电机学课后答案剖析
电机学 课后习题答案(第2篇)
![电机学 课后习题答案(第2篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/0bf06edb5022aaea998f0f42.png)
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 。
电机学第三版课后问题详解
![电机学第三版课后问题详解](https://img.taocdn.com/s3/m/6538db75be23482fb5da4c0a.png)
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: 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-习题答案讲解
![电机学-习题答案讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/a5672d3a227916888486d7e7.png)
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。
0.2在图0.3中,当给线圈1N 外加正弦电压1u 时,线圈1N 和2N 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1N 外加正弦电压1u 时,线圈1N 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1N 、2N 的主磁通和只交链线圈1N 的漏磁通。
这样,由主磁通分别在线圈1N 和2N 中感应产生交变电动势21,e e 。
由漏磁通在线圈1N 中产生交变的σ1e 。
电动势的大小分别和1N 、2N 的大小,电源的频率,交变磁通的大小有关。
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。
电机学课后习题解答配王秀和孙雨萍编
![电机学课后习题解答配王秀和孙雨萍编](https://img.taocdn.com/s3/m/160f3561102de2bd960588c2.png)
《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,磁场会显着增强,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0.05m,铁心的相对磁导率为1000。
问:要产生0.003Wb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 ;磁路段2长度和截面积:20.1520.0750.30m =+⨯=l ,220.050.100.005m =⨯=A ;磁路段1长度和截面积:30.1520.0750.30m =+⨯=l ,230.050.050.0025m =⨯=A ;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:604.81.512A 400===F i N在此电流下,铁心各部分的磁通密度分别为:2-5 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。
电机学第三版课后习题答案
![电机学第三版课后习题答案](https://img.taocdn.com/s3/m/5d070514a300a6c30c229f72.png)
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。
电机学课后习题答案
![电机学课后习题答案](https://img.taocdn.com/s3/m/1442ae9f2dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cefd7.png)
电机学课后习题答案问题1:简述直流电机的工作原理。
答案:直流电机的工作原理基于电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当直流电通过电机的定子线圈时,会在定子中产生磁场。
这个磁场与转子中的电流相互作用,产生力矩,使转子旋转。
转子的旋转方向取决于电流的方向以及磁场的方向。
问题2:解释同步电机和异步电机的区别。
答案:同步电机和异步电机的主要区别在于它们的转速与电网频率的关系。
同步电机的转速严格与电网频率同步,即转速等于电网频率乘以极对数。
而异步电机的转速则略低于同步转速,存在滑差,这是因为异步电机的转子电流是感应产生的,而不是直接供电。
问题3:三相异步电机的启动方式有哪些?答案:三相异步电机的启动方式主要有以下几种:1. 直接启动:将电机直接接入电网,适用于小型电机。
2. 星-三角形启动:在启动时将电机接成星形,以降低启动电流,启动后再切换为三角形连接。
3. 自耦变压器启动:使用自耦变压器降低启动时的电压,从而减小启动电流。
4. 软启动器启动:通过电子控制技术逐渐增加电机的启动电压和电流,实现平滑启动。
问题4:解释变压器的工作原理。
答案:变压器的工作原理基于电磁感应。
它由两个或多个线圈组成,这些线圈围绕同一个铁芯。
当交流电通过初级线圈时,会在铁芯中产生变化的磁通量,这个变化的磁通量会在次级线圈中感应出电动势。
变压器的输出电压与输入电压之比等于次级线圈与初级线圈的匝数比。
问题5:电机的效率如何计算?答案:电机的效率是输出功率与输入功率之比,通常用百分比表示。
计算公式为:\[ \text{效率} = \left( \frac{\text{输出功率}}{\text{输入功率}} \right) \times 100\% \]输出功率是指电机轴上的实际输出功率,而输入功率是电机消耗的电能功率。
结束语:电机学的学习不仅需要理解理论知识,还需要通过课后习题来加深对知识点的掌握。
希望上述答案能够帮助你更好地理解电机学的基本概念和原理。
电机学习题解答解析
![电机学习题解答解析](https://img.taocdn.com/s3/m/148be0c6b04e852458fb770bf78a6529647d353d.png)
电机学习题解答解析第⼀篇变压器⼀、思考题(⼀)、变压器原理部分1、变压器能否⽤来变换直流电压?不能。
磁通不变,感应电动势为零,111R U I =,1R 很⼩,1I 很⼤,烧毁变压器。
2、在求变压器的电压⽐时,为什么⼀般都⽤空载时⾼、低压绕组电压之⽐来计算?电压⽐应为绕组电动势之⽐,绕组电动势的分离、计算和测量⽐较困难。
空载时22202E U U U N ===,11011Z I E U N +-=,10I 很⼩,⼀次侧阻抗压降很⼩,11E U N ≈,所以NN U U E E k 2121≈=,变压器⼀、⼆侧电压可以⽅便地测量,也可以通过铭牌获得。
3、为什么说变压器⼀、⼆绕组电流与匝数成正⽐,只是在满载和接近满载时才成⽴?空载时为什么不成⽴?012211I N I N I N =+,0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相⽐很⼩,02211≈+I N I N ,所以kN N I I 11221=≈。
空载时,02=I ,⽐例关系不成⽴。
4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的?在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。
从⼀侧看L e Z k I U k kI kU I U Z 22222211====(21kU U =,忽略了1Z 、2Z 。
kI I 21=,忽略了0I )。
(⼆)、变压器结构部分1、额定电压为V 230/10000的变压器,是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上⼯作?不允许。
(1)此时,V U 3802=,V U 7.16521230100003801=?=,⼀、⼆侧电压都超过额定值1.65倍,可能造成绝缘被击穿,变压器内部短路,烧毁变压器。
(2)m fN UΦ=2244.4,磁通超过额定值1.65倍,磁损耗过⼤,烧毁变压器。
2、变压器长期运⾏时,实际⼯作电流是否可以⼤于、等于或⼩于额定电流?等于或⼩于额定电流。
铜耗和电流平⽅成正⽐,⼤于额定电流时,铜耗多⼤,发热烧毁变压器。
电机学课后 思考题 习题 答案
![电机学课后 思考题 习题 答案](https://img.taocdn.com/s3/m/eea361066edb6f1aff001fa0.png)
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(牛维扬第二版) 专升本必用,课后答案加详细解答
![电机学(牛维扬第二版) 专升本必用,课后答案加详细解答](https://img.taocdn.com/s3/m/9744854526d3240c844769eae009581b6bd9bd03.png)
电机学(牛维扬第二版)专升本必用,课后答案加详细解答电机学(牛维扬第二版)专升本必用,课后答案加详细解答第一部分变压器电力变压器的促进作用:一就是转换电压等级(缩写变压),以利电能的高效率传输和安全采用,这就是变压器的基本促进作用;二就是掌控电压大小(又称调压),以确保电能质量,这就是电力变压器必须满足用户的特定功能。
第一章习题解答(page14)1-1变压器就是依据什么原理工作的?变压原理就是什么?【求解】变压器就是依据电磁感应原理工作的。
变压原理如下:当外加交流电压u1时,一次侧电流i1将在铁心中建立主磁通φ,它将在一、二次侧绕组中感应出主电动势e1??n1d?d?和e2??n2,于是二次侧绕组便有了电压u2,负载时它流过电流i2,由于dtdt工作时u2?e2,u1?e1,因此,当一、二次侧绕组的匝数n1、n2不相等时,则可获得与一次侧数值不同的二次侧电压,此即变压原理。
本题知识点就是变压器的工作原理。
它还牵涉以下术语。
变压器的变比k?e1n1u1??。
k?1时称作升压变压器,k?1时称作降压变压器。
e2n2u2接电源的绕组称作一次两端绕组,它稀释电功率u1i1;直奔功率的绕组称作二次两端绕组,它输入电功率u2i2;电压等级低或匝数多或电流大或电阻小或出线套管低而且间距的绕组称作高压绕组;反之就称作扰动绕组。
特别注意!!低、扰动绕组和一、二次绕组就是相同的概念,不容混为一谈。
1-4铁心在变压器中起什么作用?为什么要用两面涂漆的硅钢片叠成?叠片间存在气隙有何影响?【解】铁心的作用是传导变压器的工作主磁通,同时兼作器身的结构支撑。
铁心叠片的目的是减小交变磁通其中引起的铁耗。
叠片间存在气隙时,主磁路的导磁性能将降低,使激磁电流增大。
1-5变压器油有什么作用?【求解】变压器油的促进作用存有两个:一就是强化绕组绝缘;二就是加热。
1-6变压器的额定值有哪些?一台单相变压器额定电压为220/110,额定频率为50hz,表示什么意思?若此变压器的额定电流为4.55/9.1a,问在什么情况下称为变压器处于额定运行状态?【求解】①额定值存有:额定容量sn,va或kva;额定电压u1n和u2n,v或kv,三相指线电压;额定电流i1n和i2n,a或ka,三相指线电流;额定频率fn等。
电机学(牛维扬第二版)-专升本必用-课后标准答案加详细解答
![电机学(牛维扬第二版)-专升本必用-课后标准答案加详细解答](https://img.taocdn.com/s3/m/20bf77576c85ec3a87c2c5ec.png)
第一部分 变压器电力变压器的作用:一是变换电压等级(简称变压),以利于电能的高效传输和安全使用,这是变压器的基本作用;二是控制电压大小(俗称调压),以保证电能质量,这是电力变压器要满足的特殊功能。
第一章习题解答(Page 14)1-1 变压器是依据什么原理工作的?变压原理是什么?【解】变压器是依据电磁感应原理工作的。
变压原理如下:当外加交流电压u 1时,一次侧电流i 1将在铁心中建立主磁通Φ,它将在一、二次侧绕组中感应出主电动势11d e N dt Φ=-和22d e N dtΦ=-,于是二次侧绕组便有了电压u 2,负载时它流过电流i 2,由于工作时22u e ≈,11u e ≈,因此,当一、二次侧绕组的匝数N 1、N 2不相等时,则可获得与一次侧数值不同的二次侧电压,此即变压原理。
本题知识点是变压器的工作原理。
它还涉及下列术语。
变压器的变比111222e N u K e N u ==≈。
1K >时称为降压变压器,1K <时称为升压变压器。
接电源的绕组称为一次侧绕组,它吸收电功率u 1i 1;接负载的绕组称为二次侧绕组,它输出电功率u 2i 2;电压等级高或匝数多或电流小或电阻大或出线套管高而且间距的绕组称为高压绕组;反之就称为低压绕组。
注意!!高、低压绕组和一、二次绕组是不同的概念,不可混淆。
1-4 铁心在变压器中起什么作用?为什么要用两面涂漆的硅钢片叠成?叠片间存在气隙有何影响?【解】铁心的作用是传导变压器的工作主磁通,同时兼作器身的结构支撑。
铁心叠片的目的是减小交变磁通其中引起的铁耗。
叠片间存在气隙时,主磁路的导磁性能将降低,使激磁电流增大。
1-5 变压器油有什么作用?【解】变压器油的作用有两个:一是加强绕组绝缘;二是冷却。
1-6 变压器的额定值有哪些?一台单相变压器额定电压为220/110,额定频率为50Hz ,表示什么意思?若此变压器的额定电流为4.55/9.1A ,问在什么情况下称为变压器处于额定运行状态?【解】①额定值有:额定容量S N ,V A 或kV A ;额定电压U 1N 和U 2N ,V 或kV ,三相指线电压;额定电流I 1N 和I 2N ,A 或kA ,三相指线电流;额定频率f N 等。
电机学课后习题与答案
![电机学课后习题与答案](https://img.taocdn.com/s3/m/6a06645843323968001c925f.png)
第二章 直流电机2.1 为什么直流发电机能发出直流电流?如果没有换向器,电机能不能发出直流电流? 换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流,“换向”成直流电,如果没有换向器,电机不能发出直流电。
2.2 试判断下列情况下,电刷两端电压性质 (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。
(1)交流 ∵电刷与电枢间相对静止,∴电刷两端的电压性质与电枢的相同。
(2)直流 电刷与磁极相对静止,∴电刷总是引出某一极性下的电枢电压,而电枢不动,磁场方向不变 ∴是直流。
2.3 在直流发电机中,为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置;但在直流电动机中,加在电刷两端的电压已是直流电压,那么换向器有什么呢?直流电动机中,换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电,以使电枢无论旋转到N 极下,还是S 极下,都能产生同一方向的电磁转矩2.4 直流电机结构的主要部件有哪几个?它们是用什么材料制成的,为什么?这些部件的功能是什么? 有7个 主磁极 换向极, 机座 电刷 电枢铁心,电枢绕组,换向器 见备课笔记2.5 从原理上看,直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成,单实际的直流电机用很多线圈串联组成,为什么?是不是线圈愈多愈好?一个线圈产生的直流脉动太大,且感应电势或电磁力太小,线圈愈多,脉动愈小,但线圈也不能太多,因为电枢铁心表面不能开太多的槽,∴线圈太多,无处嵌放。
2.6 何谓主磁通?何谓漏磁通?漏磁通的大小与哪些因素有关?主磁通: 从主极铁心经气隙,电枢,再经过相邻主极下的气隙和主极铁心,最后经定子绕组磁轭闭合,同时交链励磁绕组和电枢绕组,在电枢中感应电动势,实现机电能量转换。
漏磁通: 有一小部分不穿过气隙进入电枢,而是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合,不参与机电能量转换,δΦ与饱和系数有关。
2.7 什么是直流电机的磁化曲线?为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近?磁化曲线:00()f F Φ= 0Φ-主磁通,0F 励磁磁动势设计在低于“膝点”,则没有充分利用铁磁材料,即 同样的磁势产生较小的磁通0Φ,如交于“膝点”,则磁路饱和,浪费磁势,即使有较大的0F ,若磁通0Φ基本不变了,而我的需要是0Φ(根据E 和m T 公式)选在膝点附近好处:①材料利用较充分②可调性好③稳定性较好。
电机学第五版课后参考答案
![电机学第五版课后参考答案](https://img.taocdn.com/s3/m/c8faa4e8284ac850ad024283.png)
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。
电机学第四版课后答案讲解
![电机学第四版课后答案讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/24857c9a31b765ce04081472.png)
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Rm A ,单位: A Wb1-2 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 mnV 。
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 m2G 。
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 : 铁心、气隙截面 A A 0.025 1.2510 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 2 5 104m7.5铁心长度 l 1.25 2 5 1.25 0.025 2cm 12.45 10 2m27.5 10 4铁心、气隙中的磁感应强度 B B 4 T 1.29T2A 2 2.9 10 4(1) 不计铁心中的磁位降:气隙磁场强度 HB 1.297A m 1.0 106A m 0 4 10 7磁势 F I F H l 1.0 1065 10 4A 500A电流I FI0.5AN2 考虑铁心中的磁位降:铁心中 B 1.29T查表可知: H 700A m铁心磁位降 F Fe H l 700 12.45 102A 87.15AF I FF Fe 500A 87.15A 587.15AI FI0.59AN1-4 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解析
![电机学第三版课后习题答案解析](https://img.taocdn.com/s3/m/e47ad6346d175f0e7cd184254b35eefdc9d3154d.png)
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;
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额定运行时的功角;
2如果保持激磁不变,输出有功功率减半,求此时的电枢电流及功率因数;
解:设
1
2
则
即
则
则
直流电机
4-1直流电机有哪些激磁方式各有何特点不同的激磁方式下,负载电流、电枢电流与激磁电流有何关系
答:他励
并励
自励串励
复励
4-2试述并激直流发电机的自激过程和自激条件
答:①有剩磁;当电机起动旋转时,电枢绕组切割主磁极下气隙中的剩磁磁场而感应一数值很小的剩磁电动势,由于励磁绕组与电枢绕组并联,因此就有一不大的励磁电流流过励磁绕组,产生一个不大的磁场,它也作用在气隙中;若它对原剩磁磁场起助磁作用,气隙磁场得以加强,致使电枢绕组感应电动势比原剩磁电动势增大,则励磁电流就进一步增大,其建立的磁场更进一步增强即助磁作用进一步增强`,电枢电动势进一步提升,……,周而复始,经几个循环,电枢绕组便建立起电压,因而②要求电枢转向及励磁绕组接线正确;为使建立一个定值电压,还需③主磁场具有饱和特性,因磁路饱和后,励磁电流即使再增大,主磁场因饱和而增加不大了,所以电枢电动势就稳定在某一定值;这个稳定值的大小还取决于发电机励磁回路电阻的大小,为保证要建立某一定值电压,还要求:④励磁回路电阻小于其临界值;
电机学第五版课后答案
![电机学第五版课后答案](https://img.taocdn.com/s3/m/dba8935f284ac850ac024268.png)
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》课后习题答案解析](https://img.taocdn.com/s3/m/2dac9baf1b37f111f18583d049649b6648d70987.png)
《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》(华中科技大学出版社)课后答案
![《电机学》(华中科技大学出版社)课后答案](https://img.taocdn.com/s3/m/94747bf77c1cfad6195fa79b.png)
解:关键求磁通 BA
(1)∵
b
aa
cvt vt
Bxdx
∴ ev bB(a c vt) B(a vt)v
B(a
c
vt)
0H (a
c
vt)
0
2
(a
I c
vt)
∵ I Hl H(acvt) 2 (a c vt)
= 2990.4 7.08599105 0.5103
=473.9(A)
∵F=NI ∴I=F/N=473.9/600=0.79(A)
1.12 设 1.11 题的励磁绕组的电阻为120 ,接于 110V 的直流电源上,问铁心磁通是多
少?
先求出磁势: ∵是直流电源
∴
不变, e
d dt
N1
d dt
(4) i1 增加,如右图。i1 减小
1.8 在图 1.30 中,如果电流 i1 在铁心中建立的磁通是 m sint ,二次绕组的匝数是 N 2 ,试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式,并写出感应电动势与磁通量关系
的复数表示式。
解:(1) E2
2 fN2m
2
10.9 104Wb 时所需的励磁磁动势和励磁电流。
磁密 B
A
10.9104 12.2510 4
0.89(T)
查磁化曲线 HFe 299( A m)
气隙: H 0.89 4 107 7.08599105 ( A m)
磁动势: F HFel H
383 0.4
1 4 107
0.5103
电机学第四版课后习题答案
![电机学第四版课后习题答案](https://img.taocdn.com/s3/m/dbcfbff60722192e4436f6af.png)
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》(华中科技大学出版社)课后答案
![《电机学》(华中科技大学出版社)课后答案](https://img.taocdn.com/s3/m/94747bf77c1cfad6195fa79b.png)
同理 a+vt 处的 B 值
Ba v t 0 H ( a
v)t
I 20 (a vt )
∴e
Ibv 0 2
(
1 a vt
1 a c vt
)
bI 0 2
vc (a vt )(a c vt )
(2) 只有变压器电势
eT
N
d dt
ac
BA b a
B1 1 A 1.43(T )
第二章 直流电机
2.1 为什么直流发电机能发出直流电流?如果没有换向器,电机能不能发出直流电流? 换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流,“换向”成直流电,如果没有换向器,
电机不能发出直流电。
2.2 试判断下列情况下,电刷两端电压性质 (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。
电功率平衡可知(或能量守恒),输入的功率一部分消耗在线圈电阻上,一部分为铁耗
∴ PFe P入 I 2R 90 2.52 2 77.5w
1.11 对于图1.14 ,如果铁心用 D23 硅钢片叠成,截面积 A 12.25104 m2 ,铁心的平
均 长 度 l 0.4m , 空 气 隙 0.5103 m 绕 组 的 匝 数 为 600 匝 , 试 求 产 生 磁 通
acvt avt
eT
d dt
0b 2
ln
acvt avt
cos
t
线圈中感应电势 e ev eT
1.10 在图 1.32 所示的磁路中,两个线圈都接在直流电源上,已知 I1 、 I 2 、 N1 、 N 2 ,回答
《电机学》第三版中国电力胡敏强黄学良课后答案
![《电机学》第三版中国电力胡敏强黄学良课后答案](https://img.taocdn.com/s3/m/c16e2ba69a89680203d8ce2f0066f5335b816769.png)
《电机学》第三版中国电力胡敏强黄学良课后答案1. 引言《电机学》是中国电力胡敏强黄学良合作编写的一本著名教材,广泛应用于电力工程及相关专业的教学。
本文是《电机学》第三版的课后答案,旨在帮助读者更好地理解和掌握本书的内容。
2. 第一章线圈和磁场2.1 选择题1.答案:A2.答案:B3.答案:C2.2 解答题问题1:请简要解释线圈磁场的产生原理。
答案:当电流通过一根导线时,会形成一个磁场。
根据安培环路定理,磁场的方向与电流方向垂直,且随距离导线的距离增加而减小。
当多根导线并排布置成线圈时,它们的磁场相互叠加,形成一个较强的磁场。
问题2:什么是磁感应强度?答案:磁感应强度(B)是一个矢量,表示单位面积上垂直于磁场方向的磁通量。
它的单位是特斯拉(T)。
3. 第二章磁路基础3.1 判断题1.正确2.错误3.错误3.2 解答题问题1:解释磁路的基本公式:1.$\\Phi = Li$2.$\\Phi = L\\frac{di}{dt}$3.$f = \\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}}$答案: 1. 在恒定磁场中,磁通量($\\Phi$)与电感(L)和磁链(i)之间的关系为$\\Phi = Li$。
2. 在变化磁场中,磁通量($\\Phi$)与电感(L)和电流变化率($\\frac{di}{dt}$)之间的关系为$\\Phi = L\\frac{di}{dt}$。
3. 在电路谐振条件下,频率(f)与电感(L)和电容(C)之间的关系为$f =\\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}}$。
4. 第三章电机基本知识4.1 填空题1.电机的输入功率等于电机输出功率和电机损耗功率之和。
2.电机效率等于电机输出功率与电机输入功率之比。
4.2 解答题问题1:解释直流电机的工作原理。
答案:直流电机是一种将电能转化为机械能的装置。
它的工作原理基于洛伦兹力,即当有一导体在磁场中运动时,导体中的电流会受到磁力的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 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 A1.4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。
1.8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:(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≈=1.9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m R 311: mm R R F F 31121+-=Φ A A R F F m PQ 43.7110014111503111=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-=⋅Φ-= 1.10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41065.1-⨯Wb 时; (2) 气隙磁通为零时;(3) 右边心柱中的磁通为零时。
解:(1)Wb fe ed af41065.1-⨯=Φ=Φ=ΦT T B B ed af 66.0105.21065.144=⨯⨯==-- 查磁化曲线得m A H H ed af 500==气隙中的磁场强度m A m A H 34741071.4771075.21041065.1⨯=⨯⨯⨯⨯=---πδ ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020500105.21071.477--⨯⨯+⨯⨯⨯=A 28.1294=∴左边磁路的磁势()A A F dcba 72.20528.12941500=-=m A m A l F H dcba dcba dcba 44.4115.072.205===查磁化曲线得T B dcba 56.0=∴Wb Wb dcba 441024.210456.0--⨯=⨯⨯=Φ ∴()Wb Wb aghd 441059.01065.124.2--⨯=⨯-=Φ ∴T T B aghd12.01051059.044=⨯⨯=--查磁化曲线得m A H aghd 80=∴A A F aghd 6075.080=⨯=∴右边线圈应加磁动势()A A F F F aghd ad 28.12346028.12942=-=-=(2) 0=ad F m A m A l F H dcbadcba 30005.015001===查磁化曲线得T B dcba 5.1=∴Wb Wb dcba 441061045.1--⨯=⨯⨯=Φ ∴Wb dcba aghd 4106-⨯=Φ=Φ ∴T T B aghd2.110510644=⨯⨯=-- 查磁化曲线得m A H aghd 1270=∴A A F aghd 95275.01270=⨯=∴右边线圈应加磁动势A A F F aghd 95275.012702=⨯==(3) 由题意得dcba ad Φ=Φ由(1)、(2)可知Wb Wb ad 441024.21065.1--⨯<Φ<⨯ 取Wb ad 41075.1-⨯=Φ则T T B B ed af 7.0105.21075.144=⨯⨯==-- 查磁化曲线得m A H H ed af 550==气隙中的磁场强度m A m A H 3474107.5061075.21041075.1⨯=⨯⨯⨯⨯=---πδ ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020550105.2107.506--⨯⨯+⨯⨯⨯=A 8.1376=∴Wb ad dcba 41075.1-⨯=Φ=Φ ∴T T B dcba4.01041075.144=⨯⨯=--查磁化曲线得m A H dcba 310=∴A A F dcba 1555.0310=⨯=A A A F F F dcba ad 15318.1376155=+=+= 已知A F 15001= 1F F ≈,∴假设合理∴右边线圈应加磁动势A F F ad 8.13762==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sl R m μ=不变,励磁磁势m m R N I Φ=⋅1,∴m m I I 65'=; (2)铁耗:βαf B p m Fe ∝,βα> 铁耗稍有减小; (3)σσσπ11''1562x L f x =⋅=, σσσπ22''2562x L f x =⋅= 2-3 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21E E ≠、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:保持归算前后副边的磁动势不变。
2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时,算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否为实际值,为什么?答:一次侧没有经过归算,所以为实际值;二次侧电压、电流不是实际值,因为归算前后绕组匝数不同,但损耗、功率为实际值。
2-5 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。
(具体测量方法略)2-14 有一台三相变压器,额定容量kKA S N 5000=,额定电压kV kV U U N N 3.61021=,Y ,d 联结,试求:(1)一次、二次侧的额定电流;(2)一次、二次侧的额定相电压和相电流。
解:(1)A A U S I N N N 68.2881035000311=⨯==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===Φ A I I N N 68.28811==Φ 副边∆联结:kV U U N N 3.611==Φ A 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V U 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。
解:(1)归算到高压侧:Ω=19.21R Ω=4.151σX Ω=1250m R Ω=12600m XΩ=Ω⎪⎭⎫⎝⎛==70.115.0260876222'2R k RΩ=Ω⎪⎭⎫ ⎝⎛==94.10964.0260876222'2σσX k X(2)T 型等效电路如图示: 设V U k U0202152'2∠==•• 则A k I I88.3642.53'2-∠==••''LZ ''()Vj A V Z I U E E 15.14.2064294.1070.188.3642.53020215'2'2'2'21∠=Ω+⋅-∠+∠=+=-=-••••()A j V Z E I mm 18.8363.112600125015.14.206421-∠=Ω+∠=-=•••A A A I I I m12.3856.5488.3642.5318.8363.1'21-∠=-∠+-∠=+=•••V Z I E U70.24.212791111∠=⋅+-=•••简化等效电路如右图:Ω=+=89.3'21R R R kΩ=+=34.26'21σσX X X kA I I 88.3642.53'21-∠==••V Z I U U k 80.20.21254121∠=⋅+=•••由于在满载的情况下1I I m 〈〈,励磁支路可以忽落不计,所以两种方法计算的结果相差不大,在误差允许的范围之内。