电流会受到磁力的作用。直流电机利用此原理，通过将电流通过电刷和电刷环接通至定子线圈和转子线圈，使得定子线
《电机学》(第二版)绪论及第1篇课后习题答案
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 相对大小，及3中铁心和气隙中H 的相对大小？ 图0-9 习题0-8附图
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 .10 2 21 10010 423 2 7 0--=⨯⨯⨯⨯= = =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 =⨯-=-∑= 2.01 11022cos =⨯= =S P ϕ
电机学课后习题答案
电机学（十五课本） 第二章 变压器 A U S I N N N 51310 36310560033 322=⨯⨯⨯= = .，A I I N N 2963513322===φ 额定电压：kV U U N N 7745310311.===φ kV U U N N 3622.==φ 1）低压侧开路实验： () Ω===212434736800322200..' 'φI p R m Ω===614743 4763002020..' 'φφI U Z m Ω=-= -= 41469212461474222 2...''''' 'm m m R Z X 折算到高压侧（一次侧）：Ω=⨯==21042124916402...' 'm m R k R Ω=⨯==8123241469916402...' 'm m X k X 一次阻抗基值：Ω== = 8717323 5774 111.φ φN N b I U Z 835871721041...=== *b m m Z R R ，02698717812321...===* b m m Z X X 高压侧短路实验： Ω===05750323 3180003221.φk k k I p R Ω=== = 9830323 3 55031111.φφ φk k k k k I U I U Z Ω=-=-= 9810057509830222 2 ...k k k R Z X 0032508717057501...=== * b k k Z R R ，0549087 1798101...===*b k k Z X X 2）采用近似等效电路，满载且802.cos =ϕ（滞后）时，取0220∠=-∙ U U ，则： 02873680..arccos ==ϕ， 0022222873632387369164 0296 ...' '-∠=-∠= -∠=-∠=-∙ ϕϕφφφk I I I N N 4 242916402057849531787363236586983022200221........''j U kU U k U I Z U k ++=+∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-∠⨯∠=⎪ ⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=∙∙∙∙ φφ
电机学第三版课后习题答案
电机学第三版课后习题答案 变压器 1-1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 0 1 1φ-=, dt d N e 0 2 2φ-=, 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。 1-2 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？ 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。 1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？ 答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。 性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。 1-4一台220/110伏的变压器，变比22 1 ==N N k ，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么 答：不能。由m fN E U Φ=≈11144.4可知，由于匝数太少，主磁通m Φ将剧增，磁密m B 过大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻m R 增大。于是，根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将大增。再由3.12 f B p m Fe ∝可知，磁密m B 过大, 导致铁耗Fe p 大增， 铜损耗12 0r I 也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
电机学第五版课后答案
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、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为，单位： 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耗。经验公式。与铁磁材料的磁滞损耗系数、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），通过电阻产生的损耗。经验公式。与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=1000，铁心厚度为（铁心由的DR320硅钢片叠成），叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为Wb，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，只考虑右半磁路的情况:铁心、气隙截面 (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度 铁心长度 铁心、气隙中的磁感应强度 (1)不计铁心中的磁位降：
气隙磁场强度 磁势 电流 (2)考虑铁心中的磁位降： 铁心中查表可知： 铁心磁位降 1-4图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流，线圈B为50匝，通入电流1A，铁心截面积均匀，求PQ两点间的磁位降。 解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ段的磁阻为，则左边支路的磁阻为： 1-5图示铸钢铁心，尺寸为 左边线圈通入电流产生磁动势1500A。试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值： (1) 气隙磁通为Wb时； (2) 气隙磁通为零时； (3) 右边心柱中的磁通为零时。 解：(1)
电机学习题及解答
1. 三相异步电动机转速为n，定子旋转磁场的转速为n1，当n＜n1是＿＿＿＿＿＿运行状态；当n＞n1是＿＿＿＿＿＿＿运行状态；当n与n1反向时是＿＿＿＿＿＿＿运行状 态。 2. 一台三相异步电动机，额定频率为50赫，额定转速是575转/分，此机的同步速是＿ ＿＿＿＿转/分，极数是＿＿＿＿，额定时的转差率是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3. 在异步电动机的等效电路中，用电路中的等值参数表示的总机械功率为＿＿＿＿，电磁功率为＿＿＿＿＿＿。 5. 一台直流电动机，电刷顺转向偏离几何中心线一个角度，直轴电枢磁势对主磁极磁场产生＿＿＿＿＿＿作用；如果保持电枢电流不变，则电机转速将＿＿＿＿＿＿。 6. 直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速＿＿＿＿＿＿＿＿＿，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速＿＿＿＿＿＿。 7. 并励直流发电机不能自励的可能原因是：⑴＿＿＿＿＿＿＿＿＿；⑵＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿：⑶＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 8. 一台三相异步电动机，额定电压下的起动电流是额定电流的4.5倍，则用Y/△起动时，起动电流倍数为＿＿＿＿。若用自耦变压器起动时，电网供给的起动电流与Y/△起动 时一样，则自耦变压器的变比k a＝＿＿＿＿。（k a为高压比低压） 9. 一台4极绕线式异步电机在恒转矩下调速，当由1450转/分的额定转速降至1000转/ 分时，需在转子回路串入＿＿＿倍于转子电阻的附加电阻，此时转子铜耗比调速前增 多了＿＿＿＿＿＿倍。 一.填空题 1. ⑴电动机⑵发电机⑶制动 2. ⑴600 ⑵10 ⑶0.0417 3. m1I,2 2[(1-s)/s]r, 2 m1I,2 2r2/s 4.sP M (1-s)P M 5. 加磁，降低 6. ⑴升高⑵降低 7. ⑴电机无剩磁⑵励磁绕组和电枢绕组的接法不正确⑶励磁回路电阻大于临界 电阻 8. 1.53 9. 9 9 2. 异步电动机等值电路中的电阻(1-s)r, 2/s的物理意义是：________________________。 3. 一台八极三相异步电机，接在50Hz的电源上，则定子基波旋转磁势的转速为_______ 转/分，当运行在转差率=1.2时，转子的转速为_______转/分，转子电流产生的磁势 相对于转子的转速为_______转/分，转子磁势相对于定子磁势的转速为______转/分。5. 三相异步电动机，额定电压下的起动电流为额定电流的4.5倍，则采用Y—△起动时，起动电流倍数为________；若采用自耦变压器起动时，电网供给的起动电流与Y—△ 起动时一样，则自耦变压器的变比k a=__________。（k a为高压与低压之比） 6. 一台它励直流发电机， P N=2.5kW，U N=250V，n N=1500转/分，额定运行时电压变化率△U=10％，电势常数C e=18.33，则发电机空载时每极主磁通Φ0=________Wb，若不 计电枢反应的附加去磁作用，额定电磁转矩T M=________N·m。 7. 直流发电机若电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则电刷两端的电压为________性质电压。 8. 一台并励直流电机，接到220伏的直流电网上，作电动机运行时，电枢电势为210伏，若改为发电机运行，并保持电网电压，电枢电流不变，则电枢电势为__________伏， 电枢回路内阻压降为________伏。
电机学课后习题与答案
电机学课后习题与答案 第二章直流电机 2．1 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流，“换向”成直流电，如果没有换向器，电机不能发出直流电。 2．2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质磁极固定，电刷与电枢同时旋转；电枢固定，电刷与磁极同时旋转。 (1)交流∵电刷与电枢间相对静止，∴电刷两端的电压性质与电枢的相同。 直流电刷与磁极相对静止，∴电刷总是引出某一极性下的电枢电压，而电枢不动，磁场方向不变∴是直流。 2．3 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？ 直流电动机中，换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电，以使电枢无论旋转到N极下，还是S极下，都能产生同一方向的电磁转矩 2．4 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？有7个主磁极换向极，机座电刷电枢铁心，电枢绕组，换向器见备课笔记
2．5 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？ 一个线圈产生的直流脉动太大，且感应电势或电磁力太小，线圈愈多，脉动愈小，但线圈也不能太多，因为电枢铁心表面不能开太多的槽，∴线圈太多，无处嵌放。 2．6 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？ 主磁通：从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极下的气隙和主极铁心，最后经定子绕组磁轭闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢中感应电动势，实现机电能量转换。 漏磁通：有一小部分不穿过气隙进入电枢，而是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合，不参与机电能量转换，??与饱和系数有关。 2．7 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近？ 磁化曲线：?0?f(F0) ?0-主磁通，F0励磁磁动势 设计在低于“膝点”，则没有充分利用铁磁材料，即同样的磁势产生较小的磁通?0，如交于“膝点”，则磁路饱和，浪费磁势，即使有较大的F0，若磁通?0基本不变了，而我的需要是 0选在膝点附近好处：①材料利用较充分②可调性好③稳定性较好。 电机额定点选在不饱和段有两个缺点：①材料利用不充分②磁场