下载文档原格式
作业（一）第一章变压器的工作原理1–2一台单相双绕组变压器，额定容量S N = 250 kVA ，额定电压U1N / U2N = 10 / 0.4 kV，试求一次、二次侧的额定电流。
解：根据单相变压器额定容量和额定电压，额定电流之间的关系可得S N=U1N*I1N=U2N*I2N即U1N*I1N=S N I1N=S NU1N =25010=25AU2N*I2N=S N I2N=S NU2N =2500.4=625A1–3一台三相变压器，额定容量S N = 5000 kVA ，额定电压U1N/ U2N= 10 / 6.3kV，Y，d联结（即Y/Δ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)根据三相变压器额定容量和额定电压，额定电流之间的关系可得S N=√1N*I1N=√2N*I2N即√3U1N*I1N=S N I1N=S N1N=≈288.68A√3U2N*I2N=S N I2N=S N√3U2N =√3∗6.3≈458.22A(2)因为是Y连接，所以U1Nϕ=U1N=≈5.77KV U2Nϕ=U2N=6.3KVI1Nϕ=I1N=288.68AI2Nϕ=I2N√3=√3≈264.55A第二章变压器的运行分析2–1 一台单相变压器在铁心叠装时，由于硅钢片剪裁不当，叠装时接缝处留有较大的缝隙，那么此台变压器的空载电流将 2 。
( 选填: ①减少；②增加；③不变)2–5 磁路线性的甲乙两台单相变压器，U1N／U2N = 220／110 V, 一次侧匝数相等（漏阻抗不计，且激磁阻抗角相等），当一次侧分别接在 220 V电源上，测得的空载电流甲台为0.4 A，乙台为0.1 A，则其空载激磁阻抗甲台为550Ω, 乙台为2200Ω。
今将两变压器原边顺极性串联后接在440 V的电源上, 二次侧空载, 这时甲台变压器的一次侧电压为88 V, 二次侧电压为352 V；乙台变压器一次侧电压为44 V,二次侧电压为176 V。
交流电机统一理论第1章机电能量转换的基本原理第章机电能量转换的基本原理第1章1‐1 保守系统和磁场能量1‐2 磁场能量和磁场力1‐3 电场能量和电场力机电装置的定义机电装置：9机械能与电能转换的装置9大小不一、品种繁多、功能多样大小不一品种繁多功能多样机电装置的分类•（1）机电信号变换器—实现机电信号变换的装置—在功率较小的信号下工作的传感器，通常用于测量和控制装置中测量和控制装置中。
z如旋转变压器、扬声器等。
•（2）动铁换能器通电流激磁产生力使动铁有限位移的装置—通电流激磁产生力，使动铁有限位移的装置。
z如继电器、电磁铁等。
机电装置的分类机电装置的分类（3）机电能量持续转换装置—如电动机、发电机等。
机电装置6直流电动机机电能量转换形式•电致伸缩与压电效应—功率小，不可逆•磁致伸缩—功率小，不可逆•电场力（静电式机电装置）—功率小•磁场力—功率大，如电机7耦合场•机电装置中—耦合电场、磁场—频率低，两者可以分开，彼此独立z电磁式：磁场耦合z静电式：电场耦合8分析方法•归纳为具有若干个电端口和机械端口的装置—大多数旋转电机有两个电端口和一个机械端口的装置9保守系统的能量和力•状态变量xx &,•能量),;,,(,2121L &&L x xx x W W =•保守力),;,,(,2121L &&L x xx x f f =磁能和磁共能•磁能磁能和磁共能衔铁静止输入净电能全部转化为磁能衔铁静止，输入净电能全部转化为磁能•磁能表达式（x=x1）磁能表达式11φψ∫∫==φψFd id W m （1-8）磁能和磁共能•磁链与磁场储能不同气隙时电磁铁磁化曲线磁场储能磁共能分步积分法化简（1‐8）式11i ψ∫∫−==110m di i id W ψψψ（1-13）•磁共能1i ∫=0'mdi Wψ11'ψi WW mm =+磁共能磁能和磁共能图1-2磁场能量和磁场力12 磁场能量和磁场力单边激励的机电装置磁场中的力和转矩•电荷的洛伦兹电磁力–电场中的洛伦兹力–磁场中洛伦兹力•载流导体的电磁力•磁性材料中的电磁力电流在磁场中产生力铁磁材料在磁场中产生力洛伦兹电磁力定律•处于电磁场中电荷q所受到的电磁力F–电磁力F(N)) (BvEqF×+=力()–电荷q(库仑)–电场强度E(V/m)–磁通密度B(T)–电荷在电磁场中的运动速度v(m/s)电场和磁场中的洛伦兹电磁力•纯电场中–力的方向和电场强度的方向一致qEF =力方向场度方向致–与电荷的运动方向无关•纯磁场中)(B v q F ×=电磁力密度•3电荷密度ρ(C/m )：单位体积内的电荷•电磁力密度F V (N/m 3)：单位体积内产生的电磁力×=•电流密度)(B v E q F V +vJ ⋅=ρ•纯磁场中的电磁力密度BJ F V ×=磁性材料中的电磁力•磁性材料受力–详细计算十分复杂–需了解整体构件的磁场分布情况•简化成：只计算整体净力–多数机电能量转换装置采用刚性结构–很少要求详细计算内部应力分布•旋转电机中–电动机：磁场的旋转超前于转子磁场，定子牵引转子运动并做功–发电机：转子磁场超前于定子磁场，转子对定子做功发电机转子磁场超前于定子磁场转子对定子做功能量平衡•能量守恒：能量既不能产生也不能消亡，只能发生形式的转换•在将电能转换成机械能的系统中–电源输入=机械能输出+耦合场储能增量+转换为热能–在无损系统中heatf mec el dW dW dW dW ++=d •在将机械能转换成电能的系统中fmec el dW dW dt i e dW +=⋅⋅=–输入机械能=电能输出+耦合场储能增量+转换为热能heatf el mec dW dW dW dW ++=磁能产生电磁力•磁能产生力–Δt 时间内电源供给磁场的能量222ψt t ∫∫∫=−=−=Δ111)(2ψidt eidt dt R i ui W t t el磁能产生电磁力•输入电能磁能产生电磁力•A点磁能磁能产生电磁力•B点磁能•Δt时间内电磁力所做的机械功0磁能产生电磁力•情况2：–Δt时间内磁链为常量磁能产生电磁力输入电能•输入电能＝0–Δt 时间内磁链为常量，e=02t i )(12−=Δ∫t el dtR i ui W 2t 01=−=∫t eidt磁能产生电磁力•磁能增量磁能产生电磁力•一般情况。
电机学简易习题集姜宏伟陈玉国中原工学院电子信息学院绪论1．电机是一种机电能量转换或信号准换的电磁机械装置。
2.就能量转换的功能来看，电机可分为两大类，发电机把其他形式能转化为电能，电动机把电能转化为机械能。
第1章：磁路1．磁通所流过的路径称为磁路。
2．沿任何一条闭合回线，磁场强度H 的线积分值恰好等于该闭合回线所包围的总电流值。
3．F=Ni为作用在铁心磁路上的安匝数，称为磁路的磁动势。
4．简述磁路的欧姆定律，和磁路的基尔霍夫第二定律的内容。
5．铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为铁磁物质的磁化。
6．什么是铁磁材料的起始磁化曲线？7．铁磁材料所具有的这种磁通密度的变化滞后于磁场强度H变化的现象，叫做剩磁。
8．铁心损耗包括哪两部分，铁心损耗的大小和哪些因素有关？与绕组电流的频率、铁芯的重量以及磁场密度的平均值有关。
9．什么是电路的叠加原理？当电阻变化时，能否使用叠加原理？为什么？电路叠加定理是指电路中某条支路的电压或电流等于各个电源单独工作时的和；若电阻线性变换是，可以使用叠加定理。
第2章：变压器1．变压器中最主要的部件是和。
2．变压器绕组是变压器电路部分，输入电能的绕组称为，输出电能的绕组称为。
3．什么是变压器的额定容量和额定电压？4．一台单相变压器，额定容量500kV A，额定电压10kV/400V，则电压400V为：①变压器一次加额定电压，空载时的二次电压；②变压器额定运行时的二次电压；③变压器短路实验时（二次通额定电流），变压器一次侧施加电压。
5．一台单相变压器，额定容量100kV A，电压为10kV/0.4kV，该变压器一次额定电流和二次的额定电流。
6．一台单相变压器，电压为220/110V，一次绕组200匝，该变压器的变比，二次绕组匝数。
7．什么是变压器的主磁通和漏磁通，对一台制作好的变压器，主磁通的大小主要取决于什么因素。
8．变压器负载运行时，用以建立主磁通的磁动势为一次和二次绕组的。
作业（一）
第一章变压器的工作原理
1–2一台单相双绕组变压器，额定容量S N = 250 kV A ，额定电压U1N / U2N= 10 / 0.4 kV，试求一次、二次侧的额定电流。
解：根据单相变压器额定容量和额定电压，额定电流之间的关系可得S N=U1N*I1N=U2N*I2N
即U1N*I1N=S N I1N=S N
U1N =250
10
=25A
U2N*I2N=S N I2N=S N
U2N =250
0.4
=625A
1–3一台三相变压器，额定容量S N = 5000 kV A ，额定电压U1N / U2N = 10 / 6.3kV，Y，d联结（即Y/Δ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)根据三相变压器额定容量和额定电压，额定电流之间的关系可得
S N=√3U1N*I1N=√3U2N*I2N
即√3U1N*I1N=S N I1N=N
√3U1N =
√3∗10
≈288.68A
√3U2N*I2N=S N I2N=N
√3U =
√3∗6.3
≈458.22A
(2)因为是Y连接，所以
U1Nϕ=1N
√3=
√3
≈5.77KV U2Nϕ=U2N=6.3KV
I1Nϕ=I1N=288.68A I2Nϕ=2N
√3=
√3
≈264.55A
第二章变压器的运行分析
2–1 一台单相变压器在铁心叠装时，由于硅钢片剪裁不当，叠装时接缝处留有较大的缝隙，那么此台变压器的空载电流将 2 。
( 选填: ①减少；②增加；③不变)
2–5 磁路线性的甲乙两台单相变压器， U 1N ／U 2N = 220／110 V, 一次侧匝数相等（漏阻抗不计，且激磁阻抗角相等），当一次侧分别接在 220 V 电源上，测得的空载电流甲台为0.4 A ， 乙台为0.1 A ，则其空载激磁阻抗甲台为 550 Ω, 乙台为 2200 Ω。
今将两变压器原边顺极性串联后接在440 V 的电源上, 二次侧空载, 这时甲台变压器的 一次 侧 电 压 为 88 V, 二次侧电压为 352 V ；乙台变压器一次侧电压为 44 V,二次侧电压为 176 V 。
2–18 一台单相变压器，额定电压为 U 1N ／U 2N ＝ 1100／229 V ， 略去励磁电阻 r m , r 1 = 0.05 Ω，x 1σ = 0.4Ω， r 2 = 0.002Ω，x 2σ = 0.016Ω，x m = 220Ω，当二次侧电压为额定值、电流I 2 = 100 A 、cos φ2 = 0.6（滞后）时，求一次侧电流 I 1 及一次侧电压 U 1。
解：I 1≈24.223A U 1≈1115.95V
2–22 一台三相变压器，Y/Δ-11联接，S N = 9000 kV A ，U 1N ／U 2N ＝18 / 6 kV ，空载 及短路试验数据如表2-3所示。
试求超载25％且COS φ2 = 0.8（滞后）时电压变化率ΔU 及效率η。
解： I 1N =
S N
3∗U 1N =
9000∗103
3∗18∗103
≈288.68A 短路试验 z k =1k
√3∗I =
√3∗433=
675
750
≈0.9Ω
r k =
P 1k 3∗(I 1k )
2
=280003∗433
2
=28000
562467
≈0.05Ω
χk =√z k 2−r k 2=√0.92−0.052=√0.81−0.0025=√0.8075≈0.8986Ω
P kN =3*I 1Nϕ2*r k =3*288.682*0.05≈12500W △u %=
β*I
1N
(R s cos φ2+X S sin φ2)
U 1Nϕ*100%=1.25*
18∗103/√3100%=1.25∗288.68∗0.58
10392.6
∗100%=209.3
10392.6∗100%≈2.01%
η=1-p 0+β2p kN
βS N ∗cos φ2+p 0+p kN
∗
100%=1-9000+1.252∗12500
1.25∗9000∗103∗0.8+9000+1.25∗12500*100%=1-28531.25
9024625*100%=1-0.316%≈99.684%
第三章 三相变压器
补充题1 如下图所示，有 Y,d 11 和 Y, d 3 甲乙两台不同连接组别、相同变比的变压器，试将乙台正确接到电网上。
3-2 对于三相变压器，允许通过三相平顶波形主磁通的磁路系统是 ② 。
（选填：① 三相心式变压器；② 三相组式变压器）
3-3 消除三相心式变压器中的三次谐波磁通的主要方法是 ② ③ 。
（选填：① 采用Ｙ／Ｙ联接；② 采用Ｙ／△联接；③ 采用△／△联接）
注：作业编号为教材《电机学》书中的习题编号，该书中有参考答案。
