電機(jī)學(xué)胡虔生課后答案

1、解：由已知可得：、，則有：高壓側(cè)：低壓側(cè)： 2-2 設(shè)有一臺(tái)16MVA、三相、110/11kV、Yd連接的雙繞組變壓器（表示初級(jí)三相繞組接成星形，次級(jí)三相繞組接成三角形）。試求高壓、低壓兩側(cè)的額定線電壓、線電流和額定相電壓、相電流。解：由已知可得：、，則有：高壓側(cè)額定線電壓：額定線電流：額定相電壓：額定相電流：低壓側(cè)額定線電壓：額定線電流：額定相電壓：額定相電流：2-6、設(shè)有一臺(tái)10kV、2200/220V、單相變壓器，其參數(shù)如下：r1、r2、xk=x1+x2=26，在額定電壓下的鐵芯損耗pFe=70W，空載電流I0為額定電流的5%。假定一、二次側(cè)繞組的漏抗如歸算到同一方面時(shí)可作為相等，試求各

2、參數(shù)的標(biāo)么值，并繪出該變壓器的T形等效電路和近似等效電路。解：在一次側(cè)計(jì)算有：I0=5%I1N=0.05×4.55=0.228(A) T型等效電路近似等效電路2-11、設(shè)有一臺(tái)50kVA，50 Hz，6300/400V，Yy連接的三相鐵芯式變壓器，空載電流I0N，空載損耗p0350W，短路電壓uk*0.055，短路損耗pkN1300W。（1）試求該變壓器在空載時(shí)的參數(shù)r0及x0，以及短路參數(shù)rk、xk，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）試求該變壓器供給額定電流且cos2=0.8滯后時(shí)的電壓變化率及效率。解：（1）在高壓側(cè)計(jì)算有I0=I1N78=0.344 (A

3、)近似等效電路（2）由題目知：=1、cos2=0.8，則有：2-13、設(shè)有一臺(tái)125000kVA，50 Hz，110/11kV，YNd連接的三相變壓器，空載電流I02IN，空載損耗p0133kW，短路電壓uk*0.105，短路損耗pkN600kW。（1）試求勵(lì)磁阻抗和短路阻抗。作出近似等效電路，標(biāo)明各阻抗數(shù)值。（2）設(shè)該變壓器的二次側(cè)電壓保持額定，且供給功率因數(shù)0.8滯后的額定負(fù)載電流，求一次電壓及一次電流。（3）應(yīng)用題（2）的近似結(jié)果按定義求電壓變化率和效率。并與由實(shí)用公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。（4）求出當(dāng)該變壓器有最大效率時(shí)的負(fù)載系數(shù)以及最大效率（設(shè)）解：（1）在一次側(cè)進(jìn)行計(jì)算有I0=I1N2

4、×656= (A)近似等效電路（2） 根據(jù)上述近似等效電路，以U2為參考相量，則有：（3）在一次側(cè)加額定電壓、二次側(cè)額定負(fù)載時(shí)，有： 根據(jù)模相等可得：解得：根據(jù)定義：根據(jù)實(shí)用公式：根據(jù)（2）的結(jié)果有：根據(jù)實(shí)用公式：（4）當(dāng)時(shí)：······ABCabc3-1、有一三相變壓器，其一次、二次繞組的同極性端和一次端點(diǎn)的標(biāo)志如圖3-13所示。試把該變壓器接成Dd0；Dy11；Yd7；Yy10，并畫出它們的相電動(dòng)勢(shì)相量圖（設(shè)相序?yàn)锳、B、C相序）B,XA,a,Z,zC,Yc,yb,x解：D,d0D,y11B,XA,a,ZC,Ycbx,y

5、,z······ABCabc······ABCzxyBA,a,zCc,yb,xX,Y,ZY,d7······ABCzxycx,y,zBA,aCbX,Y,ZY,y103-2、變壓器一、二次繞組按圖3-14連接。試畫出它們的電動(dòng)勢(shì)相量圖，并判斷其連接組別（設(shè)相序?yàn)锳、B、C）cx,y,zBA,aCbX,Y,Z······ABCzxy解：Y,y10A,a,Zb,x

6、c,yBCX,Y,Z······ABCbcaY,d9B,XC,YA,a,Z,zb,xc,y······ABCcabD,d43-3、設(shè)有兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，變壓器I的容量為1000kVA，變壓器II的容量為500kVA，在不容許任何一臺(tái)變壓器過載的條件下，試就下列兩種情況求該變壓器組可能供給的最大負(fù)載。（1）當(dāng)變壓器I的短路電壓為變壓器II的短路電壓的90%時(shí)，即設(shè)UkI*kII*（2）當(dāng)變壓器II的短路電壓為變壓器I的短路電壓的90%時(shí)，即設(shè)UkII*kI*解：（1）由題目知

7、變壓器I先滿載，即I=1II（2）由題目知變壓器II先滿載，即II=1I3-4、設(shè)有兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其數(shù)據(jù)如表3-1表3-1 兩臺(tái)變壓器的數(shù)據(jù)變壓器III容量500kVA1000kVAU1N6300V6300VU2N400V400V在高壓側(cè)測(cè)得的短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)250V32A300V82A連接組Yd11Yd11（1）該兩變壓器的短路電壓Uk各為多少？（2）當(dāng)該變壓器并聯(lián)運(yùn)行，供給總負(fù)載為1200kVA，問每臺(tái)變壓器供給多少負(fù)載？（3）當(dāng)負(fù)載增加時(shí)哪一臺(tái)變壓器先滿載？設(shè)任一臺(tái)變壓器都不容許過載，問該兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行所能供給的最大負(fù)載是多少？（4） 設(shè)負(fù)載功率因數(shù)為1，當(dāng)總負(fù)載為1200kW，求

8、每臺(tái)變壓器二次繞組的電流？解： （1）變壓器I：同理可求得變壓器II： 變壓器I短路電壓UkI=UkI*×U1N/=×6300/=207.3(V) 變壓器II短路電壓UkII=UkII*×U1N/=×6300/=192.8(V)(2)由已知可得， 解得： 0.76 2= S1=1SNI×500=380（kVA） S1I=1ISNII×1000=820（kVA）（3）UkI*>UkII* 變壓器II先滿載設(shè)2=1，則由上式可得1=（4）由已知得：（相電流）解得：I2I=320(A)I2II=680(A)(上式求出為二次側(cè)的相電流，

9、也可以求其線電流)6-1、有一三相電機(jī)，Z=36、2P=6，a=1，采用單層鏈?zhǔn)嚼@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）畫出三相繞組展開圖（只畫A相）；解：（1）由已知可得：1 13 252 14 263 15 274 16 2829 17 530 18 631 19 732 20 833 21 934 22 1011 23 3512 24 36（2）槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)星形圖（3）繞組展開圖NSNSNS1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

10、 30 31 32 33 34 35 36BCXA6-2、有一三相電機(jī)，Z=36、2P=4，y=7/9，a=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）畫出三相繞組展開圖（只畫A相，B、C兩相只畫出引出線端部位置）；解：（1）由已知可得：1 192 203 215 2325 727 928 1029 1131 1332 1416 3417 354 226 2426 830 12 33 1518 36（2）槽導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)星形圖N（3）A相繞組展開圖SNSBCXA6-3、有一三相電機(jī)，Z=48，2p=4，a=1，每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)N=96，f=50Hz

11、，雙層短距繞組，星形接法，每極磁通15×10-2 Wb，3×10-2 Wb，5×10-2 Wb，7×10-2 Wb，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)E；（3）此時(shí)線電動(dòng)勢(shì)E1；解：，為了削弱5、7次諧波，?。海?-2、設(shè)有一三相電機(jī)，6極，雙層繞組，星形接法，Z=54，y=7，Nc=10，a=1，繞組中電流f=50Hz，流入電流有效值I=16A，試求：旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的基波、5次和7次諧波分量的振幅及轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向？解：由已知可得2p=6、m=3、Z=54、y=7、Nc=10，a=1，f=50Hz轉(zhuǎn)向：與基波相反向：與

12、基波相同7-3、設(shè)有4極三相交流電機(jī)，星形接法，50Hz，定子繞組為雙層對(duì)稱繞組，q=3，Nc=4，線圈跨距y=7，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？（1）（2）（3）（4）解：由已知可得：Z=2pmq=4×3×3=36，（1）合成磁動(dòng)勢(shì)是圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（2）F1=0(三相磁動(dòng)勢(shì)對(duì)稱)合成磁動(dòng)勢(shì)為零（3）合成磁動(dòng)勢(shì)是單相脈振磁動(dòng)勢(shì)基波幅值：9-1、設(shè)有一50Hz，6極三相異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)如下：PN=7.5kW，nN=964r/min，UN=380V，IN=16.4A，cosN=0.78，求額定時(shí)效率是多少？解：9-2、設(shè)有一50

13、Hz，4極三相異步電機(jī)，請(qǐng)?zhí)顫M表9-1的空格。n(r/min)15401470-600s10f2(Hz)工作狀態(tài)解：n(r/min)1540147001500-600s10f2(Hz)150070工作狀態(tài)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或堵轉(zhuǎn)理想空載電磁制動(dòng)9-5、設(shè)有一3000V，6極，50Hz，星形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)，nN=975r/min。每相參數(shù)如下：r1，x1，r2，x2，rm，xm，試分別用T型等效電路、較準(zhǔn)確近似等效電路和簡化電路，計(jì)算在額定情況下的定子電流和轉(zhuǎn)子電流。解： 設(shè) （1）T型等效電路： 其中：（2）近似等效電路： 所以：（3）簡化等效電路： 所以：9-6、設(shè)有一額定容量為5.5k

14、W，50Hz的三相四極異步電動(dòng)機(jī)，在某一運(yùn)行情況下，達(dá)到輸入的功率為6.32kW，定子銅耗為341W，轉(zhuǎn)子銅耗為237.5W，鐵芯損耗為167.5W，機(jī)械損耗為45W，雜散損耗為29W，試?yán)L出該電機(jī)的功率流程圖，并計(jì)算這一運(yùn)行情況下：（1）電磁功率、內(nèi)功率和輸出機(jī)械功率，以及電機(jī)效率；（2）轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)速（3）電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械轉(zhuǎn)矩各為多少？解：（1）（2）（3）9-7、設(shè)有一380V、50Hz、1450r/min，三角形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)，定子參數(shù)與轉(zhuǎn)子參數(shù)如歸算到同一方可作為相等，r1=r2，又每相漏抗為每相電阻的4倍，可取修正系數(shù)=1.04，rm=9，試求：（1）額定運(yùn)行時(shí)輸入功率、電磁功率

15、以及各種損耗（2）最大轉(zhuǎn)矩、過載能力以及臨界轉(zhuǎn)差率（3）要在起動(dòng)時(shí)得到最大轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)子回路中應(yīng)串入的每相電阻為多少？（歸算到定子邊的數(shù)值）解：（1）得設(shè)，則有：（2）（3）起動(dòng)時(shí)：n=0，sk=1，即解得：9-8、一臺(tái)三相八極異步電動(dòng)機(jī)，數(shù)據(jù)如下：PN=260kW、UN=380V、f=50Hz、nN=722r/min，過載能力Km=2.13，試用簡化電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式求：（1）產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率sk解：（1）（2）當(dāng)s=0.01時(shí)，當(dāng)s=0.02時(shí)，當(dāng)s=0.03時(shí)，10-2 有一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，額定參數(shù)：380V、50Hz、1455r/min、三角形連接，每相參數(shù)：r1=r2、x1=x2、rm、xm=5，試求：（1）在額定電壓下直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流倍數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和功率因數(shù)？（2）應(yīng)用星形-三角形起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流倍數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和功率因數(shù)？解：（1），設(shè)，根據(jù)T型等效電路可得：直接起動(dòng)時(shí)：（2）采用星形起動(dòng)時(shí)：星形-三角形起動(dòng)時(shí)：10-3 題10-2中的異步電動(dòng)機(jī)如是繞線型轉(zhuǎn)子，如果使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有最大值，求每相轉(zhuǎn)子回路中應(yīng)接入多大的電阻，這時(shí)起動(dòng)電流為多少？如果限制起動(dòng)電流不超過額定電流的2倍，求每相轉(zhuǎn)子回路中應(yīng)接入多大的電阻，這時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為多少？解：起動(dòng)時(shí)：n=0，sk=1，則Tst=Tmax，即解得：若限制Ist2IN，則有：解得：10