电机学_潘再平_章玮_课后答案[1-5章].khda
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。
浙大电机学章玮课后答案
1-K 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:e =—丝 =—N4dt 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/,相对磁场运动速度u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。
其大小匕与最大磁通密度此〃、交变频率/和材料等因素有关,即2列8”。
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。
其大小匕与铁芯中的磁通密度幅值8,〃,磁通的交变频率/、硅钢片厚度d和硅钢片电阻率户R2 d20等因素有关,即匕8^――0P1-3. 如何将e = -TV—和e = 3/u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/,线圈宽度为〃的线圈在恒定磁场中以速度u运动时,由电磁感应定律可得:e = -N— = 「"夙幻也=-IB— = = Blvdt dt J* - 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。
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。
电机学答案第5章
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1n 之差对同步转速1n 之比值11n n n s-=0s <为发电机状态。
01s <<为电动机状态,1s >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1f ,旋转磁场相对于转子以p f n /6011=(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。
11n n n s +=(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1n 、转子转速n 、定子频率1f 、转子频率2f 、转差率s 及转子磁动势2F 相对于转子的转速2n 之间的相互关系如何?试填写下表1601f Pn =11n n n s -=21f sf =2F 相对于转子的转速21n n n =- 2F 相对于定子的转速1n5.6 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度1n 。
转子磁势是由转子三相(或多相)对称绕组感应的三相(或多相)对称电流产生的一个旋转磁势,这个磁势相对转子的转速由转子电流的频率决定,当转子的转速为2F 相对于转子的转速n ,转差率为s 时,转子电流的频率21f sf =,则这个磁动势相对转子的转速为1sn ,它相对定子的转向永远相同,相对定子的转速为11111n nn sn n n n n -+=+=,即永远为同步速。
电机学 课后答案 第三章
3-1.已知某直流电动机铭牌数据如下,额定功率,额定电压,额kw P N 30=)(220v U N =定转速,额定效率,试求该电机的额定电流和额定输出转矩。
)/(1500m r n N =%87=ηN 解:电动机输出额定转矩T 2N 等于其输出功率除以其机械角速度;P N N ΩT 2N =/=/(===191(Nm)P N N ΩP N )602(N n πN N n P π260150021030603⨯⨯⨯π=/=30/0.87=34.48(kW)P 1P N ηN I N =/=34480/220=156.7(A)P 1U N3-2已知一直流发电机数据为:元件数S 和换向片K 均等于22,极对数p=2,右行单叠绕组。
(1)计算绕组各节距y k ,y 1,y,y 2;(2)列出元件连接次序表;(3)画出绕组展开图,磁极与电刷位置,并标出电刷的极性;(4)画出并联支路图,求支路对数a 。
解:(1)y k =1,y=y k =1取y 1=5,则y 2=y 1-y=5-1=4(2)元件联结次序表为:1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—11—12—13—14—15—16—17—18—19—20—21—22—1(3)略.(4)并联支路图略:a=P=2。
3-3已知一台并励直流发电机,额定功率,额定电压,额定转速kW P N10=V U N 230=,电枢回路总电阻,励磁绕组电阻,一对电min /1450r n N =Ω=486.0a R Ω=215f R 刷上压降为2V。
额定负载时的电枢铁损耗,机械损耗。
求:W p Fe 442=W p m104=(1)额定负载时的电磁功率和电磁转矩;(2)额定负载时的效率。
解:(1)额定负载时电磁功率aNaN M I E P =)(55.4421523023010103A R U U P I I I f N N N f N aN =+⨯=+=+=)(7.2532486.055.442302V R I U E a aN N aN =+⨯+=++=所以)(3.1155.447.253kW I E P aN aN M =⨯==电磁转矩为)(4.74145011300260260m N n P P T N M N M N ⋅===Ω=ππ(2)额定负载时的效率为1P P N N =η)(842.11104442113001kW p p P P m M Fe =++=++=所以%4.84846.11101===P P N N 3-4设有一台他励直流发电机,额定转速,额定电压伏,额定m r n N /1000=230=U N 电流,励磁电流I f =3A,电枢电阻为(包括电刷接触电阻)1欧,励磁绕组电阻R f =50A I aN 10=欧,750r/min 时空载特性如下:试求发电机在额定转速时:(1)空载端电压;(2)满载的感应电动势;(3)若将此电机改为发电机,则额定负载时励磁回路应串入多大的电阻?(4)若整个电机的励磁绕组共有850匝,则满载时电枢反映的去磁磁动势为多少?解:空载端电压U 0=E 0,从n=750r/min 时的空载特性时的空载电动势)/(1000m r n N =为=258.7(V)750/1941000'00⨯==E n n E N 所以U 0=E 0=258.7(V)(2)满载时的感应电动势为E aN =U N +I aN R a =230+10=240(V)(3)改为并励发电机,励磁回路应串入电阻R s :R s +R f =U N /I f =230/3所以R s =230/3-R f =26.7(欧)(4)已知额定转速时满载感应电动势E aN =240V,换算成n=750r/min 时的电动势为E aN ’=E aN n/n N =180V,由E aN ’从空载特性上可查得所须励磁电流为I f0=2.6A.因此电枢反应的去磁电流为If-If0=3-2.6=0.4A,电枢反应的去磁磁动势为0.4850=340A.⨯3-5设有一台并励直流发电机,当转速为1450r/min 时,测得的空载特性如下:电枢回路总电阻(包括电刷接触电阻)Ra=0.568欧,额定电枢电流为40.5A,当额定负载是电枢反映的去磁效应相当于并励绕组励磁电流的0.05A ,求该电机在额定转速为1450r/min ,额定电压为230V 时,并励电路电阻是多少?解:额定运行的情况下的电枢感应电动势为;)(253568.05.40230V R I U E a e e aN =⨯+=+=有空载特性曲线表格中求出,当=253V 时,I f0=1.82A 。
电机学完整版答案
绪 论Δ0-1 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?0-2 在图0-3中,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? 0-3 感应电动势=edtd ψ-中的负号表示什么意思?Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。
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?0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么?0-7 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? ∨0-8 在图0-9所示的磁路中,线圈N 1、N 2中通入直流电流I 1、I 2,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) N 2中电流I 2反向,总磁动势又为 多少?(3) 若在图中a 、b 处切开,形成一空气隙δ,总磁动势又为多少? (4) 比较1、3两种情况下铁心中的B 、H 的图0-9 习题0-8附图相对大小,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 <<,所以31φφ>>,31B B >>,31H H >>。
在3)中,δB B Fe =,由于0μμ>>Fe ,所以0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<=∨0-9 两根输电线在空间相距2m ,当两输电线通入的电流均为100A 时,求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少?并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。
解:由H B I R H 0,2.μπ==,得每根输电线单位长度上所受的电磁力为m N lI R I BlI f .1022110010423270--=⨯⨯⨯⨯===πππμ当电流同向时,电磁力为吸力;当电流反向时,电磁力为斥力。
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。
电机学教材答案
流除 K、阻抗乘 K2;用标幺值表示时无需折算。
2-8(1) N1 407匝
N2 222匝
(2) I1N 57.74A SN 1000 kVA
(3) P2 1000 kW P2 900 kW P2 850 kW
2-9 (1) rk 8.607 xk 17.747 Zk 19.724
2-3 不饱和,为正弦波;饱和为尖顶波,非线性的原因。
2-4 空载电流小,忽略了空载铜耗;短路时电压低,忽略铁耗;略有差别。
2-5 励磁电流下降、铁耗下降、漏抗增大、电压变化率增大。
2-6 一样但计算值差 K2 倍。
2-7 去耦合、保持有无功功率(损耗)不变,磁势不变;低压到高压的折算为:电压乘 K、电
4-3 空载是非线性的问题,短路是线性电路的问题。
4-4 过小时正常运行的电压变化小,但短路时电流大,过大反之。大型变较大的原因是限制短
路时的短路电流。
4-5(1) Ik
1572 .3A,
I
k
9.5
(2) ik max 4052 A,
i
km ax
17.4
4-6(1) Ik 260 A
(2) ik max 430 .7 A
pCu2 sNPem 0.05 106 .3 5.3kW
10-7 解:①额定电磁转矩Tem
Tem
Pem 1
Pem 2 n1
9550
Pem n1
9550 106.3 1000
1015.2N m
60
② 额定输出转矩T2
T2N
PN
PN 2 n
9550 PN nN
9550 100 950
1-5 I1N I1N 16.5A I 2N 91.65A I 2N 52.91A
电机学第四版课后答案
电机学第四版课后答案电机学第四版课后习题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: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 思考题 习题 答案
1.2 变压器一次绕组若接在直流电源上,二次侧会有稳定的直流电压吗,为什么? 答:若一次绕组接直流电源,则铁心中将产生恒定的直流磁通,绕组中不会产生感应电动势,所以 二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3 变压器铁心的作用是什么?为什么要用 0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答:变压器铁心的主要作用是形成主磁路,同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料 是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗,而用薄的(0.35mm 厚)表面绝缘的硅钢片叠成 是为了减小铁心中的涡流损耗(涡流损耗与硅钢片厚度成正比)。 1.4 变压器有哪些主要部件,其功能是什么? 答:变压器的主要部件是器身,即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路,也是绕组的机械骨架; 绕组构成变压器的电路,用来输入和输出电能。除了器身外,变压器还有一些附属器件,如绝缘套管、 变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答:变压器一次绕组加额定电压,二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答:变压器传递电能时,内部损耗很小,其效率很高(达 95%以上),二次绕组容量几乎接近一次 绕组容量,所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么? 答:变压器油既是绝缘介质,又是冷却介质,起绝缘和冷却作用。
1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压,而不能改变频率? 答:变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通,根据电磁感
应定律 e N d 可知,原、副绕组的感应电动势(即电压)与匝数成正比,所以当原、副绕组匝数 dt
电机学第三版课后习题答案解析
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载电机学第三版课后习题答案解析地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容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。
浙大电机学章玮课后答案
输出功率 kW
效率
2-41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。
答:
(1)
(2)单波绕组a=1
Wb
(3)若改为单叠绕组a=p=2
V
2-19一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
由于 、 和 很小,因此
同时
题目指出,速度增大一倍, 也增加一倍。那么 励磁电流大小不变,磁通 不变。那么 V
答:
由题,两台变压器U1N相等、 ,可知
则当两变压器原线圈串联时,
V
V
又由
得 V
V
可见两变压器副边电压不相等。
3-7一台单相变压器,SN=1000千伏安,U1N/U2N=60/6.3千伏,fN=50赫。空载及短路试验的结果如下:
试验名称
电压(V)
电流(A)
功率(W)
电源加在
空载
6300
10.1
5000
由题,有
下面计算标幺值 A A
(2)画出等效T形电路:
(3)
得
(4)
由 得 kV
则 kW
由题 kW, kW
得
电机学 课后答案 第四章
4-13 短距系数和分布系数的物理意义是什么?试说明绕组系数在电动势和磁 动势方面的统一性。 答:短距系数:线圈短距后比整距时应打的折扣。
分布系数:由于绕组分布在不同的槽内所引起的折扣(与集中绕组相比)。 电动势是时间正弦量,磁动势是空间正弦量。 相邻线圈电动势的时间相位差和磁动势的空间相位差相同。因此,线圈组 电动势的几何和与算术和之比自然等于线圈组磁动势的几何和与算术和之比,这 是分布系数的统一性。 线圈两有效边的电动势几何和与算术和之比是电动势的短距系数。从一个 短距线圈磁动势的谐波分析中得出的短距系数电动势短距系数相同。 在计算电动势和磁动势时,绕组系数的表达式是相同的。
20
k N1
ky1kq1
sin(
y1
)
sin
q1 2
2 q sin 1
sin 80 sin 30 3sin 10
0.9452
2
k N3
k y3kq3
sin(
3 y1
2
)
sin 3q1 2
q sin 31
sin 240 sin 90 3sin 30
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? 答:双层绕组的主要优点:可以选择最有利的节距,并同时采用分布绕组,以改 善电动势和磁动势的波形;所有线圈具有同样的尺寸,便于制造;端部形状排列 整齐,有利于散热和增强机械强度。
现代 10KW 以上的三相交流电机一般都采用双层绕组。 单层绕组的主要优点:嵌线比较方便,且没有层间绝缘,槽的利用率较高。 单层绕组一般都是整距绕组,不易采用短距来削弱谐波,电机的电磁噪音
答:高次谐波磁动势的极对数:p 。
高次谐波磁动势的转向:6k-1 次谐波磁动势与基波磁动势转向相反;6k+1
电机学第五版课后答案
2-8变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定?
答:激磁阻抗由空载试验测量;等效漏阻抗由短路试验测量。
空载实验为开路实验,可以测量变压器的激磁阻抗,为了安全和方便,空载实验常在低压侧进行,即将额定频率的额定电压加在低压绕组上,高压侧开路,测量此时的低压绕组的电压、空载电流和空载功率,根据测量的数据可以计算出激磁阻抗参数;
2-11什么叫标幺值?使用标幺值来计算变压器问题时有何优点,用标幺值表示时变压器的 和 一般在什么范围之内?
答:
基值一般取额定值,标幺值就是实际值与基值的比值
优点:(1)计算方便,便于性能比较。不论变压器的大小,形状,其两个性能指标的大小一般为 , 。
(2)使用标幺值后,折算前后各量标幺值相同,无需折算,即:
答:根据变压器空载运行时等效电路得:
所以,可得
2-6在导出变压器的等效电路时,为什么要进行归算?归算是在什么条件下进行的?
答:因为变压器原、副边只有磁的联系,没有电的联系,两边电压 、电流不匹配,必须通过归算,才能得到两边直接连接的等效电路;
归算原则:
1)在进行二次绕组电流归算时,保持归算前后二次绕组的磁动势不变;
交流线圈的电抗X随着频率f、匝数N、磁阻Rm的变化而变化。
当其他条件一定时,单个线圈的电抗与磁路的磁阻成反比
当磁阻串联时对应总电抗时原来两个电抗的并联值
当磁阻并联时对应总电抗时原来两个电抗的串联值
当磁阻 型联结时对应总电抗是T型等效电抗值
1-8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:
《电机学》课后习题答案解析
《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 dtLψ=-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。
电机学第四版课后习题答案
电机学第四版课后习题答案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3.12fB 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。
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。