电机学 第3章

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3-1.已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率，额定电压，额kwP

N30)(220vU

N

定转速，额定效率，试求该电机的额定电流和额定输出转矩。)/(1500mrn

N%87

N

解：电动机输出额定转矩T2N等于其输出功率除以其机械角速度；P

NN

T2N=/=/(===191(Nm)P

NNP

N)

602(Nn

NN

nP

260

150021030603





=/=30/0.87=34.48(kW)P

1P

N

N

IN=/=34480/220=156.7(A)P

1U

N

3-2已知一直流发电机数据为：元件数S和换向片K均等于22，极对数p=2，右行单叠绕

组。

（1）计算绕组各节距yk,y1,y,y2；

（2）列出元件连接次序表；

（3）画出绕组展开图，磁极与电刷位置，并标出电刷的极性；

（4）画出并联支路图，求支路对数a。

解：（1）yk=1,y=yk=1

取y1=5，则

y2=y1-y=5-1=4

（2）元件联结次序表为：

1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—11—12—13—14—15—16—17—18—19—20—21—

22—1

（3）略.

(4)并联支路图略：a=P=2。

3-3已知一台并励直流发电机，额定功率，额定电压，额定转速kWPN10VUN230

，电枢回路总电阻，励磁绕组电阻，一对电min/1450rnN486.0aR215fR

刷上压降为2V。额定负载时的电枢铁损耗，机械损耗。求：Wp

Fe442Wpm104

（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩；

（2）额定负载时的效率。

解：（1）额定负载时电磁功率aNaNMIEP

)(55.44

215230

23010103

A

RU

UP

III

fN

NN

fNaN



)(7.2532486.055.442302VRIUEaaNNaN

所以)(3.1155.447.253kWIEPaNaNM

电磁转矩为)(4.74

《电机学》

课后习题答案

华中科技大学 辜承林 主编

第1章 导论

1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？

解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。

电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小.

电机：热轧硅钢片， 永磁材料

铁氧体

稀土钴

钕铁硼

变压器：冷轧硅钢片。

1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？

解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f，磁通密度B，材料，体积，厚度有关。

涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与磁场交变频率f，磁通密度，材料，体积，厚度有关。

1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？

解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势4.44mEfN。

运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的eT与磁密B，运动速度v，导体长度l，匝数N有关。

1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？

解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。dLedtL

对空心线圈：LLi 所以dieLLdt

自感：2LLNNmmiiiLNiN Aml

所以，L的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A、磁路平均长度l有关。

1 第3章 思考题与习题参考答案

3.1 三相组式变压器和三相心式变压器的磁路结构各有何特点？在测取三相心式变压器的空载电流时，为什么中间一相的电流小于其它两相的电流？

答：三相组式变压器的三相磁路彼此独立，互不关联，且各相磁路几何尺寸完全相同；三相心式变压器的三相磁路彼此不独立，互相关联，各相磁路长度不等，三相磁阻不对称。在外加对称电压时，由于中间相磁路长度小于其它两相的磁路长度，磁阻小，因此，中间一相的空载电流小于其它两相的电流。

3.2 变压器出厂前要进行“极性”试验，如题3.2图所示，在U1、U2端加电压，将U2、u2相连，用电压表测U1、u1间电压。设变压器额定电压为220/110V，如U1、u1为同名端，电压表读数为多少？如不是同名端，则读数为多少？

答:110V，330V

3.3 单相变压器的联结组别有哪两种？说明其意义。

答：有I，I0；I，I6两种。I，I0说明高、低压绕组电动势同相位；I，I6说明高、低压绕组电动势反相位。

3.4 简述三相变压器联结组别的时钟表示法。

答：把三相变压器高压侧某一线电动势相量看作时钟的长针，并固定指向“0”点，把低压侧对应线电动势相量看作时钟的短针，它所指向的时钟数字便是该变压器的联结组别号。

3.5 试说明为什么三相组式变压器不能采用Y,y联结，而小容量三相心式变压器可以采用Y,y联结？

答：因为三相组式变压器三相磁路彼此独立，采用Y，y联结时，主磁路中三次谐波磁通较大，其频率又是基波频率的三倍，所以，三次谐波电动势较大，它与基波电动势叠加，使变压器相电动势畸变为尖顶波，其最大值升高很多，可能危及到绕组绝缘的安全，因此三相组式变压器不能采用Y，y联结。对于三相心式变压器，因为三相磁路彼此相关，所以，三次谐波磁通不能在主磁路（铁心）中流通，只能通过漏磁路闭合而成为漏磁通。漏磁路磁阻很大，使三次谐波磁通大为削弱，主磁通波形接近于正弦波，相电动势波形也接近正弦波。但三次谐波磁通频率较高，流经油箱壁及其它铁件时会产生涡流损耗，引起局部过热，降低变压器运行效率，因此，只有容量小于1800KVA的三相心式变压器才允许采用Y，y联结。

电机学_第三章变压器习题

第⼆章变压器

⼀、填空：1.★⼀台额定频率为60HZ的电⼒变压器接于50HZ，电压为此变压器的5/6倍额定电压的电

⽹上运⾏，此时变压器磁路饱和程度，励磁电流，励磁电抗，漏电抗。

答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减⼩，漏电抗减⼩。2.三相变压器理想并联运⾏的条件是（1），

（2），（3）。

答：（1）空载时并联的变压器之间⽆环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。3.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于空载电流将，空载损耗

将。

答：空载电流很⼤，空载损耗很⼤。4.★⼀台变压器，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电⽹上运⾏，额定电压不变，

励磁电流将，铁耗将。

答：减⼩，减⼩。5.变压器的副边是通过对原边进⾏作⽤的。

答：电磁感应作⽤。6.引起变压器电压变化率变化的原因是。

答：负载电流的变化。7.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流

将，变压器将。

答：增⼤很多，烧毁。8.联接组号不同的变压器不能并联运⾏，是因为。

答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极⼤的环流，把变压器烧毁。9.★★三相变压器组不宜采⽤Y,y联接组，主要是为了避免。

答：相电压波形畸变。10.变压器副边的额定电压指。

答：原边为额定电压时副边的空载电压。11.★★为使电压波形不发⽣畸变，三相变压器应使⼀侧绕组。

答：采⽤d接。12.通过和实验可求取变压器的参数。

答：空载和短路。13.变压器的参数包括，，，，。答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变⽐。

14.在采⽤标⼳制计算时，额定值的标⼳值为。答：1。15.既和原边绕组交链⼜和副边绕组交链的磁通为，仅和⼀侧绕组交链的磁通

为。

答：主磁通，漏磁通。16.★★变压器的⼀次和⼆次绕组中有⼀部分是公共绕组的变压器是。

答：⾃耦变压器。17.并联运⾏的变压器应满⾜（1），（2）