電機(jī)學(xué)第五版課后答案-(湯蘊(yùn)璆)

...wd......wd......wd...磁路電機(jī)學(xué)磁路的磁阻如何計(jì)算磁阻的單位是什么答：磁路的磁阻與磁路的幾何形狀〔長(zhǎng)度、面積〕和材料的導(dǎo)磁性能有關(guān)，計(jì)算公式為，單位：鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗是怎樣產(chǎn)生的，它們各與哪些因素有關(guān)答：磁滯損耗：鐵磁材料置于交變磁場(chǎng)中，被反復(fù)交變磁化，磁疇間相互摩擦引起的損耗。經(jīng)歷公式。與鐵磁材料的磁滯損耗系數(shù)、磁場(chǎng)交變的頻率、鐵心的體積及磁化強(qiáng)度有關(guān)；渦流損耗：交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變的電場(chǎng)，在鐵心中形成環(huán)流〔渦流〕，通過(guò)電阻產(chǎn)生的損耗。經(jīng)歷公式。與材料的鐵心損耗系數(shù)、頻率、磁通及鐵心重量有關(guān)。圖示鐵心線(xiàn)圈，線(xiàn)圈的匝數(shù)N=1000，鐵心厚度為0.025m〔鐵心由0.35mm的DR320硅鋼片疊成〕，疊片系數(shù)〔即截面中鐵的面積與總面積之比〕為0.93，不計(jì)漏磁，試計(jì)算：(1)中間心柱的磁通為Wb，不計(jì)鐵心的磁位降時(shí)所需的直流勵(lì)磁電流；(2)考慮鐵心磁位降時(shí)，產(chǎn)生同樣的磁通量時(shí)所需的勵(lì)磁電流。解：磁路左右對(duì)稱(chēng)可以從中間軸線(xiàn)分開(kāi)，只考慮右半磁路的情況:鐵心、氣隙截面(考慮邊緣效應(yīng)時(shí)，通長(zhǎng)在氣隙截面邊長(zhǎng)上加一個(gè)氣隙的長(zhǎng)度；氣隙截面可以不乘系數(shù))氣隙長(zhǎng)度鐵心長(zhǎng)度鐵心、氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不計(jì)鐵心中的磁位降：氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度磁勢(shì)電流考慮鐵心中的磁位降：鐵心中查表可知：鐵心磁位降圖示鐵心線(xiàn)圈，線(xiàn)圈A為100匝，通入電流1.5A，線(xiàn)圈B為50匝，通入電流1A，鐵心截面積均勻，求PQ兩點(diǎn)間的磁位降。解：由題意可知，材料的磁阻與長(zhǎng)度成正比，設(shè)PQ段的磁阻為，則左邊支路的磁阻為：圖示鑄鋼鐵心，尺寸為左邊線(xiàn)圈通入電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)1500A。試求以下三種情況下右邊線(xiàn)圈應(yīng)加的磁動(dòng)勢(shì)值：(1)氣隙磁通為Wb時(shí)；(2)氣隙磁通為零時(shí)；(3)右邊心柱中的磁通為零時(shí)。解：(1)查磁化曲線(xiàn)得氣隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度中間磁路的磁勢(shì)左邊磁路的磁勢(shì)查磁化曲線(xiàn)得查磁化曲線(xiàn)得右邊線(xiàn)圈應(yīng)加磁動(dòng)勢(shì)(2)查磁化曲線(xiàn)得查磁化曲線(xiàn)得右邊線(xiàn)圈應(yīng)加磁動(dòng)勢(shì)(3)由題意得由(1)、(2)可知取則查磁化曲線(xiàn)得氣隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度中間磁路的磁勢(shì)查磁化曲線(xiàn)得，假設(shè)合理右邊線(xiàn)圈應(yīng)加磁動(dòng)勢(shì)變壓器2-1什么叫變壓器的主磁通，什么叫漏磁通空載和負(fù)載時(shí)，主磁通的大小取決于哪些因素答：變壓器工作過(guò)程中，與原、副邊同時(shí)交鏈的磁通叫主磁通，只與原邊或副邊繞組交鏈的磁通叫漏磁通。由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式可知，空載或負(fù)載情況下，主磁通的大小取決于外加電壓、頻率和繞組匝數(shù)。2-2一臺(tái)50Hz的變壓器接到60Hz的電源上運(yùn)行時(shí)，假設(shè)額定電壓不變，問(wèn)激磁電流、鐵耗、漏抗會(huì)怎樣變化答：〔1〕額定電壓不變，則又，即磁通降低，此時(shí)可認(rèn)為磁路為線(xiàn)性的，磁阻不變，勵(lì)磁磁勢(shì)，；〔2〕鐵耗：，鐵耗稍有減?。弧?〕，2-3在導(dǎo)出變壓器的等效電路時(shí)，為什么要進(jìn)展歸算歸算是在什么條件下進(jìn)展的答：因?yàn)樽儔浩髟?、副邊只有磁的?lián)系，沒(méi)有電的聯(lián)系，兩邊電壓、電流不匹配，必須通過(guò)歸算，才能得到兩邊直接連接的等效電路；歸算原則：保持歸算前后副邊的磁動(dòng)勢(shì)不變。2-4利用T型等效電路進(jìn)展實(shí)際問(wèn)題計(jì)算時(shí)，算出的一次和二次側(cè)電壓、電流和損耗、功率是否為實(shí)際值，為什么答：一次側(cè)沒(méi)有經(jīng)過(guò)歸算，所以為實(shí)際值；二次側(cè)電壓、電流不是實(shí)際值，因?yàn)闅w算前后繞組匝數(shù)不同，但損耗、功率為實(shí)際值。2-5變壓器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何測(cè)定答：激磁阻抗由空載試驗(yàn)測(cè)量；等效漏阻抗由短路試驗(yàn)測(cè)量?！簿唧w測(cè)量方法略〕2-14有一臺(tái)三相變壓器，額定容量，額定電壓，Y,d聯(lián)結(jié)，試求：〔1〕一次、二次側(cè)的額定電流；〔2〕一次、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。解：〔1〕〔2〕原邊Y聯(lián)結(jié)：副邊聯(lián)結(jié)：2-16有一臺(tái)單相變壓器，參數(shù)為：，，，，，，。當(dāng)二次側(cè)電壓，電流，且〔滯后〕時(shí)：〔1〕畫(huà)出歸算到高壓側(cè)的T型等效電路；〔2〕用T型等效電路和簡(jiǎn)化等效電路求和，并比擬其結(jié)果。解：〔1〕歸算到高壓側(cè)：〔2〕T型等效電路如圖示：設(shè)則簡(jiǎn)化等效電路如右圖：由于在滿(mǎn)載的情況下，勵(lì)磁支路可以忽落不計(jì)，所以?xún)煞N方法計(jì)算的結(jié)果相差不大，在誤差允許的范圍之內(nèi)。2-17在圖中，各鉛垂線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的高、低壓繞組繞于同一鐵心柱上。A、B、C為正相序，試判斷聯(lián)結(jié)組a和b的組號(hào)。ababcxyzYZABCXABCXYZabczyxABABCaybzcxABCazbxcy由圖可以看出兩組均為Y,d72-19有一臺(tái)1000kVA，10kV/6.3kV的單相變壓器，額定電壓下的空載損耗為4900W，空載電流為0.05〔標(biāo)幺值〕，額定電流下時(shí)的短路損耗為14000W，短路電壓為5.2%〔百分值〕。設(shè)歸算后一次和二次繞組的電阻相等，漏抗亦相等，試計(jì)算：〔1〕歸算到一次側(cè)時(shí)T型等效電路的參數(shù)；〔2〕用標(biāo)幺值表示時(shí)近似等效電路的參數(shù)；〔3〕負(fù)載功率因數(shù)為0.8〔滯后〕時(shí)，變壓器的額定電壓調(diào)整率和額定效率；〔4〕變壓器的最大效率，發(fā)生最大效率時(shí)負(fù)載的大小〔〕。解：〔1〕歸算到一次側(cè)等效電路的參數(shù)：空載試驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)展，折算到高壓側(cè)：短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)展所以：即：，〔2〕標(biāo)幺值：高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值，，〔3〕變壓器額定電壓調(diào)整率和額定效率：〔4〕變壓器效率最大時(shí)，可變損耗等于不變損耗最大效率：2-20有一臺(tái)三相變壓器，，，Y,d11聯(lián)結(jié)組。變壓器的開(kāi)路及短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)名稱(chēng)線(xiàn)電壓V線(xiàn)電流A三相功率W備注開(kāi)路試驗(yàn)短路試驗(yàn)63007.4680055032318000電壓加在低壓側(cè)電壓加在高壓側(cè)試求一次側(cè)加額定電壓時(shí)：〔1〕歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)〔實(shí)際值和標(biāo)幺值〕；〔2〕滿(mǎn)載且〔滯后〕時(shí)，二次側(cè)電壓和一次側(cè)電流；〔3〕滿(mǎn)載且〔滯后〕時(shí)的額定電壓調(diào)整率和額定效率。解：〔1〕歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)空載試驗(yàn)在低壓側(cè)，折算到高壓側(cè)：短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)展所以：標(biāo)幺值：高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值，，(3)電壓調(diào)整率和效率：〔2〕滿(mǎn)載時(shí)設(shè)，則由簡(jiǎn)化等效電路可知2-23某變電所有兩臺(tái)組號(hào)為Y,yn0的三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其數(shù)據(jù)為第一臺(tái)：，，；第二臺(tái)：，，。試計(jì)算：〔1〕當(dāng)總負(fù)載為400kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器分擔(dān)多少負(fù)載；〔2〕在每臺(tái)變壓器均不過(guò)載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出是多少解：〔1〕當(dāng)時(shí)，設(shè)第一臺(tái)變壓器分配負(fù)載為，則第二臺(tái)變壓器的負(fù)載，滿(mǎn)足：，帶入數(shù)值計(jì)算可得：(2)求：負(fù)載增加時(shí)，小的變壓器〔第二臺(tái)〕先滿(mǎn)載，此時(shí)又2-25一臺(tái)5kVA，480V/120V的普通兩繞組變壓器，改接成600V/480V的自耦變壓器，試求改接后一次和二次的額定電流和變壓器的容量。解：第三章直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析3-9一臺(tái)四極82kW、230V、970r/min的他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，電樞上共有123個(gè)元件，每元件為一匝，支路數(shù)。如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時(shí)每極的磁通，試計(jì)算當(dāng)電機(jī)輸出額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。解：由題意可知，空載時(shí)：所以額定情況下：3-12一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的額定電壓為230V，額定電流為10A，額定轉(zhuǎn)速為1000r/min，電樞總電阻，勵(lì)磁繞組電阻，在750r/min時(shí)的空載特性如下表所示：/A0.41.01.62.02.53.03.64.45.2/V3378120150176194206225240試求：〔1〕額定轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流為2.5A時(shí)，空載電壓是多少〔2〕假設(shè)轉(zhuǎn)速降為900r/min，空載電壓為多少〔3〕滿(mǎn)載時(shí)的電磁功率為多少解：〔1〕空載時(shí)時(shí)：750r/min，對(duì)應(yīng)176V當(dāng)1000r/min，對(duì)應(yīng)〔2〕n=900r/min時(shí)：〔3〕滿(mǎn)載情況下：3-13一臺(tái)四極82kW、230V、970r/min的并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，，勵(lì)磁繞組總電阻，額定負(fù)載時(shí)并勵(lì)回路中串入3.5Ω的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2V，鐵耗和機(jī)械損耗共2.5kW，雜散損耗為額定功率的0.5%，試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的輸入功率、電磁功率和效率。解：電磁功率：，輸入功率：效率：3-17一臺(tái)17kW、220V的串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，串勵(lì)繞組電阻為0.12Ω，電樞總電阻為0.2Ω，在額定電壓下電動(dòng)機(jī)電樞電流為65A時(shí)，轉(zhuǎn)速為670r/min，試確定電樞電流增為75A時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩〔磁路設(shè)為線(xiàn)性〕。解：：時(shí)，轉(zhuǎn)速時(shí)：3-18一臺(tái)96kW的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓為440V，額定電流為255A，額定勵(lì)磁電流為5A，額定轉(zhuǎn)速為500r/min，電樞總電阻為0.078Ω，不計(jì)電樞反響，試求〔1〕電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；〔2〕額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；〔3〕電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速。解：〔1〕電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩：〔2〕額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，，所以〔3〕電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速：第四章交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)4-11計(jì)算以下三相、兩極、50Hz的同步發(fā)電機(jī)定子的基波繞組因數(shù)和空載相電動(dòng)勢(shì)、線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。定子槽數(shù)Q=48，每槽內(nèi)有兩根導(dǎo)體，支路數(shù)a=1，y1=20，繞組為雙層、星形聯(lián)結(jié)，基波磁通量φ1=1.11Wb。解：極距槽距角基波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)空載相電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)4-12有一三相雙層繞組，Q=36，2p=4，f=50Hz，，試求基波、5次、7次和一階齒諧波的繞組因數(shù)。假設(shè)繞組為星形聯(lián)結(jié)，每個(gè)線(xiàn)圈有兩匝，基波磁通φ1=0.74Wb，諧波磁場(chǎng)與基波磁場(chǎng)之比，，每相只有一條支路，試求基波、5次和7次諧波的相電動(dòng)勢(shì)。解：槽距角基波繞組系數(shù)5次諧波繞組系數(shù)7次諧波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)4-19試求題4-11中的發(fā)電機(jī)通有額定電流，一相和三相繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)幅值。發(fā)電機(jī)的容量為12000kW，，額定電壓〔線(xiàn)電壓〕為6.3kV，星形聯(lián)結(jié)。解：相磁動(dòng)勢(shì)幅值三相磁動(dòng)勢(shì)幅值4-21試分析以下情況下是否會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)向怎樣〔1〕對(duì)稱(chēng)兩相繞組內(nèi)通以對(duì)稱(chēng)兩相正序電流時(shí)；〔2〕三相繞組一相〔例如C相〕斷線(xiàn)時(shí)。AB解：(1)設(shè),則AB所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為正向旋轉(zhuǎn)的圓形磁勢(shì)，且幅值等于為單相基波〔2〕C相斷線(xiàn)的情況下設(shè),則所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為脈振磁勢(shì)，且幅值為單相基波幅值的倍。4-25兩個(gè)繞組A和B，其匝數(shù)和繞組因數(shù)均一樣，A在空間超前于B90。+α電角，假設(shè)，問(wèn)要使A和B的基波合成磁動(dòng)勢(shì)成為正向推移〔從A到B〕的恒幅旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，的表達(dá)式應(yīng)是怎樣的解：設(shè)A相：B相：所以逆向旋轉(zhuǎn)波相互抵消,則得此時(shí)補(bǔ)充題：解析法證明三相繞組通以負(fù)序電流時(shí)將形成反向推移的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)證明：所以幅值點(diǎn)即即該磁動(dòng)勢(shì)為反向推移的圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)4-11計(jì)算以下三相、兩極、50Hz的同步發(fā)電機(jī)定子的基波繞組因數(shù)和空載相電動(dòng)勢(shì)、線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。定子槽數(shù)Q=48，每槽內(nèi)有兩根導(dǎo)體，支路數(shù)a=1，y1=20，繞組為雙層、星形聯(lián)結(jié)，基波磁通量φ1=1.11Wb。解：極距槽距角基波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)空載相電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)4-12有一三相雙層繞組，Q=36，2p=4，f=50Hz，，試求基波、5次、7次和一階齒諧波的繞組因數(shù)。假設(shè)繞組為星形聯(lián)結(jié)，每個(gè)線(xiàn)圈有兩匝，基波磁通φ1=0.74Wb，諧波磁場(chǎng)與基波磁場(chǎng)之比，，每相只有一條支路，試求基波、5次和7次諧波的相電動(dòng)勢(shì)。解：槽距角基波繞組系數(shù)5次諧波繞組系數(shù)7次諧波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)4-19試求題4-11中的發(fā)電機(jī)通有額定電流，一相和三相繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)幅值。發(fā)電機(jī)的容量為12000kW，，額定電壓〔線(xiàn)電壓〕為6.3kV，星形聯(lián)結(jié)。解：相磁動(dòng)勢(shì)幅值三相磁動(dòng)勢(shì)幅值4-21試分析以下情況下是否會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)向怎樣〔1〕對(duì)稱(chēng)兩相繞組內(nèi)通以對(duì)稱(chēng)兩相正序電流時(shí)；〔2〕三相繞組一相〔例如C相〕斷線(xiàn)時(shí)。AB解：(1)設(shè),則AB所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為正向旋轉(zhuǎn)的圓形磁勢(shì)，且幅值等于為單相基波〔2〕C相斷線(xiàn)的情況下設(shè),則所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為脈振磁勢(shì)，且幅值為單相基波幅值的倍。4-25兩個(gè)繞組A和B，其匝數(shù)和繞組因數(shù)均一樣，A在空間超前于B90。+α電角，假設(shè)，問(wèn)要使A和B的基波合成磁動(dòng)勢(shì)成為正向推移〔從A到B〕的恒幅旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，的表達(dá)式應(yīng)是怎樣的解：設(shè)A相：B相：所以逆向旋轉(zhuǎn)波相互抵消,則得此時(shí)補(bǔ)充題：解析法證明三相繞組通以負(fù)序電流時(shí)將形成反向推移的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)證明：所以幅值點(diǎn)即即該磁動(dòng)勢(shì)為反向推移的圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)第五章感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析5-3三相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子所生磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速是否改變?為什么?答：不變。設(shè)氣隙磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度為，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)差率為，則轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率為，由此電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的速度為，則相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。即轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速不變。5-6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等效電路中的代表什么能否不用電阻而用一個(gè)電抗去代替?為什么? 答：代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率對(duì)應(yīng)的等效電阻，消耗在該電阻上的功率代表總的機(jī)械功率。它不能由電抗代替，因?yàn)殡娍股蠐p耗的是滯后的無(wú)功功率，不能代替轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率的有功功率。5-11試寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)形式:(1)用電磁功率表達(dá)；(2)用總機(jī)械功率表達(dá)；(3)用主磁通，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù)表達(dá)。答：〔1〕用電磁功率表達(dá)〔2〕用總機(jī)械功率表達(dá)〔3〕用主磁通，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù)表達(dá)5-13有一臺(tái)Y聯(lián)結(jié)，380V，50Hz，額定轉(zhuǎn)速為1444r/min的三相繞線(xiàn)型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)為=0.4，=0.4，==1，=40，略去不計(jì)，定，轉(zhuǎn)子的電壓比為4。試求：(1)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率；(2)額定負(fù)載時(shí)的定，轉(zhuǎn)子電流；(3)額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子的頻率和每相電動(dòng)勢(shì)值。解：〔1〕額定轉(zhuǎn)差率〔2〕T形等效電路圖如右設(shè)，則(3)所以〔3〕5-14有一臺(tái)三相四級(jí)的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率，電動(dòng)機(jī)的容量=17kW，=380V(D聯(lián)結(jié))，參數(shù)為=0.715，=1.74，=0.416，=3.03，=6.2，=75，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗=139W，額定負(fù)載時(shí)的雜散損耗=320W。試求額定負(fù)載時(shí)的定子電流，定子功率因素，電磁轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩和效率。解：等效電路如題5-13，設(shè)則所以定子電流定子功率因數(shù)電磁功率電磁轉(zhuǎn)矩輸出功率輸出轉(zhuǎn)矩輸入功率效率5-25試述極對(duì)數(shù)比為2:1的雙速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變極原理。(略)5-26有一臺(tái)三相四極的繞線(xiàn)型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子每相電阻。設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持為額定值不變，今欲把轉(zhuǎn)速?gòu)?485r/min下調(diào)到1050r/min，問(wèn)轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入多大的調(diào)速電阻解：額定轉(zhuǎn)差率調(diào)速后的轉(zhuǎn)差率設(shè)串入調(diào)速電阻為，調(diào)速前后負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變所以滿(mǎn)足，得補(bǔ)充題：三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，=380V(D聯(lián)結(jié))，=7.5kW，額定負(fù)載時(shí)，，，，求：額定情況下的，，，和〔線(xiàn)值〕。解：額定轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子側(cè)頻率總機(jī)械功率所以電磁功率轉(zhuǎn)子銅耗輸入功率效率定子電流第六章同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析6-4同步發(fā)電機(jī)電樞反響的性質(zhì)取決于什么交軸和直軸電樞反響對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有何影響答：同步發(fā)電機(jī)電樞反響的性質(zhì)取決于電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁場(chǎng)在空間的相對(duì)位置，即激磁電動(dòng)勢(shì)和負(fù)載電流之間的相角差。交軸電樞反響產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，與產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩及能量轉(zhuǎn)換直接相關(guān)；直軸電樞反響產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，起到增磁或者去磁的作用，與電機(jī)的無(wú)功功率和功率因數(shù)的超前或滯后相關(guān)。6-6為什么分析凸極同步電機(jī)時(shí)要用雙反響理論凸極同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，假設(shè)既不等于，又不等于，問(wèn)電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間是否同相，為什么〔不計(jì)磁飽和〕答：因?yàn)橥箻O電機(jī)的氣隙不均勻，分析時(shí)需用雙反響理論。當(dāng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，假設(shè)既不等于，又不等于，電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間的相位不同，因?yàn)榻?、直軸的磁路不同，一樣大小的磁勢(shì)產(chǎn)生的磁通不同，如右圖。6-8有一臺(tái)70000KVA，60000KW，13.8KV，(星形聯(lián)結(jié))的三相水輪發(fā)電機(jī)，交直軸同步電抗的標(biāo)幺值分別為試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)(不計(jì)磁飽和與定子電阻)。解：額定功率因數(shù)，設(shè)，則6-15有一臺(tái)=0.8，5的凸極同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的端電壓和負(fù)載為，，〔滯后〕，電樞電阻略去不計(jì)。試求發(fā)電機(jī)的：(1)，；(2)(保持上面的值)。解：(1)設(shè)，則即〔2〕令，得取cos>0則此時(shí)：6-17一臺(tái)31250KVA(星形聯(lián)結(jié))，(滯后)的汽輪發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的同步電抗，額定負(fù)載時(shí)的激磁電動(dòng)勢(shì)(相)，不計(jì)飽和與電樞電阻，試求：〔1〕發(fā)電機(jī)的額定負(fù)載時(shí)，端電壓U、電磁功率、功率角、輸出的無(wú)功功率及過(guò)載能力各為多少〔2〕維持額定勵(lì)磁不變，減少汽輪機(jī)的輸出，使發(fā)電機(jī)輸出的有功功率減少一半，問(wèn)此時(shí)的、、及將變成多少?解：〔1〕額定情況下忽略電阻，則電磁功率等于輸出功率設(shè)電網(wǎng)相電壓為U為參考向量，則，，即得方程的解由數(shù)學(xué)和原理上講，兩組答案均可以考慮取第一組答案〔2〕If不變，所以，電網(wǎng)電壓U不變又設(shè)則6-24某工廠電力設(shè)備的總功率為4500kW，〔滯后〕。由于生產(chǎn)開(kāi)展，欲新添一臺(tái)1000kW的同步電動(dòng)機(jī)，并使工廠的總功率因數(shù)提高到0.8〔滯后〕，問(wèn)此電動(dòng)機(jī)的容量和功率因數(shù)應(yīng)為多少〔電動(dòng)機(jī)的損耗忽略不計(jì)〕解：添加前：，〔滯后〕添加后：，〔滯后〕所以新添加的電動(dòng)機(jī)：，〔超前〕答：〔1〕用電磁功率表達(dá)〔2〕用總機(jī)械功率表達(dá)〔3〕用主磁通，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù)表達(dá)5-13有一臺(tái)Y聯(lián)結(jié)，380V，50Hz，額定轉(zhuǎn)速為1444r/min的三相繞線(xiàn)型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)為=0.4，=0.4，==1，=40，略去不計(jì)，定，轉(zhuǎn)子的電壓比為4。試求：(1)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率；(2)額定負(fù)載時(shí)的定，轉(zhuǎn)子電流；(3)額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子的頻率和每相電動(dòng)勢(shì)值。解：〔1〕額定轉(zhuǎn)差率〔2〕T形等效電路圖如右設(shè)，則(3)所以〔3〕5-14有一臺(tái)三相四級(jí)的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率，電動(dòng)機(jī)的容量=17kW，=380V(D聯(lián)結(jié))，參數(shù)為=0.715，=1.74，=0.416，=3.03，=6.2，=75，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗=139W，額定負(fù)載時(shí)的雜散損耗=320W。試求額定負(fù)載時(shí)的定子電流，定子功率因素，電磁轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩和效率。解：等效電路如題5-13，設(shè)則所以定子電流定子功率因數(shù)電磁功率電磁轉(zhuǎn)矩輸出功率輸出轉(zhuǎn)矩輸入功率效率5-25試述極對(duì)數(shù)比為2:1的雙速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變極原理。(略)5-26有一臺(tái)三相四極的繞線(xiàn)型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子每相電阻。設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持為額定值不變，今欲把轉(zhuǎn)速?gòu)?485r/min下調(diào)到1050r/min，問(wèn)轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入多大的調(diào)速電阻解：額定轉(zhuǎn)差率調(diào)速后的轉(zhuǎn)差率設(shè)串入調(diào)速電阻為，調(diào)速前后負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變所以滿(mǎn)足，得補(bǔ)充題：三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，=380V(D聯(lián)結(jié))，=7.5kW，額定負(fù)載時(shí)，，，，求：額定情況下的，，，和〔線(xiàn)值〕。解：額定轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子側(cè)頻率總機(jī)械功率所以電磁功率轉(zhuǎn)子銅耗輸入功率效率定子電流第六章同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析6-4同步發(fā)電機(jī)電樞反響的性質(zhì)取決于什么交軸和直軸電樞反響對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有何影響答：同步發(fā)電機(jī)電樞反響的性質(zhì)取決于電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁場(chǎng)在空間的相對(duì)位置，即激磁電動(dòng)勢(shì)和負(fù)載電流之間的相角差。交軸電樞反響產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，與產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩及能量轉(zhuǎn)換直接相關(guān)；直軸電樞反響產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，起到增磁或者去磁的作用，與電機(jī)的無(wú)功功率和功率因數(shù)的超前或滯后相關(guān)。6-6為什么分析凸極同步電機(jī)時(shí)要用雙反響理論凸極同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，假設(shè)既不等于，又不等于，問(wèn)電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間是否同相，為什么〔不計(jì)磁飽和〕答：因?yàn)橥箻O電機(jī)的氣隙不均勻，分析時(shí)需用雙反響理論。當(dāng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，假設(shè)既不等于，又不等于，電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間的相位不同，因?yàn)榻弧⒅陛S的磁路不同，一樣大小的磁勢(shì)產(chǎn)生的磁通不同，如右圖。6-8有一臺(tái)70000KVA，60000KW，13.8KV，(星形聯(lián)結(jié))的三相水輪發(fā)電機(jī)，交直軸同步電抗的標(biāo)幺值分別為試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)(不計(jì)磁飽和與定子電阻)。解：額定功率因數(shù)，設(shè)，則6-15有一臺(tái)=0.8，5的凸極同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的端電壓和負(fù)載為，，〔滯后〕，電樞電阻略去不計(jì)。試求發(fā)電機(jī)的：(1)，；(2)(保持上面的值)。解：(1)設(shè)，則即〔2〕令，得取cos>0則此時(shí)：6-17一臺(tái)31250KVA(星形聯(lián)結(jié))，(滯后)的汽輪發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的同步電抗，額定負(fù)載時(shí)的激磁電動(dòng)勢(shì)(相)，不計(jì)飽和與電樞電阻，試求：〔1〕發(fā)電機(jī)的額定負(fù)載時(shí)，端電壓U、電磁功率、功率角、輸出的無(wú)功功率及過(guò)載能力各為多少〔2〕維持額定勵(lì)磁不變，減少汽輪機(jī)的輸出，使發(fā)電機(jī)輸出的有功功率減少一半，問(wèn)此時(shí)的、、及將變成多少?解：〔1〕額定情況下忽略電阻，則電磁功率等于輸出功率設(shè)電網(wǎng)相電壓為U為參考向量，則，，即得方程的解由數(shù)學(xué)和原理上講，兩組答案均可以考慮取第一組答案〔2〕If不變，所以，電網(wǎng)電壓U不變又設(shè)則6-24某工廠電力設(shè)備的總功率為4500kW，〔滯后〕。由于生產(chǎn)開(kāi)展，欲新添一臺(tái)1000kW的同步電動(dòng)機(jī)，并使工廠的總功率因數(shù)提高到0.8〔滯后〕，問(wèn)此電動(dòng)機(jī)的容量和功率因數(shù)應(yīng)為多少〔電動(dòng)機(jī)的損耗忽略不計(jì)〕解：添加前：，〔滯后〕添加后：，〔滯后〕所以新添加的電動(dòng)機(jī)：，〔超前〕磁路電機(jī)學(xué)磁路的磁阻如何計(jì)算磁阻的單位是什么答：磁路的磁阻與磁路的幾何形狀〔長(zhǎng)度、面積〕和材料的導(dǎo)磁性能有關(guān)，計(jì)算公式為，單位：鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗是怎樣產(chǎn)生的，它們各與哪些因素有關(guān)答：磁滯損耗：鐵磁材料置于交變磁場(chǎng)中，被反復(fù)交變磁化，磁疇間相互摩擦引起的損耗。經(jīng)歷公式。與鐵磁材料的磁滯損耗系數(shù)、磁場(chǎng)交變的頻率、鐵心的體積及磁化強(qiáng)度有關(guān)；渦流損耗：交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變的電場(chǎng)，在鐵心中形成環(huán)流〔渦流〕，通過(guò)電阻產(chǎn)生的損耗。經(jīng)歷公式。與材料的鐵心損耗系數(shù)、頻率、磁通及鐵心重量有關(guān)。圖示鐵心線(xiàn)圈，線(xiàn)圈的匝數(shù)N=1000，鐵心厚度為0.025m〔鐵心由0.35mm的DR320硅鋼片疊成〕，疊片系數(shù)〔即截面中鐵的面積與總面積之比〕為0.93，不計(jì)漏磁，試計(jì)算：(1)中間心柱的磁通為Wb，不計(jì)鐵心的磁位降時(shí)所需的直流勵(lì)磁電流；(2)考慮鐵心磁位降時(shí)，產(chǎn)生同樣的磁通量時(shí)所需的勵(lì)磁電流。解：磁路左右對(duì)稱(chēng)可以從中間軸線(xiàn)分開(kāi)，只考慮右半磁路的情況:鐵心、氣隙截面(考慮邊緣效應(yīng)時(shí)，通長(zhǎng)在氣隙截面邊長(zhǎng)上加一個(gè)氣隙的長(zhǎng)度；氣隙截面可以不乘系數(shù))氣隙長(zhǎng)度鐵心長(zhǎng)度鐵心、氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不計(jì)鐵心中的磁位降：氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度磁勢(shì)電流考慮鐵心中的磁位降：鐵心中查表可知：鐵心磁位降圖示鐵心線(xiàn)圈，線(xiàn)圈A為100匝，通入電流1.5A，線(xiàn)圈B為50匝，通入電流1A，鐵心截面積均勻，求PQ兩點(diǎn)間的磁位降。解：由題意可知，材料的磁阻與長(zhǎng)度成正比，設(shè)PQ段的磁阻為，則左邊支路的磁阻為：圖示鑄鋼鐵心，尺寸為左邊線(xiàn)圈通入電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)1500A。試求以下三種情況下右邊線(xiàn)圈應(yīng)加的磁動(dòng)勢(shì)值：(1)氣隙磁通為Wb時(shí)；(2)氣隙磁通為零時(shí)；(3)右邊心柱中的磁通為零時(shí)。解：(1)查磁化曲線(xiàn)得氣隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度中間磁路的磁勢(shì)左邊磁路的磁勢(shì)查磁化曲線(xiàn)得查磁化曲線(xiàn)得右邊線(xiàn)圈應(yīng)加磁動(dòng)勢(shì)(2)查磁化曲線(xiàn)得查磁化曲線(xiàn)得右邊線(xiàn)圈應(yīng)加磁動(dòng)勢(shì)(3)由題意得由(1)、(2)可知取則查磁化曲線(xiàn)得氣隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度中間磁路的磁勢(shì)查磁化曲線(xiàn)得，假設(shè)合理右邊線(xiàn)圈應(yīng)加磁動(dòng)勢(shì)變壓器2-1什么叫變壓器的主磁通，什么叫漏磁通空載和負(fù)載時(shí)，主磁通的大小取決于哪些因素答：變壓器工作過(guò)程中，與原、副邊同時(shí)交鏈的磁通叫主磁通，只與原邊或副邊繞組交鏈的磁通叫漏磁通。由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式可知，空載或負(fù)載情況下，主磁通的大小取決于外加電壓、頻率和繞組匝數(shù)。2-2一臺(tái)50Hz的變壓器接到60Hz的電源上運(yùn)行時(shí)，假設(shè)額定電壓不變，問(wèn)激磁電流、鐵耗、漏抗會(huì)怎樣變化答：〔1〕額定電壓不變，則又，即磁通降低，此時(shí)可認(rèn)為磁路為線(xiàn)性的，磁阻不變，勵(lì)磁磁勢(shì)，；〔2〕鐵耗：，鐵耗稍有減??；〔3〕，2-3在導(dǎo)出變壓器的等效電路時(shí)，為什么要進(jìn)展歸算歸算是在什么條件下進(jìn)展的答：因?yàn)樽儔浩髟?、副邊只有磁的?lián)系，沒(méi)有電的聯(lián)系，兩邊電壓、電流不匹配，必須通過(guò)歸算，才能得到兩邊直接連接的等效電路；歸算原則：保持歸算前后副邊的磁動(dòng)勢(shì)不變。2-4利用T型等效電路進(jìn)展實(shí)際問(wèn)題計(jì)算時(shí)，算出的一次和二次側(cè)電壓、電流和損耗、功率是否為實(shí)際值，為什么答：一次側(cè)沒(méi)有經(jīng)過(guò)歸算，所以為實(shí)際值；二次側(cè)電壓、電流不是實(shí)際值，因?yàn)闅w算前后繞組匝數(shù)不同，但損耗、功率為實(shí)際值。2-5變壓器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何測(cè)定答：激磁阻抗由空載試驗(yàn)測(cè)量；等效漏阻抗由短路試驗(yàn)測(cè)量?！簿唧w測(cè)量方法略〕2-14有一臺(tái)三相變壓器，額定容量，額定電壓，Y,d聯(lián)結(jié)，試求：〔1〕一次、二次側(cè)的額定電流；〔2〕一次、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。解：〔1〕〔2〕原邊Y聯(lián)結(jié)：副邊聯(lián)結(jié)：2-16有一臺(tái)單相變壓器，參數(shù)為：，，，，，，。當(dāng)二次側(cè)電壓，電流，且〔滯后〕時(shí)：〔1〕畫(huà)出歸算到高壓側(cè)的T型等效電路；〔2〕用T型等效電路和簡(jiǎn)化等效電路求和，并比擬其結(jié)果。解：〔1〕歸算到高壓側(cè)：〔2〕T型等效電路如圖示：設(shè)則簡(jiǎn)化等效電路如右圖：由于在滿(mǎn)載的情況下，勵(lì)磁支路可以忽落不計(jì)，所以?xún)煞N方法計(jì)算的結(jié)果相差不大，在誤差允許的范圍之內(nèi)。2-17在圖中，各鉛垂線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的高、低壓繞組繞于同一鐵心柱上。A、B、C為正相序，試判斷聯(lián)結(jié)組a和b的組號(hào)。ababcxyzYZABCXABCXYZabczyxABABCaybzcxABCazbxcy由圖可以看出兩組均為Y,d72-19有一臺(tái)1000kVA，10kV/6.3kV的單相變壓器，額定電壓下的空載損耗為4900W，空載電流為0.05〔標(biāo)幺值〕，額定電流下時(shí)的短路損耗為14000W，短路電壓為5.2%〔百分值〕。設(shè)歸算后一次和二次繞組的電阻相等，漏抗亦相等，試計(jì)算：〔1〕歸算到一次側(cè)時(shí)T型等效電路的參數(shù)；〔2〕用標(biāo)幺值表示時(shí)近似等效電路的參數(shù)；〔3〕負(fù)載功率因數(shù)為0.8〔滯后〕時(shí)，變壓器的額定電壓調(diào)整率和額定效率；〔4〕變壓器的最大效率，發(fā)生最大效率時(shí)負(fù)載的大小〔〕。解：〔1〕歸算到一次側(cè)等效電路的參數(shù)：空載試驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)展，折算到高壓側(cè)：短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)展所以：即：，〔2〕標(biāo)幺值：高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值，，〔3〕變壓器額定電壓調(diào)整率和額定效率：〔4〕變壓器效率最大時(shí)，可變損耗等于不變損耗最大效率：2-20有一臺(tái)三相變壓器，，，Y,d11聯(lián)結(jié)組。變壓器的開(kāi)路及短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)名稱(chēng)線(xiàn)電壓V線(xiàn)電流A三相功率W備注開(kāi)路試驗(yàn)短路試驗(yàn)63007.4680055032318000電壓加在低壓側(cè)電壓加在高壓側(cè)試求一次側(cè)加額定電壓時(shí)：〔1〕歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)〔實(shí)際值和標(biāo)幺值〕；〔2〕滿(mǎn)載且〔滯后〕時(shí)，二次側(cè)電壓和一次側(cè)電流；〔3〕滿(mǎn)載且〔滯后〕時(shí)的額定電壓調(diào)整率和額定效率。解：〔1〕歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)空載試驗(yàn)在低壓側(cè)，折算到高壓側(cè)：短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)展所以：標(biāo)幺值：高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值，，(3)電壓調(diào)整率和效率：〔2〕滿(mǎn)載時(shí)設(shè)，則由簡(jiǎn)化等效電路可知2-23某變電所有兩臺(tái)組號(hào)為Y,yn0的三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其數(shù)據(jù)為第一臺(tái)：，，；第二臺(tái)：，，。試計(jì)算：〔1〕當(dāng)總負(fù)載為400kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器分擔(dān)多少負(fù)載；〔2〕在每臺(tái)變壓器均不過(guò)載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出是多少解：〔1〕當(dāng)時(shí)，設(shè)第一臺(tái)變壓器分配負(fù)載為，則第二臺(tái)變壓器的負(fù)載，滿(mǎn)足：，帶入數(shù)值計(jì)算可得：(2)求：負(fù)載增加時(shí)，小的變壓器〔第二臺(tái)〕先滿(mǎn)載，此時(shí)又2-25一臺(tái)5kVA，480V/120V的普通兩繞組變壓器，改接成600V/480V的自耦變壓器，試求改接后一次和二次的額定電流和變壓器的容量。解：第三章直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析3-9一臺(tái)四極82kW、230V、970r/min的他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，電樞上共有123個(gè)元件，每元件為一匝，支路數(shù)。如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時(shí)每極的磁通，試計(jì)算當(dāng)電機(jī)輸出額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。解：由題意可知，空載時(shí)：所以額定情況下：3-12一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的額定電壓為230V，額定電流為10A，額定轉(zhuǎn)速為1000r/min，電樞總電阻，勵(lì)磁繞組電阻，在750r/min時(shí)的空載特性如下表所示：/A0.41.01.62.02.53.03.64.45.2/V3378120150176194206225240試求：〔1〕額定轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流為2.5A時(shí)，空載電壓是多少〔2〕假設(shè)轉(zhuǎn)速降為900r/min，空載電壓為多少〔3〕滿(mǎn)載時(shí)的電磁功率為多少解：〔1〕空載時(shí)時(shí)：750r/min，對(duì)應(yīng)176V當(dāng)1000r/min，對(duì)應(yīng)〔2〕n=900r/min時(shí)：〔3〕滿(mǎn)載情況下：3-13一臺(tái)四極82kW、230V、970r/min的并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，，勵(lì)磁繞組總電阻，額定負(fù)載時(shí)并勵(lì)回路中串入3.5Ω的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2V，鐵耗和機(jī)械損耗共2.5kW，雜散損耗為額定功率的0.5%，試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的輸入功率、電磁功率和效率。解：電磁功率：，輸入功率：效率：3-17一臺(tái)17kW、220V的串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，串勵(lì)繞組電阻為0.12Ω，電樞總電阻為0.2Ω，在額定電壓下電動(dòng)機(jī)電樞電流為65A時(shí)，轉(zhuǎn)速為670r/min，試確定電樞電流增為75A時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩〔磁路設(shè)為線(xiàn)性〕。解：：時(shí)，轉(zhuǎn)速時(shí)：3-18一臺(tái)96kW的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓為440V，額定電流為255A，額定勵(lì)磁電流為5A，額定轉(zhuǎn)速為500r/min，電樞總電阻為0.078Ω，不計(jì)電樞反響，試求〔1〕電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；〔2〕額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；〔3〕電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速。解：〔1〕電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩：〔2〕額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，，所以〔3〕電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速：第四章交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)4-11計(jì)算以下三相、兩極、50Hz的同步發(fā)電機(jī)定子的基波繞組因數(shù)和空載相電動(dòng)勢(shì)、線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。定子槽數(shù)Q=48，每槽內(nèi)有兩根導(dǎo)體，支路數(shù)a=1，y1=20，繞組為雙層、星形聯(lián)結(jié)，基波磁通量φ1=1.11Wb。解：極距槽距角基波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)空載相電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)4-12有一三相雙層繞組，Q=36，2p=4，f=50Hz，，試求基波、5次、7次和一階齒諧波的繞組因數(shù)。假設(shè)繞組為星形聯(lián)結(jié)，每個(gè)線(xiàn)圈有兩匝，基波磁通φ1=0.74Wb，諧波磁場(chǎng)與基波磁場(chǎng)之比，，每相只有一條支路，試求基波、5次和7次諧波的相電動(dòng)勢(shì)。解：槽距角基波繞組系數(shù)5次諧波繞組系數(shù)7次諧波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)4-19試求題4-11中的發(fā)電機(jī)通有額定電流，一相和三相繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)幅值。發(fā)電機(jī)的容量為12000kW，，額定電壓〔線(xiàn)電壓〕為6.3kV，星形聯(lián)結(jié)。解：相磁動(dòng)勢(shì)幅值三相磁動(dòng)勢(shì)幅值4-21試分析以下情況下是否會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)向怎樣〔1〕對(duì)稱(chēng)兩相繞組內(nèi)通以對(duì)稱(chēng)兩相正序電流時(shí)；〔2〕三相繞組一相〔例如C相〕斷線(xiàn)時(shí)。AB解：(1)設(shè),則AB所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為正向旋轉(zhuǎn)的圓形磁勢(shì)，且幅值等于為單相基波〔2〕C相斷線(xiàn)的情況下設(shè),則所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為脈振磁勢(shì)，且幅值為單相基波幅值的倍。4-25兩個(gè)繞組A和B，其匝數(shù)和繞組因數(shù)均一樣，A在空間超前于B90。+α電角，假設(shè)，問(wèn)要使A和B的基波合成磁動(dòng)勢(shì)成為正向推移〔從A到B〕的恒幅旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，的表達(dá)式應(yīng)是怎樣的解：設(shè)A相：B相：所以逆向旋轉(zhuǎn)波相互抵消,則得此時(shí)補(bǔ)充題：解析法證明三相繞組通以負(fù)序電流時(shí)將形成反向推移的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)證明：所以幅值點(diǎn)即即該磁動(dòng)勢(shì)為反向推移的圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)4-11計(jì)算以下三相、兩極、50Hz的同步發(fā)電機(jī)定子的基波繞組因數(shù)和空載相電動(dòng)勢(shì)、線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。定子槽數(shù)Q=48，每槽內(nèi)有兩根導(dǎo)體，支路數(shù)a=1，y1=20，繞組為雙層、星形聯(lián)結(jié)，基波磁通量φ1=1.11Wb。解：極距槽距角基波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)空載相電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)4-12有一三相雙層繞組，Q=36，2p=4，f=50Hz，，試求基波、5次、7次和一階齒諧波的繞組因數(shù)。假設(shè)繞組為星形聯(lián)結(jié)，每個(gè)線(xiàn)圈有兩匝，基波磁通φ1=0.74Wb，諧波磁場(chǎng)與基波磁場(chǎng)之比，，每相只有一條支路，試求基波、5次和7次諧波的相電動(dòng)勢(shì)。解：槽距角基波繞組系數(shù)5次諧波繞組系數(shù)7次諧波繞組系數(shù)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)4-19試求題4-11中的發(fā)電機(jī)通有額定電流，一相和三相繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)幅值。發(fā)電機(jī)的容量為12000kW，，額定電壓〔線(xiàn)電壓〕為6.3kV，星形聯(lián)結(jié)。解：相磁動(dòng)勢(shì)幅值三相磁動(dòng)勢(shì)幅值4-21試分析以下情況下是否會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)向怎樣〔1〕對(duì)稱(chēng)兩相繞組內(nèi)通以對(duì)稱(chēng)兩相正序電流時(shí)；〔2〕三相繞組一相〔例如C相〕斷線(xiàn)時(shí)。AB解：(1)設(shè),則AB所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為正向旋轉(zhuǎn)的圓形磁勢(shì)，且幅值等于為單相基波〔2〕C相斷線(xiàn)的情況下設(shè),則所以合成磁勢(shì)即合成磁勢(shì)為脈振磁勢(shì)，且幅值為單相基波幅值的倍。4-25兩個(gè)繞組A和B，其匝數(shù)和繞組因數(shù)均一樣，A在空間超前于B90。+α電角，假設(shè)，問(wèn)要使A和B的基波合成磁動(dòng)勢(shì)成為正向推移〔從A到B〕的恒幅旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，的表達(dá)式應(yīng)是怎樣的解：設(shè)A相：B相：所以逆向旋轉(zhuǎn)波相互抵消,則得此時(shí)補(bǔ)充題：解析法證明三相繞組通以負(fù)序電流時(shí)將形成反向推移的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)證明：所以幅值點(diǎn)即即該磁動(dòng)勢(shì)為反向推移的圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)第五章感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析5-3三相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子所生磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速是否改變?為什么?答：不變。設(shè)氣隙磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度為，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)差率為，則轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率為，由此電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的速度為，則相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。即轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速不變。5-6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等效電路中的代表什么能否不用電阻而用一個(gè)電抗去代替?為什么? 答：代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率對(duì)應(yīng)的等效電阻，消耗在該電阻上的功率代表總的機(jī)械功率。它不能由電抗代替，因?yàn)殡娍股蠐p耗的是滯后的無(wú)功功率，不能代替轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率的有功功率。5-11試寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)形式:(1)用電磁功率表達(dá)；(2)用總機(jī)械功率表達(dá)；(3)用主磁通，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù)表達(dá)。答：〔1〕用電磁功率表達(dá)〔2〕用總機(jī)械功率表達(dá)〔3〕用主磁通，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù)表達(dá)5-13有一臺(tái)Y聯(lián)結(jié)，380V，50Hz，額定轉(zhuǎn)速為1444r/min的三相繞線(xiàn)型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)為=0.4，=0.4，==1，=40，略去不計(jì)，定，轉(zhuǎn)子的電壓比為4。試求：(1)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率；(2)額定負(fù)載時(shí)的定，轉(zhuǎn)子電流；(3)額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子的頻率和每相電動(dòng)勢(shì)值。解：〔1〕額定轉(zhuǎn)差率〔2〕T形等效電路圖如右設(shè)，則(3)所以〔3〕5-14有一臺(tái)三相四級(jí)的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率，電動(dòng)機(jī)的容量=17kW，=380V(D聯(lián)結(jié))，參數(shù)為=0.715，=1.74，=0.416，=3.03，=6.2，=75，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗=139W，額定負(fù)載時(shí)的雜散損耗=320W。試求額定負(fù)載時(shí)的定子電流，定子功率因素，電磁轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩和效率。解：等效電路如題5-13，設(shè)則所以定子電流定子功率因數(shù)電磁功率電磁轉(zhuǎn)矩輸出功率輸出轉(zhuǎn)矩輸入功率效率5-25試述極對(duì)數(shù)比為2:1的雙速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變極原理。(略)5-26有一臺(tái)三相四極的繞線(xiàn)型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子每相電阻。設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持為額定值不變，今欲把轉(zhuǎn)速?gòu)?485r/min下調(diào)到1050r/min，問(wèn)轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入多大的調(diào)速電阻解：額定轉(zhuǎn)差率調(diào)速后的轉(zhuǎn)差率設(shè)串入調(diào)速電阻為，調(diào)速前后負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變所以滿(mǎn)足，得補(bǔ)充題：三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，=380V(D聯(lián)結(jié))，=7.5kW，額定負(fù)載時(shí)，，，，求：額定情況下的，，，和〔線(xiàn)值〕。解：額定轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子側(cè)頻率總機(jī)械功率所以電磁功率轉(zhuǎn)子銅耗輸入功率效率定子電流第六章同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析6-4同步發(fā)電機(jī)電樞反響的性質(zhì)取決于什么交軸和直軸電樞反響對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有何影響答：同步發(fā)電機(jī)電樞反響的性質(zhì)取決于電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁場(chǎng)在空間的相對(duì)位置，即激磁電動(dòng)勢(shì)和負(fù)載電流之間的相角差。交軸電樞反響產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，與產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩及能量轉(zhuǎn)換直接相關(guān)；直軸電樞反響產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，起到增磁或者去磁的作用，與電機(jī)的無(wú)功功率和功率因數(shù)的超前或滯后相關(guān)。6-6為什么分析凸極同步電機(jī)時(shí)要用雙反響理論凸極同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，假設(shè)既不等于，又不等于，問(wèn)電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間是否同相，為什么〔不計(jì)磁飽和〕答：因?yàn)橥箻O電機(jī)的氣隙不均勻，分析時(shí)需用雙反響理論。當(dāng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，假設(shè)既不等于，又不等于，電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間的相位不同，因?yàn)榻?、直軸的磁路不同，一樣大小的磁勢(shì)產(chǎn)生的磁通不同，如右圖。6-8有一臺(tái)70000KVA，60000KW，13.8KV，(星形聯(lián)結(jié))的三相水輪發(fā)電機(jī)，交直軸同步電抗的標(biāo)幺值分別為試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)(不計(jì)磁飽和與定子電阻)。解：額定功率因數(shù)，設(shè)，則6-15有一臺(tái)=0.8，5的凸極同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的端電壓和負(fù)載為，，〔滯后〕，電樞電阻略去不計(jì)。試求發(fā)電機(jī)的：(1)，；(2)(保持上面的值)。解：(1)設(shè)，則即〔2〕令，得取cos>0則此時(shí)：6-17一臺(tái)31250KVA(星形聯(lián)結(jié))，(滯后)的汽輪發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的同步電抗，額定負(fù)載時(shí)的激磁電動(dòng)勢(shì)(相)，不計(jì)飽和與電樞電阻，試求：〔1〕發(fā)電機(jī)的額定負(fù)載時(shí)，端電壓U、電磁功率、功率角、輸出的無(wú)功功率及過(guò)載能力各為多少〔2〕維持額定勵(lì)磁不變，減少汽輪機(jī)的輸出，使發(fā)電機(jī)輸出的有功功率減少一半，問(wèn)此時(shí)的、、及將變成多少?解：〔1〕額定情況下忽略電阻，則電磁功率等于輸出功率設(shè)電網(wǎng)相電壓為U為參考向量，則，，即得方程的解由數(shù)學(xué)和原理上講，兩組答案均可以考慮取第一組答案〔2〕If不變，所以，電網(wǎng)電壓U不變又設(shè)則6-24某工廠電力設(shè)備的總功率為4500kW，