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banji电机学课后习题详解

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2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。

解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有：高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =⨯⨯==低压侧： )(7.7214003105003322A U S I NNN =⨯⨯==2-5、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0为额定电流的5%。

假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T 形等效电路和近似等效电路。

解：在一次侧计算有：10220220021===N N U U k I 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A)∴ )(1347228.070220Ω===I p r Fe m)(9649228.0220000Ω===I U Z m ∴ 015.04842.71*===N k k Z r r 78.248413471*===N m m Z r r T 型等效电路近似等效电路3-1、有一三相变压器，其一次、二次绕组的同极性端和一次端点的标志如图3-13所示。

试把该变压器接成Dd0；Dy11；Yd7；Yy10，并画出它们的相电动势相量图（设相序为A 、B 、C 相序） 解：B,XC,Y c,yb,x· · ·ABCa b c B,X· · ·ABCA B CB连接。

试画出它们的电动势相量图，并判断I 的短路电压的90%时，即设U kII*=0.9U kI*解：（1）由题目知变压器I 先满载，即βI =19.0:11:1:**21==kII kI U U ββ ∴ βII =0.9（2）由题目知变压器II 先满载，即βII =11:9.01:1:**21==kII kI U U ββ ∴ βI =0.96-1、有一三相电机，Z=36、2P=6，a=1，采用单层链式绕组，试求：（1）绕组因数K N1、K N5、K N7；（2）画出槽导体电动势星形图； （3）画出三相绕组展开图（只画A 相）； 解：（1）由已知可得：236362=⨯==pm Z q Y ,d7· · ·ABCy30363360360=⨯=⨯=Z P α26.0307sin223027sin7sin 27sin 77-=⨯⨯⨯⨯===ααq q K K d N 6-3φE 1；解：124482===p Z τ，为了削弱5、7次谐波，取：1065==τy ，434482=⨯==pm Z q∴ 93.097.096.0230cos 215sin42154sin2cos 2sin 2sin 111=⨯=⨯⨯⨯===βααq q K K K p d N 053.0259.0205.02305cos 2155sin421545sin25cos 25sin 25sin 555=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===βααq q K K K p d N 041.0)259.0(157.02307cos 2157sin421547sin27cos 27sin 27sin 777=-⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===βααq q K K K p d N ∴ )(8.2191015.193.0965044.444.421111V NK f E m N =⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=-φ ∴ )(2447.56.132.1058.219222227252321V E E E E E =+++=+++=φφφφφ、7-2、设有一三相电机，6极，双层绕组，星形接法，Z=54，y=7，Nc=10，a=1，绕组中电流f=50Hz ，流入电流有效值I=16A ，试求：旋转磁动势的基波、5次和7次谐波分量的振幅及转速、转向？ 解：由已知可得2p=6、m=3、Z=54、y=7、Nc=10，a=1，f=50Hz∴ 902.094.096.0240cos 220sin32203sin2cos 2sin 2sin 111=⨯=⨯⨯⨯===βααq q K K K p d N )(85.91635)038.0(1809.02359.02355A I p NK F N -=⨯⨯-⨯⨯⨯=⨯=min)/(20051000515r n n ===转向：与基波相反)(1.251637136.01809.02379.02377A I p NK F N =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=min)/(14371000715r n n ===砖向：与基波相同7-3、设有4极三相交流电机，星形接法，50Hz ，定子绕组为双层对称绕组，q=3，Nc=4，线圈跨距y=7，试问流入三相电流为下列各种情况时所产生的磁动势，求出磁动势的性质和基波振幅？（1）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-==)120sin(2100)120sin(2100sin 2100 t i t i t i c b a ωωω（2）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===t i t i ti c b a ωωωsin 2100sin 2100sin 2100（3）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-==0sin 2100sin 2100cb a i t i t i ωω（4）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=--==)30sin(286)60sin(250sin 2100 t i t i t i cb a ωωω解：由已知可得：Z=2pmq=4×3×3=36，20363602360=⨯=⨯=Z p α （1）)(5.29221003902.0489.0239.02311A I p NK F N =⨯⨯⨯⨯=⨯=合成磁动势是圆形旋转磁动势 （2）F 1=0(三相磁动势对称)合成磁动势为零（3）⎪⎩⎪⎨⎧=--==0)120sin()sin(sin sin 11111cm a m a f x t F f xt F f πωω)60cos(sin 311111 -=++=x t F f f f f m c b a ω合成磁动势是单相脉振磁动势 基波幅值：)(5.33741003902.0489.039.0311A I p NK F N =⨯⨯⨯⨯=⨯= 9-1、设有一50Hz ，6极三相异步电动机，额定数据如下：P N =7.5kW ，n N =964r/min ，U N =380V ，I N =16.4A ，cos θN =0.78，求额定时效率是多少？ 解：)(42.878.04.163803cos 31kW I U P N N N =⨯⨯⨯==θ 9-2、设有一50Hz ，4极三相异步电机，请填满表9-1的空格。

解：9-5、设有一3000V ，6极，50Hz ，星形连接的三相异步电动机，n N =975r/min 。

每相参数如下：r 1=0.42Ω，x 1=2.0Ω，r ’2=0.45Ω，x 2=2.0Ω，r m =4.67Ω，x m =48.7Ω，试分别用T 型等效电路、较准确近似等效电路和简化电路，计算在额定情况下的定子电流和转子电流。

解： 025.01000975100011=-=-=n n n S N V U U N 17323300031==φ 设︒∠=017321φU （1）T 型等效电路：︒-∠=+'⋅'+=4.304.10022111m s ms Z Z Z Z Z U I其中：︒∠=5.849.48m Z ︒∠='34.61.182s Z （2）近似等效电路：︒-∠='⋅+⋅+'⋅+='-125.88)()(21121112x c x j s r c r U I所以：︒-∠='-'=7.308.100121c I I I m （3）简化等效电路：︒-∠='+⋅+'+='-3.129.91)()(212112x x j sr r U I 所以：︒-∠='-'=78.294.10721I I I m 9-6、设有一额定容量为5.5kW ，50Hz 的三相四极异步电动机，在某一运行情况下，达到输入的功率为6.32kW ，定子铜耗为341W ，转子铜耗为237.5W ，铁芯损耗为167.5W ，机械损耗为45W ，杂散损耗为29W ，试绘出该电机的功率流程图，并计算这一运行情况下：（1）电磁功率、内功率和输出机械功率，以及电机效率； （2）转差率、转速（3）电磁转矩和机械转矩各为多少？解：（1）)(5.58115.1673411032.6311W p p P P Fe cu M =--⨯=--=（2）04.05.58115.2372===M cu P p smin)/(1500250606011r p f n =⨯==（3）)/(7.15060144028.6602s rad n =⨯==Ωπ 10-2 有一台三相笼型异步电动机，额定参数：380V 、50Hz 、1455r/min 、三角形连接，每相参数：r 1=r ’2=0.072Ω、x 1=x ’2=0.2Ω、r m =0.7Ω、x m =5Ω，试求： （1）在额定电压下直接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数？ （2）应用星形-三角形起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数？ 解：（1）03.015001455150011=-=-=n n n s N N ，设 03801∠=U ，根据T 型等效电路可得：∴直接起动时：)(1.5175894倍===N st I I I K )(003.05.97989.2倍===N st st T T K （2）采用星形起动时： ∴星形-三角形起动时：)(7.131.53'倍===I I K K )(001.03003.03'倍===st st K K 10-3 题10-2中的异步电动机如是绕线型转子，如果使起动转矩有最大值，求每相转子回路中应接入多大的电阻，这时起动电流为多少？如果限制起动电流不超过额定电流的2倍，求每相转子回路中应接入多大的电阻，这时起动转矩为多少？解：起动时：n=0，s k =1，则T st =T max ，即解得：)(326.0'Ω=∆r若限制I st ≤2I N ，则有： 解得：)(85.0''Ω=∆r10-4 有一台三相异步电动机，UN=380V ，三角形连接，起动电流倍数为6.5，起动转矩倍数为2，试求：（1）应用星形-三角形起动，起动电流和起动转矩各为多少？（2）应用自耦变压器起动，使起动转矩大于额定转矩的0.6倍，起动电流小于额定电流的3倍，此自耦变压器的低压抽头有80%、60%和40%三组，应该选哪一组抽头？ 解：（1）星形-三角形起动时：（2）由已知可得：35.622''≤==aa I I k k K K 解得：k a ≤1.836.0222''≥==aa st st k k K K 解得：k a ≥1.47即147≤ k a ≤1.83当变压器抽头为80%时，25.18.0==NNa U U k 当变压器抽头为60%时，54.16.0==NNa U U k 当变压器抽头为40%时，5.24.0==NNa U U k ∴ 应选择60%的抽头(补充)：解：)(106.178022031W I U P N N ⨯=⨯==)(8.139.1427.15620m N T T T ⋅=-=-=本文是通过网络收集，如有侵权请告知，我会第一时间处理。

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电机学 课后习题答案(第2篇)

电机学 课后习题答案(第2篇)

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 。

电机学课后问题详解

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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R m=TA，单位：AWb1-2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 m V。

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 :-CFe f 1.3B m G。

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7.5X10土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A 二 A. =0.025 1.25 10，0.93m2 = 2.9 10*m2（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1黄.=2: =5 10^m（7 5 ）“, 铁心长度I 1.25 2 5 -1.25 -0.025 2cm =12.45 10 m12 丿①7 5汇10°铁心、气隙中的磁感应强度B二B 75 104T =1.29T2A 2 汽 2.9 汇10（1）不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度H.二旦；=—A'm=：1.0 106 A m° % 4兀汇10磁势F I二F. = H • l . =1.0 106 5 10*A = 500A电流I =旦=0.5AN（2）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 F°二H l =700 12.45 10‘A=87.15AF I=F . F F e =500A87.15A =587.15AI 上:0.59AN1-4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。

banji电机学课后习题详解

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2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。

解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有：高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =⨯⨯==低压侧： )(7.7214003105003322A U S I NNN =⨯⨯==2-5、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0为额定电流的5%。

假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T 形等效电路和近似等效电路。

解：在一次侧计算有：)(55.422001010311A U S I N N N=⨯==)(48455.42200111Ω===N N N I U Z 10220220021===N N U U k I 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A))(6.3036.010222'2Ω=⨯==r k r)(2.76.36.3'21Ω=+=+=r r r k)(0.27262.72222Ω=+=+=k k k x r Z∴ )(1347228.070220Ω===I p r Fe m)(9649228.0220000Ω===I U Z m )(9555134796492222Ω=-=-=m m m r Z x∴ 015.04842.71*===N k k Z r r 78.248413471*===N m m Z r r 054.0484261*===N k k Z x x 74.1948495551*===N m m Z x x056.0484271*===N k k Z Z Z 94.1948496491*===N m m Z Z ZT 型等效电路近似等效电路3-1、有一三相变压器，其一次、二次绕组的同极性端和一次端点的标志如图3-13所示。

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)

《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，磁场会显著增强，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 ；41m1710.55 5.83610A wb 10004100.0075π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+⨯=l ，220.050.100.005m =⨯=A ；42m2720.30 4.77510A wb 10004100.005π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+⨯=l ，230.050.050.0025m =⨯=A ；43m3730.309.54910A wb 10004100.0025π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 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：604.8 1.512A 400===F i N在此电流下，铁心各部分的磁通密度分别为：110.030.4 0.0075φ===B TA220.030.6 0.05φ===B TA330.031.2 0.0025φ===B TA2-5 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。