电机学第四版课后答案

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AlRm，单位：WbA

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VfBCpnmhh。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GBfCpmFeh23.1。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2422109.293.01025.1025.0mmAA

(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ml41052

铁心长度mcml21045.122025.025.15225.125.7

铁心、气隙中的磁感应强度TTABB29.1109.22105.7244

(1) 不计铁心中的磁位降：

气隙磁场强度mAmABH670100.110429.1

磁势AAlHFFI500105100.146

电流ANFII5.0

(2) 考虑铁心中的磁位降：

铁心中TB29.1 查表可知：mAH700

铁心磁位降AAlHFFe15.871045.127002

AAAFFFFeI15.58715.87500

ANFII59.0

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。

解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ段的磁阻为mPQRR，则左边支路的磁阻为mR311：

mmRRFF31121

AARFFmPQ43.7110014111503111

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)Wbfeedaf41065.1

TTBBedaf66.0105.21065.144

查磁化曲线得mAHHedaf500

气隙中的磁场强度mAmAH34741071.4771075.21041065.1

中间磁路的磁势AFad2331020500105.21071.477

A28.1294

左边磁路的磁势AAFdcba72.20528.12941500

mAmAlFHdcbadcbadcba44.4115.072.205

查磁化曲线得TBdcba56.0

WbWbdcba441024.210456.0

WbWbaghd441059.01065.124.2

TTBaghd12.01051059.044

查磁化曲线得mAHaghd80

AAFaghd6075.080

右边线圈应加磁动势AAFFFaghdad28.12346028.12942

(2) 0adF

mAmAlFHdcbadcba30005.015001

查磁化曲线得TBdcba5.1

WbWbdcba441061045.1

Wbdcbaaghd4106

TTBaghd2.110510644

查磁化曲线得mAHaghd1270

AAFaghd95275.01270

右边线圈应加磁动势AAFFaghd95275.012702

(3) 由题意得dcbaad

由(1)、(2)可知WbWbad441024.21065.1

取Wbad41075.1

则TTBBedaf7.0105.21075.144

查磁化曲线得mAHHedaf550

气隙中的磁场强度mAmAH3474107.5061075.21041075.1

中间磁路的磁势AFad2331020550105.2107.506

A8.1376

Wbaddcba41075.1

TTBdcba4.01041075.144

查磁化曲线得mAHdcba310

AAFdcba1555.0310

AAAFFFdcbaad15318.1376155 已知AF15001

1FF，假设合理

右边线圈应加磁动势AFFad8.13762

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1144.4fNE可知，空载或负载情况下11EU，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'1'11144.444.4NffNEUN

又5060'ff 6050'， 即65'磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻slRm不变，励磁磁势mmRNI1，mmII65'；

（2）铁耗：fBpmFe，铁耗稍有减小；

（3）11''1562xLfx， 22''2562xLfx

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21EE、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kKASN5000，额定电压kVkVUUNN3.61021，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）AAUSINNN68.2881035000311

AAUSINNN21.4583.635000322

（2）原边Y联结：kVkVUUNN77.5310311

AIINN68.28811

副边联结：kVUUNN3.611

AAIINN55.264321.458311

2-16 有一台单相变压器，已知参数为：19.21R，4.151X，15.02R，964.02X，1250mR，12600mX，26087621NN。当二次侧电压VU60002，电流AI1802，且8.0cos2（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：

19.21R 4.151X

1250mR 12600mX

70.115.0260876222'2RkR

94.10964.0260876222'2XkX

（2）T型等效电路如图示：

设VUkU0202152'2

则AkII88.3642.53'2

VjAVZIUEE15.14.2064294.1070.188.3642.53020215'2'2'2'21

AjVZEImm18.8363.112600125015.14.206421 mI1U1I1X1R'2RLZ'2X2U'2ImRmX