电机学复习题(课本部分问题详解汤蕴缪著)

第一章 磁路 机电学之勘阻及广创作 1-11-2 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单元是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和资料的导1-3 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样发生的, 它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁资料置于交变磁场中, 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 =.与铁磁资料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场发生交变的电场, 在铁心中形成环流（涡流）, 通过电阻发生的损耗.经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈.与资料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关.1-4 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, 发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 铁心长度铁心、气隙中的磁感应强度(1) 不计铁心中的磁位降：磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-1-5 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, 资料的磁阻与长度成正比, 设PQ 段的磁阻1-6 图示铸钢铁心, 尺寸为左边线圈通入电流发生磁动势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 af 41065.1-⨯=Φ=Φ=Φ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020500105.21071.477--⨯⨯+⨯⨯⨯=∴左边磁路的磁势()A A F dcba 72.20528.12941500=-= 查磁化曲线得T B dcba 56.0=∴右边线圈应加磁动势()A A F F F aghd ad 28.12346028.12942=-=-=(2) 0=ad F查磁化曲线得T B dcba 5.1=∴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W b W b ad 441024.21065.1--⨯<Φ<⨯ 取W b ad 41075.1-⨯=Φ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020550105.2107.506--⨯⨯+⨯⨯⨯=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, 主磁通的年夜小取决于哪些因素？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 ≈, 主磁通的年夜小取决于外加电压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、漏抗会怎样变动答：（1）额定电压不变, 则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N（2）铁耗：βαf B p m Fe ∝, βα> 铁耗稍有减小；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, 必需通过归算, 才华获得两边直接连接的等效电路；归算原则：坚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分歧, 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丈量；等效漏阻抗由短路试验丈量. （具体丈量方法略）2-14 有一台三相变压器, 额定容量kKA S N 5000=, 额定电压额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流.副边∆联结：kV U U N N 3.611==Φ2-16 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 ,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 , 并比力其结果.解：（1）归算到高压侧： （2）T 型等效电路如图示：设V U k U 0202152'2∠==•• 简化等效电路如右图：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年夜, 在误差允许的范围之内. 2-17 在图中, 各铅垂线上对应的高、高压绕组绕于同一铁心柱上.已知A 、B 、C 为正相序, 试判断联结组a 和b 的组号.1'2E E -=-1U耗为14000W, 短路电压为 5.2%（百分值）.设归算后一次和二次绕组的电阻相等, 漏抗亦相等, 试计算：（1）归算到一次侧时T 型等效电路的参数；（2）用标幺值暗示时近似等效电路的参数；（3）负载功率因数为（滞后）时, 变压器的额定电压调整率和额定效率；（4）变压器的最年夜效率, 发生最年夜效率时负载的年夜小（8.0cos 2=ϕ）. 解：（1）归算到一次侧等效电路的参数： 空载试验在高压侧进行VU U N 630020==,短路试验在高压侧进行V kV U U U N k k 52010%2.5%1=⋅=⨯=（2）标幺值：（3）变压器额定电压调整率和额定效率： （4）变压器效率最年夜时, 可变损耗即是不变损耗Y,d11联结组.变压器的开路及短路试验数据为试求一次侧加额定电压时：（1）归算到一次侧时近似等效电路的参数（实际值和标幺值）；（2）满载且8.0cos 2=ϕ（滞后）时, 二次侧电压2•U 和一次侧电流1•I ；（3）满载且8.0cos 2=ϕ（滞后）时的额定电压调整率和额定效率.解：（1）归算到一次侧时近似等效电路的参数空载试验在高压侧, 折算到高压侧： 短路试验在高压侧进行(3) 电压调整率和效率：（2）()()V V U U U N ph 2.6073036.016300122=-=∆-=设VU 02.60732∠=•, 则由简化等效电路可知V I I 88.3632.323'21-∠==••2-23 某变电所有两台组号为Y,yn0的三相变压器并联运行, 其数据为试计算：（1）当总负载为400kVA 时, 每台变压器分担几多负载；（2）在每台变压器均不外载的情况下, 并联组的最年夜输出是几多？解：（1）那时kKA S 400=,设第一台变压器分配负载为ⅠS , 则第二台变压器的负载ⅠⅡS S -=400, 满足：(2) 求max S ：负载增加时, *k Z 小的变压器（第二台）先满载, 此时kVA S S ⅡN Ⅱ320==2-25 一台5kVA, 480V/120V 的普通两绕组变压器, 改接成600V/480V 的自耦变压器, 试求改接后一次和二次的额定电流和变压器的容量.磁通即是空载额定转速下具有额定电压时每极的磁通, 试计算当机电输出额定电流时的电磁转矩. 解：由题意可知, 空载时：N N e U n C E =Φ=03-12 一台他励直流发机电的额定电压为230V, 额定电流为10A, 额定转速为1000r/min, 电枢总电阻Ω=5.1a R , 励磁绕组电阻Ω=88f R , 已知在750r/min 时的空载特性如下表所示：试求：（1）额定转速、励磁电流为时, 空载电压是几多？（2）若转速降为900r/min, 空载电压为几多？（3）满载时的电磁功率为几多？解：（1）空载时Φ==n C E U e 0A I f 5.2=时：=n 750r/min, 对应=n U 176V ∴当=N n 1000r/min, 对应（2）n=900r/min 时： （3）满载情况下：3-13一台四极82kW 、230V 、970r/min 的并励直流发机电,Ω=0259.0)75( a R , 励磁绕组总电阻Ω=8.22)75( f R , 额定负载时并励回路中串入Ω的调节电阻, 电刷压降为2V, 铁耗和机械损耗共, 杂散损耗为额定功率的0.5%, 试求额定负载时发机电的输入功率、电磁功率和效率. 解：电磁功率：输入功率：∆+++=p p p P P m ec Fe em 13-17 一台17kW 、220V 的串励直流电念头, 串励绕组电阻为Ω, 电枢总电阻为Ω, 在额定电压下电念头电枢电流为65A 时, 转速为670r/min, 试确定电枢电流增为75A 时电念头的转速和电磁转矩（磁路设为线性）.A I a 75'=时：()V V V R R I U E f a a N a196)2.012.0(75220''=+⨯-=+-= 3-18 一台96kW 的并励直流电念头, 额定电压为440V, 额定电流为255A, 额定励磁电流为5A, 额定转速为500r/min, 电枢总电阻为Ω, 不计电枢反应, 试求（1）电念头的额定输出转矩；（2）额定电流时的电磁转矩；（3）电念头的空载转速. 解： （1）电念头的额定输出转矩：（2）额定电流时的电磁转矩A I N 255=, A I fN 5=, 所以A I I I fN N aN 250=-=（3）电念头的空载转速： 第四章 交流绕组及其电动势和磁动势4-11 计算下列三相、两极、50Hz 的同步发机电定子的基波绕组因数和空载相电动势、线电动势.已知定子槽数Q=48, 每槽内有两根导体, 支路数a=1, y1=20, 绕组为双层、星形联结, 基波磁通量φ.空载相电动势11144.4Φ⋅=w fNkE φ波、5次、7次和一阶齿谐波的绕组因数.若绕组为星形联结, 每个线圈有两匝, 基波磁通φ, 谐波磁场与基波磁场波、5次和7次谐波的相电动势.基波绕组系数5次谐波绕组系数7次谐波绕组系数4-19 试求题4-11中的发机电通有额定电流, 一相和三相绕组所发生的基波磁动势幅值.发机电的容量为12000kW, , 额定星形联结.电压（线电压）为,4-21 试分析下列情况下是否会发生旋转磁动势, 转向怎样？（1）对称两相绕组内通以对称两相正序电流时；（2）三相绕组一相（例如C 相）断线时. 解：(1) 设t I i m A ωcos =, 则)90cos( -=t I i m B ω所以合成磁势即合成磁势为正向旋转的圆形磁势, 且幅值即是为单相基波（2）C 相断线的情况下 0=C i 设t I i m A ωcos =, 则t I i m B ωcos -=所以合成磁势4-25 两个绕组A 和B, 其匝数和绕组因数均相同, A 在空间超前于B90.+α电角, 若t I i m A ωcos =, 问要使A 和B 的基波合成磁动势成为正向推移（从A 到B ）的恒幅旋转磁动势时, B i 的表达式应是怎样的？ 解：设)cos(βω-=t I i m BA 相：t I i m A ωcos = ⇒ t x F f A ωφcos cos 11=B 相：)cos(βω-=t I i m B ⇒)cos()90cos(11βωαφ---=t x F f B 所以逆向旋转波相互抵消,则AA)90cos()90cos()cos(αβωαβωω-+-+=---+-=+ x t x t x t得 αβ-= 90此时 )]90(cos[αω--= t I i m B弥补题：解析法证明三相绕组通以负序电流时将形成反向推移的旋转磁动势 证明：所以1111C B A f f f f ++=幅值点1)cos(=+x t ω 即0=+x t ω4-11 计算下列三相、两极、50Hz 的同步发机电定子的基波绕组因数和空载相电动势、线电动势.已知定子槽数Q=48, 每槽内有两根导体, 支路数a=1, y1=20, 绕组为双层、星形联结, 基波磁通量φ.∴空载相电动势11144.4Φ⋅=w fNk E φ波、5次、7次和一阶齿谐波的绕组因数.若绕组为星形联结, 每个线圈有两匝, 基波磁通φ, 谐波磁场与基波磁场波、5次和7次谐波的相电动势.∴基波绕组系数5次谐波绕组系数7次谐波绕组系数4-19 试求题4-11中的发机电通有额定电流, 一相和三相绕组所发生的基波磁动势幅值.发机电的容量为12000kW,8.0cos =N ϕ, 额定电压（线电压）为, 星形联结.4-21 试分析下列情况下是否会发生旋转磁动势, 转向怎样？（1）对称两相绕组内通以对称两相正序电流时；（2）三相绕组一相（例如C 相）断线时. 解：(1) 设t I i m A ωcos =, 则)90cos( -=t I i m B ω所以合成磁势即合成磁势为正向旋转的圆形磁势, 且幅值即是为单相基波（2）C 相断线的情况下 0=C i 设t I i m A ωcos =, 则t I i m B ωcos -=所以合成磁势A4-25 两个绕组A 和B, 其匝数和绕组因数均相同, A 在空间超前于B90.+α电角, 若t I i m A ωcos =, 问要使A 和B 的基波合成磁动势成为正向推移（从A 到B ）的恒幅旋转磁动势时, B i 的表达式应是怎样的？ 解：设)cos(βω-=t I i m BA 相：t I i m A ωcos = ⇒ t x F f A ωφcos cos 11=B 相：)cos(βω-=t I i m B ⇒)cos()90cos(11βωαφ---=t x F f B 所以逆向旋转波相互抵消,则)90cos()90cos()cos(αβωαβωω-+-+=---+-=+ x t x t x t得 αβ-= 90此时 )]90(cos[αω--= t I i m B弥补题：解析法证明三相绕组通以负序电流时将形成反向推移的旋转磁动势 证明：所以1111C B A f f f f ++=幅值点1)cos(=+x t ω 即0=+x t ω第五章 感应机电的稳态分析5-3 三相感应机电的转速变动时, 转子所生磁动势在空间的转速是否改变?为什么?答：不变.设气隙磁场旋转速度为1n , 转子的转速为n, 转差率则相对定子的转速为1n n n =+∆, 与转子转速无关.即转速变动时, 转子发生的磁动势在空间的转速不变.用一个电抗去取代?为什么?在该电阻上的功率代表总的机械功率.它不能由电抗取代, 因为电抗上损耗的是滞后的无功功率, 不能取代转换成机械功率的有功功率.5-11 试写出感应电念头电磁转矩的三种表达形式:(1)用电磁功率表达；(2)用总机械功率表达；(3)用主磁通, 转子电流和转子的内功率因数表达. 答：（1）用电磁功率表达 （2）用总机械功率表达（3）用主磁通, 转子电流和转子的内功率因数表达5-13 有一台Y联结, 380V, 50Hz, 额定转速为1444r/min的三相绕线型感应电念头, 其参数为, , ==1,额定负载时转子的频率和每相电动势值.解：（1）额定转差率（2）T形等效电路图如右设, 则(3)所以（3）5-14 有一台三相四级的笼型感应电念头, 额定转差率, 电念头的容量=17kW, =380V(D联结), 参数为,, , , , =75, 电念头的机械损耗=139W, 额定负载时的杂散损耗=320W.试求额定负载时的定子电流, 定子功率因素, 电磁转矩, 输出转矩和效率.解：等效电路如题5-13, 设则所以定子电流定子功率因数电磁功率电磁转矩输出功率输出转矩输入功率效率5-25 试述极对数比为2:1的双速感应电念头的变极原理.(略)5-26 有一台三相四极的绕线型感应电念头额定转速, 转子每相电阻.设负载转矩坚持为额定值不变, 今欲把转速从1485r/min下调到1050r/min, 问转子每相应串入多年夜的调速电阻？解：额定转差率调速后的转差率设串入调速电阻为, 调速前后负载转矩不变所以满足,得弥补题：三相感应电念头, =380V(D联结), ,额定负载时, , , ,求：额定情况下的, , , 和（线值）.解：额定转差率转子侧频率总机械功率所以电磁功率转子铜耗输入功率效率定子电流第六章同步机电的稳态分析6-4 同步发机电电枢反应的性质取决于什么？交轴和直轴电枢反应对同步发机电的运行有何影响？答：同步发机电电枢反应的性质取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置, 即激磁电动势和负载电流之间的相角差.交轴电枢反应发生交轴电枢磁动势, 与发生电磁转矩及能量转换直接相关；直轴电枢反应发生直轴电枢磁动势, 起到增磁或者去磁的作用, 与机电的无功功率和功率因数的超前或滞后相关.6-6 为什么分析凸极同步机电时要用双反应理论？凸极同步发机电负载运行时,若既不即是, 又不即是, 问电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间是否同相, 为什么（不计磁饱和）？答：因为凸极机电的气隙不均匀, 分析时需用双反应理论.当负载运行时, 若既不即是, 又不即是, 电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间的相位分歧, 因为交、直轴的磁路分歧, 相同年夜小的磁势发生的磁通分歧, 如右图.6-8 有一台70000KVA, 60000KW, , (星形联结)的三相水轮发机电, 交直轴同步电抗的标幺值分别为试求额定负载时发机电的激磁电动势(不计磁饱和与定子电阻).解：额定功率因数 ,设 , 则6-15 有一台, 5的凸极同步发机电与电网并联运行, 已知发机电的端电压和负载为, , （滞后）, 电枢电阻略去不计.试求发机电的：(1), ；(2)( 坚持上面的值).解：(1)设, 则即（2）令, 得取cos>0则此时：6-17 一台31250KVA(星形联结), (滞后) 的汽轮发机电与无穷年夜电网并联运行, 已知发机电的同步电抗, 额定负载时的激磁电动势(相), 不计饱和与电枢电阻, 试求：（1）发机电的额定负载时, 端电压U、电磁功率、功率角、输出的无功功率及过载能力各为几多？（2）维持额定励磁不变, 减少汽轮机的输出, 使发机电输出的有功功率减少一半, 问此时的、、及将酿成几多?解：（1）额定情况下忽略电阻, 则电磁功率即是输出功率设电网相电压为U为参考向量, 则,, 即得方程的解由数学和原理上讲, 两组谜底均可以考虑取第一组谜底（2）If不变, 所以, 电网电压U不变又设则6-24 某工厂电力设备的总功率为4500kW, （滞后）.由于生产发展, 欲新添一台1000kW的同步电念头, 并使工厂的总功率因数提高到（滞后）, 问此电念头的容量和功率因数应为几多（电念头的损耗忽略不计）？解：添加前：, （滞后）添加后：,（滞后）所以新添加的电念头：, （超前）（3）用主磁通, 转子电流和转子的内功率因数表达221cos ϕφI C T T em '= 5-13 有一台Y 联结, 380V, 50Hz, 额定转速为1444r/min 的三相绕线型感应电念头, 其参数为1R Ω, '2R Ω, σ1X ='2σX =1Ω,m X =40Ω, m R 略去不计, 定,转子的电压比为 4.试求：(1)额定负载时的转差率；(2)额定负载时的定, 转子电流；(3)额定负载时转子的频率和每相电动势值. 解：（1）额定转差率 （2）T 形等效电路图如右设v U U N039.219031∠=∠=•, 则 A A j j j j x x j sR jx s R jx jx R U I m m20.2411.20410373.04.0)10373.04.0(4014.0039.219)()('2'2'2'21111-∠=++++∠=+++++=••σσσ46.17098.18410373.04.04020.2411.20)('2'21'2∠=+⨯-∠-=++⋅-=••Aj j x x j sR jx I I m mσ(3)所以A A I k I i 7698.184'22=⨯=⋅= （3）Hz Hz f s f N 865.1500373.012=⨯=⋅=5-14 有一台三相四级的笼型感应电念头, 额定转差率02008.0=N s ,电念头的容量N P =17kW, N U 1=380V(D 联结), 参数为1R Ω,σ1X Ω, '2R Ω, '2σX Ω, m R Ω, m X =75Ω, 电念头的机械损耗ΩP =139W, 额定负载时的杂散损耗∆P =320W.试求额定负载时的定子电流, 定子功率因素, 电磁转矩, 输出转矩和效率. 解：等效电路如题5-13, 设V U U 0380011∠=∠=•则所以定子电流A I 57.181= 定子功率因数896.0)35.26cos(cos 1=-= ϕ输出功率W s p p P s P e 06.17018)32013919.17835)1(()1(2=--⨯-=--⋅-=∆Ω5-25 试述极对数比为2:1的双速感应电念头的变极原理.(略) 5-26 有一台三相四极的绕线型感应电念头额定转速额定值不变, 今欲把转速从1485r/min 下调到1050r/min, 问转子每相应串入多年夜的调速电阻？设串入调速电阻为ΩR , 调速前后负载转矩不变额定负载时824.0cos =N ϕ, W p cu 4741=, W p Fe 231=, W p 45=Ω,W p 5.37=∆求：额定情况下的N s , 2f , 2cu p , η和1I （线值）.转子侧频率Hz Hz f s f N 25004.012=⨯==总机械功率W W p p P P N 5.7582)5.37457500(=++=++=∆ΩΩ转子铜耗W W P s p em N cu 31644.789804.02=⨯==输入功率W W p p P P Fe cu em 44.8603)23147444.7898(11=++=++=第六章 同步机电的稳态分析6-4 同步发机电电枢反应的性质取决于什么？交轴和直轴电枢反应对同步发机电的运行有何影响？答：同步发机电电枢反应的性质取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置, 即激磁电动势0•E 和负载电流•I 之间的相角差0ψ.交轴电枢反应发生交轴电枢磁动势, 与发生电磁转矩及能量转换直接相关；直轴电枢反应发生直轴电枢磁动势, 起到增磁或者去磁的作用, 与机电的无功功率和功率因数的超前或滞后相关.6-6 为什么分析凸极同步机电时要用双反应理论？凸极同步发机电负载运行时,若0ψ既不即是 0, 又不即是 90, 问电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间是否同相, 为什么（不计磁饱和）？答：因为凸极机电的气隙不均匀, 分析时需用双反应理论.当负载运行时, 若0ψ既不即是 0, 又不即是 90, 电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间的相位分歧, 因为交、直轴的磁路分歧, 相同年夜小的磁势发生的磁通分歧, 如右图. 6-8 有一台70000KVA, 60000KW, , (星形联结)的三相水轮发机电, 交直轴同步电抗的标幺值分别为,7.0,0.1==**q d x x试求额定1aq ad F ad B 1aq负载时发机电的激磁电动势*0E (不计磁饱和与定子电阻).设01∠=*•U , 则 311-∠=*•I6-15 有一台*d x , .0=*q x 5的凸极同步发机电与电网并联运行, 已知发机电的端电压和负载为1=*U , 1=*I , 8.0cos =ϕ（滞后）, 电枢电阻略去不计.试求发机电的：(1)0*E , N δ；(2)*(max)e p ( 0*E 坚持上面的值). 解：(1)设01∠=*•U , 则 87.361-∠=*•I即01.17=N δ 97.531.1787.360=+=+=N δϕψ此时：0max 24.72=δ6-17 一台31250KVA(星形联结), 8.0cos =N ϕ (滞后) 的汽轮发机电与无穷年夜电网并联运行, 已知发机电的同步电抗Ω=53.7s x , 额定负载时的激磁电动势kV E 2.170=(相), 不计饱和与电枢电阻, 试求：（1）发机电的额定负载时, 端电压U 、电磁功率e P 、功率角N δ、输出的无功功率2Q 及过载能力各为几多？（2）维持额定励磁不变, 减少汽轮机的输出, 使发机电输出的有功功率减少一半, 问此时的e P 、δ、ϕcos及2Q 将酿成几多?解：（1）额定情况下忽略电阻, 则电磁功率即是输出功率设电网相电压为U 为参考向量, 则00∠=•U U ,由数学和原理上讲, 两组谜底均可以 考虑)4030()0.26.1( -=-=N P k δ则取第一组谜底 （2）If 不变, 所以不变0E , 电网电压U 不变设012.6∠=•U 则 34.172.170∠=•E6-24 某工厂电力设备的总功率为4500kW, 7.0cos =ϕ（滞后）.由于生产发展, 欲新添一台1000kW 的同步电念头, 并使工厂的总功率因数提高到（滞后）, 问此电念头的容量和功率因数应为几多（电念头的损耗忽略不计）？ 解：添加前：kW P 4500=, 7.0cos =ϕ（滞后）添加后：kW kW P P P N 5500)10004500('=+=+=, 8.0cos '=ϕ（滞后）所以新添加的电念头：kW P N 1000=, kVar Q Q Q N 466'=-=（超前）第一章 磁路 机电学1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单元是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和资料的导1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样发生的, 它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁资料置于交变磁场中, 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 =.与铁磁资料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场发生交变的电场, 在铁心中形成环流（涡流）, 通过电阻发生的损耗.经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈.与资料的铁心损耗系数、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, 发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 铁心长度铁心、气隙中的磁感应强度(1) 不计铁心中的磁位降：磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-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, 资料的磁阻与长度成正比, 设PQ 段的磁阻1-5 图示铸钢铁心, 尺寸为左边线圈通入电流发生磁动势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 af 41065.1-⨯=Φ=Φ=Φ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020500105.21071.477--⨯⨯+⨯⨯⨯=∴左边磁路的磁势()A A F dcba 72.20528.12941500=-= 查磁化曲线得T B dcba 56.0=∴右边线圈应加磁动势()A A F F F aghd ad 28.12346028.12942=-=-=(2) 0=ad F查磁化曲线得T B dcba 5.1=∴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W b W b ad 441024.21065.1--⨯<Φ<⨯ 取W b ad 41075.1-⨯=Φ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020550105.2107.506--⨯⨯+⨯⨯⨯=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, 主磁通的年夜小取决于哪些因素？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 ≈, 主磁通的年夜小取决于外加电压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、漏抗会怎样变动答：（1）额定电压不变, 则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N（2）铁耗：βαf B p m Fe ∝, βα> 铁耗稍有减小；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, 必需通过归算, 才华获得两边直接连接的等效电路；归算原则：坚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分歧, 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丈量；等效漏阻抗由短路试验丈量. （具体丈量方法略）2-14 有一台三相变压器, 额定容量kKA S N 5000=, 额定电压额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流.副边∆联结：kV U U N N 3.611==Φ2-16 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,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 , 并比力其结果.解：（1）归算到高压侧： （2）T 型等效电路如图示：设V U k U 0202152'2∠==••简化等效电路如右图：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年夜, 在误差允许的范围之内. 2-17 在图中, 各铅垂线上对应的高、高压绕组绕于同一铁心柱上.已知A 、B 、C 为正相序, 试判断联结组a 和b 的组号.二次绕组的电阻相等, 漏抗亦相等, 试计算：（1）归算到一1'2E E -=-1U次侧时T 型等效电路的参数；（2）用标幺值暗示时近似等效电路的参数；（3）负载功率因数为（滞后）时, 变压器的额定电压调整率和额定效率；（4）变压器的最年夜效率, 发生最年夜效率时负载的年夜小（8.0cos 2=ϕ）. 解：（1）归算到一次侧等效电路的参数： 空载试验在高压侧进行VU U N 630020==,短路试验在高压侧进行V kV U U U N k k 52010%2.5%1=⋅=⨯=（2）标幺值：（3）变压器额定电压调整率和额定效率： （4）变压器效率最年夜时, 可变损耗即是不变损耗。

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V fB C p nmh 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 mFe 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(1) 不计铁心中的磁位降：磁势A A l H F F I500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ(2) 考虑铁心中的磁位降：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=+=+=δ1-4 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 。

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：Θ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。

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。

电机学课后习题第一章 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。

1、变压器的铁心损耗包括：磁滞损耗、涡流损耗。

2、感应电机经两次折算后得到等效电路，这两次折算为：频率折算、绕组折算。

3、直流电机按励磁方式可分类为：他励式、并励式、串励式、复励式。

4、变压器开路试验可以获得哪些等效电路参数：激磁电阻、激磁电抗。

4、同步电动机的起动方法有：变频起动、辅助起动、异步起动。

5、变压器等效绕组折算的一般原—归算前、后二次侧绕组磁动势保持不变。

6并励直流发电机希望改变他电枢两端的正负极性，采用的方法是改变励磁绕组的接法。

7、直流发电机的电磁转矩与转速方向相反，转子电枢导体中的电流是交流电。

8、变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将增大。

9、一台感应电机，其转差率s>1，转速*0,则电机运行状态是电磁制动。

10、一台三相感应电机接在50Hz三相交流电源上运行，额定转速为1480r/min，定子上A B两导体空间相隔20°机械角度，则A、B两导体的空间电角度为：40°011、简述改变他励直流电动机、三相鼠笼异步电动机转子转向的方法。

答：他励直流电动机：将电枢绕组的两个接线端对调；三相鼠笼异步电动机：将三相电源线的任意两根线换接。

12、简述并励直流发电机的自励条件。

答：1.磁路中必须有剩磁；2.励磁磁动势与剩磁两者的方向必须相同； 3.励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。

13、已知直流他励电机的额定电流I N额定电压U N、额定效率N，简述直流电动机和直流发电机额定功率的定义，并写出表达式。

答：对于发电机，额定功率是指线端输出的电功率，P N U N|N；对于电动机，额定功率是指轴上输出的机械功率，P N U N|N N°14、简述单相变压器的工作原理。

15、为什么同步电动机不能自启动？说明原因。

16、一台三相绕线型感应电动机，若将定子三相短路，转子绕组通入频率为f1 的三相交流电，试问：空载时电机转子能否转动，分析其工作原理。

电机学第五版课后答案汤蕴璆HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】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1-2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1-3 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 nmh 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 mFe h 23.1≈。

与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。

1-4 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(1)不计铁心中的磁位降：磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ(2)考虑铁心中的磁位降：铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-1-5 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》课后答案-第五版（汤蕴璆）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:V fB C p nmh h =G B f C p mFe h 23.1≈4105.7-? ∴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：磁势(2) 考虑铁⼼中的磁位降：铁⼼磁位降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。

2422109.293.01025.1025.0m m A A --?===δm l 41052-?==δδA A l H F F I500105100.146==?==-δδδA A l H F Fe 15.871045.127002=??=?=-A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正⽐，设PQ 段的磁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 。