电机课后题答案1-5章
电机课后答案
1-1、 变压器电动势旋转电动势产生的原因有什么不同其大小与哪些因素有关1-2、 答：变压器电动势产生原因：线圈与磁场相对静止,但穿过线圈的磁通大小或方向发生变化；旋转电动势产生原因：磁通本身不随时间变化,而线圈与磁场之间有相对运动,从而使线圈中的磁链发生变化;对于变压器电动势：dtd Ndt d e φψ-=-= e 的大小与线圈匝数、磁通随时间的变化率有关;对于旋转电动势：Blv e =e 的大小与磁感应强度B,导体长度l ,相对磁场运动速度v 有关;1-3、 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的它的大小与哪些因素有关1-4、 答：磁滞损耗产生原因：铁磁材料在外界交变磁场作用下反复磁化时,内部磁畴必将随外界磁场变化而不停往返转向,磁畴间相互摩擦而消耗能量,引起损耗;其大小n P 与最大磁通密度m B 、交变频率f 和材料等因素有关,即an fB P ∞;同时,磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积有关,面积越大,磁滞损耗也就越大;涡流损耗产生原因：铁芯中磁通发生交变时根据电磁感应定律,铁芯中会感应涡流状的电动势并产生电流,即涡流;涡流在铁芯中流通时,会产生损耗,就称为涡流损耗;其大小w P 与铁芯中的磁通密度幅值m B ,磁通的交变频率f 、硅钢片厚度d 和硅钢片电阻率ρ等因素有关,即ρ222dB f P m w ∞;1-5、 如何将dtd Ne Φ-=和Blv e =两个形式不同的公式统一起来 1-6、 答：匝数N 为1、有效长度为l ,线圈宽度为b 的线圈在恒定磁场中以速度v 运动时,由电磁感应定律可得：()Blv v lB dtdxlB d l B dt d dt d Ne b x x =--=-=-=-=⎰+)(ξξφ1-7、 电机和变压器的磁路通常采用什么材料制成这些材料各具有哪些主要特征 1-8、答：1通常采用高导磁性能的硅钢片来制造电机和变压器的铁芯,而磁路的其他部分常采用导磁性能较高的钢板和铸钢制造,来增加磁路的导磁性能,使其在所需的磁路密度下具有较小的励磁电流;2硅钢片的导磁率极高,能减少电机体积,降低励磁损耗,磁化过程中存在不可逆性磁滞现象,交变磁场作用下,会产生磁滞损耗和涡流损耗; 2-6 已知一台直流发电机的铭牌参数如下：额定功率P N =200kW,额定电压U N =230V ,额定转速n N =1450r/min,额定效率ηN =90%,试求该发电机的额定输入功率P 1和额定电流I N ;答：直流发电机P N =U N I N ,代入数据可得I N =2.222%90102521=⨯===N NN P P P ηηkW2-7 已知一台直流电动机的铭牌参数如下：额定功率P N =55kW,额定电压U N =110V ,额定转速n N =1000r/min,额定效率ηN =85%,试求该发电机的额定输入功率P 1、额定电流I N 和额定转矩T cN ; 答：7.64%851055321=⨯===NNNP P P ηηkW直流电动机P 1=U N I N ,代入数据可得I N =588ANm k w P T cN 5.52560/21000552=⨯==π 2-10 一台四极单叠绕组的直流电机：1如果取出相邻两组电刷,只用剩下的两组电刷是否可以对电机的性能有何影响端电压有何变化此时发电机能供多大负载用额定功率的百分比表示 2如果有一元件短线,电刷间的电压有何变化电流有何变化3如果只用相对的两组电刷是否能继续运行 4若有一个磁极失磁将会产生什么后果 答：1若取出相邻两电刷,电机可以工作,但带负载性能降低,原本共4条支路并联,设每支路电流为I ,总电流为4I ,现在其中3条支路串联后再与第4条支路并联,总电流为1/3I +I =4/3I ;端电压不变,N N N P P IIP %3.3343/4'==; 2若有一元件断线,电刷间电压不变,由于断线支路无电流,总电流变为3I,即减少为原来的3/4; 3只用相对的两个电刷时,两条支路上的电动势都为0,无法运行;4若一磁极失磁,电极内磁场不对称,造成并联各支路感应电动势不等,甚至产生环流,损坏电机;2-13 一台直流发电机,2P =8,当n =600r/min,每极磁通量3104-⨯=φWb 时,E =230V,试求：1若为单叠绕组,则电枢绕组应有多少根导体 2若为单波绕组,则电枢绕组应有多少根导体 答：n C E e φ=,则8.951046002303=⨯⨯=-e C又aPNC e 60=1当为单叠绕组时,a =P =4,574848.9546060=⨯⨯==P aC N e 匝 2当为单波绕组时,a =1,143748.956060=⨯==P aC N e 匝 2-16、 一台单波绕组的直流发电机,2P =4,P N =50kW,U N =230V ,n N =725r/min,K =135,N y =1,试求：1电枢绕组总导体数N ；2空载时,产生额定电压的每极磁通量Φ0；3若将电枢绕组改为单叠绕组,在同样每极磁通量Φ0及转速下,空载时感应电动势为多少 答：1270113522=⨯⨯==y kN N 2单波绕组a=1960==aPNC e 035249.00==Ne n C EφWb 3若改为单叠绕组a=p=25.460==aPNC e 1150==N e n C E φV2-19 一台并励直流发电机在600r/min 时,空载电压为125V ,假如将转速提高到1200r/min,同时将励磁回路的电阻增加一倍,问发电机的空载电压为多少 答：并励发动机空载时,I =0所以f a I I =由于f I 、a R 和b U ∆很小,因此()'2f f j f f b a a R I R R I U U R I U E =+=≈∆++=同时n Ce E φ=题目指出,速度增大一倍,'f R 也增加一倍;那么'22f f R I E ⋅=励磁电流大小不变,磁通φ不变;那么2502''0==≈E E U V2-20 对任一直流发电机,在给定的运行情况下,总可以利用电动势方程式求得b a a U r I U E ∆++=2,为什么用空载特性曲线上求出对应于E 的励磁电流I f 并非该运行状态的实际励磁电流值 答：当直流发电机有负载时,电枢电流比较大,此时会产生明显的去磁效应或助磁效应,而工作在空载特性曲线对应E 的励磁电流I f 下,是不能满足要求的;所以实际励磁电流会偏大由于去磁效应或偏小由于助磁效应;2-22 一台并励直流发电机,2P =4,P N =82kW,U N =230V ,n N =970r/min,Ω=︒0259.075a R ,并励绕组每极有匝,四极串联后的总电阻Ω=8.22f R ,额定负载时,并励回路串入Ω=5.3f R ,22=∆b U V ,kW p p mec Fe 3.2=+,N ad P p 005.0=;试求额定负载时发电机的输入功率、电磁转矩和效率; 答：5.356==N N N U P I A 745.8=+=fj Nf R R U I A 2.365=+=f N a I I I A46.2412=∆++=b a a N U R I U E V输入功率891.901=+++=++++=ad Fe mec a em f ad Fe mec em p p p I P p p p p P P kW 效率%9012==P P η 由n Ce E φ=3.868===a e Ta T em I nC EC I C T φNm 2-24 一台他励直流发电机,P N =10kW,U N =230V ,n N =1000r/min,Ω=46.0a R ,额定负载时电枢反应去磁作用相当于励磁电流0.2A;已知在800 r/min 时,在所考虑工作范围内,其空载特性可用()400/5f f E I I =+表示;试求：1发电机额定励磁电流fN I ；2电压变化率%U ∆；3过载25%时的端电压设电枢反应正比于负载电流；4在额定负载时,将端电压提高到250V ；励磁电流fN I 不变时,其转速应提高到多少若转速不变时,其励磁电流应增加多少 答： 15.43==NNN U P I A 250=+=a N N N R I U E V考虑在相同的励磁电流作用下,其产生的电动势为200==NNn n nE E V 又()ffI I E +=5400 ,所以5=fIA考虑电枢反应去磁作用,发电机额定励磁电流为2.5=+=fs f fN I I I A 29.25454000=+=nn I I U NfN fN V%83.10%100%0=⨯-=∆NNU U U U3过载25%时,N a I I 25.1'=此时,25.02.025.1'=⨯=fs I A 故75.4''=-=fs fN f I I I A 则由()ffI I E ''5400+=,得6.243=E V6.218'''=-=a a R I E U V4a fN I 不变,此时40250100002==N I A 则4.268222=+=a N N N R I U E V去磁作用184.02.022=⨯=NN fs I I I A 016.522=-=fs fN f I I I A在800 r/min 时, ()V I I E f f 3.2005400222'=+= 故10728002'2122=⨯==E E n n n N N N N b 转速N n 不变,402=N I A,4.2682=N E V ,184.02=fs I Ann I I E Nf f N 2225400+=,所以794.52=f I A故978.5222=+=fs f fN I I I A2-28 如何改变串励、并励和复励直流电动机的转向 答：要改变直流电动机的转向,只要改变电枢电流方向或励磁电流方向;对于串励直流电动机,可将电枢绕组或串励绕组反接,电枢电流或励磁电流改变一个就可以；对于并励直流电动机来说,方法同上；对于复励直流电动机来说,考虑到其励磁绕组的特殊性,在改变电路时,要保证两段励磁绕组的综合励磁作用与电枢电流择一反向;2-31 两台完全相同的并励直流电动机,机械上用一转轴联接在一起,并联于230V 的电网上运行,轴上不带其他负载;在1000r/min 时空载特性为：此时,甲电机的励磁电流为,乙电机的励磁电流为,转速为1200r/min,电枢回路的总电阻均为Ω,若忽略电枢反应去磁的影响和附加损耗ad P ,试问： 1） 哪台是发电机哪台是电动机2）3） 总的机械损耗和铁耗是多少4） 若保持转速不变,只调节励磁电流能否改变电机的运行状态5） 是否可以在1200r/min 时两台电机都从电网吸取功率或向电网送出功率 答： 1n C E e φ=0对于甲电机,当n=1200r/min 时2359.195560=⨯=E V>U 甲电机是发电机对于乙电机,当n=1200r/min 时2247.186560=⨯=E V<U 乙电机是电动机 2对发电机a a R I U E +=0可得50=a I A 则11750=a EI W甲发电机的机械损耗和铁耗em P P 甲甲-1 对电动机60=-=aa R EU I A 乙电动机的机械损耗和铁耗：甲乙1P P em - 16900=-=em em P P P 甲乙∑W3调节励磁电流可以改变两机运行状态;4可以两机都做电动机从电网吸收功率;但不可以两机都做发电机送出功率,因为不符合能量守恒定律;2-32 一台变励直流电动机,P N =,U N =100V ,I n =58A,n N =1470r/min,R f =Ω,R a =Ω;在额定负载时突然在电枢回路中串Ω电阻,若不计电枢回路中的电感和略去电枢反应去磁的影响,试计算此瞬间的下列各项：1） 电枢反应电动势；2电枢电流；3电磁转矩；4若总制动转矩不变,试求达到稳定状态后的转速; 答：14.9115.013810058100=⨯⎪⎭⎫⎝⎛--=-=a a N R I U E V由于串入瞬间电机转速不变,故由n C E e φ=知E 不变; 故电枢反应电动势为;2当串入后()R R I U E a a N ∆+-=',所以2.13'=a I A38.7''===a Ne T a N T em I n C E C I C T φNm 4若总制动转矩不变,则a Ne Ta N T em I n C EC I C T ==φ0,知a I 不变 则平衡后()8.62'=∆+-=R R I U E a a N A1010''==Ne C E n φr/min2-35 一台并励直流电动机,P N =,U N =110V ,n N =900r/min,ηN =85%,R a =Ω,I fN =2A;若总制动转矩不变,在电枢回路中串入一电阻,使转速降低到450r/min,试求串入电阻的数值、输出功率和效率; 答：转矩不变,则75=-=-==f NN Nf N aN a I U P I I I I η A电枢电势10408.075110=⨯-=-=a aN N R I U E V 速度降到450r/min 后,52===NNe n nE n C E φV;69.008.07552110=--=--=a aN Nj R I E U R Ω 输出功率6.35.0602222==⋅=Ω=P nT T P πkW 效率%5.4285.0/2.76.3/2===N N P P ηη2-41 换向极的作用是什么它装在哪里它的绕组应如何励磁如果不慎将已调节好换向极的直流电机的换向极绕组极性接反,那么运行时会出现什么现象 答：换向极作用是改善换向,在换向区域建立一个适当的外磁场,称为换向磁场;装在几何中性线上;换向极的励磁应使得换向极的磁动势抵消交轴电枢反应,并克服换向极磁路中的磁压降;如果不慎将换向极接反,则不但没有抵消,反而加强了磁场,因此可能出现电刷下的火花;2-42 一台直流电机,轻载运行时换向良好;当带上额定负载时,后刷边出现火花;那么应如何调节换向极下的气隙或换向极绕组的匝数,才能改善换向 答：由于出现的是后刷边的火花,所以可以判断是延迟换向,k r e e >而k k B e ∞换向极磁场,为使k r e e =,应增加换向极绕组的匝数,减小换向极下气隙;3-3 变压器铭牌数据为：S N =100kV A,U 1N /U 2N =6300/400V,Y/Y 0连接,低压绕组每相匝数为40匝;1求高压绕组每相匝数；2如高压边额定电压由6300V 改为10000V,而欲保持主磁通及抵押绕组额定电压不变,则新的高、低压绕组每相匝数又应是多少 答： 1由2121N NU U N N =,N 1=630 2对于高压边,由于主磁通保持不变,'1'11'11630100006300E N N E E === 1000'1=E又400100001000'2'2'1'2'1===N N N E E 40'2=N3-6 两台单相变压器,U 1N /U 2N =220/110V,原方的匝数相等,但空载电流02012I I =;今将两变压器的原线圈顺极性串联起来,原方加440V 电压,试问两台变压器副方的空载电压是否相等 答：由题,两台变压器U 1N 相等、02012I I =,可知215.0m m Z Z = 则当两变压器原线圈串联时,344044021111=+⨯=m m m Z Z Z U V388044021221=+⨯=m m m Z Z Z U V又由221==NNU U k 得32201112==k U U V34402122==k U U V 可见两变压器副边电压不相等;3-7 一台单相变压器,S N =1000千伏安,U 1N /U 2N =60/千伏,f N =50赫;空载及短路试验的结果如下：试计算：1折算到高压方的参数实际值及标幺值,假定2'21k R R R ==,2'21k X X X ==σσ；2画出折算到高压方的T 形等效电路； 3计算短路电压的百分值及其二分量；4满载及8.0cos 2=ϕ滞后时的电压变化率()%u ∆及效率η； 5最大效率m ax η; 答：1根据空载试验,有Ω===≈76.6231.1063000002I U Z Z m Ω==≈01.492002I P R R m Ω=-=83.62122222m m m R Z X由52.93.660==k 得折算到高压方时 58.5622==m m Z k Z k Ω 45.422==m m R k R k Ω 40.5622==m m X k X k Ω根据短路试验Ω===88.21115.1532101N k k I U Z Ω===00.6115.1514000221N k k I P RΩ=-=91.20222k k k R Z X由题,有Ω===50.302'21kR R R Ω===46.1012'21kX X X σσ 下面计算标幺值67.1611==N N N U S I A 73.15822==NN N U SI A 24.16067.1645.411*=⨯==N N m m U I R R 67.156067.1640.5611*=⨯==N N m m U I X X 3111*2*11047.8-⨯===NNU I R R R 2111*2*11085.2-⨯===NNU I X X X σσσ2画出等效T 形电路：u3%694.1*2*1=+=R R u kR %70.5*2*1=+=σσX X u kX得%95.522=+=kX kR k U U u 4()()()%78.46.0%70.58.0%694.1%100]sin cos [%100sin cos 2*2*12*2*12*2**2=⨯+⨯=⨯+++=⨯+=∆ϕϕϕϕσσX X R R X R I U k k由%100222⨯-=∆NN U U U U 得00.62=U kV则762cos cos 2222222===ϕϕNNN U S U I U P kW 由题50==P P Fe kW,94.16221==k kN cu I P I P kW得%20.97%10022=⨯++=Fecu P P P P η5最大效率时5000==cu Fe P P ,543.0101*2==KN P P I I 则%19.98%10022=⨯++=Fecu P P P P η3-9 变压器负载运行时引起副边端电压变化的原因是什么副边电压变化率的大小与这些因素有何关系当副边带什么性质负载时有可能使电压变化率为零 答：由于绕组存在漏阻抗,负载电流流过阻抗时,就会有电压降,从而引起副边端电压变化;副边电压变化率大小与这些因素的关系可表示为()2*2**2sin cos ϕϕk k X R I U +=∆;当负载为容性时, 02<ϕ,可能使电压变化率为零;3-10 一台单相交压器S N =2千伏安,U 1N /U 2N =1100/110伏,R 1=4欧,151=σX 欧,R 2=欧,15.02=σX 欧,负载阻抗510j Z L +=欧时,求： 1原边电流I 1、副边电流I 2、副边电压U 2； 2原边输入的有功功率； 3变压器的效率; 答：1Ω=+=+=8221'21R k R R R R k Ω=+=+=30221'21σσσσX k X X X X k Ω+==500010002'j Z k Z L L则966.0'11=++=Lk k NZ jX R U I A66.91'22===kI kI I A0.10851066.92222=+==L Z I U V2()6.940'211=+=L k R R I P W32.933222==L R I P W 得%21.99%10012=⨯=P P η 3-11 一台三相变压器Y/Y-12接法,S N =200kV A,U 1N /U 2N =1000/400V;原边接额定电压,副边接三相对称负载,负载为Y 接,每相阻抗为Z L =+Ω;变压器每相短路阻抗为Z k =+Ω高压侧;求该变压器负载运行时的： 1原、副边电流； 2副边端电压；3输入的视在功率、有功功率及无功功率； 4输出的视在功率、有功功率及无功功率; 答：1由已知,k=将Z L 折算到高压侧,得Ω+==)36(2'j Z k Z L L令NP U 1的相位为0 故()︒-∠=+=+=58.2844.8235.315.631000'11j Z Z U I L k NP ︒-∠==58.281.20612kI I2由已知,︒-∠==01.221.22122L P Z I U︒∠==99.2715.383322P U U3790.142311==I U S NP I KV A391.125cos ==I I I S P ϕKW 309.68sin ==I I I S Q ϕKvar4774.136322==I U S P O KV A329.122cos ==O O O S P ϕKW 178.61sin ==O O O S Q ϕKvar3-14 画出如图所示各种联接法的向量图,根据向量图标出联接组号; 答： 1BCAa bE ABabE联接组号为Y/△-1 2联接组号为△/△-8 3ab联接组号为Y/Y-83-16 一台Y /△联接的三相变压器,原方高压方加对称正弦额定电压,做空载运行,试分析： 1原方电流、副方相电流和线电流中有无三次谐波成分2主磁通及原、副方相电势中有无三次谐波成分原方相电压及副方相电压和线电压中有无三次谐波成分 答： 1原边三次谐波电流不能流通;副边相电流中存在三次谐波电流,线电流中没有三次谐波电流; 2主磁路中有三次谐波分量,但是很小,原、副边相电势中有三次谐波分量,但数值很小;原边相电压有三次谐波成分,副边相电压没有三次谐波成分;副边线电压没有三次谐波成分; 3-17 一台单相变压器,额定电压为380/220V;现将Xx 连在一起,在A-X 端加190V 电压,如用电压表测A-a 两端,试问：1A 、a 为同极性端时,电压应为多少 2A 、a 为异极性端时,电压应为多少 答： 1由190=AX U V , k=380/220得：110=ax U V,A 、a 同性,所以80=-=ax AX Aa U U U V2110-=ax U V,A 、a 异性300=-=ax AX Aa U U U V3-18 为了检查变压器的联接组号,在变压器接线后,将高、低压线圈的A 、a 点相连接,和上电源,用电压表测量U cb 和U ac ,试证明：1Y /Y -12：21k k U U U ab ac cb +-==； 2Y /Y -6：21k k U U U ab ac cb ++==； 2Y /Y -11：21k U U ab cb +=;abABU U k = 答： 1设bc ac ab u u u ===1,BC AC AB u u k u ===,2k AD =,12-=-=kac AD CD ,k BD 23=, 1222+-=+=k k CD BD BC ,ab BC u k k u 12+-=由对称性得ab BC Cb u k k u u 12+-==2BED CA cFa b12+=kcD ,k BD 23=,1222++=+=k k CD BD BC , 所以ab BC Cb u k k u u 12++==321=cE ,23=AE ,23-=k BE ,13222+-=+=k k EC BE BCab BC u k k u 132+-=1222+=+=k AC bA Cb ab Cb u k u 12+=4-7 如果一台交流发电机线圈电动势的三次谐波已由短距消除,其5次和7次谐波的短距系数为多少 答：为消除3次谐波,线圈的节距为ττ323111=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=y 所以5次谐波的短距系数为866.025sin 15-=⎪⎭⎫⎝⎛⋅=πτy k y 7次谐波的短距系数为866.027sin 17=⎪⎭⎫⎝⎛⋅=πτy k y 4-8 为什么说交流绕组所产生的磁动势既是空间函数,又是时间函数;试用单相绕组的磁动势来说明; 答：同步电机的定子绕组和异步电机的定、转子绕组均为交流绕组,而它们的电流则是随时间变化的交流电;因此,交流绕组的磁动势及气隙磁通是时间的函数;同时空间上随着电角度按余弦规律分布,即也是空间位置的函数;4-9 三相绕组合成旋转磁动势基波的幅值、转向和转速各决定于多少为什么它的波幅的瞬间位置与某相电流的相位有何关系 答： 由I pNk F w 119.023⨯=知 幅值4-12 设有两相绕组,A 相轴线在B 相的逆转向90电角度,A 、B 相电流为t I I m A ωcos =、t I I m A ωsin =,试分析所产生的基波合成磁动势,并由此论证一个旋转磁动势可以用两个脉震磁动势来代替; 5-1有一台50赫的异步电机,额定转速730=N n 转/分,空载转差率为,试求该电机的极数、同步转速、空载转速及额定负载时的转差率; 答：1.46060111=≈=Nn f n f p 所以4=p ,极数为8 同步转速7506011==pf n r/min空载转速7480110=-=s n n n r/min 额定负载转差率0267.011=-=n n n s NN 5-2当异步电动机运行时,定子电流的频率是多少定子电势的频率是多少转子电势的频率是多少转子电流的频率是多少由定子电流所产生的旋转磁势基波将以什么速度切割定子以什么速度切割转子由转子电流所产生的旋转磁势基波将以什么速度切割转子以什么速度切割定子转子磁势基波切割定子的速度会不会因转子转速的变化而变化答：1定子电流的频率为额定频率1f 2定子电势频率与电流频率相同为1f 3转子电流频率为12sf f =,其中11n nn s -=4转子电势频率与电流频率相同,为12sf f = 5由定子电流所产生的旋转磁势以p f n 1160=切割定子,以n n p f n -==12260切割转子 6由转子电流产生的旋转磁势基波以n n p f n -==12260切割转子,以pf n 1160=切割定子 7转子磁势基波切割定子的速度不会因转子转速的变化而变化 5-3有一台绕线式异步电动机,定子绕组短路,在转子绕组通入三相交流电流,其频率为1f ,旋转磁场相对于转子以pf n 1160=转/分p 为定、转子绕组极对数沿着顺时针方向旋转,问此时转子转向如何转差率如何计算 5-4答：此时转子转向为逆时针,转差率11n nn s -=; 因为转子中的旋转磁场使得定子中也产生顺时针旋转磁场,使定子相对于转子顺时针旋转,而定子固定,故转子逆时针旋转;5-4 三相六级绕线式异步电动机,定、转子绕组均采用星型连接,额定功率250千瓦,额定线电压500伏,额定功率50赫,满载时的效率%,功率因数为；0146.01=R 欧,7101.02=R 欧,880.0X 1=σ欧,0745.0X 2=σ欧；926.01=w k 957.02=w k ；定子槽数为72,每槽导体数为16,每相并联支路数为6；转子槽数为90,每槽导体数为2,每相并联支路数为1；空载电流为安;试求：1额定负载时的定子电流；2忽略1R 及m R 时的激磁电抗m X ；3转子阻抗的折算值'2R 和'2X σ;答： 105.343cos 3==ϕηN NN U P I A 25.300==I U Z N 欧 412.310=-=σX Z X m 欧 34211==pm z q 32111==aN pq N c 5222==pm z q 30222==aN pq N c 032.1222111==m kw N m kw N k i 032.12211==kw N kw N k e e i e i k k X X k k R R σσ2'22'2==018.0'2=R 欧079.0'2=σX 欧5-6 若在一异步电动机定子绕组上加以频率为1f 的正序电压,产生正转旋转磁场;在转子绕组上加以频率为2f 的负序电压,产生反转旋转磁场;问当电机稳定运行时转子转向转速的大小其转速是否会随负载的增加而降低答：当电机稳定运行时转子转向与正旋转磁场相同;转速的大小为n ,则606012pf pf n =-; 转子、定子磁动势相同60)(21f f p n +=;转速不会随负载的增加而降低;5-8 一台三相异步电动机的输入功率为千瓦,定子铜耗为450瓦,铁耗为200瓦,转差率为029.0=s ,试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及总机械功率;答：05.10111=--=Fe Cu em P P P P kW45.2912==em Cu sP P W55.975822=-=Cu mec P P P W。
《汽车电器与电子技术》第2版课后习题答案1-5章,孙仁云版
《汽车电器与电⼦技术》第2版课后习题答案1-5章,孙仁云版《汽车电器与电⼦技术》第2版课后习题答案2020.04第⼀章绪论1-1 简述汽车电器与电⼦控制系统的分类和特点。
汽车电器与电⼦控制系统可分为电器装置和电⼦控制系统两⼤部分。
汽车电器装置主要由供电系统、⽤电设备、检测装置和配电装置四部分组成。
汽车电⼦控制系统分为发动机控制系统、底盘控制系统和车⾝控制系统三个部分。
特点：1)低压汽油车多采⽤12V，主要优点是安全性好。
2)直流主要从蓄电池的充电来考虑。
3)单线制单线制即从电源到⽤电设备使⽤⼀根导线连接，⽽另⼀根导线则⽤汽车车体或发动机机体的⾦属部分代替。
单线制可节省导线，使线路简化、清晰，便于安装与检修。
4)负极搭铁将蓄电池的负极与车体相连接，称为负极搭铁。
第⼆章汽车供电系统1.汽车⽤蓄电池的功⽤有哪些？其主要功⽤是什么？对汽车⽤蓄电池有何要求？答:功⽤有（1）起动发动机时向起动机和点⽕系统提供电能。
（2）在发动机不⼯作或电压低时（发动机停转或怠速时）向⽤电设备供电。
（3）⽤电设备过多，超过发电机容量时补充供电。
（4）蓄电池电能不⾜时可将发电机电能储存起来。
（5）具有稳定电源系统电压的作⽤。
其主要功⽤是：（1）起动发动机时向起动机和点⽕系统提供电能。
要求：容量⼤、内阻⼩，以保证蓄电池具有⾜够的起动能⼒。
2.铅酸蓄电池的主要组成部件及其功⽤是什么？答：组成部件：1极板与极板组、2隔板、3电解液、4外壳5蓄电池技术状态指⽰器功⽤：同上3.什么是蓄电池的额定容量和储备容量？答：额定容量C20：是指完全充⾜电的蓄电池，在电解液的温度为250C时，以20h放电率（If=0.05C）连续放电，当单格电压降⾄1.75V（12V蓄电池降⾄10.5±0.05V，6V蓄电池降⾄5.25±0.02V），蓄电池输出的电量。
储备容量Cm：是指完全充⾜电的蓄电池，在电解液的温度为250C时，以25A电流连续放电，当单格电压降⾄1.75V所持续的时间，其单位为min.。
电机学第五版课后答案_(汤蕴璆)之欧阳数创编
第一章 磁路 电机学1-11-2 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1-3 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VfB C p nm h h =。
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G B f C p m Fe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-4 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4105.7-⨯Wb ，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:铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ(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m l 41052-⨯==δδ(1) 不计铁心中的磁位降：(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中T B 29.1=查表可知：铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-1-5 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。
解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ 段的磁阻为m PQ R R =，则左边支路的磁阻为1-6 图示铸钢铁心，尺寸为左边线圈通入电流产生磁动势1500A 。
《电机与运动控制系统》课后习题参考答案
《电机与运动控制系统》课后习题参考答案第一章磁路（5题）1-1.一环形铁心，平均路径长度为36cm，横截面为3cm2,上绕400的线圈。
当励磁电流为1.4A时，铁心中的磁通为1.4⨯10-3Wb。
试求：（1）磁路的磁阻；（2）此时铁心的磁导率及相对磁导率。
[400⨯103A/Wb；0.003H/m，2400]解：①.R m=F/Φ=IW/Φ= 1.4⨯400/(1.4⨯10-3)=400000=400⨯103（A/Wb）；②.μ= l/(S⨯R m)=0.36/(0.0003⨯400⨯103) =0.003（H/m）；③.μr =μ/μ0 =0.003/（4π⨯10-7）=2387.3241。
答：（1）磁路的磁阻为：400⨯103A/Wb；（2）此时铁心的磁导率及相对磁导率分别为：0.003H/m和2400。
（答毕#）1-2.为了说明铁磁材料的磁导率随磁化状态而变化的情况，根据硅钢片的B-H曲线（图1-2-3）试计算：当磁密分别为0.8T、1.2T和1.6T 时，其磁导率和相对磁导率各为多少？说明磁导率与饱和程度有什么关系？[3.8⨯10-3H/m；3040；1.7⨯10-3H/m,1360；0.4⨯10-3H/m，320]解：①.由硅钢片的B-H曲线（图1-2-3）查得：当磁密分别为0.8T、1.2T和1.6T时，磁场强度分别为：0.2⨯103A/m、0.7⨯103A/M和4.25⨯103A/m。
根据μ=B/H和μr =μ/μ0，其磁导率和相对磁导率各为：4⨯10-3H/m、1.7⨯10-3H/m、0.4⨯10-3H/m和3180、1364、300（近似值，计算结果：0.004、0.0017、0.000376和3183.0989、1364.1852、299.5858）；②.由上述计算可知：硅钢片的磁导率随着饱和程度的增加而急剧减小[要得到0.8T的磁密，只需要磁场强度为：0.2⨯103A/m；而要得到1.6T的磁密，就需要磁场强度为：4.25⨯103A/m。
《电机原理及拖动基础》习题参考答案[最新]
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教 材《电机原理及拖动基础》方荣惠 邓先明 上官璇峰 编著中国矿业大学出版社，2001，12习题参考答案第一章 第二章 第三章 第四章 第五章第六章 第七章 第八章 第九章第一章1-5 解：cm /A 98H ,T 1002.0002.0AB ====φ（1） F=Hl=98A/cm ⨯30cm=2940A;I=F/N=2940/1000=2.94A.(2) 此时，F 总=H 铁l 铁+H δδ其中：H 铁l 铁=98A/cm ⨯29.9cm=2930.2A;H δδ=δ⨯B/μ0=0.001/(4π⨯10-7)=795.8A;所以：F 总=2930.2+795.8=3726A1-6 解：（1）;5.199sin Z x ;1407.0200cos Z r 2005.0100Z 1111111ΩϕΩϕΩ===⨯====（2）;66.8sin Z x ;55.010cos Z r 1010100Z 1221222ΩϕΩϕΩ===⨯====1-7 解：每匝电势为：匝744884.036N ;V 4884.00022.05044.4f 44.4e m 1===⨯⨯==φ 第二章2-13 解：作直线运动的总质量为：Kg 63966.128022m )1m m (2m =⨯⨯+++⨯=总转动惯量为：22L kg 63964D m m J ⋅=⨯==总ρ系统折算后总转动惯量为：2M 2m L eq mkg 74.49J i J J 2J J ⋅=+++=总负载静转矩为：Nm127792/D g )Hq m (T 2L =⨯⨯+=折算后负载转矩为：Nm 710i T T L'L ==η电动机转速加速度等于：5.95dtdvD 60i dt dn idtdnm ===π由运动方程的启动转矩：Nm 4.12075.9555.974.49710dt dn 55.9J T T eq 'L k =⨯+=+=第三章3-12 解：因为：n 60NpE a φ=（1）单叠：a=2；6004.02602N 230⨯⨯⨯⨯=；N=5750。
电机及电力拖动课后习题答案
《电机与拖动基础》课后习题第一章 习题答案1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？ 答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。
（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。
直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。
换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。
机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。
电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。
有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。
换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。
2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/m in 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。
解：电动机η⋅=N N N I U P ， 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985.02201013U P I 3N N N η3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/m in 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。
解：发电机N N N I U P =， 故 A ⨯==3912301090U P I 3N N N7．什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么？对电动机呢？答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。
电机答案
第四章 交流电机绕组的基本理论4．1 交流绕组与直流绕组的根本区别是什么？ 交流绕组：一个线圈组彼此串联直流绕组：一个元件的两端分别与两个换向片相联4．2 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组而不用120°相带绕组？相带：每个极下属于一相的槽所分的区域叫相带，在三相电机中常用60相带而不用120相带是因为：60相带所分成的电动势大于120相带所分成的相电势。
4．3 双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？ 双层绕组：max 2a P = 单层绕组：max a P =4．4 试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？单层绕组：简单，下线方便，同心式端部交叉少，但不能做成短匝，串联匝数N 小（同样槽数），适用于10kW <异步机。
双层绕组：可以通过短距节省端部用铜（叠绕组）或减少线圈但之间的连线（波绕），更重要的是可同时采用分布和短距来改善电动势和磁动势的波形，因此现代交流电机大多采用双层绕组。
4．5 为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？绕组短距后，一个线圈的两个线圈边中的基波和谐波（奇次）电动势都不在相差180，因此，基波和谐波电动势都比整距时减小；对基波，同短距而减小的空间电角度较小，∴基波电动势减小得很少；但对V 次谐波，短距减小的则是一个较大的角度（是基波的V 倍），因此，总体而言，两个线圈中谐波电动势相量和的大小就比整距时的要小得多，因此谐波电动势减小的幅度大于基波电动势减小的幅度∴可改善电动势波形。
绕组分布后，一个线圈组中相邻两个线圈的基波和ν次谐波电动势的相位差分别是1α和1v α（1α槽距角），这时，线圈组的电动势为各串联线圈电动势的相量和，因此一相绕组的基波和谐波电动势都比集中绕组时的小，但由于谐波电动势的相位差较大，因此，总的来说，一相绕组的谐波电动势所减小的幅度要大于基波电动势减小的幅度，使电动势波形得到改善。
电机学第五版课后习题全解答案(汤蕴璆)
Im
E1
Zm
20642.41.15V
1250 j12600
1.63
83.18
A
I1
Im
'
I2
1.63
83.18
A
53.42
36.88
A
54.56
38.12
A
U1
E1
I1
Z1
21279.42.70V
I1 R1 X1
I2' X2' R2'
简化等效电路如右图：
U1
Rk R1 R2' 3.89
T
0.7T
查磁化曲线得 Haf Hed 550 A m
气隙中的磁场强度 H
4
1.75 104 107 2.75 104
A
m 506.7 103
A
m
中间磁路的磁势 Fad 506.7 103 2.5 103 550 20 102 A
1376.8A dcba ad 1.75 104Wb
1.29 4 107
A
m 1.0 106
A
m
磁势 FI F H l 1.0 106 5 104 A 500 A 电流 I FI 0.5A
N
(2)考虑铁心中的磁位降：
铁心中 B 1.29T
查表可知： H 700 A m
铁心磁位降 FFe H l 700 12.45 102 A 87.15 A
第一章 磁路 电机学
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
l A
，单位：
A Wb
中国电力出版社电机学课后习题解答(前四章)
U Ax 4.44 f (N1
N
2)
330 4.44 f 11.5N
1
m
U1N 4 . 4 f41 N1
220 4 . 41f 4N1
m 330 N1 1 m 220 1 . 5N1
即主磁通没有变，因此励磁磁动势不变， F0 F0
F0 I01.5N1 ， F0 I0 N1
A1 A2 A3 4.9 103 m2
A1 A 2 5.145103 m 2
Rm1 9.014 104 A / wb Rm2 9.012 104 A / wb Rm3 3.036 104 A / wb
R1 7.737 104 A / wb
R 2 1.083105 A / wb
U1N m 4.44 f1N1
现在情况下主磁通 m 为
线图
U2N m 4.44 f1N2
所以
m
U2N
4.44 f N
11
U 2N பைடு நூலகம்1
1
4.44 f N U
m
12
1N
U1N N2
即主磁通没有变，因此励磁磁动势也不变：
F0 F0
F0 N0I0 ， 而 F0 N1I0
I
0
2I0
|
Z
m
| U Aa
I
0
110 ，
2I0
|
Zm
|
答：励磁电抗 X m 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 X m 的值很大．此外，铁心的磁导率不 是一个常数，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．由于短路试验时电压低、主磁通小，而空载试验 时加额定电压、主磁通大，所以短路试验时励磁电抗比空载试验时的励磁电 抗大．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和空载试验时的基本相等．
《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 Le 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 lμ∧=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。
电机学第五版课后答案汤蕴璆完整版
电机学第五版课后答案汤蕴璆HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第一章 磁路 电机学1-1 磁路的磁阻如何计算磁阻的单位是什么1-2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1-3 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V fB C p nmh h =。
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G B f C p mFe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-4 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4105.7-⨯Wb ，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: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ(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m l 41052-⨯==δδ(1)不计铁心中的磁位降：磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ(2)考虑铁心中的磁位降：铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-1-5 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。
电机学课后习题答案
电机学（十五课本）第二章 变压器A U S I NN N 5131036310560033322=⨯⨯⨯==.，AI I NN 2963513322===φ额定电压：kVU U N N 7745310311.===φkV U U N N 3622.==φ1）低压侧开路实验：()Ω===212434736800322200..''φI p R mΩ===6147434763002020..''φφI U Z mΩ=-=-=414692124614742222...''''''m mm R Z X折算到高压侧（一次侧）：Ω=⨯==21042124916402...''m m R k RΩ=⨯==8123241469916402...''m m X k X一次阻抗基值：Ω===87173235774111.φφN N b I U Z835871721041...===*bm m Z R R ，02698717812321...===*bm m Z X X高压侧短路实验：Ω===057503233180003221.φk k k I p R Ω====9830323355031111.φφφk k k k k I U I U ZΩ=-=-=98100575098302222...k k k R Z X 0032508717057501...===*bk k Z R R ，05490871798101...===*bkk Z X X2）采用近似等效电路，满载且802.cos =ϕ（滞后）时，取0220∠=-∙U U ，则：2873680..arccos ==ϕ，222228736323873691640296...''-∠=-∠=-∠=-∠=-∙ϕϕφφφkI I I N N4242916402057849531787363236586983022200221........''j U kU U k U I Z U k ++=+∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-∠⨯∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=∙∙∙∙φφ若111ϕφφ∠=∙U U ，则：()222214242205.++=kU U φ，而V U U N 577411==φφ从而：V U 60732=，0206073∠=-∙U ，1426073916402420569242....arctan=⨯+=ϕ，V U 4257741.∠=∙φA Z U I mm 768291531785614744257741.....-∠=∠∠==∙∙φ，AI I I I m 0021146376326873632376829153.....'-∠=-∠+-∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+==∙∙∙∙φφ3）电压调整率：%.%.%%'56310057746073916405774100577457741002121=⨯⨯-=⨯-=⨯-=∆kU U U U U N N φφ或()()%.%....%sin cos %sin cos %''''554310060054908000325010010010022212222121=⨯⨯+⨯=⨯+=⨯+≈⨯-=∆***ϕϕϕϕφφφk k N k k N N X R I U X I R I U U U U输出功率：kW S P N 448080560022=⨯==.cos ϕ输入功率：kW p p P P Fe cu 845048618448021..=++=++= 额定效率：%.%.%459910084504448010012=⨯=⨯=P P η第三章 直流电机3-11一台他励发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（设励磁电流保持不变）？若为并励发电机，则电压升高的百分值比他励发电机多还是少（设励磁电阻不变）？解：他励发电机Φn C E U e ==0，励磁电流不变，磁通不变，转速提高20%，空载电压会提高20%；并励发电机，f f e R I n C E U ===Φ0，转速提高，空载电压提高，空载电压提高，励磁电流提高，磁通提高，空载电压进一步提高，所以，并励发电机，转速提高20%，空载电压升高的百分值大于他励时的20% 。
电机学第五版课后参考答案
第一章磁路电机学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，单位：1-2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。
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。
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（铁心由的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，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为Wb，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:铁心、气隙截面(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)气隙长度铁心长度铁心、气隙中的磁感应强度(1)不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度磁势电流(2)考虑铁心中的磁位降：铁心中查表可知：铁心磁位降1-4图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流，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。
解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ段的磁阻为，则左边支路的磁阻为：1-5图示铸钢铁心，尺寸为左边线圈通入电流产生磁动势1500A。
试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值：(1) 气隙磁通为Wb时；(2) 气隙磁通为零时；(3) 右边心柱中的磁通为零时。
解：(1)查磁化曲线得气隙中的磁场强度中间磁路的磁势左边磁路的磁势查磁化曲线得查磁化曲线得右边线圈应加磁动势(2)查磁化曲线得查磁化曲线得右边线圈应加磁动势(3) 由题意得由(1)、(2)可知取则查磁化曲线得气隙中的磁场强度中间磁路的磁势查磁化曲线得已知，假设合理右边线圈应加磁动势第二章变压器2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
电机与拖动基础答案(第四版)1-5章
提升速
度给定为
绳索的速度
卷筒外圆线速度
卷筒转速
π
π
电动机转速
于是得
直线运动部分飞轮矩
=3
所以折算到电动机轴上系统总飞轮矩
重物吊起及下放时折算到电动机轴上的负载转矩计算。
重物吊起时，负载转矩折算值
η
重物、导轮 8 及吊钩三者转矩折算值为
算值
所以传动机构损耗转矩为 -Δ
上的负载转矩计算。 空钩吊起时负载转矩
21生产机械切削力或重物重力切削速度或升降速度电动机转速n传动效率负载转矩传动损耗电磁转矩刨床3400042975080起重机9800提升141200075下降14电梯提升10950042下降1022生产机械切削力或重物重力切削速度或升降速度电动机转速n传动效率负载转矩传动损耗电磁转矩刨床340004297508017483491748续表生产机械切削力或重物重力切削速度或升降速度电动机转速n传动效率负载转矩传动损耗电磁转矩起重机9800提升14120007514558363914558下降14120006677283639728电梯提升10950042359022082335902下降1095003815744208235744习题解答21如图21所示的某车床电力拖动系统已知切削力工件直径电动机转速减速箱的三级速比各转轴的飞轮矩为指电动机轴各级传动效率都是09求
等于 1.
(2) 为了使直流电机正、负电刷间的感应电动势最大，只考虑励磁磁场时，
ww 式的直流电动机改变转向时，都要加以考虑。
5. 他励直流发电机稳态运行时的基本方程式与功率关系。 6. 直流电机的可
逆原理。
7. 他励直流电动机稳态运行时的基本方程式与功率关系。
8. 他励直流电动机固有机械特性： 表达式、特性曲线及其特点。这是本章重
电机学第五章课后答案
n1 n n1
（ n 为转子转速）
5．4 为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多？ 在额定电压时异步机空在电流标么值为 30﹪左右，而变压器的空载电流标么值为 50 ﹪左右。这是因为异步机在定子和转子之间必须有空隙，使转子能在定子内圆内自动 转动，这样异步机的磁路磁阻就较大，而变压器磁路中没有气隙，磁阻小，因此，相 对变压器而言，异步电动机所需励磁磁动势大，励磁电流大。 5．5 三相异步电机的极对数 p 、同步转速 n1 、转子转速 n 、定子频率 f 1 、转子频率 f 2 、 转差率 s 及转子磁动势 F2 相对于转子的转速 n 2 之间的相互关系如何？试填写下表 中的空格。
Tm a 不变 x
5．14 绕线式三相异步电动机转子回路串人适当的电阻可以增大起动转矩， 串入适当的电抗时，是否也有相似的效果？ 转子侧串入电抗， 不能增大起动转矩∵串如电抗后 I 2 虽然 m 增大了， 但 cos 2 下降∴总起来起动转矩 Tst Cm m I 2 cos 2 仍然不能增大。 5．15 普通笼型异步电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大而起动转矩不大？ 但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时， 起动电流较小而起动转矩较大， 为什 么？
第五章 异步电机 5．1 什么叫转差率？如何根据转差率来判断异步机的运行状态？ 转差率为转子转速 n 与同步转速 n1 之差对同步转速 n1 之比值 s 为发电机状态。
n1 n n1
s0
0 s 1 为电动机状态， s 1 为电磁制动状态。
5． 2 异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时， 电磁转矩和转子转向之间的关系是否一 样？怎样区分这两种运行状态？ 发电机运行和电磁制动运行时，电磁转矩方向都与转向相反，是制动转矩；但发电机 的转向与旋转磁场转向相同，转子转速大于同步速，电磁制动运行时，转子转向与旋 转磁场转向相反。 5．3 有一绕线转子感应电动机，定子绕组短路，在转子绕组中通入三相交流电流，其频率 为 f 1 ，旋转磁场相对于转子以 n1 60 f1 / p （ p 为定、转子绕组极对数）沿顺时针 方向旋转，问此时转子转向如何？转差率如何计算？ 假如定子是可转动的，那么定子应为顺时针旋转（与旋转磁场方向相同）但因定子固 定不动不能旋转，所以转子为逆时针旋转。 s
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第一章 磁路 电机学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1-2 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V fB C p n mh h =。
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G B f C p m Fe h 23.1≈。
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4105.7-⨯Wb ，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：Θ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:铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ (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m l 41052-⨯==δδ 铁心长度铁心、气隙中的磁感应强度(1) 不计铁心中的磁位降：磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ1-4 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。
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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。
0-3 感应电动势=e dt d ψ-中的负号表示什么意思？答：dt d e ψ-=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交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为dt d N e Φ-=；当磁路是线性的，且磁场是由电流产生时，有L Li ,=ψ为常数，则可写成dt diL e -=。
0-.4试比较磁路和电路的相似点和不同点。
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；而在恒定磁通下，磁路中无损耗3）由于G 导约为G 绝的1020倍，而Fe μ仅为0μ的4310~10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；4）电路中电阻率ρ在一定温度下恒定不变，而由铁磁材料构成的磁路中，磁导率μ随B 变化，即磁阻m R 随磁路饱和度增大而增大。
0-5 在图0-2中，已知磁力线l 的直径为10cm ，电流I 1 = 10A ，I 2 = 5A ，I 3 =3A ，试求该磁力线上的平均磁场强度是多少？答：平均磁场强度m A m A DI I I l I H /2.381.0/)3510(/)(/321=⨯-+=-+=∑=ππ0.-6 在图0.8所示的磁路中，线圈21N N 、中通入直流电流21I I 、，试问：（1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少？（2） 2N 中电流2I 反向，总磁动势又为多少？（3） 若在图中b a ,处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少？（4） 比较3,1两种情况下铁心中的H B ,的相对大小，及3中铁心和气隙中H 的相对大小？解： （1）22111N I N I F -=（2）22112N I N I F +=（3）221113N I N I F F -==不变（4）由于31F F =，而31m m R R <<，图所以31φφ>>，31B B >>，31H H >>。
其中 11111H B R F m 、、、、Φ和33333H B R F m 、、、、Φ 分别表示3,1两种情况下的各物理量。
δB B Fe =0μμ>>Fe 逆时针方向旋转时， 在线圈中会有感应电动势产生，其大小为：Blv e =，由于线圈一会儿在N 极下，一会儿在S 极下，因此这个感应电动势的方向是变化的，即线圈中的电动势e 及电流i 的方向是交变的，只是在经过电刷和换向片的整流作用后，才使外电路得到方向不变的直流电。
换向器—电刷的作用：把线圈中的交变电动势及电流整流成外电路方向不变的直流电。
2-2试判断下列情况下，电刷两端的电压是交流的还是直流。
（1） 磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2） 电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
答 由直流发电机原理可知，只有电刷和电枢保持相对运动时，在电刷两端的电压才为直流，由此： ① 交流：因为电刷与电枢相对静止。
② 直流：因为电刷与电枢相对运动。
1-.3 什么是电机的可逆性？答 一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。
如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。
这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，称为电机的可逆原理。
1-.4 直流电机有哪些主要部件？试说明它们的作用、结构答 直流电机由定子（静止部分）和转子（转动部分）两大部分组成。
定子部分包括机座、主磁极、换向极和电刷装置等。
主磁极铁心用1～1.5mm 厚的低碳钢板叠压而成。
主极的作用是在定转子之间的气隙中建立磁场；.换向极换向极铁心一般用整块钢或钢板加工而成，换向极绕组与电枢绕组串联。
换向极的作用是用以改善换向。
机座通常用铸钢或厚钢板焊成。
机座有两个作用，一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、电刷装置由电刷、刷握、刷杆座和铜丝辫组成，电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。
直流电机的转子称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。
电枢铁心电枢铁心通常用0.5mm 厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。
是电机主磁路的一部分，且用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，它是直流电机的主要电路部分，也是通过电流和感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。
换向器也是直流电机的重要部件。
换向器与电刷相配合，起到整流或逆变器的作用。
1-.5直流电机电枢铁心为什么必须用薄电工钢冲片叠成？磁极铁心何以不同？答 为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通交变而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm 厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。
磁极铁心中的磁通本来是恒定的，但因电枢旋转时电枢铁心齿槽的影响，磁极铁心中的磁通会来回摆动，从而产生铁心损耗，所以常采用mm 5.1~1厚的低碳钢板冲制而成。
1-6试述直流发电机和直流电动机主要额定参数的异同点。
答 直流发电机和直流电动机的主要额定参数值有：1．额定容量（功率）N P （kW ）；2．额定电压N U （V ）； 3．额定电流N I （A ）;4．额定转速N n （min /r ）；5．励磁方式和额定励磁电流fN I （A ）还有一些物理量的额定值，如额定效率N η,额定转矩N T ，额定温升N τ等。
关于额定容量，对直流发电机来说，是指电刷端输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率。
所以，直流发电机的额定容量为N N N I U P =，N N N N I U P η=1-8耦合磁场是怎样产生的？它的作用是什么？没有它能否实现机电能量转换？答 耦合磁场是由励磁绕组电流所产生的磁场和电枢绕组电流所产生的磁场合成产生的，它是使电机感应电动势和产生电磁转矩所不可缺少的因素。
没有它是不能实现机电能量转换的。
1-9如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，换向器和电刷应怎样装置才能作直流电机运行？答 由直流发电机原理可知，只有电刷和磁极保持相对静止，在电刷两端的电压才为直流，所以换向器应装在定子上，电刷应该放在转子上，再通过滑环和静止的电刷与外电路相连。
1-10单叠绕组和单波绕组各有什么特点？其联接规律有何不同？答 单叠绕组的特点为：（1）并联支路数等于磁极数，即p a 22=；（2）每条支路由不相同的电刷引出，所以电刷不能少，电刷数等于磁极数。
单波绕组的特点为：（1）同极性下各元件串联起来组成一条支路，支路对数a ＝1，与磁极对数p无关；（2）从理论上讲，单波绕组只需安置一对正负电刷就够了。
但为了减少电刷的电流密度与缩短换向器长度，节省用铜，一般仍采用电刷组数应等于极数（采用全额电刷）。
在联接方式上，叠绕组元件的两个出线端联接于相邻两个换向片上1==k y y ；波绕组的特点是每个绕组元件的两端所接的换向片相隔较远，互相串联的两个元件相隔较远(τ2≈=k y y )。
1-11一台四极，单叠绕组的直流电机，试问：（1）若分别取下一只刷杆，或相邻的两只刷杆，对电机的运行有什么影响？（2）如有一元件断线，电刷间的电压有何变化？电流有何变化？（3）若有一主磁极失磁，将产生什么后果？答 （1）若取下一只或相邻两只电刷，使并联支路数减少一半，若是发电机，使输出功率减小一半，若是电动机，则转矩和功率均减半。
对发电机仍能运行，对电动机，在轻载时尚能运行，重载或满载不能运行，不管怎样，它们的工作状态均属正常。
（2）若一元件断线，则该元件所在的支路断开，其余三条支路不变。
因此，电刷间的电压不变，电流减小，电机能带4/3的额定负载，。
（3）当一主磁极失去励磁时，该磁极下的一条支路无电动势，不产生电流和电磁转矩，使功率减小，对多极电机可能产生不平衡状态。
1-12 什么叫电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？答电机负载运行，电枢绕组中就有了电流，电枢电流也产生磁动势，叫电枢磁动势。
电枢磁动势的出现，必然会影响空载时只有励磁磁动势单独作用的磁场，有可能改变气隙磁密分布情况及每极磁通量的大小。
这种现象称为电枢反应。
设电刷在几何中性线上，此时的电枢反应称为交轴电枢反应。
交轴电枢反应作用如下：（1）交轴电枢磁场在半个极内对主极磁场起去磁作用，在另半个极内则起增磁作用，引起气隙磁场畸变，使电枢表面磁通密度等于零的位置偏移几何中性线；（2）不计饱和，交轴电枢反应既无增磁，亦无去磁作用。
考虑饱和时，呈一定的去磁作用。
V n a n C E e a 65.69500021.036060=⨯⨯⨯==Φ=φm N I a pN I C T aN N aN N T N .1.1784.130015.02257222=⨯⨯⨯⨯===πφπφ1-15 并励直流发电机能自励的基本条件是什么？答 （1）电机必须有剩磁；（2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，以使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致；（3）励磁回路的电阻应小于与电机运行转速相对应的临界电阻。
1-16 把他励直流发电机转速升高20%，此时无载端电压0U 约升高多少？如果是并励直流发电机，电压升高比前者大还是小？答 已知：n C E U e a Φ==0，所以：① 他励发电机： CR U I f f f == , 即C =Φ，故0'''02.12.1)2.1(U n C n C n C E U e e e a =Φ=Φ=Φ==，空载电压增加1.2倍。
② 并励发电机：若转速升高C =Φ情况同上，空载电压0U 增加1.2倍，但由于0U 增加的同时，f f R U I 0=也相应增加，从而导致Φ也增大，所以并励发电机空载电压增加的程度比他励发电机大。
1-17 换向元件在换向过程中可能产生哪些电势？各是什么原因引起的？它们对换向各有什么影响？答 电抗电动势r e ：它是由于换向元件中电流变化时，由自感与互感作用所引起的感应电动势。
它起阻碍换向的作用。
电枢反应电动势a e ：它是由于换向元件切割电枢磁场，而在其中产生一种旋转电动势，它也起着阻碍换向的作用。
1-18 换向极的作用是什么？装在什么位置？绕组如何联接？答 装换向极的作用是在换向元件所在处建立一个磁动势K F ，其一部分用来抵消电枢反应磁动势，剩下部分用来在换向元件所在气隙建立磁场K B ，换向元件切割K B 产生感应电动势K e ，且让K e 的方向与r e 相反，使合成电动势0=-+=∑K a r e e ee ，以改善换向。