《电机学》(第二版)绪论及第1篇课后习题答案.doc

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1、绪 论0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？0-2 在图0-3中，当给线圈N1外加正弦电压u 1时，线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？0-3 感应电动势中的负号表示什么意思？0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。0-5 电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么？0-7 在图0-2中，已知磁力线的直径为10cm，电流I1 = 10A，I2 = 5A，I3 = 3A，试求该磁力线上的平均磁场强度是多少？图0-

2、9 习题0-8附图0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N1、N 2中通入直流电流I1、I2，试问：（1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少？（2） N 2中电流I2反向，总磁动势又为多少？（3） 若在图中a、b处切开，形成一空气隙，总磁动势又为多少？（4） 比较1、3两种情况下铁心中的B、H的相对大小，及3中铁心和气隙中H的相对大小？解：1） 2） 3）不变 4）由于，而，所以，。在3）中，由于，所以0-9 两根输电线在空间相距2m，当两输电线通入的电流均为100A时，求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少？并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。解：由，得每根输电线单

3、位长度上所受的电磁力为当电流同向时，电磁力为吸力；当电流反向时，电磁力为斥力。如下图所示：0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为2。将其接入110V交流电源，测得输入功率为22W，电流为1A，试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。解： 第一篇 变 压 器第 1 章1-1 变压器是根据什么原理进行电压变换的？变压器的主要用途有哪些？1-2 变压器有哪些主要部件？各部件的作用是什么？1-3 铁心在变压器中起什么作用？如何减少铁心中的损耗？1-4 变压器有哪些主要额定值？原、副方额定电压的含义是什么？1-5 一台单相变压器，SN=5000kVA，U1N/U2N=10/6.3kV，试求原、副方的额定电流

4、。解： 1-6 一台三相变压器，SN=5000kVA，U1N/U2N=35/10.5kV，Y，d接法，求原、副方的额定电流。解： 第 2 章2-1在研究变压器时，原、副方各电磁量的正方向时如何规定的？2-2在变压器中主磁通和原、副绕组漏磁通的作用有什么不同？它们各是由什么磁动势产生的？在等效电路中如何反映它们的作用？2-3为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势，当铁心不饱和时激磁电流呈何种波形？当铁心饱和时情形又怎样？2-4变压器的外加电压不变，若减少原绕组的匝数，则变压器铁心的饱和程、空载电流、铁心损耗和原、副方的电动势有何变化？2-5一台额定电压为220/110V的变压器，若误将低压

5、侧接到220V的交流电源上，将会产生什么样的后果？2-6变压器折算的原则是什么？如何将副方各量折算到原方？2-7变压器的电压变化率是如何定义的？它与哪些因素有关？2-8为什么可以把变压器的空载损耗看作变压器的铁耗，短路损耗看作额定负载时的铜耗？2-9 变压器在高压側和低压側分别进行空载试验，若各施加对应的额定电压，所得到铁耗是否相同？2-10一台单相变压器，SN=5000kVA,U1N/U2N=35/6.0kV,fN=50HZ,铁心有效面积A=1120cm2，铁心中的最大磁密Bm=1.45T，试求高、低压绕组的匝数和变比。解: 高压绕组的匝数变压器的变比低压绕组的匝数2-11一台单相变压器，S

6、N=100kVA，U1N/U2N=6000/230V，R1=4.32，x1=8.9，R2=0.0063，x2=0.013。求：1) 折算到高压侧的短路参数Rk、xk和Zk；2) 折算到低压侧的短路参数k、k和k；3) 将1）、2）的参数用标么值表示，由计算结果说明什么问题？4) 变压器的短路电压uk及其有功分量ukr、无功分量ukx；5) 在额定负载下，功率因数分别为cos2=1、cos2=0.8（滞后）、cos2=0.8（超前）3种情况下的U。解: 1) 2) 3) 4) 5) U1( Rk* cos2+ xk* sin2) 100 =(0.02391.0+0.05040) 100 =2.3

7、9 U2( Rk* cos2+ xk* sin2) 100 =(0.02390.8+0.05040.6) 100 =4.87 U3( Rk* cos2+ xk* sin2) 100 =(0.02390.8 - 0.05040.6) 100 = -1.052-12一台三相变压器，SN=750kVA,U1N/U2N=10000/400V,Y,d接法，f=50HZ。试验在低压侧进行，额定电压时的空载电流I0=65A，空载损耗p0=3700W；短路试验在高压侧进行，额定电流时的短路电压Uk=450V，短路损耗pkN=7500W（不考虑温度变化的影响）。试求：1) 折算到高压边的参数，假定R1=2=,x

8、1=2=；2) 绘出T形电路图，并标出各量的正方向；3) 计算满载及cos2=0.8（滞后）时的效率N；4) 计算最大效率max。解：1) , 折算至高压侧的激磁参数：Zm=k2m=14.43210.66=2219.7 Rm= k2m=14.4320.875=182.2 = k2=14.43210.62=2211.3 短路参数计算： Zk =Rk =Xk=R1=2=x1=2=2) T形电路图如下： 4) 满载时的效率第 3 章3.1 三相变压器组和三相心式变压器在磁路结构上各有什么特点？3.2 三相变压器的联结组由哪些因素决定的？3.3为什么三相变压器组不采用Y，y连接？而三相心式变压器又可以

9、采用呢？3.4 Y，y接法的三相变压器组中，相电动势中有三次谐波电动势，线电动势中有无三次谐波电动势？为什么？3.5 变压器理想并联运行条件有哪些？3.6 并联运行的变压器，如果联结组不同或变比不等会出现什么情况？3.7 两台容量不相等的变压器并联运行，是希望容量大的变压器短路电压大一些好，还是小一些好？为什么？3.8 为什么变压器的正序阻抗和负序阻抗相同？变压器的零序阻抗决定于哪些因素？3.9 为什么Y，yn接法不能用于三相变压器组，却可用于三相心式变压器？3.10 一台单相变压器，220V110V，绕组标志如题图3-1所示。将X与a连接，高压绕组接到220V的交流电源上，电压表接在Ax上，

10、如A、 题图3-1a同极性，电压表读数是多少？如A、a异极性呢？ 解：A、a同极性时压表读数是A、a异极性时压表读数是3-11 根据题图3-2的接线图，确定其联结组别。 1） 2） 3） 题图 3-2解：1） 2） 3)*3-12 根据下列变压器的联结组别画出其接线图： 1）Y，d5；2）Y，y2；3）D，y11。解： 1） 2） 3)（略）3-13 两台并联运行的变压器，在SNI=1000kAV，SNII=500kAV，不允许任何一台变压器过载的情况下，试计算下列条件并联变压器组可供给的最大负载，并对其结果进行讨论。1）=0.9；2）=0.9；解：1），第一台变压器先达满载。设，则2），第二

11、台变压器先达满载。设，则讨论：可见，并联运行时，容量大的变压器，其较小，则并联变压器组利用率较高。3-14 两台变压器数据如下：SNI=1000kAV，ukI=6.5，SNII=2000kAV，ukII=7.0联结组均为Y，d11额定电压均为35/10.5kVA。现将它们并联运行，试计算：1）当输出为3000kVA时，每台变压器承担的负载是多少？2）在不允许任何一台过载的条件下，并联组最大输出负载是多少？此时并联组的利用率是多少？解：1）由 得 2），第一台变压器先达满载。设，则 3-15 某变电所总负载是3000kVA，若选用规格完全相同的变压器并联运行，每台变压器的额定容量为1000kVA

12、。1）在不允许任何一台变压器过载的情况下需要几台变压器并联运行？2）如果希望效率最高，需要几台变压器并联运行？已知每台变压器的损耗是：=5.4kW，=15kW。 3-16 试将三相不对称电压2200,200-110,210-250分解为对称分量。 3-17 一台容量为100kVA，Y，yn0联结组的三相心式变压器，6000400 V，=0.02+j0.05，=0.1+j0.6如发生单相对地短路，试求：1）原绕组的三相电流；2）副方的三相电压； 3）中点移动的数值。 解：1）单相对地短路时副方的短路电流 2) 副方的三相电压,忽略和，则3) 中点移动第 4 章4-1 变压器空载电流很小，为什么空

13、载合闸电流却可能很大？4-2 变压器在什么情况下突然短路电流最大？大致是额定电流的多少倍？对变压器有何危害？4-3 变压器突然短路电流的大小与有什么关系？为什么大容量必要器的设计得大些？4-4 变压器绕组上承受的径向电磁力和轴向电磁力方向如何？哪一种电磁力对绕组的拨坏作用更大一些？为什么？4-5 变压器运行时可能出现哪些过电压？如何保护？4-6 有一台三相变压器，联结组，试求：1）高压方的稳态短路电流及其标么值；2）在最不利的情况下发生副方突然短路时短路电流的最大值和标么值。 解：1） 2）第 5 章5-1 三绕组变压器等效电路中的电抗、与双绕组变压器的漏电抗有何不同？为什么有时在、中有一个会

14、出现负值？5-2 什么是自耦变压器的额定容量、绕组容量和传导容量？它们之间的关系是什么？5-3 为什么电压互感器的在运行时不允许副边短路？电流互感器在运行时不允许副方开路？5-4 一台三相三绕组变压器，额定容量为10000/10000/10000kVA，额定电压为110/38.5/11kV，其联结组为YN，yn0，d11，短路试验数据如下：绕 组短路损耗（kW）阻抗电压（%）高一中111.20高一低148.75中一低82.70试计算简化等效电路中的各参数。5-5 一台三相双绕组变压器，SN=3150kVA，U1N/U2N=400/110kV，po=105kW，pkN=205kW。如果改接成510/110kV自耦变压器，试求：1） 自耦变压器的额定容量、传导容量和绕组容量各是多少？2） 在额定负载和cos=0.8的条件下运行时，双绕组变压器和改接成自耦变压器的效率各是多少？ 解：1） 自耦变压器的绕组容量自耦变压器的额定容量自耦变压器的传导容量3） 双绕组变压器的效率改接成自耦变压器后po、pkN不变，其效率