電機(jī)學(xué)作業(yè)答案

1、第一篇 變壓器1-1 變壓器依據(jù)什么原理工作的？變壓原理是什么？答：（1）變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的；（2）變壓原理是利用一、二次繞組匝數(shù)比來改變二次側(cè)電壓數(shù)值。1-8 有一臺(tái)單相變壓器的銘牌數(shù)據(jù)SN=500kVA，U1N/U2N=35/11kV，試求變壓器的額定電流。解：（1）一次側(cè)額定電流（2）二次側(cè)額定電流1-10 一臺(tái)三相變壓器SN=3200kVA，U1N/U2N=35kV/10.5kV，一次側(cè)Y接法，二次側(cè)接法。試求：（1）一、二次側(cè)額定線電壓、線電流及額定相電壓、相電流；（2）若負(fù)載功率因數(shù)cos2=0.85（滯后），則該變壓器額定運(yùn)行時(shí)帶多少有功功率和無功功率？解：（1）額定

2、電壓、電流一次側(cè)額定電壓、電流（Y）線電壓： 線電流：相電壓： 相電流：二次側(cè)額定電壓、電流（）線電壓： 線電流：相電壓： 相電流：（2）額定運(yùn)行時(shí)有功功率和無功功率有功功率：無功功率：2-3 變壓器變比K可使用以下三式：K=N1/N2，K=U1N/U2N，K= I2N/I1N，這三個(gè)變比式有何不同？哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？答：（1）K=N1/N2是變比定義式；K=U1N/U2N是空載情況下依據(jù)電壓方程和忽略繞組漏阻抗Z1和Z2由變比定義式K=E1/E2推得；K= I2N/I1N是依據(jù)磁動(dòng)勢方程忽略激磁電流I0推得，適用于重載（即接近滿載情況）時(shí)使用，輕載時(shí)誤差較大。（2）K=N1/N2是準(zhǔn)確的。2-

3、4 激磁電阻rm和激磁電抗xm的物理意義是什么？鐵心飽和程度對(duì)rm和xm有何影響？從空載運(yùn)行到滿載運(yùn)行，它們是否改變？為什么？答：（1）激磁電阻rm是反映鐵心損耗的模擬電阻，激磁電抗xm表示單位激磁電流產(chǎn)生主磁通的能力；（2）rm和xm受鐵心磁路飽和影響。若磁路飽和程度，磁導(dǎo)率µ，磁導(dǎo)由Bm=µHm和Fm = N1I0 = Hml可知Bm、Hm、I0，且Hm、I0增加速度比Bm快。由鐵損（k為常數(shù)）可知磁路飽和程度增加，rm；由可知磁路飽和程度增加，xm。（3）從空載到滿載，因?yàn)閁1=U1N不變，由電壓決定磁通原則，m、Bm、Hm、I0不變，rm和xm不變。2-11 做變壓

4、器空載、短路試驗(yàn)時(shí)，電壓可以加在高壓側(cè)，也可加在低壓側(cè)，兩種方法試驗(yàn)時(shí)，電源送入的有功功率是否相同？測得的參數(shù)是否相同？答：電源送入的有功功率相同，測得的參數(shù)不同?？蛰d試驗(yàn)：高壓側(cè)加壓：U1=U1N=4.44fN1m1；低壓側(cè)加壓：U2=U2N=4.44fN2m2，；U1= KU2，m1 =m2 =m，Bm1 =Bm2 =Bm，p01 =p02 =p0，Hm1 =Hm2 =Hm，I02=KI01。短路試驗(yàn)：高壓側(cè)加壓：IK1=I1N；低壓側(cè)加壓：IK2=I2N；IK2=KIK1，UK1=KUK2，于是pKN1 =pKN2。在空載、短路試驗(yàn)情況下，測到的有功功率相等；高壓側(cè)的試驗(yàn)電壓是低壓側(cè)的K

5、倍，低壓側(cè)的電流是高壓側(cè)的K倍，高壓側(cè)的阻抗參數(shù)是低壓側(cè)的K2倍。2-21 三相變壓器SN=200kVA，1000/400V，每相阻抗ZK=0.15+j0.35，Y,y接法，現(xiàn)一次側(cè)接三相對(duì)稱額定電壓，二次側(cè)接三相對(duì)稱負(fù)載，其每相阻抗為ZL=0.96+j0.48。求：該變壓器一、二次側(cè)電流和二次側(cè)電壓各為多少？輸入視在功率、有功及無功功率各為多少？輸出視在功率、有功及無功功率各為多少？圖1解：簡化電路如圖1所示。變比負(fù)載阻抗折算到高壓側(cè)：電路總阻抗（1）一次側(cè)電流 二次側(cè)實(shí)際電流 二次側(cè)線電壓 （2）輸入功率輸入視在功率S1 有功功率P1 無功功率Q1 （3）輸出功率輸出視在功率S2 有功功率

6、P2 無功功率Q2 2-22 一臺(tái)單相變壓器SN=3kVA，230/150V，50Hz，r1=0.3，r2=0.05，x1=0.8，x2=0.1，試求：（1）折算到高壓側(cè)的rK、xK和ZK及其標(biāo)幺值；（2）折算到低壓側(cè)的rK、xK和ZK及其標(biāo)幺值；（3）計(jì)算短路電壓百分?jǐn)?shù)uK及其分量ur，ux；（4）求滿載cos2=1和cos2=0.8之后和超前三種情況下的電壓變化率，并討論其結(jié)果。解：（1）折算到高壓側(cè)變比（2）折算到低壓側(cè)（3） （4）電壓變化率時(shí)：，（滯后）時(shí)：，（超前）時(shí)：變壓器帶阻性及感性負(fù)載時(shí)，二次側(cè)電壓低于空載電壓，帶容性負(fù)載時(shí)二次側(cè)負(fù)載電壓高于空載電壓。3-4 已知圖3-35所

7、示三相變壓器聯(lián)結(jié)組及繞組相對(duì)極性，試畫相量圖判定其聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)（a）(a)為Y，y8聯(lián)結(jié)組(c)為Y，d5聯(lián)結(jié)組3-5 根據(jù)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)，畫出其三相繞組的接線（1）Y,y2（2）Y,d7第二篇 交流電機(jī)繞組、電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢5-7 節(jié)距因數(shù)Kp1和分布因數(shù)Kd1的物理意義是什么？答：（1）節(jié)距因數(shù)KP1表示線圈短距使線匝電動(dòng)勢較線圈整距時(shí)減小的折扣系數(shù)。 （2）分布因數(shù)Kd1表示線圈分布放置后使線圈組感應(yīng)電動(dòng)勢較集中放置時(shí)減小的折扣系數(shù)。 6-4 一臺(tái)50Hz交流電機(jī)通電后逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)改接到60Hz且相序相反的電源上，但保持通入電流大小不變，問此時(shí)基波合成磁動(dòng)勢幅值、極數(shù)、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向?qū)?huì)如何改

8、變？答：（1）基波合成磁動(dòng)勢幅值不變。（電流大小不變）（2）極數(shù)不變。（繞組結(jié)構(gòu)不變）（3）轉(zhuǎn)速增加，為原來的1.2倍。（）（4）轉(zhuǎn)向改變?yōu)轫槙r(shí)針。（相序改變） 7-5 異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路中電阻有什么物理意義？如果用電感或電容代替是否可以？為什么？答：電阻為模擬機(jī)械功率的等效電阻。不能用電感或電容代替，因?yàn)槟M的功率是有功功率，只能用耗能元件來模擬。7-11 三相異步電動(dòng)機(jī)pN=75kW、UN=3000V、nN=975r/min、fN=50Hz、，已知IN=18.5A。試求：（1）電動(dòng)機(jī)極數(shù)2P和額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率sN。（2）電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)輸入及輸出功率。（3）電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的效率N。

9、解：（1）同步轉(zhuǎn)速，nN接近n1略小于n1， p=3時(shí)，n1=1000r/min， ，所以2p=6。（2）輸入功率輸出功率（3）額定運(yùn)行效率7-12 三相四極繞線型異步電動(dòng)機(jī)，接在50Hz電源上，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)每相電動(dòng)勢E2=220V、r2=0.08、x2=0.45。求額定運(yùn)行nN=1470r/min時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率、轉(zhuǎn)子相電動(dòng)勢和轉(zhuǎn)子相電流。解：同步轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)子電流頻率轉(zhuǎn)子相電動(dòng)勢轉(zhuǎn)子相電流8-4如果異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻增大、漏電抗xK增大、電源頻率f1增大，將會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩有何影響？答：（1）轉(zhuǎn)子電阻r2增大，最大轉(zhuǎn)矩不變，當(dāng)r2不太大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將增大，當(dāng)r2過大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)

10、矩減??；（2）漏電抗xk增大，最大轉(zhuǎn)矩減小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩減??；（3）電源頻率f1增大，最大轉(zhuǎn)矩減小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩減??；8-7為什么異步電動(dòng)機(jī)最初啟動(dòng)電流很大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻不大？答：因?yàn)樽畛鯁?dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率s=1，啟動(dòng)電流，與正常運(yùn)行相比，啟動(dòng)時(shí)，可見啟動(dòng)電流很大。啟動(dòng)時(shí)，s=1，很大，使很小；又因?yàn)?，故使啟?dòng)時(shí)的I0很小，主磁通m很小。考慮到轉(zhuǎn)矩為，所以異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流很大，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。8-14 三相異步電動(dòng)機(jī)PN=17.2kW，f=50Hz，2p=4，UN=380V，IN=33.8A，定子繞組Y接法；每相參數(shù)，r1=0.228、x1=0.55、,、；額定運(yùn)行時(shí)各損耗，pCu1=784W、pCu

11、2=880W、pFe=350W，p+pad=280W。試求：（1）額定運(yùn)行時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩M。（2）額定運(yùn)行時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩M2。（3）電動(dòng)機(jī)最初啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mst。（4）若使啟動(dòng)時(shí)Mst=Mm，轉(zhuǎn)子回路應(yīng)串入多大電阻？解：（1）額定運(yùn)行同步轉(zhuǎn)速內(nèi)機(jī)械功率電磁功率額定轉(zhuǎn)差電磁轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)速（2）額定輸出轉(zhuǎn)矩（3）最初啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（4）若使啟動(dòng)時(shí)Mst=Mm轉(zhuǎn)子回路應(yīng)串入電阻：11-5 一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)帶純電感負(fù)載、純電阻負(fù)載。當(dāng)負(fù)載電流加大時(shí)，如何保持發(fā)電機(jī)電壓恒定？上述二種負(fù)載時(shí)，端電壓變化有何差別？為什么？答：（1）負(fù)載電流加大時(shí)，為保持端電壓恒定，應(yīng)增加勵(lì)磁電流；（2）帶純感性負(fù)載時(shí)，有純的d軸去磁電樞反應(yīng)，當(dāng)負(fù)載電流加大時(shí)，端電壓降低；帶純阻性負(fù)載時(shí)，有d軸去磁電樞反應(yīng)，當(dāng)負(fù)載電流加大時(shí)，端電壓降低，電壓變化率低于純感性負(fù)載。12-2 什么是“無限大”電網(wǎng)？并聯(lián)在該電網(wǎng)上的同步