電機(jī)學(xué)第二版課后習(xí)題答案

1、電機(jī)學(xué)第二版 胡虔生 編習(xí)題集目錄第1章緒論1第2章變壓器的運(yùn)行原理及理論分析2第3章三相變壓器及運(yùn)行13第4章三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行16第5章特種變壓器22第6章交流繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)27第7章交流繞組及其感應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)32第8章（略）36第9章三相異步電機(jī)的理論分析與運(yùn)行特性37- 48 -第1章 緒論（）p17：1-1解：p17：1-2解：(1)(2)設(shè)b在（1.481.55）之間p18：1-4解：(1)(2) (3)第2章 變壓器的運(yùn)行原理及理論分析p42:2-1 設(shè)有一臺(tái)500kva、三相、 35000/400v雙繞組變壓器，一、二次繞組均系星形連接，試求高壓方面和低壓方面的額定電流。解

2、：p42:2-2 設(shè)有一臺(tái)16mva；三相；110/11kv；yd連接的雙繞組變壓器（表示一次三相繞組接成星形、二次三相繞組接成三角形）。試求高、低壓兩側(cè)的額定線電壓、線電流和額定相電壓、相電流。解：已知高壓側(cè)y連接：相電流=線電流：線電壓=相電壓，低壓側(cè)三角形接：相電壓=線電壓：線電流=相電流，p42:2-3 設(shè)有一臺(tái)500kva、50hz、三相變壓器、dyn連接（上列符號(hào)的意義為一次繞組接成三角形，二次繞組接成星形并有中線引出），額定電壓為10000/400v（上列數(shù)字的意義為一次額定線電壓10000v，二次額定線電壓為400v，以后不加說(shuō)明，額定電壓均指線電壓）；（1） 試求一次額定線電

3、流及相電流，二次額定線電流；（2） 如一次每相繞組的線圈有960匝，問二次每相繞組的線圈有幾匝？每匝的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？（3） 如鐵芯中磁通密度的最大值為1.4t，求該變壓器鐵芯的截面積;（4） 如在額定運(yùn)行情況下繞組的電流密度為，求一、二次繞組各應(yīng)有的導(dǎo)線截面。解： (1) 一次繞組三角形連接，線電壓等于相電壓 v 額定線電流 額定相電流 二次繞組y連接，額定線電流等于額定相電流 （2） 二次相電壓 所以 每匝的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （v） (3) 所以截面積 一次繞組導(dǎo)線截面積 ()二次繞組導(dǎo)線截面積 ()p42:2-4 設(shè)有一2kva、50hz、1100/110v、單相變壓器，在高壓側(cè)測(cè)得下列數(shù)據(jù)

4、：短路阻抗,短路電阻；在額定電壓下的空載電流的無(wú)功分量為0.09a，有功分量為0.01a。二次電壓保持在額定值。接至二次的負(fù)載為10的電阻與5的感抗相串聯(lián)。 （1）試作出該變壓器的近似等效電路，各種參數(shù)均用標(biāo)幺值表示；（2）試求一次電壓和一次電流。解：（1） 短路電抗 高壓側(cè)阻抗基值 低壓側(cè)阻抗基值 短路電阻標(biāo)幺值 短路電抗標(biāo)幺值 負(fù)載電阻標(biāo)幺值 負(fù)載感抗標(biāo)幺值 （2） 設(shè)二次電壓 所以 所以 或（2）設(shè)=10p42:2-5設(shè)有一臺(tái)10kva、2200/220v、單相變壓器，其參數(shù)如下 ， ，； 在額定電壓下的鐵芯損耗，空載電流為額定電流的5%。假設(shè)一、二次繞組的漏抗如歸算到同一方時(shí)可作為相等

5、，試求（1）各參數(shù)的標(biāo)幺值，并繪出該變壓器的t形等效電路；（2）設(shè)變壓器二次電壓和二次電流為額定值，且有滯后功率因數(shù)，求一次電壓和電流。解：（1）（2）設(shè)二次電，則p43:2-7 設(shè)有一臺(tái)1800kva、10000/400v，yyn連接的三相鐵芯式變壓器。短路電壓。在額定電壓下的空載電流為額定電流的4.5%，即，在額定電壓下的空載損耗，當(dāng)有額定電流時(shí)的短路銅耗。試求：（1）當(dāng)一次電壓保持額定值，一次電流為額定值且功率因數(shù)0.8滯后時(shí)的二次電壓和電流。（2）根據(jù)（1）的計(jì)算值求電壓變化率，并與電壓變化率公式的計(jì)算值相比較。解：（1）設(shè)： （2）2-8：解：（1）空載時(shí)，計(jì)算激磁阻抗： 短路時(shí)，計(jì)

6、算短路阻抗：（2）則：由圖可得： 2-9：解：（1）空載時(shí)，計(jì)算激磁阻抗： 短路時(shí)，計(jì)算短路阻抗：（2）設(shè)（3） 實(shí)用公式：（4）當(dāng)時(shí)，有最大效率： 2-11：設(shè)有一臺(tái)50kva，50hz，6300/400v,yy連接的三相鐵芯式變壓器?？蛰d電流，空載損耗，短路電壓，短路損耗w。（最好用標(biāo)么值，并與下面方法比較）（1）試求該變壓器在空載時(shí)的參數(shù)和，以及短路參數(shù)、，所有參數(shù)均歸算到高壓側(cè)，作出該變壓器的近似等效電路；（2）試求該變壓器在供給額定電流且滯后時(shí)的電壓變化率及效率解（1） （2）第3章 三相變壓器及運(yùn)行p54：3-1 dy11 yy10 p54：3-2 p54：3-4解：（1）（2）（

7、3）從比值看：大，為了使兩臺(tái)變壓器都不超過(guò)額定電壓，則變壓器ii先滿載。（4）繞組中的電流，即為相電流（注二次繞組為d接）第4章 三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行p69:4-1解：（1）二次空載時(shí)對(duì)稱：變壓器結(jié)構(gòu)和參數(shù)相同，二次空載時(shí)，一次繞組通過(guò)三相對(duì)稱空載電流，產(chǎn)生三相對(duì)稱磁通，在二次的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同且對(duì)稱，即一、二次側(cè)相、線電壓對(duì)稱。（2）二次接對(duì)稱負(fù)載時(shí)：同一次電流對(duì)稱、磁通對(duì)稱，二次感應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同且對(duì)稱，所以一、二次側(cè)相、線電壓對(duì)稱。（3）假設(shè)a相接負(fù)載：，邊界條件：a相序電流：各序網(wǎng)絡(luò)圖（可直接畫總圖，該題中用標(biāo)么值表示）有：由圖可得：二次側(cè)相（線）電流：一次側(cè)相（線）電流（注：無(wú)零序）

8、：二次側(cè)相電壓(不對(duì)稱)：一次側(cè)相電壓(不對(duì)稱)：一、二次側(cè)線電壓(對(duì)稱)：4-2（3）假設(shè)d/yn11，假設(shè)a相接負(fù)載（參數(shù)計(jì)算同上）：邊界條件：a相序電流：各序網(wǎng)絡(luò)圖（可直接畫總圖，該題中用標(biāo)么值表示）有：由圖可得：二次側(cè)相（線）電流：一次側(cè)相電流（直接寫，d內(nèi)為零序通路）：一次側(cè)線電流：二次側(cè)相電壓(不對(duì)稱)： 一次側(cè)相電壓(不對(duì)稱)：一、二次側(cè)線電壓(對(duì)稱)：4-3（a）(d)共同特點(diǎn)：原邊均有零序通路，相電流含零序分量，所以，該題均不用對(duì)稱分量法，直接用變比即可。解（a）邊界條件：，可直接由變比求：，也可用對(duì)稱分量法解如下：副邊對(duì)稱分量電流，簡(jiǎn)化等值電路由等值電路，原邊電流(零序電流

9、不能流通)：（b）邊界條件：， 可直接由變比求：，（c）邊界條件：， 可直接由變比求：，線電流：，（d）邊界條件：，可直接由變比求：，線電流：，第5章 特種變壓器例：一臺(tái)型號(hào)為sfsl1-20000/110的三相三繞組變壓器，ynynod11連接，額定電壓為121/38.5/11kv；高壓、中壓、低壓繞組的容量分別為20000kva、20000kva、10000kva；最大短路損耗為151kw；歸算到高壓側(cè)的短路電壓標(biāo)幺值為uk12*=0.105，uk13*=0.18，uk23*=0. 065，試求其等效電路中的各個(gè)參數(shù)（勵(lì)磁電流略去不計(jì)）。解：簡(jiǎn)化等效電路圖如下圖所示：由題已知：，；p83：

10、5-1需明白求所量，即短路電流為額定電流時(shí)的短路電壓標(biāo)幺值。經(jīng)驗(yàn)證表中短路試驗(yàn)，其它 選擇基值：電壓電流以各次額定電壓電流為基值，容量以為基值。（2）分離各電阻電抗按如下公式： （3）等效電路：p83：5-2解：該自藕變壓器變比：（1） 自藕變壓器額定容量和繞組容量之比：（3）電壓變化率：p83：5-3解：由題可知：雙繞組變壓器額定容量即為自耦變壓器的繞組容量，即，但由于是升壓變壓器，則公式變?yōu)椋?） ，： 額定電流（2） 繞組容量與額定容量之比：（3） 經(jīng)驗(yàn)證雙繞組短路試驗(yàn)和空載條件是在額定條件下進(jìn)行的：由于，則第6章 交流繞組及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)6-2 有一三相電機(jī)，z=36，2p=4， ，a

11、=1，雙層疊繞組，試求：（1）繞組因數(shù)kn1，kn5，kn7；（2）畫出槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)星形圖；（3）畫出繞組展開圖。解：（1）（2）畫出槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)星形圖；（4） 畫出繞組展開圖。6-3 有一三相電機(jī)，z=48，2p=4，a=1，每相導(dǎo)體數(shù)n=96，f=50hz，雙層短距繞組，星形接法，每極磁通, ，.試求：（1）力求削弱5次和7次諧波電動(dòng)勢(shì)，節(jié)距y應(yīng)選多少？（2）此時(shí)每相電動(dòng)勢(shì)；（3）此時(shí)的線電動(dòng)勢(shì).解: （1） 為削弱次諧波-（p104）則為削弱5次諧波：，削弱7次諧波：要同時(shí)削弱5次和7次諧波（2） ，或（3）6-3 試分析三相繞組節(jié)距因數(shù)與短距角之間的關(guān)系。畫出基波、五次諧波和七次諧波之

12、間的曲線。（）解：。當(dāng)，相應(yīng)節(jié)距因數(shù)的關(guān)系曲線如下圖所示。當(dāng)短距角變化時(shí)，基波的節(jié)距因數(shù)變化很小，5次和7次諧波的節(jié)距因數(shù)有過(guò)零點(diǎn)，即在某個(gè)短距角可使得5次或7次諧波完全消除。如需同時(shí)削弱5次和7次諧波應(yīng)在圖示的兩過(guò)零點(diǎn)之間選擇一個(gè)合適的角度，使繞組的節(jié)距為整槽數(shù)。第7章 交流繞組及其感應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)7-2 設(shè)有一三相電機(jī)，6極，雙層繞組，星形接法，z=54，y=7槽，繞組中電流，輸入電流有效值，試求：旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的基波、5次、7次諧波分量的振幅及轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向。解：基波磁動(dòng)勢(shì)幅值：基波轉(zhuǎn)速： （正向）5次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值：5次諧波轉(zhuǎn)速： （反向）7次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值：7次諧波轉(zhuǎn)速： （正向）7-3 設(shè)有一4極

13、三相交流電機(jī)，星形接法，定子繞組為雙層對(duì)稱繞組，線圈跨距y=7槽，試問流入三相電流為下列各種情況時(shí)所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)，求出磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)和基波振幅。解：（1）圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（正序）合成磁勢(shì)：（2）合成磁動(dòng)勢(shì)為零（3）合成磁動(dòng)勢(shì)為脈動(dòng)磁勢(shì) （4）橢圓形磁勢(shì)正序電流產(chǎn)生正序旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，幅值正序電流產(chǎn)生正序旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，幅值零序電流產(chǎn)生合成磁動(dòng)勢(shì)為零7-7 三相對(duì)稱繞組流入三相對(duì)稱電流試求：（1）當(dāng)時(shí)，三相合成磁勢(shì)基波分量幅值的位置；（2）時(shí)，三相合成磁勢(shì)基波分量幅值的位置；（3）時(shí)，三相合成磁勢(shì)基波分量幅值的位置。a相、b相、c相繞組等效線圈如圖所示。解：,（要選正方向）（1）當(dāng)時(shí)，三相合成磁勢(shì)基波分量幅

14、值的位置在x=0處；（2）時(shí)，三相合成磁勢(shì)基波分量幅值的位置在x=120處；（3）時(shí)，三相合成磁勢(shì)基波分量幅值的位置在x=240處。第8章 （略）第9章 三相異步電機(jī)的理論分析與運(yùn)行特性9-1 設(shè)有一臺(tái)50hz，六極三相異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)：，, ，求額定時(shí)效率。解：轉(zhuǎn)差率 輸入電動(dòng)機(jī)效率 9-2 設(shè)有一臺(tái)50hz，四極三相異步電動(dòng)機(jī)，請(qǐng)?zhí)羁眨?540147001500-600s-0.0270.002101.4f2 (hz)-1.35150070工作狀態(tài)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)靜止/啟動(dòng)理想空載電磁制動(dòng)9-5 設(shè)有一臺(tái)、6極、的星接三相感異步電動(dòng)機(jī)，每相參數(shù)如下：，試分別用t型等效電路、較準(zhǔn)確的近似等效電

15、路和簡(jiǎn)化等效電路，計(jì)算在額定情況下的定子電流和轉(zhuǎn)子電流。 解：（1）t型等效電路 （2）較準(zhǔn)確的近似等效電路，代替（3）簡(jiǎn)化等效電路9-7設(shè)有一臺(tái)、的三角形聯(lián)結(jié)得三相異步電動(dòng)機(jī)，定子參數(shù)與轉(zhuǎn)子參數(shù)如折算到同一邊時(shí)可作為相等，每相漏抗為每相電阻的4倍，可取修正系數(shù)，并且電流增減時(shí)漏抗近似為常數(shù)。試求：（1） 在額定運(yùn)行時(shí)的輸入功率，電磁功率，內(nèi)功率以及各項(xiàng)損耗；（2） 最大電磁轉(zhuǎn)矩，過(guò)載能力，以及出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率；（3） 為了在起動(dòng)時(shí)得到最大轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)子回路中應(yīng)接入的每相電阻，并用轉(zhuǎn)子電阻的倍數(shù)表示之。解：（1） ，則所以 / 輸入功率 電磁功率內(nèi)功率 定子銅耗轉(zhuǎn)子銅耗鐵耗 （2）最大轉(zhuǎn)矩

16、 而 所以 （3）要想起動(dòng)時(shí)得到最大轉(zhuǎn)矩，則應(yīng)使則 解得 每相應(yīng)串入的電阻方使起動(dòng)時(shí)得到最大轉(zhuǎn)矩。9-9有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，380v，接法，其空載和短路數(shù)據(jù)如下：空載試驗(yàn) ， 短路試驗(yàn) ， ， 已知機(jī)械損耗為，求該電機(jī)的型等效電路參數(shù)。解 （1）由空載損耗求得鐵損耗為 勵(lì)磁電阻 空載總電抗由短路試驗(yàn)求得 短路阻抗 短路電阻 短路電抗 轉(zhuǎn)子電阻 轉(zhuǎn)子漏抗 勵(lì)磁電抗 （2）空載功率因數(shù)：（3）堵轉(zhuǎn)功率因數(shù)：9-10有一臺(tái)三相四極異步電動(dòng)機(jī)，接法。額定負(fù)載時(shí)，等效電路參數(shù)，忽略勵(lì)磁回路參數(shù)。求： （1）額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率；（2）額定運(yùn)行時(shí)電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩；（3）電源電壓降20%，最大轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率為多少？若使轉(zhuǎn)矩保持額定不變，電機(jī)是否正常運(yùn)行？若是正常運(yùn)行，求此時(shí)的轉(zhuǎn)速。解：（1）額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率 ，則解得：s=0.