《电机学》胡虔生-课后答案
电机学课后答案(2)
第一章 磁路1-1磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为Rm~A ，单位：AWb1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？ 答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损 耗。
经验公式p h C h fB m v 。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的 体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流） ，通过电阻产生的 损耗。
经验公式P h C Fe f 1.3B m G 。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有 关。
1-3图示铁心线圈，已知线圈的匝数 N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320 硅钢片叠成），叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93,不计漏磁，试计算：（1）中间心柱的磁通为7.5 10 4Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流；（2）考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解： 磁路左右对称可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况：2242铁心、气隙截面 A A 0.025 1.25 10 2 0.93m 2 2.9 10 4m 2（考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数）气隙长度l 25 10 4m22 5 1.25 0.025 2cm 12.45 10 2m(1)不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度 H B 一 A m 1.0 106 A m4 10 7磁势 F I F H l 1.0 106 5 10 4A 500A 电流I 鱼 0.5AN（2）考虑铁心中的磁位降:铁心中B 1.29T 查表可知：H 700A m铁心长度l751.25铁心、气隙中的磁感应强度B B2A7.5 10 4 -- T 2 2.9 10 41.29TF, F F Fe 500A 87.15A 587.15AI 旦0.59AN1-4图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流1.5A，线圈B为50匝，通入电流1A,铁心截面积均匀，求PQ两点间的磁位降。
电机学课后答案
第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。
特点：导磁率高。
电路：紫铜线。
特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。
1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。
涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。
1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m EfN φ=。
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。
1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。
d L e d t Lψ=-对空心线圈：L Li ψ= 所以die L L dt=-自感：2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am l μ∧=所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。
闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。
电机学PP(第一章)(3)
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（3）基本磁化曲线 ）
同一材料在不 同的Hm值下有不同的 磁滞回 线，选择不同 Hm反复磁化，得到一系列 的 磁滞回线 ，将其顶点连接起 来，即为基本 磁化曲线 。
Qφ ∝ B
H ∝I
可得：φ = f（I） 曲线
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关于铁耗
pFe = ph + pw
（1）磁滞损耗 经验与计算分析表明
ph − 磁滞损耗
µ0 = 常数 B = f (H) 为一直线
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（2）在铁磁材料中： 在铁磁材料中：
B = µH
µ不是常数 B = f (H) 为一曲线
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注意： 注意： 1. 图（ｂ）中，ｃ点称为拐点，拐点前称为非饱 非饱 和区（线性区）；拐点后称为饱和区。 饱和区。 和区 饱和区
问题：为什么铁磁材料的磁化曲线会有拐点呢？ 问题：为什么铁磁材料的磁化曲线会有拐点呢？
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2. 在设计电 机时 ，使其工 作在拐点 附近，工作在线性 C 区 说明铁 磁材 料没有充 分利用，电机体积 大， 费铁磁 ， 浪 材料 工作在饱和区，工 作电 虽然 流 增加很 多，但磁 感应强度几乎 不变，所以浪费电能， 浪费 也 铜线。
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三、磁滞性
将 块 未 化 铁 一 尚 磁 的 磁 材 放 磁 中 行 料 在 场 进 磁 化 反 磁 一 循 ， ， 复 化 个 环 形 一 滞 线 成 磁 回 abcdefa
∫ Hdl = ∑I
l i=1
n
i
注意：式中电流符号由 右手螺旋定则确定
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2. 磁路欧姆定律 右图是一个单框铁心磁路的示意图，根据 全电流定律有
因H = B µ， B = φ A 而 B φ 所以 Hl = l = l = Ni µ µA
胡虔生电机学习题解答
补充一：一台单相变压器U 1N /U 2N =220V/110V ，当高压方加220V 电压时空载电流为I 0，主磁通为Φm 。
(1)若将X ，a 联在一起，在A ，x 端加330V 电压，求此时的空载电流和主磁通为多少？(2)若将X ，x 联在一起，在A ，a 端加110V 电压，求此时的空载电流和主磁通为多少？解：11AX 44.422022044.4fN VfN U o o =⇒==φφ12121212322110220N N N N N N N k =+====顺串时：V fN fN fN U U U o o o ax AX Ax 33044.42344.444.4'1'2'1=⨯=+=+=φφφo o fN φφ==1'44.4220因为磁通不变，所以磁势不变，o o o o o I I I N N N I N I 3223)(''121'1=⇒=+= 逆联时：V fN fN fN U U U o o o ax AXAa 11044.42144.444.4''1''2''1=⨯=-=-=φφφo o fN φφ==1''44.4220因为磁通不变，所以磁势不变，o o o o o I I I N N N I N I 221)(''''121''1=⇒=-= 补充二：两台单相变压器，电压U 1N /U 2N =220V/110V ，初级绕组匝数相等，但由于励磁阻抗不等(励磁阻抗角相同)，使励磁电流相差一倍，I 0I =2I 0II =0.8A ，设磁路为线性，忽略初、次级漏阻抗压降，今将两变压器的初级绕组顺极性串联起来一次测加440V 电压，问两变压器二次侧的空载电压是否相等，请给出具体数值。
解：oIINmII oIN mI I U Z I U Z 11==oII oI I I 2=mI mII mII oII N oI N mI Z Z ZI U I U Z 22211=⇒===∴顺极性串联时，I O 一样，忽略漏阻抗压降，有：m I o m I m I o m II m I o Z I Z Z I Z Z I U 3)2()(1=+=+=即有：131U Z I mI o =)(14734403111V U Z I E mI o I ==== )(293234403211V U Z I E mII o II =⨯===)(73214712V k E U I I === )(147229312V k E U II II ===由此可见，空载电压不相等。
(完整版)《电机学》习题三答案
《电机学》习题三答案一、单项选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分）1、在电机和变压器铁心材料周围的气隙中（ A ）磁场。
A、存在；B、不存在；C、存在均匀； C、不好确定。
2、直流发电机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为（ B ）。
A、去磁与交磁；B、增磁与交磁；C、去磁；D、增磁。
3、直流电动机的基本结构主要由（ B ）两大部分构成。
A、静止的铁心，旋转的绕组；B、静止的磁极，旋转的电枢；C、静止的电枢，旋转的磁极；D、静止的绕组，旋转的铁心。
4、他励直流电机并联于220V电网上，已知支路对数为1，极对数为2，电枢总导体数为372，转速1500r/min，磁通0.011wb，该直流电机为（ B ）。
A、发电机状态；B、电动机状态；C、能耗制动状态；D、反接制动状态。
5、直流电动机的额定功率指（ B ）。
A、转轴上吸收的机械功率；B、转轴上输出的机械功率；C、电枢端口吸收的电功率；D、电枢端口输出的电功率。
6、原动机拖动直流并励发电机空载运行，正转时能够建立起稳定的端电压，则反转时（ C ）。
A、能够建立起与正转时极性相反的稳定端电压；B、能够建立起与正转时极性相同的稳定端电压C、不能建立起稳定的端电压D、无法确定将（ B ）。
7、若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压UA、升高20％；B、升高大于20％；C、升高小于20％；D、不变。
8、直流电机的铁损、铜损分别( C )。
A、随负载变化，随负载变化；B、随负载变化，不随负载变化；C、不随负载变化，随负载变化；D、不随负载变化，不随负载变化。
9、一台变比为k＝5的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为10，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ A ）。
Ａ、10； Ｂ、250； Ｃ、0.4； D 、2。
10、额定容量为N 100KVA S =,额定电压1N 2N /35000/400V U U =的三相变压器，其副边额定 电流为( A )。
电机学课后习题答案第三章习题
一、填空题1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是_____________ 。
答：交流的。
2. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流|f不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 ____________ 串入电阻后，电动机的输入功率P1将 _________ ，电枢电流l a ___________ ，转速n将____________ 电动机的效率n将____________ 。
答：不行，不变，不变，下降，下降。
3. 电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流l a增加时，转速n将 ___________ ，转矩T e将___________ 。
答：下降，增加。
4. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括____________________________ 损耗；对于直流电动机包括__________________________ 损耗。
答：空载损耗功率，绕组铜损耗。
5. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20%,则稳定后电机的电流为___________ 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。
答：1.25倍。
二、选择题1. 把直流发电机的转速升高2 0 %，他励方式运行空载电压为U oi，并励方式空载电压为U 02，则______A:U01 = U02 , B：U01 < U02 , C：U01 > U02。
答: B2. 一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U降为0.5U N，忽略电枢反应和磁路饱和的影响，此时电机的转速__________ 。
A :不变，B :转速降低到原来转速的0.5倍，C :转速下降，D :无法判定。
答：C3. _________________________________________________________________ 在直流电机中，公式E a=C^n①和T =C/J I a中的①指的是 _______________________________ 。
电机学第二版胡虔生课后习题答案
电机学第二版胡虔生编习题集目录第1章绪论 (1)第2章变压器的运行原理及理论分析 (2)第3章三相变压器及运行 (13)第4章三相变压器的不对称运行 (16)第5章特种变压器 (22)第6章交流绕组及其感应电动势 (27)第7章交流绕组及其感应磁动势 (32)第8章（略） (36)第9章三相异步电机的理论分析与运行特性 (37)第1章 绪论（）P17：1-1解：T S B 53.1025.0003.02==Φ=π14.3748.155.1304048.153.130=⇒--=--x x H H 匝1400530214.37≈⨯⨯===πI l H I F N xP17：1-2 解：(1)匝16435.2434.139951.010453.151.030214.37721=+=⨯⨯+-⨯⨯=+=-ππN N N(2)设B 在（1.48~1.55）之间()()（与假设相符）486.1417.34180651.26913715.79570001.03023048.148.155.13040101045140037=⇒-+=⇒-⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-⨯--+⨯⨯=⨯==--B B B B B NI F ππwb 10918.2025.0486.1BS 32-⨯=⨯==ΦπP18：1-4解：2621020m s -⨯=(1)t dt td dt dB NS dt d Ne 314cos 096.20314sin 8.010*******-=⨯⨯⨯-=-=Φ-=- (2) t dt dBNS dt d N e 314cos 048.1060cos -=︒-=Φ-=(3)s rad n /31006010002602πππ=⨯==Ω ()tcos cos 1cos 0t cos cos t Ω='='=+Ω=''θθθθθ则时，当，，则为时刻平面与磁力线夹角设ttt t t dtt t d dt dB NS dt d N e 314cos 72.104cos 096.20314sin 72.104sin 699.63100cos314sin 8.020200cos 2-=⋅⨯⨯-='-=Φ-=πθ第2章 变压器的运行原理及理论分析p42:2-1 设有一台500kV A 、三相、 35000/400V 双绕组变压器，一、二次绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。
胡虔生电机学习题解答20140620
& & & & = − I a = −0.5 A ， I & =I & = − Ib = − Ic = 0 A 可直接由变比求： I A B C k k k
也可用对称分量法解如下： 副边对称分量电流，简化等值电路
• • ⎧• 1 ⎡• ⎤ 1• 1 2 = + + = I = ( A) I I a I a I a a b c + ⎪ ⎢ ⎥ 3 3 3 ⎦ ⎣ ⎪ • • ⎪ 1 ⎡• ⎪• ⎤ 1• 1 2 ⎨ I a− = ⎢ I a + a I b + a I c ⎥ = I = ( A) 3⎣ 3 ⎦ 3 ⎪ ⎪• 1 ⎡• • • ⎤ 1 • ⎪I a0 = ⎢ I a + I b + I c ⎥ = I 3⎣ ⎦ 3 ⎪ ⎩
U 1 = I o ( Z mI + Z mII ) = I o ( Z mI + 2 Z mI ) = 3I o Z mI
即有： I o Z mI = U1 = U1 = = 147(V ) 3 3 E 147 U 2 I = 1I = = 73(V ) k 2
rm + jxm =
& U 1100 1N = = 1342 + j12074 & I 0.01 − j 0.09 1
1.82 = 2.22 1100
* xm = 12074 ×
* rm = 1342 ×
1.82 = 20.0 1100
& = 1 + j 0 ，采用近似等效电路，有： （2）取 U 2
0
3
胡虔生《电机学》 （第二版）习题解答 201406
β=
《电机学》课后习题答案(3-7单元)
第三章 变压器3．1 变压器有哪几个主要部件？各部件的功能是什么？ 变压器的主要部件:铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路油箱:加强散热，提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3．2 变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm 、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗.3．3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？因变压器油绝缘性质比空气好，所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度.3．4 变压器有哪些主要额定值？一次、二次侧额定电压的含义是什么？ 额定值 1N I ,2N I ,1N U ,2N U ,N S ,N f1N U :一次绕组端子间电压保证值2N U :空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压3．5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用的？主磁通:同时交链一次，二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使1122E N E N k ==,实现变压功能漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通,1E 和二次电压2U 的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用m Z 反应磁通的作用,用1x δ,2x δ反应漏磁通的作用3．6 电抗σ1X 、k X 、m X 的物理概念如何？它们的数据在空载试验、短路试验及正常负载运行时是否相等？为什么定量计算可认为k Z 和m Z 是不变的？*k Z 的大小对变压器的运行性能有什么影响？在类变压器*k Z 的范围如何？1x δ:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大，因此1x δ很小,因为空气的磁导率为常数,∴1x δ为常数12k x x x δδ=+叫短路电抗m x :对应于主磁通,主磁通所走的磁路是闭合铁心,其磁阻很小,而电抗与磁阻成反比,因此m x 很大.另外,铁心的磁导率不是常数,它随磁通密度的增加而变小，磁阻与磁导率成反比,所以励磁电抗和铁心磁导率成正比由于短路时电压低,主磁通小，而 负载试验时加额定电压，主磁通大，所以短路试验时m x 比空载试验时的m x 大.正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同,即负载运行时的励磁电抗与空载试验时基本相等，1x δ,k x 在空载试验,断路试验和负载运行时,数值相等,KK U K I Z =叫短路阻抗1212()()K K K Z R j X R R j x x δδ=+=+++是常数∴不变(12,R R 随温度变化)2112m E fN m I R Z π===(见背面)3．7 为了得到正弦感应电动势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流应各呈何种波形？为什么？铁心不饱和时,空载电流Φ与成正比,如感应电势成正弦,则Φ也为正弦变化，∴0i 也为正弦铁心饱和时: 0i 为尖顶波,见123P 图3.83．8 试说明磁动势平衡的概念极其在分析变压器中的作用？一次电流1I 产生的磁动势1F 和二次电流2I 产生的磁动势2F 共同作用在磁路上，等于磁通乘磁组,即 12m m F F R α+=Φ其中α是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度,实际铁心的m R 很小，而0mR ≈,则120F F +=,即12F F =-这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相量的大小相等，方向相反，二次电流增大时,一次电流随之增大. 当仅考虑数量关系时,有1122N I N I =即12kI I =或21Ik I =∴利用磁动势平衡的概念来定性分析变压器运行时,可立即得出结论,一,二次电流之比和他们的匝数成反比.3．9 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？ 解： 0Fe P P ≈ ∵空载损耗 2001Fe P mI R P =+空载时0I 很小，∴201mI R 可忽略 ∴0Fe P P ≈k c u P P ≈ ∵k cu Fe P P P =+∵短路试验时外施电压k U 很小, ∴Φ很小,0I 很小 ∴铁耗很小,可忽略铁耗, k cu P P ≈负载时Fe P ：与空载时无差别，这是因为当f 不变时，2222FeP B E U ∝∝Φ∝∝负载与空载时一次绕组侧施加的电压基本不变，∴Fe P 基本不变，则不变损耗，严格说，空载时，漏抗压降大∴磁密略低，铁耗略少些cu P ：如果是同一电流，则无差别。
电机与拖动复习答案(胡幸鸣)
23、下列结构部件中属于直流电动机旋转部件的为 （BC ） A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷 24、直流电动机电枢反应的结果为 （ ABCD ） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变 C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线逆旋转方向偏移 25、直流电动机中影响换向的因素应该是
11、△接法的三相异步电动机,若误接为Y接法使用,那么 在拖动的负载转矩不变的情况下,其铜损耗和温升将会 ( C ) A.减小 B.基本不变 C.增加 12、三相异步电动机要保持稳定运行,则其转差率S应该 ( A )
A、小于临界转差率 B等于临界转差率 C.大于临界 转差率 13、把运行中的异步电动机三相定子绕组出线端的任意 两相与电源接线对调,电动机的运行状态变为 ( C ) A.反接制动 B.反接运行 C.先是反接制动随后是反 转运行 14、绕线式电动机转子串电阻调速属 ( A ) A.改变转差率调速 B.变极调速 C.变频调速
（ABCD） A．电抗与电枢反应 C．电枢反应与机械
B．电抗与物理化学 D．前面三个答案都正确
26、影响直流电机换向的电磁因素主要有 （ ABC ） A．电抗电势 B．电抗电势以及电枢反应电势 C．电枢反应电势 D．电源电压波动以及电枢绕组的电势 三、问答题 1、写出直流电动机电磁转矩的公式，并说明什么因素决
T a
2、怎样改变直流发电机的电动势与电磁转矩的方向？ 电动势E C n 改变励磁电压或转速中的任一个方向即可，但 不能同时改变；电磁转矩 T C I ，改变励磁电压或转速 中的任一个方向即可，但不能同时改变。 3、换向器与电刷的作用是什么？ 直流电机内部元件流的是交流；所以直流电动机电刷 把外部供给的直流电引到换向器上，通过换向器上换 向片的旋转，转换到元件上的为交流电；直流发电机 内部发的是交流电，引到换向器的换向片上，旋转的 换向器通过电刷把内部的交流转换外部的直流电。
(完整版)《电机学》课后习题答案
《电机学》课后习题答案华中科技大学辜承林主编第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。
特点：导磁率高。
电路：紫铜线。
特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。
1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。
涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。
1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m EfN φ=。
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。
1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。
d L e d t Lψ=-对空心线圈：L Li ψ= 所以die L L dt=-自感：2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am l μ∧=所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。
闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
电机学课后答案
第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。
特点：导磁率高。
电路：紫铜线。
特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。
1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。
涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。
1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m EfN φ=。
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。
1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。
d L e d t Lψ=-对空心线圈：L Li ψ= 所以die L L dt=-自感：2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am l μ∧=所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。
闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。
《电机学》第三版中国电力出版社胡虔生胡敏强课后答案
xk=x1+x2’=26Ω ，在额定电压下的铁芯损耗 pFe=70W，空载电流 I0 为额定电流的 5%。假定
一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出
该变压器的 T 形等效电路和近似等效电路。
解：在一次侧计算有：
I1N
SN U1N
10 103
2200
4.55(A)
2-11、设有一台 50kVA，50 Hz，6300/400V，Yy 连接的三相铁芯式变压器，空载电流
I0=0.075IN，空载损耗 p0＝350W，短路电压 uk*＝0.055，短路损耗 pkN＝1300W。 （1）试求该变压器在空载时的参数 r0 及 x0，以及短路参数 rk、xk，所有参数均归 算到高压侧，作出该变压器的近似等效电路。
rk2*
0.1052 0.00482 0.1049()
∴ rk rk*Z1N 0.0048 96.8 0.465()
xk xk*Z1N 0.1049 96.8 10.15()
Zk Zk*Z1N 0.105 96.8 10.2()
r1
x1
x2'
r2'
U1 I1
Im E1 E2'
1 : 2
1 U kI*
:1 U kII *
1: 0.9
∴ β II=0.9
S总 1S1N 2S2N 11000 0.9 500 1450(kVA)
（2）由题目知变压器 II 先满载，即β II=1
1 : 2
1
U kI*
1 : U kII *
0.9 :1
∴ β I=0.9
S总 1S1N 2S2N 0.9 1000 1 500 1400(kVA)
电机学胡虔生第一二章习题答案
I m U 1Zm2.81j1.9 80.007 j0.04
I2I1Im (0.8j0.6)(0.007 j0.04)95
0.965 3.4 707
习题解答
2- 7
U 2U 1I1Z k1(0.8j0.6)0 (.014j0.8 05)3
U1 U2 I2 Zk
1(0.8 j0.6)[2(0.0074 j0.0026)9]
1.0441 j0.0342
1.044720
Im U1/Zm 1.044720/(2.8j19.8)
0.0522800
0.0091j0.05
习题解答
习题解答
2- 2
2 2 解: 高压侧: U1NL U1N 110(KV)
U1N U1N / 3 110/ 3 63.5(KV) IIN I1NL SN /(3U1N )
16106 /( 3 110103 ) 83.98(A)
习题解答
2- 2
低压侧 : U 2 N U 2 NL U 2 N 11 ( KV ) I 2 NL S N /( 3 U 2 N ) 16 10 6 /( 3 11 10 3 ) 839 .8 ( A ) I 2 N I 2 NL / 3 839 .8 / 3 485 ( A )
习题解答
2- 4
24解 :(1) 高压 :I1N 侧 L SN/ 3U1N
500 13 0/(3100) 020.88(7A)
I1 N I1 N/L35/031.6 6(A 7 )
低压 :I2N 侧 LSN/ 3U 2N 50 1030 /4 ( 030 )72 .6(1 A 9)
电机学-习题答案
绪 论0.1电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪 些主要特性？ 答：电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁 路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。
这类材料应具 有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。
，当给线圈N 1外加正弦电压U 1时，线圈N 1和N 2中各 感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？ 答：当给线圈N1外加正弦电压U 1时，线圈N 1中便有交变电流流过， 产生相应的交变的磁动势，并建立起交变磁通，该磁通可分成同时交 链线圈N1、N2的主磁通和只交链线圈 N1的漏磁通。
这样，由主磁通分 别在线圈N 1和N 2中感应产生交变电动势 61（2。
由漏磁通在线圈 N 1中产 生交变的e 。
电动势的大小分别和 N 1、N2的大小，电源的频率，交变磁通的大小有关。
答：磁路和电路的相似只是形式上的，与电路相比较，磁路有以 下特点： 1） 电路中可以有电动势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通； 2） 电路中有电流就有功率损耗； 3）由于G 导约为G 绝的1020倍，而4）电路中电阻率 磁路中，磁导率0.5电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不 直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？答：电机运行时，热量主要来源于各种损耗，如铁耗、铜耗、机 械损耗和附加损耗等。
当电机所用绝缘材料的等级确定后，电机的最0.2在图0.3中0-3 感应电动势 d ede dt中的负号表示什么意思?答：dt 是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数 N d交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为 Li'L 为常数， 的，且磁场是由电流产生时，有0.4试比较磁路和电路的相似点和不同点。
dt ；当磁路是线性旦 dt 。
则可写成e而在恒定磁通下， 磁路中无损耗Fe仅为0的103 ~ 104倍，故可认为电流只在导体中流过，而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通；在一定温度下恒定不变， 而由铁磁材料构成的 随B 变化，即磁阻R m 随磁路饱和度增大而增大。
《电机学》胡虔生-课后答案
2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。
解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有：高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =⨯⨯==低压侧： )(7.7214003105003322A U S I NNN =⨯⨯==2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。
试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。
解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有：高压侧额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.84101103101633611A U S I NN N =⨯⨯⨯==额定相电压： kV U U N5.633110311===φ额定相电流： )(8411A I I N ==φ低压侧额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010113101633622A U S I NN N =⨯⨯⨯==额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853840322A I I N ===φ2-6、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0为额定电流的5%。
假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T 形等效电路和近似等效电路。
解：在一次侧计算有：)(55.422001010311A U S I N N N=⨯==)(48455.42200111Ω===N N N I U Z 10220220021===N N U U k I 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A))(6.3036.010222'2Ω=⨯==r k r)(2.76.36.3'21Ω=+=+=r r r k)(0.27262.72222Ω=+=+=k k k x r Z∴ )(1347228.070220Ω===I p r Fe m)(9649228.0220000Ω===I U Z m )(9555134796492222Ω=-=-=m m m r Z x∴ 015.04842.71*===N k k Z r r 78.248413471*===N m m Z r r 054.0484261*===N k k Z x x 74.1948495551*===N m m Z x x 056.0484271*===N k k Z Z Z 94.1948496491*===N m m Z Z ZT 型等效电路近似等效电路2-11、设有一台50kV A ，50 Hz ，6300/400V ，Yy 连接的三相铁芯式变压器，空载电流I 0=0.075I N ，空载损耗p 0＝350W ，短路电压u k*＝0.055，短路损耗p kN ＝1300W 。
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2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。
解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有：高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =⨯⨯==低压侧： )(7.7214003105003322A U S I NNN =⨯⨯==2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。
试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。
解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有：高压侧额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.84101103101633611A U S I NN N =⨯⨯⨯==额定相电压： kV U U N5.633110311===φ额定相电流： )(8411A I I N ==φ低压侧额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010113101633622A U S I NN N =⨯⨯⨯==额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853840322A I I N ===φ2-6、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0为额定电流的5%。
假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T 形等效电路和近似等效电路。
解：在一次侧计算有：)(55.422001010311A U S I N N N=⨯==)(48455.42200111Ω===N N N I U Z 10220220021===N N U U k I 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A))(6.3036.010222'2Ω=⨯==r k r)(2.76.36.3'21Ω=+=+=r r r k)(0.27262.72222Ω=+=+=k k k x r Z∴ )(1347228.070220Ω===I p r Fe m)(9649228.0220000Ω===I U Z m )(9555134796492222Ω=-=-=m m m r Z x∴ 015.04842.71*===N k k Z r r 78.248413471*===N m m Z r r 054.0484261*===N k k Z x x 74.1948495551*===N m m Z x x 056.0484271*===N k k Z Z Z 94.1948496491*===N m m Z Z ZT 型等效电路近似等效电路2-11、设有一台50kV A ，50 Hz ，6300/400V ，Yy 连接的三相铁芯式变压器，空载电流I 0=0.075I N ，空载损耗p 0＝350W ，短路电压u k*＝0.055，短路损耗p kN ＝1300W 。
（1）试求该变压器在空载时的参数r 0及x 0，以及短路参数r k 、x k ，所有参数均归算到高压侧，作出该变压器的近似等效电路。
（2）试求该变压器供给额定电流且cos θ2=0.8滞后时的电压变化率及效率。
'2&'''2&''解：（1）在高压侧计算有)(58.46300310503311A U S I NN N =⨯⨯==)(2.79458.4363003111Ω=⨯==NN N I U ZI 0=0.075I 1N =0.075×4.58=0.344 (A))(986344.03350322000Ω=⨯==I p r)(10572344.0363003010Ω=⨯==I U Z N)(10526986105722220200Ω=-=-=r Z x∵ 026.0105013003*=⨯==N kN k S p r055.0**==k k U Z)(048.0026.0055.0222*2**Ω=+=-=k k k r Z x∴ )(7.202.794026.01*Ω=⨯==N k k Z r r )(1.382.794048.01*Ω=⨯==N k k Z x x（2）由题目知：β=1、cos θ2=0.8，则有：%96.4%100)6.0048.08.0026.0(%100)sin cos (2*2*=⨯⨯+⨯=⨯+=∆θθk k x r U%9635013008.0105018.010501%100cos cos 330222=++⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯++=p p S S kN N N βθβθβη 2-13、设有一台125000kV A ，50 Hz ，110/11kV ，YNd 连接的三相变压器，空载电流I 0=0.02I N ，空载损耗p 0＝133kW ，短路电压u k*＝0.105，短路损耗p kN ＝600kW 。
（1）试求励磁阻抗和短路阻抗。
作出近似等效电路，标明各阻抗数值。
（2）设该变压器的二次侧电压保持额定，且供给功率因数0.8滞后的额定负载电流，求一次电压及一次电流。
（3）应用题（2）的近似结果按定义求电压变化率和效率。
并与由实用公式计算结果进行比较。
（4）求出当该变压器有最大效率时的负载系数以及最大效率（设8.0cos 2=θ）'2&x 'x '近似等效电路解：（1）在一次侧进行计算有)(6561011031012533611A U S I NN N =⨯⨯⨯==)(8.9610125630062211Ω=⨯==N N NS U Z I 0=0.02I 1N =0.02×656=13.1 (A))(6.2571.13310133323200Ω=⨯⨯==I p r m )(48411.133********1Ω=⨯⨯==I U Z N m)(48346.25748412222Ω=-=-=m m m r Z x∵ 0048.010*********3*=⨯⨯==N kN k S p r 105.0**==k k U Z)(1049.00048.0105.0222*2**Ω=+=-=k k k r Z x ∴ )(465.08.960048.01*Ω=⨯==N k k Z r r )(15.108.961049.01*Ω=⨯==N k k Z x x)(2.108.96105.01*Ω=⨯==N k k Z Z Z（2） 根据上述近似等效电路，以U 2’为参考相量，则有： 77.511311021=⨯==φφU U kοοο&0105.630101177.50332'2∠⨯=∠⨯⨯=∠=N kU Uοοο&&9.366569.3677.510113101259.363333622'2-∠=-∠⨯⨯⨯⨯=-∠⨯==k U S k I I N NN'2&''近似等效电路∵οοο&&&3.467937)15.10465.0(9.366560105.633'2'21∠=+⨯-∠+∠⨯=+=j Z I U U kοο&&6.820.1448346.2573.4679371-∠=+∠==j Z U I m mοοο&&&7.379.6629.366566.820.14'21-∠=-∠+-∠=+=I I I m（3）在一次侧加额定电压、二次侧额定负载时，有：22'2'2'2'215142)4242()15.10465.0(9.366560++=+⨯-∠+∠=+=U j U Z I U U k N N οο&&&根据模相等可得：22'2235142)4242()310110(++=⨯U解得：)(100.593'2V U ⨯=1022577.5100.593'22=⨯==k U U根据定义：%0.7%100101110225101133222=⨯⨯-⨯=-=∆N N U U U U根据实用公式：%68.6%100)6.01049.08.00048.0(%100)sin cos (2*2*=⨯⨯+⨯=⨯+=∆θθk k x r U根据（2）的结果有：%6.99%100)42cos(9.662679378.03/65611cos cos %10011122212=⨯-⨯⨯⨯⨯==⨯=θθηI U I U P P 根据实用公式：%3.99%10010133106008.01012518.0101251%100cos cos 3366222=⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯++=p p S S kN N N βθβθβη（4）当47.06001330===kN p p β时： %3.99%100101331060047.08.01012547.08.01012547.0%100cos cos 33266222max =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯++=p p S S kN N N βθβθβη3-1、有一三相变压器，其一次、二次绕组的同极性端和一次端点的标志如图3-13所示。
试把该变压器接成Dd0；Dy11；Yd7；Yy10，并画出它们的相电动势相量图（设· · ·ABC相序为A 、B 、C 相序） 解：3-2、变压器一、二次绕组按图3-14连接。
试画出它们的电动势相量图，并判断其连接组别（设相序为A 、B 、C ）B,XA,a,Z,zC,Yc,yb,xB,XA,a,Z C,Yc b x,y,z · · ·· · ·ABCabc· · ·· · ·A B CzxyBA,a,z Cc,yb,x X,Y,Zcx,y,zBA,aCb X,Y,Z· · ·· · ·ABCzxy解：3-3、设有两台变压器并联运行，变压器I 的容量为1000kV A ，变压器II 的容量为500kV A ，在不容许任何一台变压器过载的条件下，试就下列两种情况求该变压器组可能供给的最大负载。