电机学第四版课后答案
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电机学第四版课后答案
电机学第四版课后习题答案
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)和材料的导磁性能有关,计算公式为A
l
R 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 29.110
9.22105.7244
==Φ==--δ (1) 不计铁⼼中的磁位降: ⽓隙磁场强度m A m A B H 67
100.110
429
.1?=?=
=
-πµδ
δ 磁势A A l H F F I 500105100.146==?==-δδδ 电流A N
F I I
5.0==(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 I
59.0≈=
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。
解:由题意可知,材料的磁阻与长度成正⽐,设PQ 段的磁阻为m PQ R R =,则左边⽀路的磁阻为m R 311
: mm R R F F 3
112
1+-=
Φ A A R F F m PQ 43.7110014111503111=??
-=?
Φ-= 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 。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
T T B B ed af 66.0105.21065.14
4
=??=
=-- 查磁化曲线得m A H H ed af 500==
⽓隙中的磁场强度m A m A H 34
741071.47710
75.21041065.1?==---πδ ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020500105.21071.477--??+=
A 28.1294=
∴左边磁路的磁势()A A F dcba 72.20528.1294
1500=-= m A m A l F H dcba dcba dcba 44.4115
.072.205===
查磁化曲线得T B dcba 56.0=
∴W b W b dcba 441024.210456.0--?=??=Φ ∴()W b W b aghd 441059.01065.124.2--?=?-=Φ∴T T B aghd
12.010
51059.04
4=??=-- 查磁化曲线得m A H aghd 80=
∴A A F aghd 6075.080=?=
∴右边线圈应加磁动势()A A F F F aghd ad 28.12346028.12942=-=-=
(2) 0=ad F m A m A l F H d c b a
d c b a
30005
.01500
1
==
= 查磁化曲线得T B dcba 5.1=
∴W b W b dcba 441061045.1--?=??=Φ ∴W b dcba aghd 4106-?=Φ=Φ
∴T T B aghd
2.110
510644=??=-- 查磁化曲线得m A H aghd 1270=
∴A A F aghd 95275.01270=?=
∴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--?
则T T B B ed af 7.0105.21075.14
4
=??==-- 查磁化曲线得m A H H ed af 550==
⽓隙中的磁场强度m A m A H 3474
107.50610
75.21041075.1?==---πδ ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020550105.2107.506--??+=
A 8.1376=
∴W b ad dcba 41075.1-?=Φ=Φ ∴T T B dcba
4.0104107
5.14
4=??=--
查磁化曲线得m A H dcba 310=∴A A F dcba 1555.0310=?=
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 8.1376
2==
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,主磁通的⼤⼩取决于哪些因
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 ≈,主磁通的⼤⼩取决于外加电压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、
漏抗会怎样变化
答:(1)额定电压不变,则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N
⼜5060'=f f ?6050'=ΦΦ, 即Φ=Φ65'
磁通降低,此时可认为磁路为线性的,磁阻sl R m µ=
不变,励磁磁势m m R N I Φ=?1,∴m m I I 65'=; (2)铁耗:β
αf B p m Fe ∝,βα> 铁耗稍有减⼩;
(3)σσσπ11''1562x L f x =
=, σσσπ22''25
62x L f x =?= 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,必须通过归算,才能得到两边直接连接的等效电路;
归算原则:保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不同,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测量;等效漏阻抗由短路试验测量。 (具体测量⽅法略)2-14 有⼀台三相变压器,额定容量kKA S N 5000=,额定电压kV kV U U N N 3.61021=,
Y ,d 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)A A U S I N N N 68.2881035000311=?==
A A U S I N N N 21.4583
.635000
322=?==
(2)原边Y 联结:kV kV U U N N 77.5310
311===
Φ A I I N N 68.28811==Φ 副边?联结:kV U U N N 3.611==Φ A A I I N N 55.2643
21.458311===
Φ 2-16 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 ,26087621=N N 。当⼆次侧电压
V U 60002=,电流A I 1802=,且8.0cos 2=?(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 ,并⽐较其结果。 解:(1)归算到⾼压侧:
Ω=19.21R Ω=4.151σX Ω=1250m R Ω=12600
m X Ω=Ω??
==70.115.02608762
22'
2R k R
Ω=Ω??
==94.10964.02608762
22
'
2σ
σ
X k X
(2)T 型等效电路如图⽰:
设V U k U020215
2'
2∠==?