2022年电机与拖动MATALB习题答案 .pdf

01 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别?磁路计算时用哪种磁化曲线？基本磁化曲线是铁磁材料被反复磁化时,BH曲线不是单值，而是一条磁滞回线，磁滞回线平均后几位基本磁化曲线；将未经磁化的铁磁材料进行磁化，磁场强度H由零增大时，磁通密度B随之增大，所得B=?（H）曲线称为起始磁化曲线在进行磁路计算时，为了简化计算，不考虑磁滞现象,而用基本磁化曲线来表示B与H之间的关系，故通常所说的铁磁材料的磁化曲线是指基本磁化曲线。02 铁心中有哪些损耗？这些损耗是如何产生的？又与哪些因素有关?交流磁路中存在着铁心损耗，铁心损耗又分为磁滞损耗和涡流损耗.磁滞损耗：指铁磁材料在交变的磁场中反复磁化，磁畴间相互摩擦，产生的损耗.hhmnpk fB V，磁滞损耗与交变磁场的频率f、铁心的体积V、磁滞回线的面积成正比。涡流损耗：指涡流产生的损耗。222wwmpkf BV，kw为与材料有关的比例系数，?为铁磁材料的厚度。0-3 电机的磁路通常采用什么材料制成？这些材料有什么特点？铁磁材料是组成磁路的主要部分,其特点是能在外磁场中呈现很强的磁性，磁化曲线具有饱和性，其磁导率远大于非铁磁材料磁导率，且不是常数，随磁场强度的变化而变化.铁磁材料具有剩磁和矫顽力，磁滞现象是其基本特性之一。0-4 磁路与电路在物理本质上有何区别?在物理本质上磁路与电路的区别：电路中存在的漏电现象通常是极小的，可忽略不计；磁路中存在的漏磁现象较漏电现象严重,一般在电机和变压器设计中，为了提高计算精度,需要考虑漏磁的影响，只有在不需精确计算或为了简化计算时,才不考虑漏磁影响。直流电机原理4.1 试说出直流电机定、转子由哪些部件组成以及各部件的作用？4。2 直流电机换向器和电刷起什么作用？答：对直流电动机来说,换向器和电刷的共同作用:将刷间的直流电逆变成线圈中的交流电；把外面不转的电路与转动的电路连接起来。对直流发电机来说,换向器和电刷的共同作用：将线圈中的交流电动势整流成刷间的直流电动势；把转动的电路与外面不转的电路联接。4.3 在直流发电机中电刷两端的电动势为直流，电枢绕组中的电动势为交流还是直流？为什么？答：电枢绕组中的电势为交流电.电刷通过换向片与导体连接，一对电刷中的一个电刷总是与N极下的导体连接，另一个电刷总是与S极下的导体连接.根据电磁感应定律，当电机的转轴朝某一方向旋转时，在N 极的导体产生电势与S 极下导体产生的电势方向总是相反，也就是绕组中的电势为交流电，但由于静止的电刷通过运动的换相片与导体相连，这样虽然导体中的电势是交流的,但从电刷两端引出的电势为直流的.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 20 页 -4.4 在直流电动机中外加的刷间电压已是直流，为什么还需加装电刷和换向片？4。5 在直流电动机中是否有感应电动势?若有的话，电动势的方向是怎样的?答：有，电动机中的电动势是平衡外加电压的，与外加电压的方向相反。4。6 在直流发电机中是否有电磁转矩？若有的话，电磁转矩的方向是怎样的？答：有，发电机中的电磁转矩为阻转矩，与原动机拖动发电机运动的方向相反。4.7 直流电机的励磁方式有哪些?各有什么特点？答：1)他励。励磁绕组接在独立的电源上，与电枢绕组无关。2）并励。励磁绕组与电枢绕组并联。3）串励。励磁绕组与电枢绕组串联。4)复励.主磁极上有两套励磁绕组，一套与电枢绕组并联称并励绕组，另一套与电枢绕组串联称串励绕组4.8 直流电机的可逆原理是什么？如何判断一台接在直流电网上正在运行的电机是工作在发电状态还是工作在电动状态?答：直流电机的可逆原理是指直流电机既可以工作在发电机状态，也可以工作在电动机状态。判断电机运行在发电机状态还是电动机状态,可通过判断电枢电动势和电枢所接电网电压的大小,当UEa，则运行在电动机状态；反之，则运行在发电机状态。电机运行状态的判断，也可从电枢电流的流向进行。4。9 什么是主磁通和漏磁通？4.10 什么是理想空载转速？他励直流电动机空载运行时，转速为什么达不到理想空载转速？4。11 串励直流电动机为什么不能空载运行？和并励直流电动机相比，串励直流电动机的运行性能有何特点？4。12 若要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？答：要改变 电动机 转向，就必须改变电磁转矩 的方向.T=CTIa，单独改变磁通 方法（通过改变 励磁 连接)或者单独改变 电枢 电流的方向，均可以改变电磁转矩 的方向。改变转向的方法:对于并励 电动机，单独将 励磁绕组 引出端对调。或者单独将电枢绕组 引出端对调.对于复励 电动机，应将 电枢 引出端对调或者同时将并励绕组 和串励 绕组 引出段分别对调(维持加复励状态）.对于 串励电动机，假设 励磁绕组 的一个头接的电源正极，那么它的尾就和电枢绕组 的头连接的时候是正转，然后把电枢绕组 的 尾和电源负极连接就可以了。4。13 什么叫换向？换向元件在换向过程中可能产生哪些电动势？这些电动势对换向有什么影响?改善换向的方法有哪些？4.14 一台直流电动机技术数据如下:额定功率PN=40kW，额定电压UN=220V，额定转速nN=1500r/min，额定效率=87.5，求电动机的额定电流和额定负载时的输入功率？111/40000/0.8754571746/45717/220207.8NNNNNNPU IPPWkWIPUA4.15 一台直流发电机技术数据如下：额定功率PN=82kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=970r/min，额定效率名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 20 页 -=90%,求发电机的额定电流和额定负载时的输入功率？/82000/230356.5NNNNNNPU IIPUA1/82000/0.99111191NNPPWkW4。16 已知一台直流电机极对数p=2，槽数 Z和换向片数K均等于 22，采用单叠绕组。试求：（1)绕组各节距；（2)并联支路数。4.17 已知直流电机极数2p=6，电枢绕组总导体数N=400，电枢电流Ia=10A，气隙每极磁通=2.1 10-2Wb，试求:（1）采用单叠绕组时电枢所受电磁转矩;(2)绕组改为单波保持支路电流ia 不变时的电磁转矩.解：单叠绕组a=p=3，单波绕组 a=1 23 4002.1 101013.38223aapNTIN ma234002.1 101040.1322aapNTIN ma4。18 一台并励直流发电机额定数据如下：p=2，PN=46kW，UN=230V,nN=1000r/min，电枢回路电阻Ra=0。04，励磁回路电阻Rf=30。若将发电机作电动机运行，所加电源电压UN=220V,并保持电枢电流为发电机运行时的数值，试求：(1）设磁路不饱和时的电动机转速;（2）作电动机运行时的电磁转矩，并与原发电机运行时的电磁转矩比较大小.解:发电机运行：em46000 230200230 307.672007.67207.6230207.60.04237.304237.30410000.237304=9.55=9.550.237304 207.6=470.47.mNNNfNNfaNNfNaNNaNaENaNNENaNIPUAIURAIIIAEUIRVCEnTCIN电动机运行:1）220207.60.04211.6962200.2373040.22699230211.696932.62/min0.22699aaNaEEENNaEEUIRVCUCCUEnrC2）220207.60.04211.6962200.2373040.22699230211.696932.62/min0.226999.559.550.22699207.6450.026.maaNaEEENNaEEaNEUIRVCUCCUEnrCTCIN4。19 一台并励直流电动机额定数据如下：UN=220V,IN=92A,电枢回路电阻Ra=0.08,励磁回路电阻Rf=89，额定效率N=86%，电动机额定运行,试求：（1）输入功率；(2）输出功率；（3）总损耗;（4）电枢回路铜损耗；（5）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 20 页 -励磁回路铜损耗；（6)空载损耗。111ff22a1)2209220.242)20.240.8617.413)20.2417.412.832204)=2.4789922.4789.530.08 89.530.645)NNNNNNaNfafPIUkWPPkWPPPkWUIARIIIAR IkWR I输入功率：输出功率：总损耗：电枢回路铜损耗：励磁电流：电枢电流：电枢铜损耗：励磁铜损耗：2222a892.470.546)-=2.830.640.54=1.65faffkWP R IR IkW0空载损耗：p=4.20 一台他励直流电动机额定数据如下:PN=100kW，UN=220V，IN=517A，nN=1200r/min,电枢回路电阻Ra=0.044.试求:(1）额定负载时的电枢电动势和电磁转矩;（2）固有机械特性方程；（3)实际空载运行时的电枢电流和空载转矩；(4）理想空载转速和实际空载转速；（5)当电动机轴上负载为75TemN时，电动机的转速.22012205170.044197.252197.2520.164412009.559.550.1644517811.59.2200.04421338.20.17059.55()0.16449.55(0.1644)3)9.55aNNaNaaNeNNemNeNaNNaeNeNemNNemNEUIRVECnTCIN mURnTTTCCTTTT）00000100000811.599.5515.76.120015.7610.049.559.550.16444)=1338.2/min=1338.20.1705=1338.20.170515.76=1335.5/min5)1338.20.17051338.20.17050.758NNaeNNeNPN mnTIACUnrCnTrnT理想空载转速：实际空载转速：11.591234.4/minr4。21 查资料，汇总各种直流电动机的工作特性、机械特性及其应用领域。直流电机拖动5-6 什么是固有机械特性和人为机械特性?试说明他励直流电动机的各种人为机械特件的变化特点。57 直流电动机起动有哪些要求？直流电动机常用的起动方法有哪些？各种起动方法的主要特点是什么?为什么一般直流电动机不能采用直接起动?58 起动他励直流电动机时为什么一定要先加励磁电压?如果未加励磁电压，而将电枢电源接通,将会发生什么现名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 20 页 -象?59 一台并励直流电动机和一台他励直流电动机的电枢绕组接在同一电源上运行，当改变电源电压的极性时两台电动机的转向如何？为什么？答：要改变 电动机 转向，就必须改变电磁转矩 的方向.T=CTIa，单独改变磁通 方法（通过改变 励磁 连接）或者单独改变 电枢 电流的方向，均可以改变电磁转矩 的方向。当改变电源电压的极性时，对于他励直流电动机而言,仅电枢电流的方向改变，顾电机转向改变;对于并励直流电动机而言，电枢电流和励磁电流同时改变方向，故电机转向不变。510 试从电磁转矩与转速的方向、能量的流向、机械特性所在象限这几个方面区别电动运行与制动运行。511 试分别说明他励直流电动机能耗制动、反接制动、回馈制动的实现方法、基本原理和制动性能.答：能耗制动：能耗制动时，保持If大小和方向不变，使电动机脱离电源，并在电枢回路串入外加制动电阻Rc,由于机械惯性，制动瞬间，转速来不及变化，使电动势Ea保持原大小和方向，此时Ia=Ea/（Ra+Rc），即电枢电流反向（图 58 中虚线所示），则电磁转矩T反向，与转速n方向相反，为制动转矩，在其作用下系统迅速减速。其机械方程为：TTCCRRnTe2Nca接线简单，特性过原点,制动转矩随转速下降而减小，故低速制动效果差。适用于反抗性负载的准确停车和位能性负载的稳速下放.反接制动：1）电压反向反接制动：电压反接制动时，保持励磁电流大小和方向不变，使电枢两端的电压反向接通，同时为了限制制动电流,在电枢回路中外串附加制动电阻Rc。制动瞬间，因机械惯性，转速来不及突变，反电动势Ea也不能突变，但电压方向改变了，它与Ea极性一致，电枢电流反向，则电磁转矩也反向，变成制动转矩,使电动机工作在制动状态。机械方程为：TCCRRnTCCRRCUnTeTee2Nca02NcaNN2）转 速 反 向 反 接 制 动：即 保 持 励 磁 电 流 和 电 枢 电 压 不 变，电 枢 回 路 串 入 足 够 大 的 附 加 电 阻。LNca0LNcaNNDICRRnICRRCUnneee电压反接的反接制动特性位于第象限，制动转矩大,制动效果好，适用于要求迅速停车或反转的场合;转速反向的反接制动特性位于第象限，机械能来自负载的位能，故不能用于停车,适用于位能性负载稳定低速下放。5-12 试从理想空载转速与电枢转速的转向、能量的流向和用途这几个方面列表比较直流电动机三种制动方式的特点.回馈制动：1)电压反接的回馈制动:电动机拖动位能性负载,保持励磁电流大小和方向不变，使电枢两端的电压反向接通，同时为了限制制动电流，在电枢回路中外串附加制动电阻Rc。制动瞬间,因机械惯性，转速来不及突变,反电动势Ea也不能突变，但电压方向改变了，它与Ea极性一致，电枢电流反向，则电磁转矩也反向，变成制动转矩,使电动机工作在制动状态.机械特性位于第象限为回馈制动状态，机械方程为:TCCRRnTCCRRCUnTeTee2Nca02NcaNN名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 20 页 -2）正向回馈制动:降低电枢端电压的降压过程，电动机原来稳定运行，突然降低电枢电压为U1，由于机械惯性，转速来不及变化,工作点从 A 点突跳到 B点，此时T0，为制动转矩，在T和TL的共同作用下电动机减速，工作点从B点沿特性 BD下移直至 D点稳定运行。特性BD在第象限的BC段即为正向回馈制动。nn00TTLAn01BCUNDU1UNU1回馈制动在n|n0|时出现，电机由电动机变成发电机,将系统储存的机械能转变成电能回馈给电网，节约能源，经济性好，5-13 什么是电气调速?怎样评价调速性能的好坏？调速范围与静差率之间有什么关系？选择调速方法的原则是什么？答:电气调速是指通过改变电机电枢电压、励磁电流或电枢回路电阻改变电机转速的方法。通过评价电动机调速的性能指标有技术指标和经济指标评价调速性能的好坏。技术指标有：调速范围，静差率,转速的平滑性。调速范围是指电动机在额定负载下调速时所能达到的最高转速nmax与最低转速nmin之比；静差率是指电动机在同一条机械特性上额定负载的转速降nN与理想空载转速n0之比；调速的平滑性是指相邻两级转速的接近程度，用平滑系数来衡量。经济性主要考虑调速设备的初投资、调速时的电能损耗以及运行时的维修费等等。静差率与调速范围是相互制约的两个指标，如果系统对静差率要求高（静差率越小），则调速范围越小；反之，如果系统对静差率要求不高,则可得到较大的调速范围。选择调速方法的原则:电动机调速过程中，允许输出的功率与转矩的大小取决于电动机的发热，而电动机发热又取决于电枢电流，从合理使用电动机的角度考虑，要调速方式与负载类型相互配合，降压、电枢回路串电阻调速配合恒转矩负载，弱磁调速配合恒功率负载。5-14 电气调速有哪几种?各种调速方式的主要特点是什么？515 试从机械特性曲线上说明电枢回路串电阻调速、降低电枢电压调速和弱磁调速时稳定工作点的变化过程？答：1）电枢回路串电阻调速：电动机原来在A 点稳定运行时,Tem=TL，n=nN,当串入 Rs1 后，电动机的机械特性变为直线 n0B，因串电阻瞬间转速不突变，故 Ea不突变，于是 Ia 及 Tem突变减小,工作点平移到A/点。在 A/点，TemU13）弱磁调速：n00TLTn02n01n1N122NnNn1n212aeeeTnTCCUCR,02ffafeTnRIRUC C，但 n0比 T 增加得快。所以12aeeeTRUnTCC C名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 20 页 -5-16 一台他励直流电动机的铭牌数据:PN=10kW，UN=220V，IN=55A，nN=1450r/min，Ra=0。5。试求：（1）固有机械特性方程；（2）电枢回路串入1.5 电阻时的人为机械特性和此时带额定负载时的转速；（3）电枢电源电压降至额定电压一半的人为机械特性方程和此时带额定负载时的转速；（4）磁通减弱的人为机械特性方程和此时带额定负载时的转速.解:22055 0.50.13314509.559.55 0.133 5569.86.NNaeNNeeNNUI RCnTCIN m电动势常数:1)固有机械特性方程：222200.51654.142.960.1339.550.133NaeNeTNURnTTTCC C2）1.5欧人为机械特性方程222200.51.51654.1411.840.1339.550.133NaceNeTNURRnTTTCC C带额定负载时的转速：1654.14 11.841654.14 11.84 69.86827.02/minnTr3）电枢电压降至一半时的人为机械特性方程11102NUUV2211100.52827.072.960.1339.55 0.133NaceNeTNURRnTTTCC C带额定负载时的转速827.072.96827.072.9669.86620.28/minNnTr4）磁通减弱 30%的人为机械特性2222200.52363.056.040.70.70.70.1339.550.490.133aceNeTNRRUnTTTCC C额定负载时的转速2363.05 6.042363.05 6.04 69.861941.1nT5-17 一台他励直流电动机铭牌数据：PN=8kW，UN=220V,IN=60A，nN=1450r/min,Ra=0.55。试求：（1）额定运行时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩；（2）理想空载转速和实际空载转速；（3）半载时电动机的转速；（4）转速为 1500r/min时的电枢电流。解：1）额定运行名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 20 页 -220600.550.1291450NNaeNNUIRCn电磁转矩：9.559.550.129 6073.92.eeNNTCIN m负载转矩：89550955052.69.1450NNNPTN mn空载转矩：073.9252.6921.23.eNTTTN m2）理想空载转速02201705.43/min0.129NeNUnrC实际空载转速00222200.5521.231631.95/min9.55()0.1299.550.129NaeNeNURnTrCC3）半载时的转速0222200.5552.69()(21.23)1540.82/min9.55()20.1299.550.1292NaNeNeNURTnTrCC4）转速为 1500r/min的电枢电流2200.129150048.180.55NeNaaUCnIAR518 一台他励直流电动机铭牌数据：PN=7.5kW，UN=110V，IN=80A,nN=700r/min,Ra=0。2。试求：（1）直接起动时的起动电流和起动电流倍数;（2)若限制起动电流为1.5IN，则采用电枢回路串电阻起动,电枢回路应外串多大电阻。解：1）直接起动起动电流1105500.2NstaUIAR起动电流倍数5506.87580ststNII2）应串电阻1100.20.7171.51.580NaNURRI名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 20 页 -519 一台他励直流电动机铭牌数据：PN=20kW，UN=220V，IN=115A,nN=1000r/min，Ra=0.1。若最大起动电流为2IN，负载电流为0.9 IN，试求电动机串电阻起动的最小级数、各级起动电阻值以及所串各段起动电阻值。520 一台他励直流电动机额定数据为：PN=2.5kW,UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min，Ra=0。7。试求：（1）当If=IfN，n=1300r/min时,使系统转入能耗制动停车，要求起始制动电流为2IN，电枢回路应串入的附加制动电阻Rc1 值,若电枢不串入制动电阻,则制动瞬间电流为多大.（2）若负载为位能性负载，要求在TL=0。9TN 时保证以170r/min的转速能耗制动稳速下放负载，应串入的制动电阻Rc2.解：22012.50.70.14081500NNaeNNUI RCn1)直接制动的制动电流0.1408 1300261.4860.7eNcaCnIAR能耗制动制动电阻0.1408 13000.76.6222 12.5eNcaNCnRRI2）下放负载制动电阻9.559.550.1408 12.516.808.0.90.9 16.80811.259.559.55 0.14080.1408(170)0.71.427611.25NeNNNaeNeNcaaTCIN mTIACCnRRI521 一台他励直流电动机额定数据为：PN=29kW,UN=440V，IN=76A，nN=1000r/min，Ra=0.39。试求：（1）电动机以700 r/min转速提升额定负载时应串入的电阻值;（2）可采用哪些方法使所带位能性负载TL=0。8TN 以500r/min转速下放；各种方法电枢应串入的电阻值；（3）在以 500r/min转速提升位能性负载TL=0.8TN时，突将电枢反接，并使电流不超过IN，求最后稳定下降转速。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 20 页 -eeeee440760.390.4103610009.559.55 0.41036 76297.84.()1)4400.41036 7000.391.6198762)0.8,0.80.8 7660.8NNaNNNNNNacNNNNNcaNLNaNUI RCnTCIN mURR InCCUCnRRITTIIA可采用转速反向或能耗制动方式下放能耗制动eaeeeee()500500 0.410360.392.984760.8()=5004405000.410360.39=10.2260.83()()=500500440500 0acaNcNacNNcNacNNNNNcaNRR InCRURR InCCRURRInCCUCRRI：转速反向的反接制动：（）先求电压反向制动电阻ee.410360.398.09976()4400.8(0.398.099)76=-2329.98r/min0.41036NacLNNURR InCC稳定下放转速：第一章变压器1-1 变压器有什么用途?其铁心为什么要用硅钢片叠成？12 变压器铭牌有哪些主要额定数据？各额定值的含义是什么？1-3 短路电压的大小由什么因素决定？它对变压器运行有什么影响？14 为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损?为什么变压器的短路损耗可近似看成铜损?1-5 变压器的空载试验为什么一般在低压侧做？短路试验时，一次侧所加的电压至短路电流为额定电流为止，为什么？16 什么是引起变压器负载运行时二次侧端电压变化的原因？电压变化率能为零吗？如果能,则带什么性质负载时有可能使电压变化率为零？答:由于变压器内部存在漏阻抗，当有负载电流时，会产生电压降，所以输出电压是随负载电流变化而变化的，其变化规律与负载的性质有关.由于)sincos(2*k2*k*xrU,可见，当带容性负载时,有可能使二次端电压变化为零。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 20 页 -17 变压器运行时，哪些量随负载变化而变化？哪些量不随负载变化而变化？1-8 三相变压器的联接组标号是以一、二次线电动势还是以一、二次相电动势的相位关系来决定的？不用一、二次线电动势AB与ab，而用BC与bc或CA与ca的相位关系来确定联结组标号行吗？结果一样吗?1-9 如果三相变压器的联结组标号一次线电动势AB领先二次线电动势ab的相位是k倍的 30时,则该变压器联结组标号是多少？1-10 交流电压互感器运行时为什么不允许短路？而电流互感器运行时为什么不允许开路？1-11 两台变压器并联运行应满足什么条件？为什么？1-12 什么是标幺值?在变压器的计算中使用标幺值的优点是什么？113 某台单相变压器高低压绕组绕在同一铁心柱上，且绕向相同，额定电压U1N/U2N=220/110V。当高压侧加220V电压时,空载电流为I0,主磁通为m,试求:（1）如果 X、a 连在一起，在A、x 端加 330V电压,求此时的空载电流和主磁通为多少？(2）如果 X、x 连在一起，A、a 端加 110V 电压，求此时的空载电流和主磁通为多少？解：根据题意有11222202110NNUNkUN,2112NN当高压侧加220V 的电压时，由电磁感应定律得：112204.44AXmUf N1）当将 X与 a 连在一起，在 Ax 端外加 330V 电压时，根据两个线圈的同名端有：1112112113304.444.44330330330 24.44()3 4.44AxAXaxmmmmUUUf Nf NfNNf N由于磁通不变,故10201 010001223N IN IN IN IIINN2）当将 X与 x 连在一起,在 Aa 端外加 110V 电压时,根据两个线圈的同名端有:1112112111104.444.44110110110 24.44()4.44AaAXaxmmmmUUUf Nf NfNNf N由于磁通不变，故1020101000122N IN IN IN IIINN114 变压器一、二次侧没有直接电的联系，为什么当负载运行时，加大或减小二次电流的同时，一次电流也随之加大或减少？115 某台单相变压器额定容量为1kVA,额定电压为U1N/U2N=110/110V，每相参数为r1=r2=0.3 ,x1=x2=0。4，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 20 页 -rm=44，xm=138，现将一、二次绕组反极性串联并接至220V 电源上，求此时主磁通和励磁电流。116 一台型号为SL750/10 三相电力变压器额定数据：SN=750kVA，U1N/U2N=10/0.4kV,Yy0联结。在低压侧做空载试验,测得数据为U2=U2N=400V，I2=I20=60A，p0=3820W.在高压侧做短路试验，测得数据为U1=U1k=440V，I1=I1N=43。3A，pk=10910W，室温为 20.试求：（1）折算到一次侧的励磁阻抗和短路阻抗，用标幺值表示；（2）阻抗电压及其百分值；（3）当额定负载功率因数2cos0.9（感性）和2cos()0.9=0.9（容性）时，计算电压变化率 U，二次电压U2及效率。解:变压器变比:1/310250.42/3U NkUN（1）低压侧励磁阻抗220/3400/33.8560mUzI低压侧励磁电阻0220/33820/30.353760mprI低压侧励磁电抗22223.850.35373.83mmmxzr折算到高压侧的励磁电阻22250.3575223.44mmrk r折算到高压侧的励磁电抗22253.832393.75mmxk x折算到高压侧的励磁阻抗22253.852406.25mmzk z高压侧短路阻抗11/3440/35.86743.3kkUzI高压侧短路电阻221/310910/31.939743.3kkprI高压侧短路电抗22225.8671.93975.537kkkxzr折算到Co75时短路电阻7523575235751.93972.3582352023520kkCrr折算到Co75时短路阻抗222275752.3585.5376.018kkCkCzrx”T型等效电路原副边的电阻75122.3581.17922kCrrr”T型等效电路原副边的电抗125.5372.76922kxxx名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 20 页 -基准阻抗22111110000133.37500003NNNNNUUZSI励磁阻抗标幺值12406.2518.05133.3mmNzzz短路阻抗标幺值757516.0180.0451133.3kCkCNzzz短路电阻标幺值757512.3580.0177133.3kCkCNrrz短路电抗标幺值15.5370.0415133.3kkNxxz额定短路损耗2275343.32.35813263kNkNkCpmIrW (2)阻抗电压及其百分值阻抗电压：k1Nk75 CUIz=43。3 6.018=260.579V 阻抗电压百分值：kk1N260.579100%100%/310000/3UuU=4。5（3)额定负载时,负载系数11）22cos0.9(0)时,2sin0.4359电压变化率和二次端电压分别为*k2k2(cossin)100%=1(0.0177 0.9+0.04150.4359)100%=3.4%Urx222(1)(10.034)400/3223.095(10.034)400386.4NlUU UVUV 2）22cos0.9(0)时，2sin0.4359电压变化率和二次端电压分别为*k2k2(cossin)100%=1(0.0177 0.9-0.04150.4359)100%=-0.2%Urx222(1)(10.002)400/3231.408(10.002)400400.8NLUU UVUV名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 20 页 -效率20kN2N20kN232(1)100%cos3820 113263(1)100%1 750 100.93820 11326397.5%PPSPP1-17 根据下列联接组标号画出对应的相量图，并画出接线图.(1)Yd1；(2)Dd4;（3)Dy11；(4）Yd5；（5)Yy10；（6）Dy7。3)Dy11 ABCcabA,aZBCYbxcy zX4）Yd5 A B C abc*A B C c abA,aBCX,Y,Zbxc yzA,aBCX,Y,Zcxbyz1-18 画出图 1-61 所示各变压器的相量图，并指出其联接组标号。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 20 页 -1-19 某三相变压器，一、二次绕组的同极性端和绕组的标号如图162 所示，试将该变压器接成Yd9和 Dd8两种联接组标号。120 单相自耦变压器U1/U2=220/180V，I2=400A,若不计损耗和漏阻抗压降，试求:（1）自耦变压器输入电流和公共绕组电流；（2）输入和输出容量；（3）绕组容量和传导容量。第二章三相交流电动机21 三相异步电动机主磁通和漏磁通有何区别？主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率一样吗？两个频率之间有何关系？2-2 单相交流绕组的磁动势具有什么性质,试写出计算其振幅的表达式?23 试说明旋转磁场产生的条件。圆形旋转磁场产生的条件又是什么？如何改变旋转磁场的转向？答:当在两相绕组或三相绕组空间绕组通入交流电后,会产生旋转磁场（正、反转合成基波旋转磁动势F1、F1中有一为零，则为圆形旋转磁动势.正、反转合成基波旋转磁动势F1F1，则为椭圆形旋转磁动势。).当在两相绕组或三相绕组空间对称分布绕组通入对称交流电后,会产生圆形旋转磁场。可通过改变通入电流的相序改变旋转磁场的转向.2-4 试说明三相异步电动机定子接电源转子开路的电磁关系与变压器空载运行的电磁关系异同点.2-5 交流电动机定子三相绕组接在三相电源上，因某种原因使其中一相断路，试分析绕组所产生的磁动势?26 某三相异步电动机接于电网工作时，每相感应电动势E=350V，定子绕组每相串联匝数N1=312，基波绕组系数kw1=0。96,试求每极磁通Fm。2-7 交流电动机的频率、极对数与同步转速之间有什么关系？试求：（1）当f=50Hz，p=1 时，同步转速n1；(2)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 20 页 -当f=60Hz，p=32 时，同步转速n1；（3)当f=50Hz,n1=600r/min时，极对数p.28 若在对称两相交流绕组中,通入单相交流电i=Imcoswt，试分析两相合成磁动势的性质。2-9 试分析为什么交流电动机感应电动势与变压器的十分相似。2-10 与变压器相比，相同电压和容量的三相异步电动机为什么空载电流大？211 在推导异步电动机等效电路时，转子参量需进行哪些折算？这些折算的物理意义是什么？答:)需进行频率和绕组折算。经过折算后，是转子侧感应电动势频率由f2=sf1变为 f1,转子相绕组等效匝数，相数有 N2kw2m2 折为 N1kw1m1,因此，折算后的转子,可与定子侧回路放在同一个电路中进行求解。2-12 三相异步电动机运行时,转子绕组频率折算的目的和原则是什么？答：1）推导异步电动机等效电路,由于定子侧电量的频率为f1,转子侧电量的频率为f2，两侧的频率不同，故需对要对转子侧先进行频率折算再做绕组折算。2）折算原则是:不改变电动机电磁本质，确保转子电路对定子电路的电磁效应不变.3）经过折算后,是转子侧感应电动势频率由f2=sf1 变为 f1，转子相绕组等效匝数,相数有 N2kw2m2 折为 N1kw1m1，因此,折算后的转子，可与定子侧回路放在同一个电路中进行求解。213 三相异步电动机与变压器的“T”形等效电路的区别在哪？等效电路中21 srs的代表什么？能否用电感或电容替代?2-14 某台异步电动机额定转差率sN=0.04，试分析额定运行时通过气隙传递的电磁功率中有百分之几转化为转子铜损？又有百分之几转化为全机械功率？答:0.044%(1)(10.04)96%CuemememmecememempsPPPPs PPP2-15 一台三相异步电动机铭牌数据：PN=28kW，U1N=380V，I1N=60。5A，fN=50Hz，nN=975r/min，cosjN=0。84,试求：(1）同步转速n1;(2)额定转差率sN；(3）转子电流频率f2；(4）极对数p；（5)额定效率hN；（6）输入功率P1.解:11121)6060503.0839756060501000/min32)10009750.02510003)0.025501.25NNNNNNNfpnfnrpnnsnfs fHz同步转速额定转差率转子电流频率名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 20 页 -1216)=3cos=338060.50.84=33.455)28100%100%83.7%33.45NNNNPU IkWPP输入功率额定效率216 一台三相四极绕线转子异步电动机定子接在工频50Hz 的电网上,转子不转时测得转子每相感应电动势E2=220V，转子参数r2=0。08W,x2=0.45 W，忽略定子漏阻抗影响，试求电动机在额定转速nN=1470r/min 下运行时：（1）转子电流频率f2;（2）转子每相感应电动势E2s;(3)转子相电流I2s。217 某三相四极异步电动机额定功率PN=5.5kW,接在工频电网上额定运行时测得由电源输入的功率P1=6.35kW，定子铜损耗pCu1=342W，转子铜损耗pCu2=342W，铁损pFe=167.5W，机械损耗pm=46W,附加损耗pad=28W.试求：（1）电动机的效率h、转差率s、转速n、电磁转矩T、输出转矩T2 各量；（2）定性画出该异步电动机功率流程图。1）10202115.5100%100%86.6%6.350.0460.0280.0740.3420.0745.55.9160.3420.0585.9166060 501500/min2(1)(1 0.058)15001413/minNmademCuNCuNemNNNPPpppkWPppPkWpsPfnrpnsnr效率：转差率：转速：电磁转矩：125916