电机课后答案

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1-1、 变压器电动势旋转电动势产生的原因有什么不同?其大小与哪些因素有关? 答:

变压器电动势产生原因:线圈与磁场相对静止,但穿过线圈的磁通大小或方向发生变化;旋转电动势产生原因:磁通本身不随时间变化,而线圈与磁场之间有相对运动,从而使线圈中的磁链发生变化。 对于变压器电动势:dt

d N dt d

e φψ-=-= e 的大小与线圈匝数、磁通随时间的变化率有关。

对于旋转电动势:Blv e =

e 的大小与磁感应强度B ,导体长度l ,相对磁场运动速度v 有关。

1-2、 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的?它的大小与哪些因素有关?

答:

磁滞损耗产生原因:铁磁材料在外界交变磁场作用下反复磁化时,内部磁畴必将随外界磁场变化而不停往返转向,磁畴间相互摩擦而消耗能量,引起损耗。

其大小n P 与最大磁通密度m B 、交变频率f 和材料等因素有关,即a n fB P ∞。同时,磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积有关,面积越大,磁滞损耗也就越大。

涡流损耗产生原因:铁芯中磁通发生交变时根据电磁感应定律,铁芯中会感应涡流状的电动势并产生电流,即涡流。涡流在铁芯中流通时,会产生损耗,就称为涡流损耗。 其大小w P 与铁芯中的磁通密度幅值m B ,磁通的交变频率f 、硅钢片厚度d 和硅钢片电阻率ρ等因素有关,即ρ222d B f P m w ∞

。 1-3、 如何将dt

d N

e Φ-=和Blv e =两个形式不同的公式统一起来? 答:

匝数N 为1、有效长度为l ,线圈宽度为b 的线圈在恒定磁场中以速度v 运动时,由电磁感应定律可得:()Blv v lB dt

dx lB d l B dt d dt d N e b x x =--=-=-=-=⎰+)(ξξφ 1-4、 电机和变压器的磁路通常采用什么材料制成?这些材料各具有哪些主要特征? 答:

(1)通常采用高导磁性能的硅钢片来制造电机和变压器的铁芯,而磁路的其他部分常采用导磁性能较高的钢板和铸钢制造,来增加磁路的导磁性能,使其在所需的磁路密度下具有较小的励磁电流。

(2)硅钢片的导磁率极高,能减少电机体积,降低励磁损耗,磁化过程中存在不可逆性磁滞现象,交变磁场作用下,会产生磁滞损耗和涡流损耗。

2-6 已知一台直流发电机的铭牌参数如下:

额定功率P N =200kW ,额定电压U N =230V ,额定转速n N =1450r/min ,额定效率ηN =90%,试求该发电机的额定输入功率P 1和额定电流I N 。

答:

直流发电机P N =U N I N ,代入数据可得I N =

2.222%901025

21=⨯===N N

N P P P ηηkW

2-7 已知一台直流电动机的铭牌参数如下:

额定功率P N =55kW ,额定电压U N =110V ,额定转速n N =1000r/min ,额定效率ηN =85%,试求该发电机的额定输入功率P 1、额定电流I N 和额定转矩T cN 。

答:

7.64%85105532

1=⨯===N N N P P P ηηkW 直流电动机P 1=U N I N ,代入数据可得I N =588A

Nm k w P T cN 5.52560

/21000552=⨯==π 2-10 一台四极单叠绕组的直流电机:

1)如果取出相邻两组电刷,只用剩下的两组电刷是否可以?对电机的性能有何影响?端电压有何变化?此时发电机能供多大负载(用额定功率的百分比表示)?

2)如果有一元件短线,电刷间的电压有何变化?电流有何变化?

3)如果只用相对的两组电刷是否能继续运行?

4)若有一个磁极失磁将会产生什么后果?

答:

(1)若取出相邻两电刷,电机可以工作,但带负载性能降低,原本共4条支路并联,设每支路电流为I ,总电流为4I ,现在其中3条支路串联后再与第4条支路并联,总电流为1/3I +I =4/3I 。端电压不变,N N N P P I

I P %3.3343/4'==。 (2)若有一元件断线,电刷间电压不变,由于断线支路无电流,总电流变为3I ,即减少为原来的3/4。

(3)只用相对的两个电刷时,两条支路上的电动势都为0,无法运行。

(4)若一磁极失磁,电极内磁场不对称,造成并联各支路感应电动势不等,甚至产生环流,损坏电机。

2-13 一台直流发电机,2P =8,当n =600r/min ,每极磁通量310

4-⨯=φWb 时,E =230V ,

试求:

1)若为单叠绕组,则电枢绕组应有多少根导体?

2)若为单波绕组,则电枢绕组应有多少根导体?

答:n C E e φ=,则8.951046002303=⨯⨯=

-e C 又a

PN C e 60= (1)当为单叠绕组时,a =P =4,

57484

8.9546060=⨯⨯==P aC N e 匝 (2)当为单波绕组时,a =1,

14374

8.956060=⨯==P aC N e 匝 2-16、 一台单波绕组的直流发电机,2P =4,P N =50kW ,U N =230V ,n N =725r/min ,K =135,N y =1,试求:

1)电枢绕组总导体数N ;

2)空载时,产生额定电压的每极磁通量Φ0;

3)若将电枢绕组改为单叠绕组,在同样每极磁通量Φ0及转速下,空载时感应电动势为多少? 答:

(1)270113522=⨯⨯==y kN N

(2)单波绕组a=1

960==a

PN C e 035249.00==

N e n C E φWb (3)若改为单叠绕组a=p=2

5.460==a

PN C e 1150==N e n C E φV

2-19 一台并励直流发电机在600r/min 时,空载电压为125V ,假如将转速提高到1200r/min ,同时将励磁回路的电阻增加一倍,问发电机的空载电压为多少?

答:

并励发动机空载时,I =0所以f a I I =

由于f I 、a R 和b U ∆很小,因此()'

2f f j f f b a a R I R R I U U R I U E =+=≈∆++= 同时n Ce E φ=

题目指出,速度增大一倍,'f R 也增加一倍。那么'22f f R I E ⋅=励磁电流大小不变,磁通φ