电机学作业题

电 机 学 习 题 集

备注：作业时抄写题目，题与题之间空一行。

…………………………………………………………………………………………………….. 绪论和第一章：磁路

1-1：简述右手螺旋法则，左手定则和右手定则，以及电磁感应定律。

1-2：简述什么是磁路、磁动势、磁路的基尔霍夫第二定律。假定作用在某段磁路上的磁动势为HL ，该段磁路磁阻为Rm ，则通过该段磁路的磁通量是多少？

1-3：电机中为什么要使用铁磁材料，直流磁路和交流磁路有什么区别？

1-4：有一闭合磁路，由铁心和气隙组成。铁心截面积2

4109m S -⨯=，磁路平均长度m l 3.0=，铁心磁导率05000μμ=Fe ；气隙长度m 0005.0=δ，气隙截面积按1.1S 计算。套装在铁心上的励磁绕组500匝，问电流0.5A 时，磁路中磁通为多少？作用在铁心磁路和气隙上的磁动势分别为多少？70104-⨯=πμH/m 。

—————————————————————————————————交作业1——

第二章：变压器

2-1：简述变压器的组成。变压器的最基本组成是什么？

2-2：什么是变压器的额定容量、额定电压和额定电流？

2-3：什么是变压器的主磁通？什么是变压器的漏磁通？主磁通的大小主要取决于哪些因素？

2-4：单相变压器计算

1）一台单相变压器，S N =20000kVA,U 1N /U 2N =127kV/11kV ，50Hz ，高压侧开路，在低压侧施加额定电压并进行测量，测得电流45.5A ，损耗47kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的激磁阻抗参数(实际值)。(k=11.5455,R=3026,X=32083)

55.1111

12721===N N U U k Ω=⨯⨯=⨯=77.322255

.45101155.1132222I U k Z m Ω=⨯⨯=⨯= 3028.585.45104755.112322222

I P k R m Ω===14.3208358.3028-77.32225-2222

m m m R Z X 2）上述变压器，低压侧短路，在高压侧施加一电压使电流达到额定电流，进行测量，测得电压9.24kV ，损耗129kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的短路阻抗参数(实际值)。(I=157.48,R=5.202,X=58.44)

A U S I N N N 157.5127

2000011=== Ω===67.585

.157924011k k k I U Z Ω===2.55

.1571290002211k k k I P R Ω===

47.582.5-7.58-2222k k k R Z X 3）上述变压器，利用简化等效电路计算该变压器满负荷时的负载阻抗大小，额定功率因数cos φ=0.8。(Z=645.08+483.81j,z=639.8+425.4j)

—————————————————————————————————交作业2—— 2-5：什么是时钟表示法，组号表达了变压器的什么性能？说明联结组别Yd11的含义。 2-6：三相变压器，额定容量5000kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Yd 连接，计算

1）一、二次侧的额定电流；288.7A,458.2A

A U S I N N N 288.6810

1.7325000311=⨯== A U S I N N N 458.236.31.7325000322=⨯==

2）一、二次侧的额定相电压和额定相电流。5.774kV ,6.3kV ,288.7A,264.6

因为是Yd 接法，所以A I I N 288.6811==Φ,kV U U N 5.774732

.110311===Φ kV U U N 6.322==ΦA I I N 264.571.732

458.23322===Φ 2-7：变压器的并联运行条件是什么？

2-8：2-4中变压器，满负荷运行时，cos φ=0.8，利用简化等效电路，利用标幺值计算该变压器的电压调整率。(Zb=806.4, 0.0486)

—————————————————————————————————交作业3——

第三章：直流电动机

3-1：简述直流电动机结构。什么是直流电动机的励磁方式？直流电动机有哪些励磁方式？ 3-2：什么是直流电动机的额定功率、额定电压和额定电流？

3-3：什么是直流电动机的电枢反应，电枢反应对直流电动机什么性能有影响？

3-4：一台并励直流电动机，额定功率2.6kW ，额定电压110V ，额定电流28A ，额定转速1470r/min ，电枢总电阻Ra=0.15Ω，励磁电阻R fN =140Ω。计算该电动机额定运行时的电动势和电磁转矩。

A R U I fN N f 786.0140

110===

a a a I R E U +=

106V 0.786)-(2815.0-110=⨯=a E

a a e I E P ⨯=

m N n P T s s e e •=⨯⨯⨯=Ω=75.1860

2214.27106π —————————————————————————————————交作业4—— 3-5：一台他励直流电动机，额定功率P N =22kW ，额定电压U N =220V ，额定电流I N =115A ，额定转速n N =1500r/min ，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω，忽略空载转矩T 0和电枢反应的去磁作用。计算电机特性

1．C e ΦN 和理想空载转速；

2．固有机械特性斜率；

3．额定电磁转矩；

4．电动机带恒转矩负载T L =0.85T N 运行时的电机转速；

5. 电枢串1.5Ω电阻时的人为特性（理想空载转速和曲线斜率）；

3-6：直流电动机参数如3-5，进行起动参数计算

1．直接起动时的电流和电磁转矩；

2．限制起动电流在2I N 时，电枢串电阻值；

3. 限制起动电流在2I N 时，电压值；

3-7：直流电动机参数如3-5，电机在额定状态下运行，进行调速计算

1．电枢串1Ω电阻，转速为多少；

2．电压为100V ，转速为多少；

3．欲把转速调至1000 r/min ，电枢串电阻值。

4．欲把转速调至800r/min ，电压值。

3-8：直流电动机参数如3-5，负载为位能性恒转矩负载（数值上等于额定电磁转矩），以-200r/min 下放重物，计算电枢回路串电阻大小？

1.能耗制动运行方式；

2.倒拉反转制动运行方式。

—————————————————————————————————交作业5——

第四章：交流绕组

4-1：两导体（A ，B ）位于四极交流电机定子上，沿转子旋转方向，A 超前B 10°（空间机械角度），则这两导体电动势相位差为多少，如果把这两导体首尾相连组成一个线圈，则该线圈电动势与导体A 电动势相位关系如何，用向量图说明。

4-2：交流绕组A 位于四极交流发电机定子上，电机转速1400r/min ，绕组中感应正弦电动势，则电动势频率为多少？

Hz n p f 67.4660

1400260=⨯=⨯= 4-3：单相交流绕组中通交流电，产生的磁动势性质如何？对称三相交流绕组中通三相交流电，产生的磁动势性质如何？

答：单相交流绕组中产生的是脉振磁动势；对称三相交流绕组中产生的是旋转磁动势。