電機(jī)拖動(dòng)習(xí)題答案集

1、第一章1 . 1 一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為：額定功率Rn =25 kW，額定電壓Un =220 V，額定轉(zhuǎn)速 nN =1 500 r /min，額定效率 N = 86 .2 % o 試求:(1 )額定電流I N ；(2 )額定負(fù)載時(shí)的輸入功率 Rn o65解：(1)直流電動(dòng)機(jī)的:額定功率RNU N I N NIn25 10 . 4 一臺(tái)直流電機(jī)的數(shù)據(jù)為：極數(shù)2 p=4，元件數(shù)S=120，每個(gè)元件的電阻為 0.2 Qo 當(dāng)轉(zhuǎn)速為1 000 r /min時(shí)，每個(gè)元件的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為10 V，問當(dāng)電樞繞組為單疊或單 波繞組時(shí)，電刷間的電動(dòng)勢(shì)和電阻各為多少?131.83A220 0.862(2)RnR

2、N益 29KW1 . 2 一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)為：額定功率Pn=12 kW，額定電壓Un =230 V，額定轉(zhuǎn)速試求:n N =1 450 r /min，額定效率n =83 .5 % o(1 )額定電流I N ；(2 )額定負(fù)載時(shí)的輸入功率 Rn o解：(1)直流發(fā)電機(jī)的：額定功率RnPnUn12 10323052.17A(2) RnPn120.83514.37KW1 . 3 一臺(tái)直流電機(jī)，已知極對(duì)數(shù)p=2，槽數(shù)Z和換向片數(shù)K均等于22，采用單疊繞組。(1 )計(jì)算繞組各節(jié)距;(2 )求并聯(lián)支路數(shù)。解：(1)第一節(jié)距 y 2p22-5，為短距繞組。44單疊繞組的合成節(jié)距及換向器節(jié)距均為1，即 y

3、 yK 1第二節(jié)距yy1y 5 14(2)并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)，為4。解：當(dāng)電樞繞組為單疊繞組時(shí)，繞組并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)，為4,每一條支路串聯(lián)的元件數(shù)為30，換向器上放置4個(gè)電刷，假設(shè)一個(gè)電刷短路一個(gè)元件，每一條支路有一個(gè) 元件被短路，則電刷間的電動(dòng)勢(shì)為Ea=2910=290V ;每一條支路的電阻為R 29 0.2 5.8 ，4條并聯(lián)支路的電阻，即電刷間的電阻為Ra7 T 1.45當(dāng)電樞繞組為單波繞組時(shí)，繞組并聯(lián)支路數(shù)為2,每一條支路串聯(lián)的元件數(shù)為60，換向器上可以放置 4個(gè)電刷，至少短路 4個(gè)元件，則電刷間的電動(dòng)勢(shì)為Ea 58 10 58CV每一條支路的電阻為R 58 0.211.6電刷間

4、的電阻為Ra號(hào)乎5.81 . 5 已知一臺(tái)直流電機(jī)的極對(duì)數(shù) p=2，元件數(shù)S= Z = K=21 ，元件的匝數(shù) Nc=10，單波繞組，試求當(dāng)每極磁通 =1 . 42 X210 Wb，轉(zhuǎn)速n =1 000 r /min時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)為多少？解：?jiǎn)尾ɡ@組并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a=1，電樞總導(dǎo)體數(shù)N2SNC 2 21 10420電樞電動(dòng)勢(shì) Ea 皿60a他 1.42 1060 12 1000198.8VN=400，電樞電流la =10 A，氣也可以用計(jì)算的方法：?jiǎn)委B繞組時(shí)并聯(lián)支路數(shù)為 6，支路電流iaIa610A61 . 6 一臺(tái)直流電機(jī)，極數(shù) 2 p=6，電樞繞組總的導(dǎo)體數(shù)隙每極磁通 =0.21 Wb。試求

5、采用單疊繞組時(shí)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為多大？如把繞組改為單波繞組，保持支路電流ia的數(shù)值不變，電磁轉(zhuǎn)矩又為多大?解：電樞繞組為單疊繞組時(shí)，并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a=p=3，電磁轉(zhuǎn)矩 T -PN la 一3 400一 0.21 10 133.69N m2 a 2 3.1416 3如果把電樞繞組改為單波繞組，保持支路電流ia的數(shù)值不變，則電磁轉(zhuǎn)矩也不變， 仍為133.69 N m，因?yàn)闊o論是疊繞組還是波繞組，所有導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向是一致的, 保持支路電流ia不變，就保持了導(dǎo)體電流不變，也就保持了電磁轉(zhuǎn)矩不變。2(a=1)，10改為單波繞組，保持支路電流ia的數(shù)值不變，仍為才，而并聯(lián)支路數(shù)為電樞電流I a102

6、ia寸電磁轉(zhuǎn)矩T3 4002 3.1416 10.21103133.69N m。1 . 7 一臺(tái)他勵(lì)直流電機(jī)，極對(duì)數(shù)p=2，并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a =1，電樞總導(dǎo)體數(shù) N=372 ,電樞回路總電阻 Ra =0 .208 Q,運(yùn)行在 U=220 V , n =1 500 r /min ,=0.011 Wb的情況下。PFe =362 W，Pmec=204 W，試問:(1 )該電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是電動(dòng)機(jī)狀態(tài)?(2 )電磁轉(zhuǎn)矩是多大?(3 )輸入功率、輸出功率、效率各是多少?解：(1) Ea曲 n g 0.011 150060a60 1204.6V，低于電源電壓U=220V，所以電機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。(2

7、) IaU EaRa220204.60.20874ApN2 ala2 3723.1416 10.011 7496.39N(3)輸入功率UI220 7416280W16.28KW輸出功率P2PcuaPFePmec 16280741 2 0.208 362204=14575W=14.575KW效率P214.5750.895=89.5%P 16.28上! N 2門極題1 .8圖某種電樞繞組元件的形狀對(duì)于對(duì)稱元件，電解：電刷在換向器的位置應(yīng)使被電刷短路的元件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。刷中心線與磁極中心線重合。對(duì)于題中的不對(duì)稱元件，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)，使該元件中心線與N極中心線對(duì)齊時(shí),電刷應(yīng)將該元件短路，若換向片寬度為B

8、，則電刷中心線偏離磁極中心線的偏移量y1 B一7?，y1是元件第一節(jié)距。1 .9 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為:U N =220 V , In =92 A ,Ra =0 . 08 Q,Rf =88.7 Q,N =86 %，試求額定運(yùn)行時(shí):(1 )輸入功率;(2 )輸出功率;(3 )總損耗;(4 )電樞回路銅損耗;(5 )勵(lì)磁回路銅損耗;(6 )機(jī)械損耗與鐵損耗之和。解：（1 ）輸入功率 F1 Un In 220 92 20240W 20.24KW(2 )輸出功率P2 R20.240.8617.406KW(3 )總損耗 FPiF220.2417.4062.834KW（4）|f R22088.7

9、2.48Ala l N l f 92 2.4889.52A電樞回路銅損耗Fcual；Ra89.522 0.08 641W（5 ）勵(lì)磁回路銅損耗FCuf12Rf 2.482 88.7 545.5W(6 )機(jī)械損耗與鐵損耗之和為Fmec FFeF a Euf2834 641 545.5 1647.5W1 . 10 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為,Fn =17 kW， I n=92 a， U N =220 V ,Ra=0.08 Q, nN=1 500 r /min，電樞回路總電阻 R=0 .1 Q,勵(lì)磁回路電阻 Rf =110 Q,試求:(1 )額定負(fù)載時(shí)的效率;(2 )額定運(yùn)行時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)Ea

10、;(3 )額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。解：(1 )額定負(fù)載時(shí)的輸入功率F UnIn 220 92 20240W 20.24KWPn1720.240.84 =84%IfUn 220R 1102AIaIN I f 92 290AEaU n RIa2200.190211V(3 )額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩PnPn6017103N 2 n/602 3.1416 1500 108.2" m1 .11一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，電樞回路總電阻Ra =0.25 Q,勵(lì)磁回路電阻 Rf =44 Q,當(dāng)端電壓Un =220 V，負(fù)載電阻Rl =4Q時(shí),試求:(1 )勵(lì)磁電流和負(fù)載電流;(2 )電樞電動(dòng)勢(shì)和電樞電流;(3

11、)輸出功率和電磁功率。解:(1) IfUn220445AUnRl型55A4la IIf55560AEaUnRaI a=220+0.2560=235V(3)輸出功率P2U n I L =220 55=12100W=12.1KW電磁功率PMP2PcuaPcuf =12.1+ 602 0.25 10-3 52 44 10-3=12.1+0.9 +1.1=14.1KW(1 )轉(zhuǎn)速為額定、勵(lì)磁電流保持2.5 A時(shí)的空載電動(dòng)勢(shì);為10 A，勵(lì)磁電流保持為 2 .5 A。已知在n =750 r /min時(shí)的空載特性如下表所列:1 . 12 一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為1 000 r /min，當(dāng)滿載時(shí)電壓

12、為 220 V，電樞電流If/A0.41.01.62.02.52.63.03.64.4Ea/V3378120150176180194206225試求:(2 )如果將發(fā)電機(jī)改為并勵(lì)，且n = nN，為保持同樣的空載電動(dòng)勢(shì)，磁場(chǎng)回路的電阻應(yīng)為多少?(3 )如果保持磁場(chǎng)回路電阻不變，電機(jī)為并勵(lì)，此時(shí)能夠自勵(lì)建壓的臨界轉(zhuǎn)速為多少?(4 )如果保持n = nN，電機(jī)為并勵(lì)，此時(shí)能夠自勵(lì)建壓的臨界電阻為多少?解：(1) Ea Ce n Ea與n成成正比，轉(zhuǎn)速為額定、勵(lì)磁電流保持2.5 A時(shí)的空載電動(dòng)勢(shì)為 Ea 176 1000234.7V750If 2.5A, n 1000r / min , I a 10

13、A時(shí)的電壓U=220V，可知電樞電阻壓降為234.7-220=14.7V ,電樞電阻為14.7/10=1.47 Q,將發(fā)電機(jī)改為并勵(lì)，設(shè)勵(lì)磁電流要第(2.5 X),空載時(shí)電樞電流就是勵(lì)磁電流，產(chǎn)生的電樞電阻壓降為14 7147 (2.510X)，保持同樣的空載增加X，為(2.5+X) , X比較小，可以認(rèn)為 Ea與勵(lì)磁電流成比例增大為電動(dòng)勢(shì)234.7V不變，得到方程式筈(2.5 X)147 (2.5 X) 234.710(938.8-14.7)X=36.75X=36.75/924.1=0.0398AI f =2.5+0.0398=2.5398A磁場(chǎng)回路的電阻為 Rf空792.42.5398(3

14、)當(dāng)磁場(chǎng)回路的電阻為 92.4不變時(shí)，要產(chǎn)生如表中的最小勵(lì)磁電流0.4A時(shí)，勵(lì)(14.7/10)0.4，其和即為電電樞電動(dòng)磁繞組電壓為 0.4 92.4=36.96V，加上電樞電阻壓降14 7Ea 36.960.437.548V10此時(shí)電機(jī)能夠自勵(lì)建壓的臨界轉(zhuǎn)速為37.548 n 750 853.4r/mi n33若電機(jī)轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速，勵(lì)磁電流小于0.4A，電壓就建立不起來。nnN1000r/mi n If 0.4A時(shí),Ea 33 100044V ,減減去電樞電750阻壓降(14.7/10)14 70.4,其差(44-0.4)43.4V即為勵(lì)磁繞組電壓，所以臨界電阻為Rcf 4340.410

15、8.5若勵(lì)磁電阻大于108.5 Q,電壓就建立不起來。第二章2 . 1變壓器能改變交流電的電壓和電流，能不能改變直流電的電壓和電流？為什么?答：變壓器能改變交流電的電壓和電流，但不能改變直流電的電壓和電流。因?yàn)樽儔浩魇菓?yīng)用電磁感應(yīng)原理而工作的，只有當(dāng)一次繞組接交流電源時(shí)， 一次繞組才會(huì)流過交流電流， 在鐵心中產(chǎn)生變化的磁通，從而在二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如果一次繞組接直流電源,則一次繞組流過的是直流電流，在鐵心中產(chǎn)生的磁通是恒定不變的，不能在二次繞組中產(chǎn)生 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以變壓器只能改變交流電的電壓和電流，不能改變直流電的電壓和電流。2.2變壓器的鐵心為什么要用硅鋼片疊成而不用整塊鋼制成?統(tǒng)

16、稱為鐵損耗。答：變壓器的繞組流過交流電流時(shí)會(huì)在鐵心中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗，磁滯損耗與鐵磁材料的磁滯回線面積有關(guān)，硅鋼片的磁滯回線較窄，磁滯損耗較小。渦流損耗與鐵磁材料的電阻成反比,與鋼片厚度的平方成正比,硅鋼片是在電工鋼中加入少量的硅而制成，電阻率較大,用硅鋼片疊成的鐵心，鐵損耗較小，所以變壓器的鐵心要用硅鋼片疊成而不用整塊鋼制成。2.3 一臺(tái)變壓器額定電壓為220 /110 V，若把二次繞組（110 V ）接在220 V交流電源上,主磁通和勵(lì)磁電流將如何變化?答：若忽略變壓器繞組漏阻抗壓降，則繞組的端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。正常工作時(shí)鐵心磁路處于飽和狀態(tài)。若把額定電壓為110 V的二次繞組接

17、在 220 V交流電源上，二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將增大一倍， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與鐵心磁通成正比，所以鐵心磁通也將增大一倍，由于鐵心磁路處于飽和狀態(tài)，勵(lì)磁電流將不只是增大一倍，而將增大許多倍。2.4 一臺(tái)變壓器一次繞組額定電壓為220 V，不小心把一次繞組接在 220 V的直流電源上,會(huì)出現(xiàn)什么情況?答：若把額定電壓為交流 220 V的變壓器一次繞組接在 220 V直流電源上時(shí)，鐵心中產(chǎn)生的磁通將是恒定不變的，不會(huì)在一次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),一次繞組電流I1Ri由于繞組電阻R比較小,則一次繞組電流會(huì)很大，大大超過其額定電流，很快會(huì)將變壓器燒壞。2.5變壓器空載運(yùn)行時(shí),功率因數(shù)為什么很低？這時(shí)從電源吸收的有

18、功功率和無功功率都消耗在什么地方?答：變壓器空載電流1?？煞纸鉃橛泄Ψ至縧0a和無功分量l0r，I0a會(huì)產(chǎn)生鐵損耗,1 0r0.01，所以功率1 0答：同時(shí)與一次和二次繞組相交鏈的磁通稱為主磁通,只與一次繞組或只與二次繞組相產(chǎn)生空載磁場(chǎng)，l0a與I Or相比小很多，l0a約為0.01 I 0r， COS因數(shù)很低?？蛰d時(shí)從電源吸收的有功功率轉(zhuǎn)變?yōu)殍F損耗，無功功率轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組中的磁場(chǎng)貯能。2.6何謂變壓器的主磁通？何謂變壓器的漏磁通？它們各有什么特點(diǎn)？各起什么作用?交鏈的磁通稱為漏磁通。 主磁通經(jīng)過的是鐵心磁路，磁阻小，磁通量大；漏磁通經(jīng)過的磁路是空氣或變壓器油， 磁阻大，磁通量小。 主磁通起著傳遞

19、電能的媒介作用；漏磁通不能傳遞 能量，只產(chǎn)生電壓降。2.7何謂變壓器的勵(lì)磁電抗 Xm ?希望Xm是大好還是小好？為什么?答：變壓器的勵(lì)磁電抗 Xm是表示變壓器繞組的勵(lì)磁電流1。在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E1目，Xm表示單1 0位勵(lì)磁電流在繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因而希望Xm大好，Xm越大,同樣的勵(lì)磁電流在的電抗，即-E1 l0（Rm jXm），Xm>>Rm，所以 E1繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。2.8電抗Xi、X2的物理意義如何？當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，它們的數(shù)值變化嗎？為什么?答：電抗X1是表示一次繞組電流l1產(chǎn)生的漏磁通在一次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E 1的電抗，E 1 I1X1 ；電抗X2是

20、表示二次繞組電流12產(chǎn)生的漏磁通在二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)E 2的電抗，E 2 I2X2。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)， X1、X2數(shù)值不變，因?yàn)槁┐磐ń?jīng)過的是由空氣和變壓器油組成的線性磁路，沒有鐵磁材料的飽和現(xiàn)象，所以數(shù)值不變。2.9何謂折算？變壓器參數(shù)折算時(shí)應(yīng)該遵循什么原則?答：折算是在保持變壓器內(nèi)部原有電磁關(guān)系不變的前提下，把二次繞組的匝數(shù)變換為次繞組的匝數(shù)，并對(duì)二次電磁量進(jìn)行折合的算法。折算時(shí)遵循的原則是保持原有電磁關(guān)系不變，即磁動(dòng)勢(shì)不變，輸出功率不變，銅損耗不變等等。2 .10何謂標(biāo)么值？若一次電流的標(biāo)么值為0. 5，問二次電流的標(biāo)么值為多少？為什么?答：某一物理量的實(shí)際值與其基準(zhǔn)值之比，稱為該物理

21、量的標(biāo)么值。若一次電流的標(biāo)么值為0. 5，則二次電流的標(biāo)么值也為0.5，因?yàn)楹雎钥蛰d電流時(shí)，則磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式為IN I2N2 I2I1N1N2KIiIKIIl1 上 旦丄丄 I2即一次與二次電流的I1N KI 1 N I 2N標(biāo)么值相等。2 . 11在一次側(cè)和二次側(cè)作空載試驗(yàn)時(shí)，從電源吸收的有功功率相同嗎？測(cè)出的參數(shù)相同嗎？短路試驗(yàn)的情況又怎樣?答：在一次側(cè)和二次側(cè)作空載試驗(yàn)時(shí)，從電源吸收的有功功率相同，測(cè)出的參數(shù)中，變K?，因?yàn)闊o論是在一次側(cè)或二次側(cè)作空載試驗(yàn)時(shí)的電壓都是其對(duì)應(yīng)的額定電壓，鐵心磁通是額定磁比相同，但勵(lì)磁阻抗不相同，一次側(cè)測(cè)得的勵(lì)磁阻抗是二次側(cè)測(cè)得的勵(lì)磁阻抗的通，鐵損耗相同，

22、所以從電源吸收的有功功率相同。在一次側(cè)和二次側(cè)作短路試驗(yàn)時(shí),從電源吸收的有功功率也相同，一次側(cè)測(cè)得的短路阻抗也是二次側(cè)測(cè)得的短路阻抗的K2。2. 12 準(zhǔn)確地說變壓器的變比是空載時(shí)一次、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比，還是負(fù)載時(shí)一次、二次電壓之比?答：準(zhǔn)確地說變壓器的變比是空載時(shí)一次、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比， 不是負(fù)載時(shí)一次、二次電壓之比。由于漏阻抗壓降較小， 可以近似認(rèn)為變壓器的變比是負(fù)載時(shí)一次、二次電壓之比。2 . 13 變壓器的電壓變化率的大小與哪些因素有關(guān)?答：變壓器的電壓變化率與負(fù)載系數(shù)、短路阻抗和負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)。負(fù)載系數(shù)大,電壓變化率大；短路阻抗大，電壓變化率大；電阻性負(fù)載電壓變化率較

23、小，電感性負(fù)載電壓變化率較大。2 . 14變壓器的效率的高低與哪些因素有關(guān)？什么情況下變壓器的效率最高?答；變壓器效率的高低與負(fù)載系數(shù)及功率因數(shù)有關(guān)。在不變損耗（鐵損耗）與可變損耗（銅損耗）相等時(shí)變壓器效率最高。2 . 15 若三相變壓器的一次、二次繞組線電動(dòng)勢(shì)Euw領(lǐng)先Euw 90。，試問這臺(tái)變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的標(biāo)號(hào)數(shù)是多少?答：將三相變壓器的一次繞組線電動(dòng)勢(shì)Euw作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針指向鐘面的“12”，二次繞組線電動(dòng)勢(shì)Euw落后Euw 90。，作為時(shí)鐘的短針指向鐘面的“3”，所以聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的標(biāo)號(hào)數(shù)是3。2 . 16變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么？其中哪一個(gè)條件要絕對(duì)滿足？為什么?答：變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條

24、件有三：一是各一次側(cè)、二次側(cè)額定電壓分別相等，即變比相同；二是聯(lián)結(jié)組相同；三是短路阻抗標(biāo)么值相等。 其中第二個(gè)條件聯(lián)結(jié)組相同是要絕對(duì)滿足，因?yàn)槿袈?lián)結(jié)組不同， 表明并聯(lián)變壓器二次側(cè)繞組線電動(dòng)勢(shì)之間有相位差,并聯(lián)運(yùn)行時(shí)在二次側(cè)繞組線之間會(huì)產(chǎn)生電壓差，而變壓器短路阻抗較小， 這樣就會(huì)在繞組之間產(chǎn)生較大的環(huán)流，將繞組燒壞。2 .17何謂變壓器容量？何謂繞組容量？在雙繞組變壓器中它們是相等還是不相等？在自耦變壓器中呢?答：變壓器容量就是變壓器的的視在功率，單相變壓器容量等于其端電壓與電流的乘積。繞組容量等于其端電壓與流過繞組電流的乘積。在雙繞組變壓器中變壓器容量與繞組容量相等；在自耦變壓器中它們不相等，

25、 變壓器容量等于繞組容量加上傳導(dǎo)容量，變壓器容量大于繞組容量。2 . 18電壓互感器和電流互感器在使用中應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?答：電壓互感器在使用中二次側(cè)不能短路，電流互感器在使用中二次側(cè)不能開路,無論是電壓互感器還是電流互感器在使用中二次側(cè)都要接地。2 .19電焊變壓器外特性的特點(diǎn)是什么?答：電焊變壓器的輸出電壓隨焊接電流的增大而急劇下降，具有急劇下降的外特性。2.20 一臺(tái)三相電力變壓器，額定容量Sn = 2 000 kV A，額定電壓U1N/U2N=6 /0.4kV , Yd接法，試求一次、二次繞組額定電流I1N與I2N各為多少?解：變壓器額定容量SnV3I1NU1NJ3I 2NU 2NI 1

26、NSn73u1n2000 1033192.5A晶 6 103I 2NSnV3U 2N：000 103 32886.8A翻 0.4 1032.21試計(jì)算下列各臺(tái)變壓器的變比K :U1n/U 2n =3 300 /220 V的單相變壓器;U 1N/U 2n =6 /0.4 kV的Yy接法的三相變壓器;U 1N/U 2n =10 /0.4 kV的Yd接法的三相變壓器。解:( 1)單相變壓器K330022015(2 ) Yy接法的三相變壓器KU1u7U1nM/3U2N朋U1NU 2N(3 ) Yd接法的三相變壓器U1U1N /(3 U 1 NK szzU 2U 2Ns/SU 2N10 10343 0.

27、4 10314.42. 22 一臺(tái)三相電力變壓器 Yd接法，額定容量Sn =1 000 kV-A，額定電壓U4N/U2N=10/3.3 kV，短路阻抗標(biāo)么值 Zk =0.053，二次側(cè)的負(fù)載接成三角形， Zl=( 50 +j85 )試求一次側(cè)電流、二次側(cè)電流和二次側(cè)電壓?解：KU1U2U1N朋10UkUkU1ZkZkU1I1N2ZkU 1NsZlk2ZlU 2N1N ZKU1ZkSnI 1N103=1.7543 3.3 103ZkZkU 1 / I 1NZ1Nh/3ZkU1N角1NZkZkSnS/U1N0.053 (10"3.210 )1000 1031.752 J5O2852忽略短

28、路阻抗角與負(fù)載阻抗角的不同,ZkZL 5.33025.3302則變壓器一相的阻抗307.3I1U1N朋10Ji 307.310318.79AI2 KI 11.75 18.7932.88AU2I2ZL32.88 j50285232.8898.6 3242V2 .23 一臺(tái)單相雙繞組變壓器，額定容量為SN =600 kV-A , U1N/U2N =35 /6.3 kV ，當(dāng)有額定電流流過時(shí)，漏阻抗壓降占額定電壓的6.5% ,繞組中的銅損耗為 9 .5 kW (認(rèn)為是75 C的值)，當(dāng)一次繞組接額定電壓時(shí)， 空載電流占額定電流的 試求：5.5 %,功率因數(shù)為0. 10 。(1 )變壓器的短路阻抗和勵(lì)

29、磁阻抗各為多少?(2 )當(dāng)一次繞組接額定電壓，二次繞組接負(fù)載Zl =8040Q時(shí)的U2、Il及12各為多少?解：(1)U 1NU 2N335 10535.56 6.3 101 1NSnU 1N3600 10335 1017.1ARkPcu9.510317.1232.5UkI 1NZ K-7ZkU1NU 1NU KI 1N353100.065 13317.1XkJzK rK33232.52129ZkRkjXK32.5j129P。U 1N10 cos 035 10317.10.055 0.13292WRmP03292Io (17.10.055)23722ZmU 1NI035 10317.1 0.0

30、5537214XmjzmRm寸3721423722237027ZmRmjXm3722j37027 Zl=8040=80 (cos40°j sin 400)80 (0.76586j 0.64279)61.3j51.4Zl K2Zl 5.562(61.3j51.4)1895j1589一相的阻抗ZkZl(32.5j129)(1895j1589) =258240 ° 42I1U 1Nz35 103258213.56AI2 KI15.56 13.5675.4AU2I2ZL75.4 806032V2 .24臺(tái)三相電力變壓器 Yy聯(lián)結(jié)，額定容量為Sn =750 kV - A ,額定電壓U

31、 1N / U 2N =10/0.4 kV ;在低壓側(cè)做空載試驗(yàn)時(shí)，U 20 =400 V，I 0=60 A，空載損耗P。=3.8 kW ;在高壓側(cè)做短路試驗(yàn)時(shí)，UjK =400 V , I1K = I1N =43 .3 A，短路損耗Pk =10 .9 kW，鋁線繞組，室溫20 C,試求:(1 )變壓器各阻抗參數(shù)，求阻抗參數(shù)時(shí)認(rèn)為R1 - R2 ,X1 - X，并畫出T型等值電路圖;(2 )帶額定負(fù)載，cos 2=0.8 (滯后)時(shí)的電壓變化率厶u及二次電壓U 2(3 )帶額定負(fù)載，cos 2=0.8 (超前)時(shí)的電壓變化率厶U及二次電壓U2。解： KU1N空U1NU2n/J3U2N10 10

32、30.4 10325低壓側(cè)的勵(lì)磁電阻為RmPo/3"TT3.8 1O3/36020.352勵(lì)磁阻抗ZmU2I0400/73603.85勵(lì)磁電抗X mjzm RmJ3.8520.35223.834折算到高壓側(cè)的勵(lì)磁阻抗為ZmK2Zm 252(0.352j3.834)220j2396ZkU1K 2340011K43.35.33RkPk/3I1K衛(wèi)罔1.943 43.32Xk民_RK" J5.332 1.9424.96RK750C絲Srk空g 1.942.37228 228 20ZK750CV2.3724.9625.5RkRiR2 2R1R1 Rk2.3721.185同理X1Xk

33、24.9622.48乙 R1jX11.185j2.48R2R2K2R1K21.1852520.0019X2X2K2X1K22.482520.004Z2R2jX 2 0.0019 j0.004T型等值電路圖如題2.24 圖inEl題2.24圖(2)u JfnRkCOS 2 丨1”® 2) 100%U1也32" O.8 也34.960.6100%3.65%10 io3/V3U2(1 u)學(xué) 400 Q 嚴(yán)5)222.5V v373(3)u43.3 2.37 o.8 43.3 4.96 o.6 100%10 103朋0.81%U2400 (1O.。081)232.8V2.25兩臺(tái)

34、三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，有關(guān)數(shù)據(jù)如下:SNa=1 250 kV A , U1N/U2N =35 /10.5 kV,ZKa =0 .065 ,Yd11 。Sn =2 000 kV A , U1N/U2N =35 /10.5 kV,Zk =0.06 ,Yd11 。試求:(1 )總輸出為3 250 kV A時(shí)，每臺(tái)變壓器輸出為多少?(2 )在兩臺(tái)變壓器均不過載的前提下，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的最大輸出為多少?Zk0.06Zk0.065121312SSNSN131212(SnSn )(一125013133250121.0313153.813SN2000)32501.0310.95S S解：(1)1213SNSn0.9

35、5 12501188KVASN 1.031 20002062KVA兩臺(tái)變壓器均不過載時(shí)，令121312 12501154 KVA13S S 115420003154 KVA2.26有四臺(tái)三相變壓器,接線圖如題2 .26圖所示,通過畫繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖，確定它們的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)。V、UJV、W,6 wj"I 和hi6W.UO-d W、70*1owi 呵 W o o o0叫 5(b)題2.26圖(c)變壓器接線圖(d)解：圖(a)中的變壓器繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖Vi由圖可見，一次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv與二次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv的相位差為150°，當(dāng)Euv指向時(shí)鐘鐘面”12”時(shí)，Eu

36、v則指向時(shí)鐘鐘面的”5”，故標(biāo)號(hào)數(shù)為5,變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是Yd5。圖(b)中的變壓器繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖1由圖可見，一次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv與二次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv的相位差為90°，當(dāng)Euv指向時(shí)鐘鐘面”12”時(shí)，Euv則指向時(shí)鐘鐘面的”9”，故標(biāo)號(hào)數(shù)為9，變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo) 號(hào)是Yd9。圖(C)中的變壓器繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖W1由圖可見，一次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv與二次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv的相位差為120°，標(biāo)號(hào)數(shù)為8，變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是Yy8。圖(d)中的變壓器繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖由圖可見，一次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv與二次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量 Euv的相位差為90

37、°，標(biāo)號(hào)數(shù)為9,變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是Dy9。2.27畫出下列聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)變壓器的接線圖:(1 ) Yd3 ;(2 ) Dy1 。解：（1 ） Yd3，表示變壓器一次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv與二次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量Euv的相位差為90°，繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如圖 所示，這樣，二次繞組線電動(dòng)勢(shì)相量圖就有二個(gè)等邊三角形，即u1v1w1和u1v1w1。Vi圖（1）在 UiViWi中，U1點(diǎn)已確定，則繞組UiU2的另一個(gè)端點(diǎn)U2可以和Vi連接在一起，也可以和wi連接在一起，所以變壓器二次繞組6個(gè)端點(diǎn)連接規(guī)律如圖 和圖（b）所示。Ui圖Ui1w1圖（b）滿足圖（a）和圖（b）要求的接線圖分別如圖（

38、C）和圖（d）所示。7V| 眄Q O6-55Viw1QoV2Uiw2U2圖（c）2A6=oow1UiVioow2u2v2圖(d )合，分別如圖（e）和圖（f）所示。滿足圖ViV2圖（e）S'-6V.-ow1ViQ-6Uiw2V2U2S'u1W1Viu2 W2 V2對(duì)UiViWi，為了方便，將 Wi改為Wi，這樣，對(duì)應(yīng)的二次繞組的六個(gè)端點(diǎn)也有兩種組（e）和圖（f）要求的接線圖分別如圖（g）和圖（h）所示。聯(lián)結(jié)組為Dy1的變壓器電動(dòng)勢(shì)相量圖如圖（2）所示，可得到表示二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)相量的兩個(gè)等邊三角形，即Ui V, w1 和UiV1W1。對(duì)二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)相量UiViWi，其相電動(dòng)勢(shì)相量

39、與線電動(dòng)勢(shì)相量的關(guān)系如圖（i）所示,對(duì)應(yīng)的接線圖如圖（j）所示。Vi圖U1WiViu2 w2 v2圖(j)對(duì)線電動(dòng)勢(shì)相量UiViWi，將Wi改為Wi，其相電動(dòng)勢(shì)相量與線電動(dòng)勢(shì)相量的關(guān)系如圖(k)所示，對(duì)應(yīng)的接線圖如圖(m)所示。L V,WjVr WhLLv1w1u1V2w2 u2(m)2.28畫出下列聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)變壓器的接線圖:(1 ) Yyio ;(2 ) Dd6 。解：（1）聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為 Yy10的變壓器電動(dòng)勢(shì)相量圖如圖（a）所示，得到二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)相量的兩個(gè)等邊三角形，即u1v1w1和u1v1w1 。圖二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)相量為U1V1W1的變壓器，其接線圖如圖（b）所示。5 V, W, AQ Q

40、w1v-iu1wV2U2圖(b)對(duì)線電動(dòng)勢(shì)相量u1v1w1，將w,改為w-i，其對(duì)應(yīng)的接線圖如圖（C）所示。><3kkL, 匚 W,0-w1UiVijSiW U2 V2圖（c）聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Dd6的變壓器電動(dòng)勢(shì)相量圖如圖（d）所示，得到二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)相量的兩個(gè)等邊三角形，即u1v1w1和u1 V1W1。圖(d)二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)相量為Ui Vi Wi時(shí)，6個(gè)端點(diǎn)的連接關(guān)系如圖（e）和圖（f）所示。圖(e)Ui與圖(e)對(duì)應(yīng)的變壓器接線圖如圖(g)所示;與圖對(duì)應(yīng)的變壓器接線圖如圖(h)所示。u, V,叭V： Vj w.v-iw1 u10V2W2U2O0U2V2W圖(h)圖(g)(i)和圖(j)

41、二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)相量為UiViWi時(shí)，將Wi改為Wi , 6個(gè)端點(diǎn)的連接關(guān)系如圖所示。U2圖（i）圖(j)與圖（j）對(duì)應(yīng)的變壓器接線圖如圖（m）所示。u2 w2v2圖(k)圖(m)U2 =180 V ， I 2 =400 A，當(dāng)不計(jì)損耗2.29 一臺(tái)單相自耦變壓器數(shù)據(jù)為U 1=220 V，和漏阻抗壓降時(shí)，試求:(1 )一次電流I 1和公共繞組部分的電流I ；(2 )二次繞組容量S2及傳導(dǎo)容量Sc。解: ( 1 ) K -誥伍1U2坐0327.3A1.221211400327.372.7A(2 )S2IU272.7 180 10 313KWScI1U2 327.3 180 103 59KW第三章3

42、. 1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是哪幾部分？它們分別起什么作用?答：三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)分定子和轉(zhuǎn)子兩部分，定、轉(zhuǎn)子之間有空氣隙。定子是由同時(shí)用來嵌放定子定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三個(gè)部分組成。定子鐵心是磁路的一部分,組；定子繞組通電時(shí)能產(chǎn)生磁場(chǎng)；機(jī)座用來固定與支撐定子鐵心。 轉(zhuǎn)子部分有轉(zhuǎn)子鐵心和子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心也是磁路的一部分，同時(shí)用來嵌放轉(zhuǎn)子繞組；轉(zhuǎn)子繞組的作用是產(chǎn)生感電動(dòng)勢(shì)、流過電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理是什么？為什么異步電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速？電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)答：異步電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力的原理而工作的。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間要

43、有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，否則在轉(zhuǎn)子繞組中不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), 能產(chǎn)生電流，也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩，所以在電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不能等于同步轉(zhuǎn)速, 只能低于同步轉(zhuǎn)速。3.3什么叫轉(zhuǎn)差率？三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率為多少？為什么轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)最重要的一個(gè)技術(shù)參數(shù)?答：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速 n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差（n n）稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差（n n）與同步轉(zhuǎn)速n1之比，稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即s= n 額定轉(zhuǎn)差率Sn很小，約為0.0150.05。n1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=ni（ 1 - s），用轉(zhuǎn)差率s能表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也與轉(zhuǎn)差率相關(guān),所以轉(zhuǎn)差率是最重要的一個(gè)技術(shù)參數(shù)。3.4已知一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功

44、率Pn=10 kW，額定電壓Un =380 V，額定功率因數(shù)cos N =0.75，額定效率n=86 % ,問其額定電流I N為多少?解:由 P n=J3Un I N cos N N X 103 kW3 .5則有I NPn 103VsU N N cos N10 103=23.6AJa 380 0.86 0.75臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)定子繞組有6根引出線，其銘牌上標(biāo)明“電壓 380 /220 V，接法定子繞組應(yīng)采用哪種接法？出線盒內(nèi)的接線端子應(yīng)如Y/ ”。如果三相電源電壓是 380 V ,何連接？答：應(yīng)采用丫接法，出線盒內(nèi)三個(gè)繞組的末端 U2、V2、W2連接在一起，三個(gè)首端出線頭Ui、V、Wi接三相電源,

45、3.6三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組是如何組成的？按什么規(guī)律連接？有什么特點(diǎn)?答：三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組由三個(gè)匝數(shù)相等、相位互差1200的繞組組成。三個(gè)繞組可以連接成 丫聯(lián)接（星形聯(lián)接），也可以連接成聯(lián)接（三角形聯(lián)接）。其特點(diǎn)是對(duì)稱的三相繞組。3 .7三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)注的額定功率Pn是輸入功率還是輸出功率？是電功率還是機(jī)械功率?答：三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)注的額定功率Pn不是輸入功率，而是輸出功率， 不是電功率，而是機(jī)械功率。3.8 單相繞組通以單相交流電將在氣隙中產(chǎn)生什么性質(zhì)的磁場(chǎng)？三相對(duì)稱繞組通以三 相對(duì)稱電流將在氣隙中產(chǎn)生什么性質(zhì)的磁場(chǎng)？?jī)煞N磁場(chǎng)之間有何內(nèi)在聯(lián)系?答： 單相繞組通以單相交

46、流電將在氣隙中產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)。三相對(duì)稱繞組通以三相對(duì)稱電三相對(duì)稱繞組的流將在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解為基波與高次諧波磁場(chǎng), 基波磁場(chǎng)疊加在一起就形成了基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。3.9三相旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值與極數(shù)及繞組系數(shù)之間有什么關(guān)系?答：由三相旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)幅值表達(dá)式F1 =1 .35k N1可知， 磁動(dòng)勢(shì)幅值F1與極對(duì)P數(shù)P成反比關(guān)系，與繞組系數(shù) kN1成正比。3. 10若將三相異步電動(dòng)機(jī)三相電源的任何兩相引線對(duì)調(diào)，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向?qū)⒆骱巫兓繛槭裁?答：若將三相異步電動(dòng)機(jī)三相電源的任何兩相引線對(duì)調(diào)，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。因?yàn)楫?dāng)電動(dòng)機(jī)定子繞組外接電源相序變化時(shí),定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就反向，所以電動(dòng)機(jī)也就反向旋

47、轉(zhuǎn)。3 . 11為什么三相異步電動(dòng)機(jī)空載電流的標(biāo)么值要比變壓器的大?答：變壓器的磁路是鐵心構(gòu)成的磁路，磁阻小，產(chǎn)生一定的額定磁通所需要的勵(lì)磁 電流比較?。欢喈惒诫妱?dòng)機(jī)的磁路中包含有定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙，氣隙的磁阻比較大,產(chǎn)生同樣大小的額定磁通所需要的勵(lì)磁電流就比較大,所以三相異步電動(dòng)機(jī)空載電流的標(biāo)么值要比變壓器的大。3. 12三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路并堵轉(zhuǎn)，若定子繞組加額定電壓，將會(huì)產(chǎn)生什么后果？并分析原因。轉(zhuǎn)子繞組短路并堵轉(zhuǎn)答：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路并堵轉(zhuǎn)時(shí)，若定子繞組加額定電壓，則流過繞 組的電流會(huì)很大，使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，導(dǎo)致燒壞電動(dòng)機(jī)。其原因是：在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零， 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)切割速度為最大,動(dòng)勢(shì)最大,轉(zhuǎn)子電流最大，定子電流也就最大，約為額定電流的57倍，會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。3 . 13流的頻率f2與定子頻率f1是什么關(guān)系?異步電動(dòng)機(jī)