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电机学课后答案_汤蕴缪

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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

AlRm，单位：WbA

1-2 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VfBCpnmhh。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GBfCpmFeh23.1。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（铁心由的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，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2422109.293.01025.1025.0mmAA (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ml41052

铁心长度mcml21045.122025.025.15225.125.7

铁心、气隙中的磁感应强度TTABB29.1109.22105.7244 (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度mAmABH670100.110429.1

磁势AAlHFFI500105100.146 电流ANFII5.0 (2) 考虑铁心中的磁位降： 铁心中TB29.1 查表可知：mAH700

铁心磁位降AAlHFFe15.871045.127002 AAAFFFFeI15.58715.87500

ANFII59.0

1-4 图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流，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mPQRR，则左边支

路的磁阻为mR311：

mmRRFF31121

AARFFmPQ43.7110014111503111 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)Wbfeedaf41065.1

TTBBedaf66.0105.21065.144

查磁化曲线得mAHHedaf500 气隙中的磁场强度mAmAH34741071.4771075.21041065.1 中间磁路的磁势AFad2331020500105.21071.477

A28.1294 左边磁路的磁势AAFdcba72.20528.12941500

mAmAlFHdcbadcbadcba44.4115.072.205 查磁化曲线得TBdcba56.0 WbWbdcba441024.210456.0 WbWbaghd441059.01065.124.2

TTBaghd12.01051059.044

查磁化曲线得mAHaghd80 AAFaghd6075.080 右边线圈应加磁动势AAFFFaghdad28.12346028.12942

(2) 0adF mAmAlFHdcbadcba30005.015001 查磁化曲线得TBdcba5.1 WbWbdcba441061045.1 Wbdcbaaghd4106

TTBaghd2.110510644

查磁化曲线得mAHaghd1270 AAFaghd95275.01270 右边线圈应加磁动势AAFFaghd95275.012702

(3) 由题意得dcbaad 由(1)、(2)可知WbWbad441024.21065.1 取Wbad41075.1

则TTBBedaf7.0105.21075.144 查磁化曲线得mAHHedaf550 气隙中的磁场强度mAmAH3474107.5061075.21041075.1 中间磁路的磁势AFad2331020550105.2107.506

A8.1376 Wbaddcba41075.1

TTBdcba4.01041075.144

查磁化曲线得mAHdcba310 AAFdcba1555.0310 AAAFFFdcbaad15318.1376155 已知AF15001

1FF，假设合理

右边线圈应加磁动势AFFad8.13762 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1144.4fNE可知，空载或负载情况下11EU，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'1'11144.444.4NffNEUN

又5060'ff 6050'， 即65'磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻

slRm不变，励磁磁势mmRNI1，mmII65'；

（2）铁耗：fBpmFe，铁耗稍有减小； （3）11''1562xLfx， 22''2562xLfx 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21EE、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kKASN5000，额定电压kVkVUUNN3.61021，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）AAUSINNN68.2881035000311

AAUSINNN21.4583.635000322 （2）原边Y联结：kVkVUUNN77.5310311 AIINN68.28811

副边联结：kVUUNN3.611

AAIINN55.264321.458311

2-16 有一台单相变压器，已知参数为：19.21R，4.151X，15.02R，964.02X，1250mR，12600mX，26087621NN。当二次侧电压

VU60002，电流AI1802，且8.0cos2（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： 19.21R 4.151X

1250mR 12600mX

70.115.0260876222'2RkR 94.10964.0260876222'2XkX （2）T型等效电路如图示： 设VUkU0202152'2•• 则AkII88.3642.53'2••

VjAVZIUEE15.14.2064294.1070.188.3642.53020215'2'2'2'21

••••

AjVZEImm18.8363.112600125015.14.206421•

••

AAAIIIm12.3856.5488.3642.5318.8363.1'21•••

mI1U

1I1

X1R

'

2R

'LZ

'2X

'2U

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mRmX

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自耦变压器的分析计算

自耦变压器的分析计算

⾃耦变压器的分析计算⾃耦变压器的分析和计算1. ⾃耦变压器原理2．单相⾃耦变压器的计算⽅法3. 三相⾃耦变压器的计算⽅法1. ⾃耦变压器原理如果把⼀个双绕组变压器的⼀次绕组和⼆次绕组按顺极性串联起来，并把⼀次绕组1N 作为公共绕组，把⼆次绕组2N 作为串联绕组（如下图所⽰），这就构成了⼀台⾃耦变压器。

⾃耦变压器的两个绕组之间，不但有磁的联系，还有了电的联系。

所以，⾃耦变压器是双绕组变压器的⼀种特殊形式。

⼜因为⾼低压绕组是相串联在⼀起的，所以，有时也把它称为单绕组变压器。

⾃耦变压器有升压模式（如下图的左图）和降压模式（如下图的右图）。

⾃耦变压器的优点是电抗较低，线路压降⼩，损失也低，但是，等效阻抗较低，因⽽短路电流较⼤，是其缺点。

2．单相⾃耦变压器的计算⽅法当计算⾃耦变压器时，应该特别注意以下⼏个特点：1．可以认为⾃耦变压器是由普通双绕组变压器改制的，因此，它的计算⽅法就跟普通变压器的计算⽅法⼤体相同。

但是，也有它⾃⾝的⼀些特点：2．⾃耦变压器分为公共绕组和⾼压端的串联绕组两部分。

不管是升压变压器，还是降压变压器，公共绕组都是低压绕组，即有1X E E =；串联绕组部分则是构成⾼压端的⼀部分，即有21H E E E +=。

（式中的下标“X ”代表低压；“H ”代表⾼压。

下同。

）3．对于⾃耦变压器，其变⽐可以⽤)/(211N N N +或121/)(N N N +表⽰，符号含义见上图。

4．⾃耦变压器各个部分电流的⽅向跟普通变压器是相同的，即电流从⼀个绕组的某⼀极性进⼊后，从另⼀个绕组的同极性端流出。

通过每个绕组的电流值的计算⽅法也都是跟普通双绕组变压器电流的计算⽅法相同。

例如，不管是升压变压器，还是降压变压器，通过绕组1的电流都等于;/1old 1E S I =通过绕组2的电流都是2old 2/E S I =（下标“old ”表⽰是普通双绕组变压器。

下同）⽽且，⽆论在升压变压器的输⼊端电流，还是在降压变压器中输出端的电流都是⽤公式21X I I I +=来计算的。

电机学课后习题答案第三章习题

电机学课后习题答案第三章习题

一、填空题1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是_____________ 。

答：交流的。

2. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流|f不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 ____________ 串入电阻后，电动机的输入功率P1将 _________ ，电枢电流l a ___________ ，转速n将____________ 电动机的效率n将____________ 。

答：不行，不变，不变，下降，下降。

3. 电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流l a增加时，转速n将 ___________ ，转矩T e将___________ 。

答：下降，增加。

4. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括____________________________ 损耗；对于直流电动机包括__________________________ 损耗。

答：空载损耗功率，绕组铜损耗。

5. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20%,则稳定后电机的电流为___________ 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。

答：1.25倍。

二、选择题1. 把直流发电机的转速升高2 0 %，他励方式运行空载电压为U oi，并励方式空载电压为U 02，则______A:U01 = U02 , B：U01 < U02 , C：U01 > U02。

答: B2. 一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U降为0.5U N，忽略电枢反应和磁路饱和的影响，此时电机的转速__________ 。

A :不变，B :转速降低到原来转速的0.5倍，C :转速下降，D :无法判定。

答：C3. _________________________________________________________________ 在直流电机中，公式E a=C^n①和T =C/J I a中的①指的是 _______________________________ 。

《电机学》第四版课后答案

《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AlR 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 29.1109.22105.7244=⨯⨯⨯=Φ==--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1⨯=⨯==-πμδδ 磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ 电流A NF I I5.0==(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 I59.0≈=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。

电机学 课后答案 第三章

电机学 课后答案 第三章

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kw P N 30=)(220v U 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。

)/(1500m r n N =%87=ηN 解：电动机输出额定转矩T 2N 等于其输出功率除以其机械角速度；P N N ΩT 2N =/=/(===191(Nm)P N N ΩP N )602(N n πN N n P π260150021030603⨯⨯⨯π=/=30/0.87=34.48(kW)P 1P N ηN I N =/=34480/220=156.7(A)P 1U N3-2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y k ,y 1,y,y 2；（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）y k =1,y=y k =1取y 1=5，则y 2=y 1-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kW P N10=V U N 230=，电枢回路总电阻，励磁绕组电阻，一对电min /1450r n N =Ω=486.0a R Ω=215f R 刷上压降为2V。

额定负载时的电枢铁损耗，机械损耗。

求：W p Fe 442=W p m104=（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aNaN M I E P =)(55.4421523023010103A R U U P I I I f N N N f N aN =+⨯=+=+=)(7.2532486.055.442302V R I U E a aN N aN =+⨯+=++=所以)(3.1155.447.253kW I E P aN aN M =⨯==电磁转矩为)(4.74145011300260260m N n P P T N M N M N ⋅===Ω=ππ（2）额定负载时的效率为1P P N N =η)(842.11104442113001kW p p P P m M Fe =++=++=所以%4.84846.11101===P P N N 3-4设有一台他励直流发电机，额定转速，额定电压伏，额定m r n N /1000=230=U N 电流，励磁电流I f =3A，电枢电阻为(包括电刷接触电阻)1欧，励磁绕组电阻R f =50A I aN 10=欧，750r/min 时空载特性如下：试求发电机在额定转速时：（1）空载端电压；（2）满载的感应电动势；（3）若将此电机改为发电机，则额定负载时励磁回路应串入多大的电阻？（4）若整个电机的励磁绕组共有850匝，则满载时电枢反映的去磁磁动势为多少？解：空载端电压U 0=E 0,从n=750r/min 时的空载特性时的空载电动势)/(1000m r n N =为=258.7(V)750/1941000'00⨯==E n n E N 所以U 0=E 0=258.7(V)(2)满载时的感应电动势为E aN =U N +I aN R a =230+10=240(V)(3)改为并励发电机，励磁回路应串入电阻R s ：R s +R f =U N /I f =230/3所以R s =230/3-R f =26.7（欧）（4）已知额定转速时满载感应电动势E aN =240V，换算成n=750r/min 时的电动势为E aN ’=E aN n/n N =180V,由E aN ’从空载特性上可查得所须励磁电流为I f0=2.6A.因此电枢反应的去磁电流为If-If0=3-2.6=0.4A,电枢反应的去磁磁动势为0.4850=340A.⨯3-5设有一台并励直流发电机，当转速为1450r/min 时，测得的空载特性如下：电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）Ra=0.568欧,额定电枢电流为40.5A，当额定负载是电枢反映的去磁效应相当于并励绕组励磁电流的0.05A ,求该电机在额定转速为1450r/min ，额定电压为230V 时，并励电路电阻是多少？解：额定运行的情况下的电枢感应电动势为；)(253568.05.40230V R I U E a e e aN =⨯+=+=有空载特性曲线表格中求出，当=253V 时，I f0=1.82A 。