电机学第三版课后习题测验答案

电机学第三版课后习题测验答案

原边接上电源后，流过激磁电流I0，产生励磁磁动势F0，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 e1和e2, 且有 , , 显然，由于原副边匝数不等, 即

N1≠N2，原副边的感应电动势也就不等, 即e1≠e2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1, U2≈E2,故原副边电压不等,即U1≠U2, 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，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？答：不能。由可知，由于匝数太少，主磁通将剧增，磁密过大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻增大。于是，根据磁路欧姆定律可

知, 产生该磁通的激磁电流必将大增。再由可知，磁密过大, 导致铁耗大增，铜损耗也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。1-5有一台S-100/6、3三相电力变压器，，Y，yn（Y/Y0）接线，铭牌数据如下：I0%=7% P0=600W uk%=4、5% PkN=2250W试求：1。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数，并标于图中；2。当变压器原边接额定电压，副边接三相对称负载运行，每相负载阻抗，计算变压器

一、二次侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。解：

1、1-6 三相变压器的组别有何意义，如何用时钟法来表示？答：三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应的线电动势（线电压）之间的相位关系。影响组别的因素不仅有绕组的绕向、首末端标记，还有高、低压侧三相绕组的连接方式。用时钟法表示时，把高压绕组的线电动势（线电压）相量作为时钟的长针，并固定在12点，低压绕组的线电动势（线电压）相量作为短针，其所指的数字即为三相变压器的连接组别号。三相变压器共有12种组别，其中有6种单数组别和6种偶数组别。1-7为什么说变压器的激磁电流中需要有一个三次谐波分量，如果激磁电流中的三次谐波分量不能流通，对线圈中感应电动机势波形有何影响？答：因为磁路具有饱和特性，只有尖顶波电流才能产生正弦波磁通，因此激磁电流需要有三次谐波分量（只有这样，电流才是尖顶波）。如果没有三次谐波电流分

量，主磁通将是平顶波,其中含有较大的三次谐波分量，该三次谐波磁通将在绕组中产生三次谐波电动势，三次谐波电动势与基波电动势叠加使相电动势呈尖顶波形，绕组承受过电压，从而危及绕组的绝缘。1—8 有一台60000千伏安，220/11千伏，Y，d

（Y/Δ）接线的三相变压器，，求：（1）高压侧稳态短路电流值及为额定电流的倍数；（2）在最不得的情况发生突然短路，最大的短路电流是多少？解：

一次侧额定电流短路阻抗标么值短路电流标么值和短路电流有名值6000KV属大容量变压器最大短路电流：1-9 工频三相变压器，额定容量320kVA，额定电压6300/400V，Yd形连接，试验数据如下表。试验类型线电压V线电流A总功率W备注短路284

29、35700高压侧测量空载400

27、71450低压侧测量（1）作出变压器的近似等效电路，各参数用标幺值表示；（2）一次侧施加额定电压，次级侧接负载，负载电流为0、8倍额定电流，功率因数0、8滞后，计算电压变化率；解：（1）变压器的近似等效电路如下图所示：短路阻抗短路电阻短路电抗激磁阻抗激磁电阻激磁电抗高压侧的基值选择，则高压侧阻抗基值为低压侧的基值选择，则低压侧阻抗基值为相应的标幺值为：短路阻抗标幺值短路电阻标幺值短路电抗标幺值激磁阻抗标幺值激磁电阻标幺值激磁电抗标幺值（2），则，，电压变化率异步电机2-1 何谓异步电动机的转差率？在什么情况下转差率为正，什么情况为负，什么情况下转差

率小于1或大于1？如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状态？

答：异步电机转差率s 是指旋转磁场转速n1与转子转速 n 之间的转速差（n1-n）与旋转磁场转速n1的比率，即。当n< n1时，转差率为正（s>0），n> n1时转差率为负（s<0）；当

n1>n>0时，转差率s<1；当0>n>∞时，转差率s>1;当+∞>s>1 时为电磁制动运行状态，当1>s>0时为电动机运行状态，当0>s>-∞时为发电机运行状态。2-2 一台三相感应电动机：f1 =50Hz，

p=2。在转差率为0、02时，求：(1)定子旋转磁场的转速n1；(2)定子旋转磁场相对转子的转速；(3)转子旋转磁场相对转子的转速；(4)转子旋转磁场相对定子的转速。

[解]：(1)、定子磁场转速：(2)、转子转速：定子磁场相对转子的转速：(3)、转子磁场相对转子的转速：(4) 转子磁场相对定子的转速：2-3 一台三相异步电动机，

PN=4、5千瓦，Y/Δ接线，380/220伏，，，转/分，试求：1．接成Y形或Δ形时的定子额定电流；2．同步转速及定子磁极对数P；3．带额定负载时转差率；解：

(1)Y接时：

UN=380V △ 接时：

UN=220V (2)磁极对数取p=2同步转速(3)

额定转差率2-4一台三相四极异步电动机，150kW，50Hz，380V，Y接法，额定负载时pcu2=2、2kW，pmec=2、6kW，附加损

耗pad=1、1kW。试求1、额定运行时的转速、转差率；2、额定运行时的电磁功率和电磁转矩；3、如额定运行时，保持负载转矩不变，在转子绕组中串入电阻使电机的转速降低10％，问串入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍？调速后的转子铜耗是多少？解：（1）额定运行时的转速为由可解得（2）电磁功率为电磁转矩为（3）串入电阻后的转速为此时的转差率为由于保持不变，转子电流不变，电磁转矩也不变，接入电阻后，转子铜耗为则串入的电阻值为原电阻值的倍数为2-5 当异步电动机运行时，定子电动势的频率是f1，，转子电动势的频率为f2，由定子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切定子，又以什么速度截切转子？由转子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切转子，又以什么速度截切定子？，它与定子旋转磁动势的相对速度是多少？答：由定子电流产生的定子旋转磁动势以n1的速度截切定子，又以n1-n的速度截切转子。由转子电流产生的转子旋转磁动势以

的速度截切转子，又以的速度截切定子，它与定子旋转磁动势的相对速度为。2-6一台4极异步电动机，额定功率PN=5。5千瓦， f1=50Hz，在某运行情况下，自定子方面输入的功率为6、32千瓦，pcu1=341瓦，pcu2=2

37、5瓦，pFe=1

67、5瓦，pmec=45瓦，pad=29瓦，试绘出该电机的功率流程图，标明电磁功率、总机械功率和输出功率的大小，并计算在该