哈工大电机学教材答案
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 2
3
.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4
105.7-?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 4
1052-?==δδ
铁心长度()m cm l 2
1045.122025.025.15225.125
.7-?=?--+???
?
??-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A
B B 29.110
9.2210
5.724
4=???=
Φ=
=--δ
(1) 不计铁心中的磁位降: 气隙磁场强度m A m A B H 6
7
100.110
429.1?=?=
=
-πμδ
δ
磁势A A l H F F I 500105100.14
6=???=?==-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=
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 A N
F I I 59.0≈=
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m PQ R R =,则左边支路的磁阻为
m R 3
11:
m
m R R F F 3
112
1+-=
Φ A A R F F m PQ 43.711001411150311
1=??
?
???-=?
Φ-= 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41065.1-?Wb 时; (2) 气隙磁通为零时;
(3) 右边心柱中的磁通为零时。 解:(1)Wb fe
ed af 4
10
65.1-?=Φ
=Φ=Φ
T T B B ed af 66.010
5.21065.14
4
=??=
=--
查磁化曲线得m A H H ed af 500==
气隙中的磁场强度m A m A H 3
4
7
4
1071.47710
75.210
41065.1?=????=
---πδ
∴中间磁路的磁势()A F ad 2
3
3
10
2050010
5.21071.477--??+???=
A 28.1294=
∴左边磁路的磁势()A A F dcba 72.20528.12941500=-=
m A m A l F H d c b a d c b a d c b a 44.4115
.072
.205===
查磁化曲线得T B dcba 56.0=
∴Wb Wb dcba 4
4
1024.210456.0--?=??=Φ ∴()Wb Wb aghd 4
4
1059.01065.124.2--?=?-=Φ
∴T T B aghd 12.010
51059.04
4
=??=
--
查磁化曲线得m A H aghd 80=
∴A A F aghd 6075.080=?=
∴右边线圈应加磁动势()A A F F F aghd ad 28.12346028.12942=-=-=
(2) 0=ad F
m A m A l F H d c b a
d c b a 30005
.01500
1
==
=
查磁化曲线得T B dcba 5.1=
∴Wb Wb dcba 4
4
1061045.1--?=??=Φ ∴Wb dcba aghd 4
106-?=Φ=Φ
∴T T B aghd 2.110
51064
4=??=
--
查磁化曲线得m A H aghd 1270=
∴A A F aghd 95275.01270=?=
∴右边线圈应加磁动势A A F F aghd 95275.012702=?==
(3) 由题意得dcba ad Φ=Φ
由(1)、(2)可知Wb Wb ad 4
41024.21065.1--?<Φ
取Wb ad 4
1075.1-?=Φ
则T T B B ed af 7.010
5.21075.14
4
=??=
=--
查磁化曲线得m A H H ed af 550==
气隙中的磁场强度m A m A H 3
4
7
4
107.50610
75.210
41075.1?=????=
---πδ
∴中间磁路的磁势()A F ad 2
3
3
10
20550105.2107.506--??+???=
A 8.1376
= ∴Wb ad dcba 4
1075.1-?=Φ=Φ
∴T T B dcba 4.010
41075.14
4
=??=
--
查磁化曲线得m A H dcba 310=
∴A A F dcba 1555.0310=?=
A A A F F F dcba ad 15318.1376155=+=+= 已知A F 15001=
1F F ≈,∴假设合理
∴右边线圈应加磁动势A F F ad 8.13762==
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Φ=1144.4fN E 可知,空载或负载情况下11E U ≈,主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。
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'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N
又50
60'
=
f
f ?
60
50'
=
Φ
Φ, 即Φ=Φ65'磁通降低,此时可认为磁路为线性的,磁阻s
l
R m μ=
不变,励磁
磁势m m R N I Φ=?1,∴m m I I 65'
=;
(2)铁耗:βαf B p m Fe ∝,βα> 铁耗稍有减小;
(3)σσσπ11'
'15
62x L f x =
?=, σσσπ22'
'25
62x L f x =
?=
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21E E ≠、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kKA S N 5000=,额定电压kV kV U U N N 3.61021=,Y ,d 联结,试求:(1)
一次、二次侧的额定电流;(2)一次、二次侧的额定相电压和相电流。 解:(1)A A U S I N N N 68.2881035000311=?=
=
A A U S I N
N N 21.4583
.635000322=?==
(2)原边Y 联结:kV kV U U N
N 77.53
103
11==
=
Φ
A I I N N 68.28811==Φ 副边?联结:kV U U N N 3.611==Φ
A A I I N N 55.2643
21
.4583
11==
=
Φ
2-16 有一台单相变压器,已知参数为:Ω=19.21R ,Ω=4.151σX ,Ω=15.02R ,Ω=964.02σX ,
Ω=1250m R ,Ω=12600m X ,26087621=N N 。当二次侧电压V U 60002=,电流A I 1802=,且
8.0cos 2=?(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1
?
U 和1?
I ,并比较其结果。 解:(1)归算到高压侧:
Ω=19.21R Ω=4.151σX Ω=1250m R Ω=12600m X
Ω=Ω??
?
??==70.115.02608762
22'2R k R
Ω=Ω??
? ??==94.10964.02608762
22
'2σ
σ
X k X
(2)T 型等效电路如图示:
设V U
k U
0202152
'
2
∠==?
?
则A k I I 88.3642.53'
2-∠==?
?
()V
j A V Z I U E E
15.14.2064294.1070.188.3642.53020215'
2
'
2'
2'
21∠=Ω+?-∠+∠=+=-=-????
()A j V
Z E I m
m
18.8363.112600125015.14.206421
-∠=Ω
+∠=
-=
?
?
?
A A A I I I m
12.3856.5488.3642.5318.8363.1'
21-∠=-∠+-∠=+=??
?
V Z I E U
70.24.212791111∠=?+-=?
?
?
简化等效电路如右图:
Ω=+=89.3'2
1R R R k Ω=+=34.26'21σσX X X k
A I I
88.3642.53'
21-∠==??
V Z I U U k
80.20.21254121∠=?+=?
?
?
由于在满载的情况下1I I m ??,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。
U I '
L
Z '
'
I
'
L
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A 、B 、C 为正相序,试判断联结组a 和
b 的组号。
由图可以看出两组均为Y ,d7
2-19 有一台1000kV A ,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c 75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(8.0cos 2=?)。 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V U U N 630020==, A A I I I N 94.73
.610005.0200=?
=?=*
折算到高压侧:Ω=Ω????
??=?
=19694
.749003.6102
2
2
02
I P k R m Ω=Ω?
??
? ??==200094.763003.6102
02
I U k Z m Ω=Ω-=
-=
4.199019620002
22
2
m m m R Z X
短路试验在高压侧进行V kV U U U N k k 52010%2.5%1=?=?= A A U S I I N
N N k 10010
100011===
=
by
E
E
E
ab
E
A
E B
E C E AB
E BC
E CA
E A B
C
ay
bz
cx
A
E B
E C E AB
E BC
E CA
E A
B
C
az
bx
cy
ab
E
所以:Ω=Ω=
=
4.1100
140002
27575
k
c k c
k I
P R
Ω=Ω=
=
2.5100
520k
k k I U Z
Ω=Ω-=
-=0.54.12.52
22
752
c
k k
k R Z X
即:Ω===70.02
75'2
1c
k R R R ,Ω==
=5.22
'
21k X X X σσ
(2)标幺值:
高压侧的电阻基准值Ω==
=
10012
111N
N N
N b S U I U Z
∴96.1==
*
b m m Z R R , 9.19==
*
b m m Z X X
014.0==
*b
k k Z R R , 05.0==
*
b
k k Z X X
(3)变压器额定电压调整率和额定效率:
()
%
12.4%100)6.005.08.0014.0(1%
100sin cos 22=??+??=?+=?*
**
??k k
N X R
I
U
%69.97%100100=????
? ??+++-
=P P P P P N k N
η (4)变压器效率最大时,可变损耗等于不变损耗
5916.014000
49000==
=
*
k
P P I
最大效率:%97.97cos 1020max =?++?+-=*
*
*
kN
N kN
P I P I S P I P ?η
2-20 有一台三相变压器,kKA S N 5600=,kV kV U U N N 3.61021=,Y ,d11联结组。变压器的开路及短路试
验数据为
;(2)满载且8.0cos 2=?(滞后)时,二次侧电压2?
U 和一次侧电流1?
I ;(3)满载且8.0cos 2=?(滞后)时的额定电压
调整率和额定效率。
解:(1)归算到一次侧时近似等效电路的参数916.03
.63
1021===
Nph
Nph U U k
空载试验在低压侧,折算到高压侧:
(
)
Ω=Ω??
=?
=19.1043
4
.736800916.032
2
2
00
2
ph
m I P k R
Ω=Ω?
==26.12373
4
.76300916
.02
02
I U k
Z m
Ω=Ω-=
-=8.123219.10426.12372
22
2
m m
m R Z X
短路试验在高压侧进行 所以:Ω=Ω?=
=
058.0323
31800032
2
kph
k k I
P R
Ω=++=
069.025
5.234755.23475k c k R R
Ω=Ω=
=
9831.0323
3
550k p h
k p h k I U Z
Ω=-=981.02
752
c
k k
k R Z X
标幺值:高压侧的电阻基准值Ω===
857.173
12
1111N Nph Nph
Nph N S U I U Z
∴84.51==
*
N m m Z R R , 10.691==
*
N
m m Z X X
00325
.01==
*N
k k Z R R , 0549
.01==*
N
k k Z X X (3) 电压调整率和效率:
()
036
.0%100)6.00549.08.000325.0(1%
100sin cos 22=??+??=?+=?*
*
*
??k k
N
N X R
I U
%45.99%100cos 1020=????
? ??+++-
=P P S P P N k N
?η (2)()()V V U U U N ph 2.6073036.016300122=-=?-= 满载时A A U S I I N
N N 32.32310
356003111=?=
=
=
设V U
02.60732
∠=?
,则由简化等效电路可知V I I
88.3632.323'
21-∠==??
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:kKA S N 180=,kV kV U U N N 4.03.621=,07.0=*
k Z ;
第二台:kKA S N 320=,kV kV U U N N 4.3.621=,065.0=*
k Z 。
试计算:(1)当总负载为400kV A 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kKA S 400=时,
设第一台变压器分配负载为ⅠS ,则第二台变压器的负载ⅠⅡS S -=400,满足:
*
*
k Ⅰk ⅡⅡN
ⅡⅠN ⅠZ
Z S S S S =,带入数值计算可得:
kVA
S kVA S ⅡⅠ263137==
(2) 求max S :负载增加时,*k Z 小的变压器(第二台)先满载,此时kVA S S ⅡN Ⅱ320==
又
**
1
k Ⅰ
k ⅡⅠN
ⅠZ Z S S = ? k V A S Ⅰ1.167=
()kVA kVA S S S ⅡN Ⅰ1.4871.167320max =+=+=
2-25 一台5kV A ,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:A U S I I N
N N aN 67.41221==
=
k V A VA I U S aN aN aN 2567.4160011=?== A A U S I aN
aN aN 08.52480
10253
22=?==
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22==a 。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:N N e U n C E =Φ=0
所以额定情况下:N
N
N e N
T
N N
e N T
aN T e U P n C U C I n C U C I C T ==Φ=
m N m N n P N
N ?=???
==3.807970
108255.955
.93
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Ω=5.1a R ,励磁绕组电阻Ω=88f R ,已知在750r/min 时的空载特性如下表所示:
,空载电压为多少?(3)
N
aN U 1=N
N aN U U U 211+=
满载时的电磁功率为多少? 解:(1)空载时Φ==n C E U e 0
A I f 5.2=时:=n 750r/min ,对应=n U 176V ∴当=N n 1000r/min ,对应V V U n n U n N N 67.234176750
10000=?=
=
(2)n=900r/min 时: V V U 2.211176750
9000=?=
(3)满载情况下:
V V V R I U E a N N aN 2455.110230=?+=+= kW W I E P N aN em 45.210245=?==
3-13一台四极82kW 、230V 、970r/min 的并励直流发电机,Ω=0259.0)75( a R ,励磁绕组总电阻Ω=8.22)75( f R ,额定负载时并励回路中串入3.5Ω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。 解:电磁功率: A A R R U I f
f N fN 745.85
.38.22230'
=+=
+=
,A A U P I N
N N 52.356230
82000==
=
A A A I I I N fN aN 267.365745.852.256=+=+=
()V V U R I U E aN N aN 46.24120259.052.3562302=+?+=?++= ∴kW W I E P aN aN em 198.8846.241267.365=?==
输入功率:?+++=p p p P P mec Fe em 1
()kW kW 108.91%5.0825.2198.88=?++=
效率:%90%100108
.9182%1001
=?=?=P P N η
3-17 一台17kW 、220V 的串励直流电动机,串励绕组电阻为0.12Ω,电枢总电阻为0.2Ω,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:V U N 220=:A I a 65=时,转速min 670r n =
()V V V R R I U E f a a N a 2.199)2.012.0(65220=+?-=+-=
A I a 75'
=时:()
V V V R R I U E f a a N a 196)2.012.0(75220'
'=+?-=+-=
min 3.571min 67075
65
2.199196
'
'
'
'
'
r r n C C E E C E n e e a
a e a =??
=
?Φ
Φ?
=
Φ
=
m N m N I E T a a e
?=????=
Ω
=
71.245603
.571275196'
'
''
π
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0.078Ω,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:
m N m N P T N ?=???=
Ω
=
46.183360500
2960002π
(2)额定电流时的电磁转矩
A I N 255=, A I fN 5=,所以A I I I fN N aN 250=-= V A V R I U E a aN N aN 5.420078.0250440=Ω?-=-= m N m N I E P T aN
aN em e ?=????=
Ω
=Ω
=
74.200760500
22505.420π
(3)电动机的空载转速: N
aN
N e n E C =Φ
min 19.523min 5005
.4204400r r n E U C U n N aN
N N
e N =?=
=
Φ=
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 1=20,绕组为双层、星形联结,基波磁通量φ1=1.11Wb 。 解:极距242==
p
Q τ 83
2482=?==
mp
Q q
槽距角
5.748
360360==
?=
Q
p α
基波绕组系数2
sin
2sin 90sin 1
111α
ατ
q q y k k k d p w ?
?
=?=
923075
.3sin 830
sin 75sin ?=??
=
每相绕组串联匝数163
48==
?=
ma
N Q N c
∴空载相电动势11
144.4Φ?=w fNk
E φ
V V 363911192301650444=???????=
线电动势V V E E L 6303363933=?=
=φ
4-12 有一三相双层绕组,Q =36,2p =4,f =50Hz ,τ9
71=
y ,试求基波、5次、7次和一阶齿谐波的绕组因数。若
绕组为星形联结,每个线圈有两匝,基波磁通φ1=0.74Wb ,谐波磁场与基波磁场之比25115=B B ,
49117=B B ,每相只有一条支路,试求基波、5次和7次谐波的相电动势。
解:34
3362=?=
=
mp
Q q
槽距角
2036
3602360=?=
?=
Q
p α
∴基波绕组系数902010
sin 330
sin 70sin 2
sin
2
sin 90sin 1
111?=??
=?
?
=?=
αατ
q q y k k k d p w
5次谐波绕组系数0378050
sin 3150
sin 350sin 2
5sin 2
5sin 90
5sin 1
555?-=??
=?
??
=?=
αατ
q q y k k k d p w
7次谐波绕组系数136070
sin 3210
sin 490sin 2
7sin 2
7sin 90
7sin 1
777?-=??
=?
??
=?=
αατ
q q y k k k d p w
每相绕组串联匝数243
362=?=
?=
ma
N Q N c
V V Nk
f E w 355674.0902.0245044.444.411
11=????=Φ?=φ
V l B Nk f E w 96.574.05
12510378.02450544.444.4555
55=???????=?=τφ
V l B Nk
f E w 94.1074.07
149
1
136.02450744.444.4777
77=??
?
????=?=τφ
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 ,8.0cos =N ?,额定电压(线电压)为6.3kV ,星形联结。 解:A A U p I I N
N N
L 6.13748
.0103.6310
12000cos 333
=????=
=
=?φ
相磁动势幅值A
I 18271p
Nk 0.9F w1
1==φφ
三相磁动势幅值A A 27407182715.1F 2
m F 111=?==
φ
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t I i m A ωcos =, 则)90cos(
-=t I i m B ω
t x F f A ωφc o s c o s 11=
A
A
)90cos()90cos(11
--=t x F f B ωφ
所以合成磁势
)]
180cos()[cos(2
1)]cos()[cos(21)90cos()90cos(cos cos 1111111
-++-+
++-=--+=+=x t x t F x t x t F t x F t x F f f f B A ωωωωωωφφφφ
)cos(1x t F +=ωφ
即合成磁势为正向旋转的圆形磁势,且幅值等于为单相基波
(2)C 相断线的情况下 0=C i
设t I i m A ωcos =, 则t I i m B ωcos -= t x F f A ωφc o s c o s 11=
t x F f B ωφcos )120cos(11
--=
所以合成磁势
)
30cos(cos 3)]120cos([cos cos cos )120cos(cos cos 1111111
+=
--=--=+=x t F x x t F t x F t x F f f f B A ωωωωφφφφ
即合成磁势为脉振磁势,且幅值为单相基波幅值的3倍。
4-25 两个绕组A 和B ,其匝数和绕组因数均相同,A 在空间超前于B90。
+α电角,若t I i m A ωcos =,问要使A
和B 的基波合成磁动势成为正向推移(从A 到B )的恒幅旋转磁动势时,B i 的表达式应是怎样的? 解:设)cos(βω-=t I i m B
A 相:t I i m A ωcos = ? t x F f A ωφcos cos 11=
B 相:)cos(βω-=t I i m B c o s ()90cos(11βωαφ---=t x F f B
所以
)]
90cos()90[cos(2
1)]
cos()[cos(21)cos()90cos(cos cos 1111111αβωαβωωωβωαωφφφφ---++++--+++-=---+=+=
x t x t F x t x t F t x F t x F f f f B A
逆向旋转波相互抵消,则90cos()90cos()cos(αβωαβωω-+-+=---+-=+
x t x t x t
得 αβ-=
90
此时 )]90(cos[αω--= t I i m B
)]2cos()[cos(2
111αωωφ+-+-=
x t x t F f
补充题:解析法证明三相绕组通以负序电流时将形成反向推移的旋转磁动势 证明:
)
120cos(2)240cos(2cos 2
-=
?-==t I i t I i t
I i C B A ωωωφφφ )
120cos()240cos()240cos()120cos(cos cos 111111
--=--==t x F f t x F f t
x F f C B A ωωωφφφ
所以1
111C B A f
f f f ++=
)
cos(2
3)]
360
cos()120[cos(2
1)]
360
cos()120[cos(2
1)]cos()[cos(2
1)120cos()240cos()240cos()120cos(cos cos 1111111x t F x t x t F x t x t F x t x t F t x F t x F t x F +=-+++-+-++--+++-=--+--+=ωωωωωωωωωωφφφφφφφ
幅值点
1)cos(=+x t ω 即0=+x t ω
ω-=t
d dx 即该磁动势为反向推移的圆形旋转磁动势
第五章 感应电机的稳态分析
5-3 三相感应电机的转速变化时,转子所生磁动势在空间的转速是否改变?为什么?
答:不变。设气隙磁场旋转速度为1n ,转子的转速为n ,转差率为11n n n s -=
,则转子感应电动势和电流的频率
为12sf f =,由此电流产生的磁动势相对于转子的速度为1126060sn P
f s
P
f n ===
?,则相对于定子的转速
为1n n n =+?,与转子转速无关。即转速变化时,转子产生的磁动势在空间的转速不变。
5-6 感应电动机等效电路中的
'
21R s
s -代表什么?能否不用电阻而用一个电抗去代替?为什么?
答:
'
21R s
s -代表与转子所产生的机械功率对应的等效电阻,消耗在该电阻上的功率代表总的机械功率。它不
能由电抗代替,因为电抗上损耗的是滞后的无功功率,不能代替转换成机械功率的有功功率。
5-11 试写出感应电动机电磁转矩的三种表达形式:(1)用电磁功率表达;(2)用总机械功率表达;(3)
用主磁通,转子电流和转子的内功率因数表达。
答:(1)用电磁功率表达1
Ω=
em em P T
(2)用总机械功率表达Ω
=
ΩP T em
(3)用主磁通,转子电流和转子的内功率因数表达22
1cos ?φI C T T em '=
5-13 有一台Y 联结,380V ,50Hz ,额定转速为1444r/min 的三相绕线型感应电动机,其参数为
1R =0.4Ω,'
2R =0.4Ω,σ1X ='
2σX =1Ω,m X =40Ω,m R 略去不计,定,转子的电压比为4。试
求:(1)额定负载时的转差率;(2)额定负载时的定,转子电流;(3)额定负载时转子的频率和每相电动势值。
解:(1)额定转差率
0373.01500
1444
1500=-=
-=
s
N
s N n n n s
(2)T 形等效电路图如右
设v U U N
039.21903
1∠=∠=
?
,则
A
A j j j j x x j s
R jx s R jx jx R U I m m
20.2411.20410373.04.0)10373.04.0(4014.00
39.219)
()
('2'
2'
2'
2111
1-∠=++++∠=+++++=
?
?
σσσ
46
.17098.1841
0373
.04.04020.2411.20)
('
2'
21'
2∠=+?
-∠-=++?
-=?
?A
j j x x j s
R jx I I m m
σ(3)
所以A A I k I i 7698.184'
22=?=?=
(3)Hz Hz f s f N 865.1500373.012=?=?=
V j s
R I E 35.2041'
2'2
'2
=+?
=
V k E E e
09.51'
22==
5-14 有一台三相四级的笼型感应电动机,额定转差率02008.0=N s ,电动机的容量N P =17kW ,
N U 1=380V(D
联结),参数为1R =0.715Ω,σ1X =1.74Ω,'2R =0.416Ω,'2σX =3.03Ω,m R =6.2Ω
,
m
X
=75Ω,电动机的机械损耗ΩP =139W ,额定负载时的杂散损耗?P =320W 。试求额定负载时
的定子电流,定子功率因素,电磁转矩,输出转矩和效率。
解:等效电路如题5-13,设V U U 0380011∠=∠=?
则
)
()()
)(('2'2
'
2'
2111
1σσσx x j s
R
R jx s
R jx R jx R U I m m m m +++
+++
+=
?
?
A A j j j j
35.2657.18)
03.375()0200
.0416
.02.6()
03.30200
.0416.0)(752.6(74.1715.00
380-∠=+++
+++
+∠=
所以定子电流A I 57.181= 定子功率因数896.0)35.26cos(cos 1=-= ?
A j j jx s
R
jx R jx s
R I I m m m 72.4)
03.375()0200
.0416
.02.6()
03.30200.0416.0(
57.18)
)(
('
2'2
'
2'
2
1=+++
+?
=+++?
=σσ
A
j j x x j s
R R jx R I I m m m m 94.16)
03.375()0200
.0416
.02.6()
752.6(57.18)
()()('
2'
21'
2=++++?
=+++
+?
=σ电磁功率
W W s
R I
P e 19.1783502008
.0416.064.19332
'
22'2
=?
?=?
=
电磁转矩m N m N P T s
e e ?=??
=
Ω=
54.113601500219
.17835π 输出功率W s p p P s P e 06.17018)32013919.17835)1(()1(2=--?-=--?-=?Ω 输出转矩m N m N s P T ?=??
?-=
Ω=
5.11060
1500
2)1(06
.1701822π 输入功率12
12'
22'2
1333R I R I s
R I
P m m ++?
=
W W 26.18989)715.057.1832.672.4319.17835(2
2
=??+??+=
效率%6.89%1001
2=?=
p p η
5-25 试述极对数比为2:1的双速感应电动机的变极原理。(略)
5-26 有一台三相四极的绕线型感应电动机额定转速min 1485r n N =,转子每相电阻Ω=012.02R 。
设负载转矩保持为额定值不变,今欲把转速从1485r/min 下调到1050r/min ,问转子每相应串入多大的调速电阻?
解:额定转差率01.015001485
15001
1=-=
-=
n n n s N
N
调速后的转差率3.01500
1050
15001
1=-=-=
n n n s
设串入调速电阻为ΩR ,调速前后负载转矩不变
所以满足
s
R R s R N Ω
+=
22,
得Ω=Ω?-=-=Ω348.0012.0)101
.03.0(
)1(2R s s R N
补充题:三相感应电动机,N U 1=380V(D 联结),N P =7.5kW ,
min 960r n N =额定负载时824.0cos =N ?,W
p cu 4741=,W p Fe 231=,W p 45=Ω,W p 5.37=?
求:额定情况下的N s ,2f ,2cu p ,η和1I (线值)。
解:额定转差率04.01000
96010001
1=-=
-=
n n n s N
N
转子侧频率Hz Hz f s f N 25004.012=?==
总机械功率W W p p P P N 5.7582)5.37457500(=++=++=?ΩΩ 所以电磁功率W W P s P N
em 44.78985.758204
.01111=?-=
-=
Ω
转子铜耗W W P s p em N cu 31644.789804.02=?==
输入功率W W p p P P Fe cu em 44.8603)23147444.7898(11=++=++= 效率%2.87%10044
.86037500%1001
2=?=
?=
P P η
定子电流A A U P I N
86.15824
.0380344.8603cos 3111=??=
=?
第六章 同步电机的稳态分析
6-4 同步发电机电枢反应的性质取决于什么?交轴和直轴电枢反应对同步发电机的运行有何影
响?
答:同步发电机电枢反应的性质取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置,即激磁电动势0?
E 和负载电流?
I
之间的相角差0ψ。交轴电枢反应产生交轴电枢磁动势,与产生电磁转矩及能量转换直接相关;直轴电枢反应产生直轴电枢磁动势,起到增磁或者去磁的作用,与电机的无功功率和功率因数的超前或滞后相关。
6-6 为什么分析凸极同步电机时要用双反应理论?
凸极同步发电机
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,为什么
(不计磁饱和)?
当负载运行时,若0ψ答:因为凸极电机的气隙不均匀,分析时需用双反应理论。
既不等于 0,又不等于 90,电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空
间的相位不同,因为交、直轴的磁路不同,相同大小的磁势产生的磁通
不同,如右图。
6-8 有一台70000KV A ,60000KW ,13.8KV ,(星形联结)的三相水轮发电机,交直轴同步电抗的标
幺值分别为,7.0,0.1==**q d x x 试求额定负载时发电机的激磁电动势*
0E (不计磁饱和与定子电
阻)。
解:额定功率因数7
6cos =
=
N
N N S P ? ,∴
31=N ?
设 01∠=*
?U ,则
31
1-∠=*
?I
8.23486.17.03101∠=?-∠+∠=?+=**
?*
?*
?j x I j U E
q Q
∴
8.23=N δ
8.548.23310=+=+=N N δ?ψ
)(sin )(00
*
********
-?+=-+=q d Q q d d Q x x I E x x I E E
ψ 731.1)7.00.1(8.54sin 486.1=-+=
6-15 有一台*
d x =0.8, .0=*q x 5的凸极同步发电机与电网并联运行,已知发电机的端电压和负载为
1=*
U
,1=*
I ,8.0cos =?(滞后),电枢电阻略去不计。试求发电机的:(1)
*
E
,N δ;
(2)*
(max)e p ( 0*E 保持上面的值)。
解:(1)设
01∠=*
?U ,则
87.361-∠=*
?I
1.1736.15.087.36010∠=?-∠+∠=?+=**
?*
?*
?j x I j U E
q Q
即01.17=N δ
97
.531.1787.360=+=+=N δ?ψ
∴0
0*97.53sin sin =?=*ψI I d
)(0
*
****
-+=q d d Q x x I E E
603.13.097.53sin 36.10=?+=
1
aq ad F ad B 1
aq
(2)δδ2sin )11(
2
sin **2
***
*0*d
q
d
e
x
x
U
x
U E P -
+
?=
δδδδ2sin 375.0sin 00.22sin )8
.01
5
.01
(
21
sin 8
.01603.1+=-
+
?=
令
0*
=δ
d dP
e ,得02cos 75.0cos 00.2=+δδ
075.0cos 2cos 5.12
=-+?δδ
取cos ?>0则305.05
.1275.05.1442cos =???++
-=δ
此时:0max 24.72=δ
13.22sin 375.0sin 2max max *
max =+=δδe p
6-17 一台31250KV A(星形联结),8.0cos =N ? (滞后) 的汽轮发电机与无穷大电网并联运行,已知
发电机的同步电抗Ω=53.7s x ,额定负载时的激磁电动势kV E 2.170=(相),不计饱和与电枢电阻,试求:(1)发电机的额定负载时,端电压U 、电磁功率e P 、功率角N δ、输出的无功功率2Q 及过载能力各为多少?(2)维持额定励磁不变,减少汽轮机的输出,使发电机输出的有功功率减少一半,问此时的e P 、δ、?cos 及2Q 将变成多少?
解:(1)额定情况下忽略电阻,则电磁功率等于输出功率
kW kW S P P N N N e 225008.031250cos =?===? kVar kVar S Q N N 187506.031250sin 2=?==?
设电网相电压为U 为参考向量,则0
0∠=?
U U ,0
87.363-∠=
?
U
S I N
s x I j U E ?
?
+=0,即 )87.3690(300
-∠?+
∠=∠s N N x U
S U E δ
?????????=??+=8.03sin 6.03cos 00U x S E U x S U E s N N s N N δδ ? ???
???
??=??+=?333
31062750sin 1072.1105.47062cos 1072.1U U
U N
N δδ 2
3
2
3
3
2
2
3
)10
62750(
)10
5.47062(
105.470622)1072.1(U
U
U ?+?+??+=?
010615244110715.2019
264=?+?-U U
得方程的解 ?????
????
====677.1sin 16.3612.61111N P N k KV U δδ
????
?????
====515.3s i n 153
.1682.122222N P N k KV U δδ
由数学和原理上讲,两组答案均可以
考虑)4030()0.26.1( -=-=N P k δ则取第一组答案 (2)I f 不变,所以不变0E ,电网电压U 不变
kW kW P P e e 12500250002
12
1'
=?=
=
又 '
0'sin δs
e x V E m
P =
∴
34.172
.1712.6353.712500arcsin
arcsin
0'
'
=???==U
mE x P s e δ
设
012.6∠=?
U 则 34.172.170∠=?
E
s x I j U E ?
?
?
+=0
∴kA kA jx U E I s
52.6353.190
53.70
12.634.172.170-∠=∠∠-∠=
-=
?
?
?
∴446.052.63cos cos '
==
? k V a r
P Q e
25087s i n c o s '
'
''
2
=?=
??
6-24 某工厂电力设备的总功率为4500kW ,7.0cos =?(滞后)
。由于生产发展,欲新添一台1000kW 的同步电动机,并使工厂的总功率因数提高到0.8(滞后),问此电动机的容量和功率因数应为多少(电动机的损耗忽略不计)?
解:添加前:kW P 4500=,7.0cos =?(滞后)
∴kVA
kVA P S 64297
.04500cos ==
=
?
kVar
kVar S Q 4591714.06429sin =?=?=?
添加后:kW kW P P P N 5500)10004500('=+=+=,8.0cos '
=?(滞后)
∴kVA
kVA P
S 68758
.05500cos '
''
==
=
?
kVar
kVar S Q 41256.06875sin '
'
'
=?=?=?
所以新添加的电动机:
哈工大机械原理课程设计
Harbin Institute of Technology 机械原理课程设计说明书 课程名称:机械原理 设计题目:产品包装生产线(方案1) 院系:机电学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:
一、绪论 机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目,通过老师和书本的传授,我们了解了机构的结构,掌握了机构的简化方式与运动规律,理论知识需要与实践相结合,这便是课程设计的重要性。我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计,计算各机构的尺寸,同时还需要编写符合规范的设计说明书,正确绘制相关图纸。 通过这个项目,我们应学会如何收集与分析资料,如何正确阅读与书写说明书,如何利用现代化的设备辅助工作。这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会,同时培养了我们的创新能力,为以后机械设计课程打下了坚实的基础。 二、设计题目 产品包装生产线使用功能描述 图中所示,输送线1上为小包装产品,其尺寸为长?宽?高=600?200?200,小包装产品送至A处达到2包时,被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm,每分钟向下一工位可以分别输送14,22,30件小包装产品。 产品包装生产线(方案一)功能简图 三、设计机械系统运动循环图 由设计题目可以看出,推动产品在输送线1上运动的是执行构件1,在A处把产品推到下一工位的是执行构件2,这两个执行构件的运动协调关系如图所示。 ?1?1 执行构件一 执行构件二 ?01?02 运动循环图
图中?1 是执行构件1的工作周期,?01 是执行构件2的工作周期,?02是执行构件2的动作周期。因此,执行构件1是做连续往复运动,执行构件2是间歇运动,执行构件2的工作周期?01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。执行构件2的动作周期?02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。 四、 设计机械系统运动功能系统图 根据分析,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动,主动件每转动一周,从动件(执行构件1)往复运动一次,主动件转速分别为14,22,30rpm 14,22,30rpm 执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430rpm ,为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速,则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种,分别为 i z1= 141430 =102.14 i z2=221430=65.00 i z3=30 1430=47.67 总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成,即 i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 3种总传动比中i z1最大,i z3最小。由于定传动比i c 是常数,因此,3种变传动比中i v1最大,i v3最小。为满足最大传动比不超过4,选择i v1 =4 。 定传动比为 i c = v1 z1i i =4102.14=25.54 变传动比为 i v2= c z2i i =54.2565=2.55 i v3= c z3i i =54 .2547.67=1.87 传动系统的有级变速功能单元如图所示。 i=4,2.55,1.87 有级变速运动功能单元
哈工大电气培养方案
电气工程及其自动化专业本科生培养方案 一、培养目标 本专业培养具备电气工程领域相关的基础理论、专业技术和实践能力,具有宽广的自然科学基础和良好的人文素养,富于创新精神,能在电机与电器、电力系统、工业自动化以及电气装备制造等领域从事科学研究、工程设计、系统运行、试验分析、管理等工作的宽口径、复合型高级工程技术人才,以及具有国际竞争力的高水平研究型精英人才或工程领军人才。 二、培养要求 本专业学生主要学习电路、电磁场、电子技术基础、计算机技术、信号分析与处理、通信与网络技术、电机学、自动控制理论和电力电子技术等方面基础理论和专业知识,接受电工、电子、信息、控制及计算机技术方面的基本训练,掌握解决电气工程领域中的装备设计与制造、系统分析与运行及控制的基本能力。 毕业生应当具备以下几方面的知识和能力: 1.掌握较扎实的高等数学和大学物理等自然科学基础知识,具有较好的人文社会科学和管理科学基础,具有一定的外语国际交流和运用能力; 2.系统地掌握电气工程学科的基础理论和基本知识,主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件基本原理与应用等; 3.掌握电气工程相关的系统分析方法、设计方法和实验技术; 4.具有本专业领域内至少一个专业方向(电机、电力系统、工业自动化和电器)的专业知识和技能,了解本专业学科前沿的发展趋势; 5.具有较强的适应能力,具备一定的科学研究、技术开发和组织管理能力; 6.具有较好的工程实践动手能力和计算机应用能力,能综合运用所学知识分析和解决本领域工程问题; 7.掌握其他的一些技能,如信息技术获取,组织管理,团队合作,持续的知识学习等。 三、主干学科 电气工程。 四、专业主干课程 C语言程序设计、机械学基础、电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电磁场、电机学、自动控制理论、嵌入式系统原理及应用、仿真技术与应用、电力电子技术、信号与系统、工业通信与网络技术。 五、修业年限、授予学位及毕业学分要求 修业年限:四年。 授予学位:工学学士。 毕业学分要求:本专业学生应达到学校对本科毕业生提出的德、智、体、美等方面的要求,完成教学计划规定的全部课程的学习及实践环节训练,修满167.5学分,其中通识教育类课程 62.5学分,专业教育类课程68.0学分,实践环节37.0学分,毕业设计(论文)答辩合格,方可准予毕业。
传热学习题及参考答案
《传热学》复习题 一、判断题 1.稳态导热没有初始条件。() 2.面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。() 3.复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理() 4.肋片应该加在换热系数较小的那一端。() 5.当管道外径大于临界绝缘直径时,覆盖保温层才起到减少热损失的作用。() 6.所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。() 7.影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数,波动周期和深度。() 8.普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。() 9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程,也适用于非稳态导热过程。() 10.相同的流动和换热壁面条件下,导热系数较大的流体,对流换热系数就较小。() 11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写,它对任意形状物体内部和边界都适用。( ) 12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。 ( ) 13、温度不高于350℃,导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。 ( ) 14、在相同的进出口温度下,逆流比顺流的传热平均温差大。 ( ) 15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。 ( ) 16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式,是无条件稳定的。 ( ) 17、边界层理论中,主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。 ( ) 18、无限大平壁冷却时,若Bi→∞,则可以采用集总参数法。 ( ) 19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。 ( ) 20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。( ) 二、填空题 1.流体横向冲刷n排外径为d的管束时,定性尺寸是。 2.热扩散率(导温系数)是材料指标,大小等于。 3.一个半径为R的半球形空腔,空腔表面对外界的辐射角系数为。 4.某表面的辐射特性,除了与方向无关外,还与波长无关,表面叫做表面。 5.物体表面的发射率是ε,面积是A,则表面的辐射表面热阻是。 6.影响膜状冷凝换热的热阻主要是。
电机学期末考试试卷大全(附答案)
考 试 卷( A 卷) 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题:(35分) 1. 在国际单位制中,磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的 物理意义是,当闭合的线圈中磁通发生变化时,线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大,说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______,后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_(或_kN p p 0 β= )___时,变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性,施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波,而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级,且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比,与__短路电压(标幺值)___成反比。___短路电压(标幺值)____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通,使磁通近似为____平顶波__________波,会在绕组中电动势波形严重畸变,产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________,而电流互感器二次侧不允 许____开路____。 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形,也可以改善__电势 ____________波形。设电机定子为双层绕组,极距为12槽,为同时削弱
传热学答案+第五版+章熙民(完整版)
绪论 1.冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到: Q λ——与地面的导热量 f Q——与空 气的对流换热热量 注:若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热,否则可忽略不计。6.夏季:在维持20℃的室内,人体通过与空气的对流换热失去热量,但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量,最终的 总失热量减少。(T T? 外内 ) 冬季:在与夏季相似的条件下,一方面人体通过对流换热失去部分热量,另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分 热量,最终的总失热量增加。(T T? 外内 )。挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热,减少了人体的失热量。 7.热对流不等于对流换热,对流换热 = 热对流 + 热传导热对流为基本传热方式,对流换热为非基本传热方式 8.门窗、墙壁、楼板等等。以热传导和热对流的方式。 9.因内、外两间为真空,故其间无导热和对流传热,热量仅能通过胆壁传到外界,但夹层两侧均镀锌,其间的系统辐射系数 降低,故能较长时间地保持热水的温度。 当真空被破坏掉后,1、2两侧将存在对流换热,使其保温性
能变得很差。 10.t R R A λλ = ? 1t R R A λ λ = = 221 8.331012 m --=? 11.q t λσ =? const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=(t ) 时→曲线 12. i R α 1 R λ 3 R λ 0 R α 1 f t ??→ q 首先通过对流换热使炉子内壁温度升高,炉子内壁通过热传导,使内壁温度生高,内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量,空气夹层与外壁间再通过热传导,这样使热量通过空气夹层。(空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响,影响a α的大小。) 13.已知:360mm σ=、0.61()W m K λ=? 1 18f t =℃ 2187() W h m K =? 2 10f t =-℃ 22124() W h m K =? 墙高2.8m ,宽3m 求:q 、1 w t 、2 w t 、φ 解:12 11t q h h σλ?= ++= 18(10) 45.9210.361 870.61124 --=++2W m
最新电机学期末考试试卷大全
电机学期末考试试卷大全(附答案) 考试卷( A 卷)《电机学》课程试卷 一、填空: 1.一台直流电动机,PN=10KW,UN=220V,?=0.86,nN=980r/min,则额定电 流为___52.85A ___,额定输出转矩为___97.44N.m____。 2.电机铁心采用0.35或0.5mm的硅钢片,其目的是:__提高磁路的磁导率,降低电机的铁耗_______ 3.YYn联结的三相心式变压器,其负载时相电势的波形为:_接近正弦波__ __,这是因为:三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合,只能沿油或空气及油 箱壁闭合,磁阻大,故三次谐波磁通小,且负载时副方YO联接,使副方可感应、 流通较小的三次谐波电流,此电流也会对三次谐波磁通有所削弱,使磁通接近 正弦波,故相电势接近正弦波。 4.变压器的空载损耗主要是_铁___损耗,短路损耗主要是___铜__ 损耗。 5.选择交流绕组节距时,主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势,故
通常采用y1=___5/6τ___。 6. 一台隐极同步发电机并联于无穷大电网,额定负载时功率角 =200,现因外线发生故障,电网电压降为60%*UN,为使角保持在小于250范围内,应加大励磁,使E0为:E0/E0___E0*/E0>1.35____。 二、选择题: 1.下列关于直流电动机说法错误的是:( c ) A 串励电动机不允许空载或轻载运行 B 并励电动机不允许励磁回路开路 C 同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向 D 其它条件不变,仅降低他励电动机电枢端电压,其转速下降 2.在两相对称绕组中分别通入i1=Imsinwt,i2=Imsin(wt 1200),则此时产生的磁场( b ) A 圆形旋转磁场 B 椭圆形旋转磁场 C 脉振磁场 D 无法确定
哈工大历年电机学试卷及答案
哈工大2007年秋季学期电机学I 试题 题号一二三四卷面 成绩 平时 成绩 实验 成绩 总分分数 评卷人 一. 填空题(每题2分,共10分) 1.直流电动机常用的调速方法有:控制和控制。 2.变压器负载运行时,次电流的大小决定着次电流的大小。 3.削弱齿谐波电动势的方法有、以及其它措施。 4.单相绕组的磁动势是磁动势;对称三相绕组的磁动势为磁动势。 5.三相感应电动机的调速方法有:改变转差率调速、调速、 调速。 第1 页(共7 页) 班、学号 姓名 本题得分
二. 选择题(每题2分,共20分,直接填在括号内。) 1. 直流电机电刷处在几何中性线上,当磁路不饱和时的电枢反应是( ) A.交轴电枢反应 B.直轴去磁 C.交磁和直轴去磁 D.直轴加磁 2. 若他励直流发电机额定点时转速升高20%,则空载时发电机的端电压将 升高( ) A.小于20% B.20% C.大于20% D.40% 3. 有一台两极绕线式感应电动机要想把转速调高,采取下列哪一种调速方法 是可行的( ) A.变极调速 B.转子中串入电阻 C.变频调速 4. 一台直流发电机,其电枢绕组内的电流为( ) A.直流电流 B.交流电流 C.正弦电流 5. 设感应电动机定子旋转磁动势的转速为n1, 转子电流产生的旋转磁动势相 对定子的转速为n2, 则( ) A. n2>n1 B. n2<n1 C. n2=n1 6. 当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波磁势,下列那一种绕组 是我们应该选用的( ) A.绕组跨距为(4/5)τ B.绕组跨距为(6/7)τ C.绕组跨距为(5/6)τ
7. 欲使变压器的ΔU =0,那么负载性质应为( ) A.电阻电感性负载 B.纯电阻负载 C.纯感性负载 D.电阻电容性负载 8. 变压器制造时,硅钢片接缝变大,那么此台变压器的励磁电流将( ) A.减小 B.不变 C.增大 D.不确定 9. 深槽和双笼感应电机的共同特点是( ) A.改善运行特性 B.改善起动特性 C.提高效率 10. 变压器一次侧阻抗为1Z ,二次侧阻抗为2Z ,变比为12()a a N N =,则折算到 二次侧的等效阻抗为( ) A. 2121Z Z a + B.22 11 Z a Z + C.212 Z Z a + D.22 1Z a Z + 三、论述及画图题(每题4分,共20分) 1.试简述抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法。
哈工大机械原理大作业_凸轮机构设计(第3题)
机械原理大作业二 课程名称:机械原理 设计题目:凸轮设计 院系:机电学院 班级: 1208103 完成者: xxxxxxx 学号: 11208103xx 指导教师:林琳 设计时间: 2014.5.2
工业大学 凸轮设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮,其原始参数见表,据此设计该凸轮。 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤ ≤) 升程采用正弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,6 50π =Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得: ??? ?? ???? ??-=512sin 215650?ππ?S ;
?? ? ?????? ??-= 512cos 1601ππωv ; ?? ? ??= 512sin 1442 1?π ωa ; 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程( π?π ≤≤6 5) mm h s 50==; 0==a v ; 3、凸轮推杆回程运动方程(9 14π ?π≤≤) 回程采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,9 5'0π= Φ,6 s π = Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得: ?? ? ???-+=)(59cos 125π?s ; ()π?ω--=59 sin 451v ; ()π?ω-=59 cos 81-a 21; 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程(π?π 29 14≤≤) 0===a v s ; 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程,利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下: %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));
哈工大传热学作业答案
一维非稳态导热计算 4-15、一直径为1cm,长4cm 的钢制圆柱形肋片,初始温度为25℃,其后,肋基温度突然升高到200℃,同时温度为25℃的气流横向掠过该肋片,肋端及两侧的表面传热系数均为 100。试将该肋片等分成两段(见附图),并用有 限差分法显式格式计算从开始加热时刻起相邻4个时刻上的温度分布(以稳定性条件所允许的时间间隔计算依据)。已知=43W/(m.K),。(提示:节点4的离散方程可按端面的对流散热与从节点3到节点4的导热相平衡这一条件列出)。 解:三个节点的离散方程为: 节点2: 节点3: 节点4: 。 以上三式可化简为: 稳定性要求,即 。 ,代入得: , 如取此值为计算步长,则: ,。 于是以上三式化成为: )./(2 K m W λs m a /10333.12 5 -?=()()12223212222/2444k k k k k k k f t t t t t t d d d d x h t t c x x x πππλλπρτ+????????---++?-=?? ? ? ? ???????????? ()()12224323333/2444k k k k k k k f t t t t t t d d d d x h t t c x x x πππλλπρτ+????????---++?-=?? ? ? ? ???????????? () 22344/244k k k f t t d d h t t x ππλ????-=- ? ?????? 12132222 43421k k f a a h a h t t t t t x x cd x cd τττττρρ+????????????? =+++-- ? ? ? ????????????13243222 43421k k f a a h a h t t t t t x x cd x cd τττττρρ+????????????? =+++-- ? ? ? ??????????? ?()4322k k f xh t t xht λλ+?=+?2 3410a h x cd ττ ρ??- -≥?2341/a h x cd τρ???≤+ ????5 54332.25810 1.33310c a λρ-===??5253 1.33310410011/8.898770.020.013 2.258100.0999750.0124s τ-??????≤+== ???+??5221.333108.898770.29660.02a x τ-???==?5441008.898770.110332.258100.01h cd τρ???==??1132 20.29660.29660.1103k k f t t t t +?++=12430.29660.296620.1103k k k f t t t t ++?+=34 0.97730.0227k k f t t t +=
哈工大机械原理试卷
一.填空题(本大题共7小题,每空1分, 共15分) 1. 按照两连架杆可否作整周回转,平面连杆机构分为 、 和 。 2. 平面连杆机构的 角越大,机构的传力性能越好。 3. 运动副按接触形式的不同,分为 和 。 4.直齿圆柱齿轮正确啮合条件是两齿轮的 和 分别相等。 5. 凸轮从动件按其端部的形状可分为 从动件、 从动件和 从动件动件。 6. 机构具有确定运动的条件是: 。 7.通过将铰链四杆机构的转动副之一转化为移动副时,则可得到具有移动副的 机构、 机构、摇块机构和 机构。 二.选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分) 1. 要实现两相交轴之间的传动,可采用 传动。 A .直齿圆柱齿轮 B .斜齿圆柱齿轮 C .直齿锥齿轮 D .蜗杆蜗轮 2. 我国标准规定,对于标准直齿圆柱齿轮,其ha*= 。 A .1 B .0.25 C .0.2 D .0.8 3. 在机械传动中,若要得到大的传动比,则应采用 传动。 A. 圆锥齿轮 B. 圆柱齿轮 C. 蜗杆 D. 螺旋齿轮 4. 当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角为 。 A .0° B .90° C .45° D .15° 5. 一般情况凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的 机构。 A .转动副 B .移动副 C .高副 D .空间副 6. 齿轮的渐开线形状取决于它的 直径。 A .齿顶圆 B .分度圆 C .基圆 D .齿根圆 7. 对于滚子从动件盘形凸轮机构,滚子半径 理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。 A .必须小于 B .必须大于 C .可以等于 D .与构件尺寸无关 8. 渐开线直齿圆柱齿轮中,齿距p ,法向齿距n p ,基圆齿距b p 三者之间的关系为 。 A.p p p n b <= B.p p p n b << C.p p p n b >> D. p p p n b => 9. 轻工机械中常需从动件作单向间歇运动,下列机构中不能实现该要求的是 。 A.棘轮机构 B.凸轮机构 C.槽轮机构 D.摆动导杆机构 10. 生产工艺要求某机构将输入的匀速单向转动,转变为按正弦规律变化的移动输出,一种可供选择的机构是 。
传热学作业参考答案
第九章 4.一工厂中采用0.1MPa 的饱和水蒸气在—金属竖直薄壁上凝结,对置于壁面另一侧的物体进行加热处理。已知竖壁与蒸汽接触的表面的平均壁温为70 ℃,壁高1.2m ,宽300 mm 。在此条件下,一被加热物体的平均温度可以在半小时内升高30℃,试确定这一物体的平均热容量(不考虑散热损失)。 解:本题应注意热平衡过程,水蒸气的凝结放热量应等于被加热物体的吸热量。 P=0.1Mpa=105Pa,t s =100℃,r=2257.1kJ/kg, t m = 21( t s + t w )= 2 1 (100+70) ℃=85℃。 查教材附录5,水的物性为:ρ=958.4kg/m 3;λ=0.683 W /(m 2·℃);μ=282.5×10-6N·s/m 2 假设流态为层流: 4 1 3 2)(13.1? ? ? ???-=w s t t l r g h μλρ 41 6 3 3 2 )70100(2.1105.282102257683.081.94.95813.1?? ????-???????=- W /(m 2 ·℃) =5677 W /(m 2·℃) 3 6102257105.2822 .13056774)(4Re ??????=-= -r t t hl w s c μ=1282<1800 流态为层流,假设层流正确 Φ=ωl t t h w s )(- =5677×(100?70)×1.2×0.3W=61312W 凝结换热量=物体吸热量 Φ?τ=mc p ?t 61068.330 60 3061312?=??=?Φ?= t mc p τJ/℃ 16.当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时,欲使表面传热系数增加10倍,沸腾温 差应增加几倍?如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热,为使表面传热系数增加10倍,流速应增加多少倍?维持流体流动所消耗的功将增加多少倍?设物性为常数。 解 ①由米洛耶夫公式: { 5 .033.22 25.033.211122.0122.0p t h p t h ?=?= 10)(33.21 212=??=t t h h 所以 69.21033.211 2 ==??t t 即当h 增大10倍时,沸腾温差是原来的2.69倍。 ②如为单相流体对流换热,由D-B 公式可知8 .0m u h ∝,即
历年电机试卷及答案
华南理工大学试卷《电机学Ⅱ》试题 (电气工程及其自动化01级) 班级:电气工程01()班顺序号姓名分数总 评分 考试时间:2003年11 月27日 一、断题(正确的,请在后面括号里写“是”,错误的,请在后面括号里写“否”。 本题共15分,每题1分)(t为对,f为错) 1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。(错)2.直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。(错)3.直流发电机的换向器起整流作用;直流电动机的换向器起逆变作用。(对)4.自励是电动机的一种励磁方式。(错) 5.在直流电机中,以虚槽计算时,电枢绕组的合成节距等于换向器节距。(对)6.单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路;单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。(对) 7.直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小,单位是安培。(错)8.在考虑饱和时,直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。(对)9.当电刷沿转子旋转的方向移动时,将出现直轴电枢反应磁势。对于发电机,该磁势是去磁性质的;对于电动机,该磁势是助磁性质的。(对)10.在直流电动机的电磁功率中,包含电枢电阻的损耗。(错)11.直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值(或励磁回路电阻为固定)时,输出电压与输出电流之间的关系。并励发电机具有硬的外特性;而他励发电机则具有拐弯的外特性。(错) 12.并励电动机在轻载时,可能出现“飞车”现象。(错) 13.变压器空载接入电网时,存在很大的冲击电流。当考虑铁芯饱和时,这一冲击电流比不考虑饱和时为小。(错) 14.在ABC坐标系中,同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程(对)15.在dq0坐标系中,同步电机的d(q)轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势3部分组成 的。(对) 二、填空题(本题共15分,每空1分) 1.在没有阻尼绕组的同步电机中,忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于:在短路瞬间,励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路,电枢反应磁通只能沿励磁绕组的漏磁路闭合,因此磁阻大、电抗小,电流大。 2.在有阻尼绕组的同步电机中,忽然短路电流又远大于没有阻尼绕组时的忽然短路电流,其原因在于:在短路瞬间,除了励磁绕组的阻碍作用以外,阻尼绕组也对电枢反应磁通起阻碍作用,从而使电枢反应的磁阻更大、电抗更小,电流更大。 3.同步电机忽然短路时,定子绕组的短路电流可以分为:周期性的稳态分量、周期性的瞬态分量、周期性的超瞬态分量,以及衰减的非周期分量、二次谐波分量等。 4.同步电机忽然短路时,在定子绕组的短路电流中:周期性稳态分量同励磁绕组的非周期稳态励磁电流I 相对应;周期性瞬态分量和励磁绕组 错0 的非周期电流衰减分量对应,时间常数为对d';周期性超瞬态分量和直轴阻
传热学-第一章习题答案
传热学习题答案 第一章 蓝色字体为注释部分 1-4、对于附图中所示的两种水平夹层,试分析冷、热表面间的热量交换方式有什么不同?如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数,应采用哪种布置? 答:图(a)的热量交换方式为导热(热传导),图(b)的热量交换方式为导热(热传导)及自然对流。应采用图(a)的方式来测定流体的导热系数。 解释:因为图(a)热面在上,由于密度不同,热流体朝上,冷流体朝下,冷热流体通过直接接触来交换热量,即导热;而图(b)热面在下,热流体密度小,朝上运动,与冷流体进行自然对流,当然也有导热。 因为图(a)中只有导热,测定的传热系数即为导热系数;而图(b)有导热和自然对流方式,测定的传热系数为复合传热系数。 1-6、一宇宙飞船的外形如附图所示,其中外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口,其表面的温度状态直接影响飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表面温度与遮光罩的表面温度不同。试分析:飞船在太空中飞行时与外遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些?换热方式是什么? 答:可能与外遮光罩表面发生热交换的对象有两个:一个是外遮光罩表面与外太空进行辐射换热,另一个是外遮光罩表面与船体表面进行辐射换热。 解释:在太空中,只有可能发生热辐射,只要温度大于0K,两个物体就会发生辐射换热。 1-9、一砖墙的表面积为12m2, 厚260mm,平均导热系数为1.5W/(m.K),设面向室内的表面温度为25℃,外表面温度为-5℃,试确定此砖墙向外界散失的热
量。 解:()()()12 = 1.5122550.26 2076.92W λδΦ-=? ?--=w w A t t 此砖墙向外界散失的热量为2076.92W 。 1-12、在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中,得到下列数据:管壁平均温度t w =69℃,空气温度t f =20℃,管子外径d =14mm ,加热段长80mm ,输入加热段的功率为8.5W 。如果全部热量通过对流传热传给空气,试问此时的对流传热表面传热系数多大? 解:此题为对流传热问题,换热面积为圆管外侧表面积,公式为: ()()πΦ=-=??-w f w f hA t t h dl t t ∴ ()() 2()8.53.140.0140.08692049.3325πΦ= ?-=???-=?w f h dl t t W m K 此时的对流传热表面传热系数49.3325W/(m 2.K) 1-18、宇宙空间可近似地看成为0K 的真空空间。一航天器在太空中飞行,其外表面平均温度为250K ,表面发射率为0.7,试计算航天器单位表面上的换热量。 解:此题为辐射换热问题,公式为: ()()4412842 0.7 5.67102500155.04εσ-=-=???-=q T T W m 航天器单位表面上的换热量为155.04W/m 2。
电机学试卷(我考过了,有很多的原题)
华南理工大学试卷 《电机学Ⅰ》试题 (电气工程及其自动化01级) 班级:学号姓名 分数考试时间:命题教师: 说明:本试卷满分为90分,另外10分由实验老师评分。 一、判断题(正确的,请在后面括号里写“是”,错误的,请在后面括号里写“否”。本题共 15分,每题1分) 1. 变压器一次侧接额定电压,二次侧从空载到负载时,负载时主磁通比空载时主磁通大。(F ) 2.如果变压器二次侧绕组与一次侧绕组的匝数比为k=N1/N2,二次绕组归算到一次侧时,电动势和电压要乘以k倍,电流乘以1/k倍,阻抗乘以k2倍。( F ) 3.考虑磁路的饱和时,如果变压器主磁通为正弦波,则产生主磁通激磁电流也是正弦波。(F ) 4.三相变压器高压绕组和低压绕组的连接为Y/d时,总共可得到1、3、5、7、9、11六个奇数组号。( T ) 5.三相单层绕组中,为了使绕组端部尽可能短,每极每相槽数q=2时,采用链式绕组;q=3时,采用交叉式绕组;q=4时,采用同心式绕组。( T ) 6.对称三相绕组通入对称三相电流时,除产生基波旋转磁动势外,还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。( F ) 7.对称三相绕组通入对称三相电流,当某相电流达到交流的最大值时,基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。( T ) 8.只要电源电压不变,感应电动机的铁耗基本不变。( F ) 9.当感应电机定子接电源而转子短路堵住不转时,电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。( F ) 10.绕线型感应电动机转子绕组串电阻可以增大起动转矩,笼型感应电动机定子绕组串电阻也可以增大起动转矩。( F ) 11.感应电动机恒转矩变频调速时基本上要求电源电压随频率正比变化。( F )12.若同步电机定子合成磁场超前于转子主磁场,此时转子输入机械功率,定子绕组向电网或负载输出电功率,电机作发电机运行。( F ) 13.隐极同步发电机的同步电抗是表征对称稳态运行时电枢反应效应的参数。( F )14.凸极同步电机直轴同步电抗的饱和值等于短路比的倒数,即X d(饱和)=1/k c。(F)15.通常同步电动机在过励状态下运行,以便从电网吸收超前电流,改善电网的功率因数。(T) 二、填空题(本题共10分,每题1分) 1.变压器空载运行时,空载电流就是激磁电流。 2.变压器绕组的归算,实质是在保持功率和磁动势为不变的条件下,对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。 3.当不变损耗等于可变损耗(或铁耗等于铜耗也算对时,变压器的效率达到最大值。 4.一台单相变压器,S N=20000kVA,U1N/U2N=127kV/11kV,一次和二次绕组的额定电流分别为 157.48a 、 1818.18 。 5.如果采用短距绕组消除ν次高次谐波,则绕组的节距y1应该为 y= t-t/v 。 6.感应电动机的三种调速方法分别为变极调速、变频调速和变转差率调速。 7.同步发电机的零功率因数负载特性和空载特性之间相差一个由电枢漏抗压降和电枢等效磁动势组成的直角三角形,此三角形称为特性三角形。 8.同步发电机与无穷大电网并联运行时,调节原动机的输入功率可以调节发电机发出的有功功率。
2009传热学试卷(1)标准答案
2009传热学试卷(1)标准答案 一.填空题:(共20分)[评分标准:每小题2分] 1.按照导热机理,水的气、液、固三种状态中气态状态下的导热系数最小。 2.灰体是指吸收率与投入辐射的波长无关的物体。 3.对服从兰贝特定律的物体,辐射力E 与定向辐射强度L 之间的关系式为 E=πL 。 4.何为热边界层?固体壁面附近流体温度剧烈变化的薄层。 5.沸腾的临界热流密度是核态沸腾转变为过渡沸腾时的热流密度。 6.设计换热器时,温差修正系数ψ应大于0.9,至少不能小于0.8, 否则应改选其它流动型式。 7.热热流量φ为正表明该表面对外放热。 8.辐射网络图分析时,由于绝热面热流密度为零,所以J R =E bR ,该表面热 阻可以不画出来。 9.Nu=hL/λ,Bi=hL/λ,二者λ的的差异是Nu 中的λ为流体的导热系数, Bi 中的λ为固体的导热系数。 10.肋片在垂直于气流速度方向上开若干切口可以强化对流换热,其原因是减薄边界层厚度。 二.问答及推导题:(共50分) 1. 名词解释:(10分) ① 辐射力:单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量. ② 速度边界层:把贴壁处速度剧烈变化的薄层称为速度边界层。 ③ 导温系数:c a ρλ= 表示物体内部温度扯平的能力. ④ 饱和沸腾:流体的主体温度达到了饱和温度,壁面温度大于饱和温度时发生的沸腾称为饱和沸腾。 ⑤太阳常数:大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 2
2.厚度为δ,导热系数为λ,初始温度均匀并为t 0的无限大平板,两侧突然暴露在温度为t ∞,表面换热系数为h 的流体中。试定性画出当Bi=h δ/λ→0、Bi=h δ/λ→∞和Bi=h δ/λ为有限大小时平壁内部和流体中的温度随时间的变化示意曲线。(10分) 3. 根据大容器饱和沸腾曲线,饱和沸腾曲线可分为几个区段?其中那个区段具有温压小,换热强的特点?为什么在沸腾换热中必须严格监视并控制热通量在临界热通量以内?(10分) 答:分为四个区段:自然对流、核态沸腾、过渡沸腾和膜态沸腾。 核态沸腾具有温压小,换热强的特点。———————(5分) 对于依靠控制热流密度来改变工况的加热设备,一旦q >q max ,工况将沿q max 虚线跳至稳定膜态沸腾线,使△t 猛增,导致设备的烧毁。对于控制壁温的设备,可使q 大大减小。———————(5分) 4.已知空心球壁的内外半径为r 1和r 2,球壁的内外表面分别保持恒定的温度t 1和t 2。球壁的导热系数λ为常数。试用傅立叶定律,积分求证空心球壁的导热计算公式为: Q=4πλ(t 1-t 2)/(1/r 1-1/r 2) (10分) 解:由傅立叶定律, 2 121121 22211) (4)(4)11(442121 r r t t Q t t r r Q dt r dr Q dr dt r Q r r t t --=-=-==??πλπλπλλ π
哈工大机械原理大作业
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业一 课程名称:机械原理 设计题目:连杆机构运动分析 院系:机电学院 班级:1208105 分析者:殷琪 学号: 指导教师:丁刚 设计时间: 哈尔滨工业大学 设计说明书 1 、题目 如图所示机构,一只机构各构件的尺寸为AB=100mm,BC=,CE=,BE=,CD=,AD=,AF=7AB,DF=,∠BCE=139?。构件1的角速度为ω1=10rad/s,试求构件2上点E的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。 2、机构结构分析
该机构由6个构件组成,4和5之间通过移动副连接,其他各构件之间通过转动副连接,主动件为杆1,杆2、3、4、5为从动件,2和3组成Ⅱ级RRR 基本杆组,4和5组成Ⅱ级RPR 基本杆组。 如图建立坐标系 3、各基本杆组的运动分析数学模型 1) 位置分析 2) 速度和加速度分析 将上式对时间t 求导,可得速度方程: 将上式对时间t 求导,可得加速度方程: RRR Ⅱ级杆组的运动分析 如下图所示 当已知RRR 杆组中两杆长L BC 、L CD 和两外副B 、D 的位置和运动时,求内副C 的位置、两杆的角位置、角运动以及E 点的运动。 1) 位置方程 由移项消去j ?后可求得i ?: 式中, 可求得j ?: E 点坐标方程: 其中 2) 速度方程 两杆角速度方程为 式中, 点E 速度方程为 3) 加速度方程 两杆角加速度为 式中, 点E 加速度方程为 RPR Ⅱ级杆组的运动分析 (1) 位移方程 (2)速度方程 其中 (3)加速度方程 4、 计算编程 利用MATLAB 软件进行编程,程序如下: % 点B 和AB 杆运动状态分析 >>r=pi/180; w 1=10; e 1=0; l 1=100; Xa=0; Ya=0;
哈工大历年电机学试卷及答案
哈工大 2007 年 秋 季学期 电机学I 试题 题 号 一 二 三 四 卷面成绩 平时 成绩 实验 成绩 总分 分 数 评卷人 一. 填空题(每题2分,共10分) 1.直流电动机常用的调速方法有: 控制和 控制。 2.变压器负载运行时, 次电流的大小决定着 次电流的大小。 3.削弱齿谐波电动势的方法有 、 以及其它措施。 4.单相绕组的磁动势是 磁动势;对称三相绕组的磁动势为 磁动势。 5.三相感应电动机的调速方法有:改变转差率调速、 调速、 调速。 班、学号 姓 名 本题得分
本题得分 二. 选择题(每题2分,共20分,直接填在括号内。) 1. 直流电机电刷处在几何中性线上,当磁路不饱和时的电枢反应是( ) A.交轴电枢反应 B.直轴去磁 C.交磁和直轴去磁 D.直轴加磁 2. 若他励直流发电机额定点时转速升高20%,则空载时发电机的端电压将 升高( ) A.小于20% B.20% C.大于20% D.40% 3. 有一台两极绕线式感应电动机要想把转速调高,采取下列哪一种调速方法 是可行的( ) A.变极调速 B.转子中串入电阻 C.变频调速 4. 一台直流发电机,其电枢绕组内的电流为( ) A.直流电流 B.交流电流 C.正弦电流 5. 设感应电动机定子旋转磁动势的转速为n1, 转子电流产生的旋转磁动势相 对定子的转速为n2, 则( ) A. n2>n1 B. n2<n1 C. n2=n1 6. 当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波磁势,下列那一种绕组 是我们应该选用的( ) A.绕组跨距为(4/5)τ B.绕组跨距为(6/7)τ C.绕组跨距为(5/6)τ
哈工大机械原理课程—产品包装线方案9
哈工大机械原理课程—产品包装线方案9
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 课程名称:机械原理课程设计 设计题目:产品包装生产线(方案9) 院系:机电工程学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师:陈明 设计时间:2013.07.01-2013.07.05
哈尔滨工业大学 目录 一.题目要求 (3) 二.题目解答 1.工艺方法分析 (3) 2.运动功能分析及图示 (4) 3.系统运动方案的拟定 (8) 4.系统运动方案设计 (13) 5.运动方案执行构件的运动时序分析 (19) 6.运动循环图 (21)
产品包装生产线(方案9) 1.题目要求 如图1所示,输送线1上为小包装产品,其尺寸为长*宽*高=500*200*200,采取步进式输送方式,将第一包和第二包产品送至托盘A上(托盘A上平面与输送线1的上平面同高),每送一包产品至托盘A上,托盘A下降200mm。当第三包产品送到托盘A上后,托盘A上升405mm、顺时针旋转90°,把产品推入输送线2。然后,托盘A逆时针回转90°、下降5mm恢复至原始位置。原动机转速为1430rpm,产品输送量分三档可调,每分钟向输送线2分别输送6、12、18件小包装产品。 图1功能简图
2.题目解答 (1)工艺方法分析 由题目和功能简图可以看出,推动产品在输送线1上运动的是执行机构1,在A处使产品上升、转位的是执行构件2,在A处把产品推到下一个工位的是执行构件3,三个执行构件的运动协调关系如图所示。 下图中T1为执行构件1的工作周期,T2是执行构件2的工作周期,T3是执行构件3的工作周期,T3’是执行构件3的动作周期。由图2可以看出,执行构件1是作连续往复移动的,而执行构件2则有一个间歇往复运动和一个间歇转动,执行构件3作一个间歇往复运动。三个执行构件的工作周期关系为:3T1= T2= T3。执行构件3的动作周期为其工作周期的1/20。 图2 运动循环图 (2)运动功能分析及运动功能系统图 根据前面的分析可知,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有运动功能如