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电机学 (张松林 著) 机械工业出版社 课后答案 (1-9章)
绪论0—1． 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。
0—2． 磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？答：磁滞损耗由于B 交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。
它与交变频率f 成正比，与磁密幅值的α次方成正比。
涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电损耗。
它与交变频率f 的平方和的平方成正比。
0—3． 在图0—5中，当给线圈外加正弦电压u 1时，线圈内为什么会感应出电势？当电流i 1增加和减小时，分别算出感应电势的实际方向。
答：在W 1中外加u1时在 W 1中产生交变电流i 1，i 1在W 1中产生交变磁通ф，ф通过W 2在W 2中和W 1中均产生感应电势е2和e 1，当i 1增加时e 1从b 到a ，е2从d 到c ，当i 1减少时e 1从a 到b ，е2从c 到d 。
0—4． 变压器电势、运动电势（速率电势）、自感电势和互感电势产生的原因有什么不同？其大小与那些因素有关？答：在线圈中，由于线圈交链的磁链（线圈与磁势相对静止）发生变化而产生的电势就叫变压器电势。
它与通过线圈的磁通的变化率成正比，与自身的匝数成正比。
由于导体与磁场发生相对运动切割磁力线而产生的感应电势叫做运动电势，它与切割磁力线的导体长度、磁强、切割速度有关。
由线圈自身的磁场与本身相交链的磁通发生改变而在本线圈内产生的感应电势叫自感电势，它与L 有关。
互感电势是由相邻线圈中，由一个线圈引起的磁通变化，使邻近线圈中的磁通发生变化而引起的其它线圈中的感应电势。
它与两线圈的匝数、相隔距离、磁通（互感磁通）变化率等有关。
0—5． 自感系数的大小与那些因素有关？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，哪一个的自感系数大？哪一个的自感系数是常数？哪一个是变数？随什么因素变化？答：因为L ＝ψ/i ＝wФ/i ＝Ф/F ＝/，从上式可以推出L 与成正比，与磁阻成反比。
电机学 课后习题答案(第2篇)
第二篇 交流电机的共同理论第6章▲6-1 时间和空间电角度是怎样定义的？机械角度与电角度有什么关系？▲6-2 整数槽双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有何关？ 6-3 为什么单层绕组采用短距线圈不能削弱电动势和磁动势中的高次谐波？▲6-4 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？▲6-5 试说明谐波电动势产生的原因及其削弱方法。
▲6-6 试述分布系数和短距系数的意义。
若采用长距线圈，其短距系数是否会大于1。
6-7 齿谐波电动势是由于什么原因引起的？在中、小型感应电机和小型凸极同步电机中，常用转子斜槽来削弱齿谐波电动势，斜多少合适？∨6-8 已知Z=24，2p=4，a=1，试绘制三相单层绕组展开图。
解：2)34/(242/=⨯==pm Z q ，取单层链示，绕组展开图如下：∨6-9 有一双层绕组，Z=24，2p=4，a=2，τ651=y 。
试绘出：（1）绕组的槽电动势星形图并分相；（2）画出其叠绕组A 相展开图。
解：（1）槽电动势星形图如右： 2)34/(242/=⨯==pm Z q542465651=⨯==τy（2）画出其叠绕组A 相展开图如下 ：6-10 一台两极汽轮发电机，频率为50H Z ，定子槽数为54槽，每槽内有两根有效导体，a=1，y 1=22，Y 接法，空载线电压为U 0=6300V 。
试求基波磁通量Φ1。
∨6-11 一台三相同步发电机，f=50H Z ，n N =1500r/min ，定子采用双层短距分布绕组：q=3，τ981=y ，每相串联匝数N=108，Y 接法，每极磁通量Φ1=1.015×10-2Wb ，Φ3=0.66×10-3Wb ，Φ5=0.24×10-3Wb ， Φ7=1.015×10-4Wb ，试求：(1)电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数k N 1、k N 3、k N 5、k N 7；（4）相电动势E φ1、E φ3、E φ5、E φ7及合成相电动势E φ和线电动势E l 。
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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 N dt de 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。
1-2、 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a n 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ρ222d B f P m w ∞。
1-3、 如何将dtd Ne Φ-=和Blv e =两个形式不同的公式统一起来 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 dtdx lB d l B dt d dt d N e b x x =--=-=-=-=⎰+)(ξξφ 1-4、 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 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。
电机学第三版课后习题答案
电机学第三版课后习题答案变压器1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有 dtd Ne 011φ-=, dtd Ne 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。
1-2 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？答：不会。
因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。
性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。
1-4一台220/110伏的变压器，变比221==N N k ，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么答：不能。
由m fN E U Φ=≈11144.4可知，由于匝数太少，主磁通m Φ将剧增，磁密m B 过大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻m R 增大。
于是，根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将大增。
再由3.12f B p m Fe ∝可知，磁密m B 过大, 导致铁耗Fe p 大增， 铜损耗120r I 也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
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电机课后习题答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电力拖动基础部分课后习题答案1-8 某起重机电力拖动系统如图1-13所示。
电动机kW P N 20＝,950/min n r =，传动机构转速比13j =，2 3.5j =，34j =，各级齿轮传递效率1230.95ηηη===，各轴的飞轮矩221125GD N m =•，22250GD N m =•，22340GD N m =•，224460GD N m =•，卷筒直径0.5D m =，吊钩重01900G N =,被吊重物49000G N =,忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量和滑轮传递的损耗，试求：(1)以速度0.3/v m s =提升重物时，负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速；(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩； (3) 以加速度为20.1/m s 提升重物时，电动机输出的转矩。
解：（1）卷筒速度：'12360600.3n 11.46/min 22 3.140.2511.463 3.54481/min v r R n n j j j r ⨯'===∏⨯⨯==⨯⨯⨯=折算到电机转矩： ()039.559.55353.64810.95L G G v FvT N m n η+===* （另： ()()031900490000.25353.43 3.540.95L G G R G R T N m j j ηη++⨯'*====⋅⨯⨯⨯） 电机输出功率： 353.448117.895509550L T n P kw ⨯=== （2）负载飞轮矩：()()22202509000.2512725L G D G G R N m =+*=⨯=⋅ 折算到电机轴总飞轮矩：（3）∵ 20.1/a m s = ∴20.1/dvm s dt= 而 6060j 0.142159.622 3.140.25dn dv dt R dt π==⨯⨯=⨯⨯∴ 138.4159.6353.4412375T N m =⨯+=⋅1-9 某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。
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。
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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AlR m μ=，单位：Wb A1-2 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 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。
1-3 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()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-⨯=⨯--+⨯⎪⎭⎫⎝⎛-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.7244=⨯⨯⨯=Φ==--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1⨯=⨯==-πμδδ 磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ电流A NF I I5.0==(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700=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=+=+=δ A NF I I59.0≈=1-4 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。
由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f和绕组匝数1N 。
2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化答：（1）额定电压不变，则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N又5060'=f f ⇒6050'=ΦΦ， 即Φ=Φ65'磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻s l R m μ=不变，励磁磁势m m R N I Φ=⋅1，∴m m I I 65'=；（2βα（3）'1x 2-3 电路；2-4 利用T 2-5 2-14 ，Y ,d 联结，试求：（1）一次、 解：（1）A A U S I N N N68.2881035000311=⨯==A A U S I N N N 21.4583.635000322=⨯==（2）原边Y 联结：kV kV U U N N 77.5310311===ΦA I I N N 68.28811==Φ副边∆联结：kV U U N N 3.611==ΦA A I I N N 55.264321.458311===Φ 2-16 有一台单相变压器，已知参数为：Ω=19.21R ，Ω=4.151σX ，Ω=15.02R ，Ω=964.02σX ，Ω=1250m R ，Ω=12600m X ，26087621=N N 。
当二次侧电压VU 60002=，电流A I 1802=，且8.0cos 2=ϕ（滞后）时：（1）画出归算到高压侧的T 型等效电路；（2）用T 型等效电路和简化等效电路求1∙U 和1∙I ，并比较其结果。
电机学刘颖慧课后答案
电机学刘颖慧课后答案.1如何判断直流电机是运行于发电机状态还是电动机状态，它们的Tm与n、E。
与I。
的方向有何不同，能量转换关系有何不同?答:通过比较E。
和U的大小来判断。
如果E。
>U，则为发电机状态，如果E。
<U，则为电动机状态。
发电机状态时，T.与n方向相反，I。
与E。
方向相同，将机械能转换为电能;电动机状态时，n 与Tm方向相同，E。
与Ia方向相反，将电能转换为机械能。
.2分别对不同励磁方式的发电机、电动机列出电流I、Ia、Ir的关系式。
答:他励发电机和电动机:Ⅰ。
= I并励发电机: 1。
=l+l，，并励电动机:Ⅰ=1。
+ l ,串励电动机:Ⅰ=1a= l,复励电动机:=lf(丰励)=Ia+Ⅰf(并励>.3直流电机中有哪些损耗?是什么原因引起的?为什么铁耗和机械损耗可看成是不变损耗?答:直流电机中有:电枢铁心损耗、机械损耗、附加损耗、电枢回路铜损耗和励磁回路铜损耗。
电枢铁心损耗是由于电枢铁心内磁场交变引起的;机械损耗是由于转动部件摩擦引起的;附加损耗是由于齿槽存在及漏磁场畸变引起的;电枢回路铜损耗是电枢电流Ⅰ。
在电枢回路总电阻R。
上产生的损耗;励磁回路铜损耗是励磁电流l,在励磁回路电阻R，上产生的损耗。
铁心损耗与磁通密度幅值及交变频率有关，因为磁密不变，在转速一定时，电枢内磁场的交变频率也不变，所以铁耗是不变损耗;机械损耗与转速有关，当转速一定时，它是不变损耗。
.4 如果并励直流发电机不能自励建压，可能有哪些原因?应如何处理?答:(1）主磁极可能没有剩磁，应该通过励磁绕组给主磁极充磁(2）转向不正确（或励磁绕组与电枢绕组的连接不正确)，在有剩磁的状态下改变转向（或转向不变时，改变励磁绕组与电枢绕组的相互连接);(3）励磁回路电阻过大，超过了临界电阻，此时应减小励磁回路的调节电阻。
.5并励直流发电机正转时能自励，反转时能否自励?为什么?答:正转能自励，说明励磁电流所产生的磁场恰好与剩磁方向相同，如果反转，励磁电流所产生的磁场就会与剩磁方向相反，主极剩磁被削弱，不能建立电压。
电机学课后习题答案
= 317.5 49.78 kU 2 =205. 0.9164U 2 j242.4电机学（十五课本） 第二章变压器3 —5600 0__— - 513 A ， I 2^ - I 2N 3 = 513 , 3 = 296 A 3U 2N 3 6.3 103 额定电压：U 1N =U 1N ”3 =10 , 3 =5.774kV U 2N =U2N - 6.3kV 1低压侧开路实验： p 0 3 6800 3 0 1242」I 2N 二 S NR m I! Z m I2^ （7.4, 732U 20 ■■I 7.4、3 6300=1474“ J 11 Z V~m11X m2 -R^ = 1474.62 -124.22 =14694」 折算到高压侧（一次侧）： R m =k 2R m =0.9164 124.2 = 1042」 x m =k 2x m =0.9164 1469.4 -1232.8' 1一次阻抗基值： Z 1b=U 1N y 眄11N © 323 R m 104-25 83 x * Xm R m 5.83 , X m m Z 1b 17.87 mZ 1b 高压侧短路实验：18000 3 2 =0.05750 3232竺^69.02 仃.87 Z kP k 3 112k '■ U 1k I 1k U 1k 3 550 311k '■ X kR k二Z k 2 -R? = 0.9832 -0.05752 =0.981" R k 0.0575 1b - 17.87 “00325, Xk 6 Z1b 叫 0.0549仃.872采用近似等效电路，满载且 2 = arccoS 0.8 二 36.870, cos 2 -0.8 （滞后）时，取-U^U 2 00，贝U:0.9164一36・870= 323-36.870296f\• U 神=z k 乂-I 20 + -U2=0.983乂86.65° 汇323N -36.87° +k■ -U 2< ）< ）'、、JT ； I 2N - 2=~2^k2 2 2若U i =U 代上 4，贝U: U r — 205 kU 2 242.4 ，而 U q-U qN-5774V从而：U 2 =6073V ，-U 2 =6073 00，242 691205.24 99164 6073 ==5774认丨1=1神=歸+ -I 2© =3.915Z-82.76° +323/-36.87 = 326.6/ - 37.46 0 Al 丿 3)电压调整率：%= 5774 ^U 2 100%= 5774』9164 6073 100%= 3.56% 5774二 I 2 R k cos®2 + X k sin W 2 k 100% =(0.00325 x 0.8 + 0.0549 x 0.6 W 100% = 3.554% 输出功率：P 2 = S N cos 2 = 5600 0.8 =4480kW输入功率：P 1 = P 2 p cu P Fe =4480 18 6.8 =4504.8kWPc 4480额定效率： 二显 100% ----- 100% = 99.45%P 1 4504.8第二章直流电机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u 0二E 二C e n 」，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，U 0二E 二c e n ：」=1 fRf ，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%。
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．
电机学课后习题解答(配王秀和、孙雨萍编)
《电机学》作业题解（适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》）1-5 何为铁磁材料为什么铁磁材料的磁导率高答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。
1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的为何铁心采用硅钢片答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。
1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为，铁心的相对磁导率为1000。
问：要产生的磁通，需要多大电流在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。
磁路段1长度和截面积：()120.050.20.0250.55m =⨯++=l ，210.050.150.0075m =⨯=A ；41m1710.55 5.83610A wb 10004100.0075π-===⨯⨯⨯⨯l R uA }磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+⨯=l ，220.050.100.005m =⨯=A ；42m2720.30 4.77510A wb 10004100.005π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+⨯=l ，230.050.050.0025m =⨯=A ；43m3730.309.54910A wb 10004100.0025π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 总磁阻：45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++⨯=⨯R R +R +R磁动势：5m 0.003 2.01610604.8A φ==⨯⨯=F R 励磁电流：604.8 1.512A 400===F i N在此电流下，铁心各部分的磁通密度分别为：110.030.4 0.0075φ===B TA-220.030.6 0.05φ===B TA330.031.2 0.0025φ===B TA2-5 变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率主要消耗在什么地方在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗为什么答：做空载试验时，变压器的二次侧是开路的，所以变压器输入的功率消耗在一次测的电阻和激磁（励磁）支路电阻上，空载时，变压器的一次侧电流仅为额定负载时的百分之几，加之一次侧电阻远远小于激磁电阻，所以输入功率主要消耗在激磁电阻上。
(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。
(完整word版)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/min 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/min 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. 电刷反应的性质与电刷的位置有关系。
电机学第五版课后答案(汤蕴璆).doc
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。
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？ 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 N dt de 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。
1-2、 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？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，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a n 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ρ222d B f P m w ∞。
1-3、 如何将dtd Ne Φ-=和Blv e =两个形式不同的公式统一起来？ 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 dtdx lB d l B dt d dt d N e b x x =--=-=-=-=⎰+)(ξξφ 1-4、 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？ 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。
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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：d de Ndt dte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：e Blve 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。
1-2 、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 P n与最大磁通密度B m、交变频率 f 和材料等因素有关，即P n fB a。
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 P w与铁芯中的磁通密度幅值B m，磁通的交变频率 f 、硅钢片厚度 d 和硅钢片电阻率等因素有关，即 P w f 2 B m2d 2。
1-3 、如何将e N d和 e Blv 两个形式不同的公式统一起来dt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： e N d d B l d lB dx lB ( v) Blvx bdt dt x dt1-4 、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 η N =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 =UI ，代入数据可得I =NN NNP 2P N2 105P 1222.2 kWNN90%2-7 已知一台直流电动机的铭牌参数如下：额定功率N=55kW ，额定电压N=110V ，额定转速n N=1000r/min ，额定效率η N=85%，试求该PU发电机的额定输入功率 1、额定电流I N和额定转矩cN。
PT答：P 2P N55 103 P 164.7 kWNN85%直流电动机 P =UI ，代入数据可得 I =588A1N NNP 2 55k 525.5NmT cN1000 2 w/ 602-10 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1/3 I +I =4/3 I 。
端电压不变， P N'4 / 3IPN33.3%P N 。
4I（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4 10 3时， E，Wb=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： E C e n ，则 C e230 95.8600 4 103PN又 C e60a（1）当为单叠绕组时， a =P =4，60aC e 60 4 95.85748 匝N4P（2）当为单波绕组时，a=1，60aC e 60 95.8匝N 1437P 42-16 、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Φ 0；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：（1）N2kN y 2 135 1270（2）单波绕组a=1PNC e960aE00.035249 WbC e n N（3）若改为单叠绕组a=p=2C e PN4.5 60aE C e 0 n N 115 V2-19 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I a I f由于I f 、 R a和U b很小，因此 E U I a R a 2 U b U I f R f R j I f R'f同时E Ce n题目指出，速度增大一倍，R'f也增加一倍。
那么 2E I f 2R'f励磁电流大小不变，磁通不变。
那么 U 0' E ' 2E 250 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E U I a r a 2 U b，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 的励磁电流于去磁效应）或偏小（由于助磁效应）I f下，是不能满足要求的。
所以实际励磁电流会偏大。
（由2-22 一台并励直流发电机，2P=4，P N=82kW，U N=230V，n N=970r/min ， R a75 0.0259 ，并励绕组每极有匝，四极串联后的总电阻R f 22.8 ，额定负载时，并励回路串入R f 3.5，2U b 2 V， p Fe p mec 2.3kW ，p ad 0.005P N。
试求额定负载时发电机的输入功率、电磁转矩和效率。
答：I NP N356.5 A I fU N8.745 A U N R j R fI a I N I f 365.2 AE U N I a R a 2 U b 241.46 V输入功率 P1 P em p mec p Fe p ad p f P em I a p mec p Fe p ad 90.891 kW P2效率90%P1由 E Ce nTem CT I a C TEI a 868.3 NmC e n2-24 一台他励直流发电机，P =10kW， U=230V，n =1000r/min，R a 0.46 ，额定负N N N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 E 400I f / 5 I f表示。
试求：1）发电机额定励磁电流I fN；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I fN 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：（1）I NP N43.5 A U NE N U N I N R a 250 V考虑在相同的励磁电流作用下，其产生的电动势为E nn200 V E Nn N又 E 400 I f 5 I f，所以 I f 5 A考虑电枢反应去磁作用，发电机额定励磁电流为I fN I f I fs 5.2 A （2）U 0 400I fN n N254.9 V 5IfN nU % U 0 U N100% 10.83% U N（3）过载25%时，I a' 1.25I N此时，I'fs 1.25 0.2 0.25 A故 I 'f I fN I 'fs 4.75 A则由 E 400I' f 5 I ' f ，得E243.6 V U ' E ' I a' R a 218 .6 V（4）a) I fN 不变，此时 I N 210000 40 A250则 E N 2 U N 2 I N 2 R a268.4 VI 去磁作用 I fs2I N 20.2 0.184 ANI f 2IfNI fs 2 5.016 A在 800 r/min时， E '2400 I5 IVf 2f 2200.3nN 2EN 2800 1072故 n N 2E ' 2n N 1b) 转速 n N 不变， I N 2 40 A ， E N2 268.4 V ， I fs 2 0.184 A400I f 2 n N，所以 I f 25.794 AEN 2If 2n 5故 IfN 2If 2I fs 2 5.978 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：I f /A U 0/V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，若忽略电枢反应去磁的影响和附加损耗P ad ，试问：1） 哪台是发电机哪台是电动机2）总的机械损耗和铁耗是多少3）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4）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：（1）E0 C e n对于甲电机，当n=1200r/min时6E0195.9235 V>U5甲电机是发电机对于乙电机，当n=1200r/min时E06186.7224 V<U 5乙电机是电动机（2）对发电机E0U I a R a可得 I a50 A则 EI a11750 W甲发电机的机械损耗和铁耗P1甲P甲em对电动机U EI a60 AR a乙电动机的机械损耗和铁耗：P乙em P1甲P0P乙em P甲em1690 W（3）调节励磁电流可以改变两机运行状态。