電機學(xué)課后習(xí)題與答案-全文預(yù)覽

　　

【正文】 交流電機定子繞組的三個首端和三個末端分別連在一起，再通以交流電流，則合成磁動勢基波是多少？如將三相繞組依次串聯(lián)起來后通以交流電流，則合成磁動勢基波又是多少？可能存在哪些諧波合成磁動勢？如圖： =0如將三相繞組依次串聯(lián)起來后通以交流電流，可能存在3次及3次倍數(shù)的諧波∴3次及3的倍數(shù)次諧波，大小相等，相位相同，相加后不會抵消，即： =而其它次諧波5次，7次相互后為0，∴不存在其它次諧波4．10 一臺三角形聯(lián)接的定子繞組，當(dāng)繞組內(nèi)有一相斷線時，產(chǎn)生的磁動勢是什么磁動勢？聯(lián)接的定子繞組，內(nèi)有一相斷線時，設(shè)C相斷線，即 = 是相同圖形旋轉(zhuǎn)磁場（可參考教材）4．11 把三相感應(yīng)電動機接到電源的三個接線頭對調(diào)兩根后，電動機的轉(zhuǎn)向是否會改變？為什么？改變，由于三相繞組產(chǎn)生的合成旋轉(zhuǎn)磁動勢方程的轉(zhuǎn)向取決于電流的相序，因此相序反了，旋轉(zhuǎn)磁場方向改變，轉(zhuǎn)向改變。旋轉(zhuǎn)磁動勢：轉(zhuǎn)速為同步速，方向從超前相電流繞組的軸線轉(zhuǎn)向滯后相電流繞組的軸線，它的振幅穩(wěn)定不變，等于一相磁勢的倍。∴同發(fā)多采用Y形聯(lián)接。4．5 為什么采用短距和分布繞組能削弱諧波電動勢？為了消除5次或7次諧波電動勢，節(jié)距應(yīng)選擇多大？若要同時削弱5次和7次諧波電動勢，節(jié)距應(yīng)選擇多大？繞組短距后，一個線圈的兩個線圈邊中的基波和諧波（奇次）電動勢都不在相差，因此，基波和諧波電動勢都比整距時減小；對基波，同短距而減小的空間電角度較小，∴基波電動勢減小得很少；但對V次諧波，短距減小的則是一個較大的角度（是基波的V倍），因此，總體而言，兩個線圈中諧波電動勢相量和的大小就比整距時的要小得多，因此諧波電動勢減小的幅度大于基波電動勢減小的幅度∴可改善電動勢波形。相帶繞組而不用120176。先求出一相的物理量（A） 折算到高壓側(cè)： 短路參數(shù)： (2) ∴∴ ∴是容性負載 （超前）（3） ∴ （感性）(滯后)(4) (即時效率最大)= =3．49 有一臺三相變壓器，Yd11聯(lián)接組。試求： （1）型等效電路的參數(shù)，并畫出型等效電路； （2）該變壓器高壓方接入110kV電網(wǎng)，低壓方接一對稱負載，每相負載阻抗為，求低壓方電流、電壓、高壓方電流。 設(shè) 則∴（見上題）∴ (滯后) 3．46 一臺三相電力變壓器，額定數(shù)據(jù)為：，Yy接法。3．44 有一臺單相變壓器，已知：，匝，匝； 當(dāng)（滯后）時，二次側(cè)電流，試求： （1）用近似“”型等效電路和簡化等效電路求及，并將結(jié)果進行比較；（2）畫出折算后的相量圖和“T”型等效電路。 (1)有鐵心時： 50無鐵心時： (2) ∴3．43 有一臺單相變壓器，額定容量，額定電壓。今將X、a端聯(lián)在一起，Ax端加330V電壓，此時空載電流和主磁通為多少？若將X、x端聯(lián)接在一起，在Aa端加110V電壓，則空載電流和主磁通又為多少？ 解：(1)設(shè)高壓繞組為匝，低壓繞組為匝則原來主磁通： 現(xiàn)在匝數(shù)為（Z，a端連在一起）∴ ∴ ∴主磁通沒變，∴勵磁磁勢而 ∴(2)若將Z，x連在一起，則匝數(shù)為：現(xiàn)在的主磁通 不變∴勵磁磁勢不變而 ∴ ∴3．40 有一臺單相變壓器，額定容量，高、低壓側(cè)額定電壓。 (1) (2) 3．37 有一臺三相變壓器，額定容量，額定電壓，Yyn聯(lián)接，試求： （1）一、二次側(cè)的額定電流；（2）一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。為什么變壓器的正序、負序阻抗相等？變壓器零序阻抗的大小與什么因素有關(guān)？3．23為什么三相變壓器組不宜采用Yyn聯(lián)接？而三相心式變壓器又可以用Yyn聯(lián)接呢？3．24 如何測定變壓器的零序電抗？試分析Yyn聯(lián)接的三相變壓器組和三相心式變壓器零序電抗的大小。∵無論在高壓做還是低壓做磁通不變，相同∴電壓之比等于匝數(shù)之比，即又∵磁通相等，∴兩種情況磁勢相同，∴∴ ∴3．15 在分析變壓器時，為何要進行折算？折算的條件是什么？如何進行具體折算？若用標(biāo)么值時是否還需要折算？ (1)∵變壓器一，二次繞組無直接電聯(lián)系，且一，二次繞組匝數(shù)不等，用設(shè)有經(jīng)過折算的基本解公司無法畫出等效電路，∴要折算。① 變?yōu)樵瓉淼模瑒t變?yōu)樵瓉淼摹鄤畲烹娏鳒p小，即，為原來的② 雖然頻率變?yōu)樵瓉淼谋叮珳p小倍，∴減小倍，但的平方與成正比∴最終仍是鐵耗減小，即③勵磁電抗 ，飽和程度降低， ∴④漏電抗： 為漏磁路磁導(dǎo)可認為是常數(shù)∴ 隨頻率增大而增大。10％，如增加10％，則減小10％，增大，∴的增加大于10％。10％，變化177。10％。 （1）電動機在恒轉(zhuǎn)矩負載在額定狀態(tài)下運行時，電樞回路串電阻使轉(zhuǎn)速下降到時穩(wěn)定運行，然后采用反接制動； （2）采用能耗制動，制動前的運行狀態(tài)同（1）； （3）電動機帶位能性負載作回饋制動運行，當(dāng)時。 解：(1) 即0．1156450=110－75（+）求解得2．66串勵電動機，電樞回路各繞組電阻，一對電刷接觸壓降。 (1) ∴在電樞串入電阻的瞬間，和n不變，∴電動勢不變∴∵不變，∴不變，由于慣性，n不變（加講串電阻調(diào)速過程）(2) (3) ∴ 或者：∵不變 (4) ∵總制動轉(zhuǎn)矩不變， ∴不變。 解：（1）==205（V）＜220V ∴總電動機運行。在時空載特性如下：Iｆ/A1．31．4U0/V186．7195．9 現(xiàn)在，電機甲的勵磁電流為，電機乙的為，轉(zhuǎn)速為，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻）均為，若忽略電樞反應(yīng)的影響，試問： （1）哪一臺是發(fā)電機？哪一臺為電動機？（2）總的機械損耗和鐵耗是多少（3）只調(diào)節(jié)勵磁電流能否改變兩機的運行狀態(tài)（保持轉(zhuǎn)速不變）？（4）是否可以在時兩臺電機都從電網(wǎng)吸取功率或向電網(wǎng)送出功率？解：(1)∵, , ∴甲臺電機在時電動勢 (∵) 乙臺電機在時電動勢： ＞230V ＜230V∴ 甲為發(fā)電機，乙為電動機。當(dāng)轉(zhuǎn)速為時，測得電機的空載特性如下表： U0/V44104160210230248276Iｆ/A0．370．911．452．002．232．513．35試求：（1）欲使空載產(chǎn)生額定電壓，勵磁回路應(yīng)串入多大電阻？ （2）電機的電壓調(diào)整率；（3）在額定運行情況下電樞反應(yīng)的等效去磁磁動勢。2．55 有一直流發(fā)電機，每個元件的串聯(lián)匝數(shù)，電刷在幾何中性線上，試計算額定負載時的線負荷A及交軸電樞磁動勢。 解： = 247。 解：(1) =13 =(2)E==13900=(3)E=13900=509V2．48 一臺4極、230V、的他勵直流發(fā)電機，如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時每極的磁通，試求當(dāng)電機輸出額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩。試求該電機的額定電流。現(xiàn)將它停下來，用改變勵磁繞組的極性來改變轉(zhuǎn)向后（其它均未變），當(dāng)電樞電流的大小與正轉(zhuǎn)時相同時，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速為1500r/min，試問這可能是什么原因引起的？2．27 對于一臺并勵直流電動機，如果電源電壓和勵磁電流保持不變，制動轉(zhuǎn)矩為恒定值。2．19 為什么電機的效率隨輸出功率不同而變化？負載時直流電機中有哪些損耗？是什么原因引起的？為什么鐵耗和機械損耗可看成是不變損耗？ ∵電機銅耗隨輸出功率變化，所以效率隨輸出功率變化，負載時有：銅耗，鐵耗，機械損耗。 四種勵磁方式：他勵，并勵，串勵，復(fù)勵 電動機：他勵： 并勵： 串勵： 復(fù)勵： 短復(fù)勵 ， 長復(fù)勵 發(fā)電機：他勵： 并勵： 串勵： 復(fù)勵： 短復(fù)勵2．18 如何判別直流電機是運行于發(fā)電機狀態(tài)還是運行于電動機狀態(tài)？它們的、的方向有何不同？能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如何？ 如所受電磁力的方向與電樞轉(zhuǎn)向相同即為電動機狀態(tài)，反之為發(fā)電機狀態(tài)。 (4)單波失去一個磁極，感應(yīng)電動勢減小，容量減小且內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流。 直發(fā)： （1）減少10％，則 即 ∴ （2）勵磁電流減少10％，如果飽和，則不變，E也不變，如沒有飽和，則也減少10％，=207(V) ∴207E230V (3) ∴ (4) 2．12 一臺4極單疊繞組的直流電機，問： （1）如果取出相鄰的兩組電刷，只用剩下的另外兩組電刷是否可以？對電機的性能有何影響？端電壓有何變化？此時發(fā)電機能供給多大的負載（用額定功率的百分比表示）？ （2）如有一元件斷線，電刷間的電壓有何變化？此時發(fā)電機能供給多大的負載？ （3）若只用相對的兩組電刷是否能夠運行？（4）若有一極失磁，將會產(chǎn)生什么后果？ (1)取出相臨的兩組電刷，電機能夠工作，此時，電樞感應(yīng)電動勢不受影響，但電機容量會減小；設(shè)原來每條支路電流為I，4條支路總電流為4I，現(xiàn)在兩條支路并聯(lián)，一條支路電阻為另一條支路的3倍，因此兩條并聯(lián)總電流為I+I=I，現(xiàn)在電流與原來電流之比為I：4I=，因此容量減為原來容量的 (2)只有一個元件斷線時，電動勢不受影響，元件斷線的那條支路為零，因此現(xiàn)在相當(dāng)于三條支路并聯(lián)，總電流為原來的 (3)若只用相對的兩組電刷，由于兩路電刷間的電壓為零，所以電機無法運行。2．9 何謂電樞上的幾何中性線？何謂換向器上的幾何中性線？換向器上的幾何中性線由什么決定？它在實際電機中的位置在何處？①電樞上幾何中性線：相臨兩點極間的中性線 ②換向器上幾何中性線：電動勢為零的元件所接兩換向片間的中心線 ③由元件結(jié)構(gòu)決定，不對稱元件：與電樞上的幾何中性線重合。 漏磁通： 有一小部分不穿過氣隙進入電樞，而是經(jīng)主極間的空氣隙釘子磁軛閉合，不參與機電能量轉(zhuǎn)換，與飽和系數(shù)有關(guān)。 (1)交流 ∵電刷與電樞間相對靜止，∴電刷兩端的電壓性質(zhì)與電樞的相同。2．2 試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質(zhì)（1）磁極固定，電刷與電樞同時旋轉(zhuǎn)；（2）電樞固定，電刷與磁極同時旋轉(zhuǎn)。2．6 何謂主磁通？何謂漏磁通？漏磁通的大小與哪些因素有關(guān)？ 主磁通： 從主極鐵心經(jīng)氣隙，電樞，再經(jīng)過相鄰主極下的氣隙和主極鐵心，最后經(jīng)定子繞組磁軛閉合，同時交鏈勵磁繞組和電樞繞組，在電樞中感應(yīng)電動勢，實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。選在飽和點有三個缺點：①勵磁功率大增②磁場調(diào)節(jié)困難③電樞反應(yīng)敏感2．8 為什么直流電機的電樞繞組必須是閉合繞組？ 直流電機電樞繞組是閉合的，為了換向的需要，如果不閉合，換向器旋轉(zhuǎn)，電刷不動，無法保證正常換向。2．10 單疊繞組與單波繞組在繞法上、節(jié)距上、并聯(lián)支路數(shù)上的主要區(qū)別是什么？ 繞法上： 單疊：任意兩個串聯(lián)元件都是后一個疊在前一個上面 單波：相臨兩串聯(lián)元件對應(yīng)邊的距離約為形成波浪型 節(jié)距上： （單疊） 并聯(lián)支路數(shù) 2a=2p(單疊) 2a=z(單波)2．11 直流發(fā)電機的感應(yīng)電動勢與哪些因素有關(guān)？若一臺直流發(fā)電機的額定空載電動勢是230V，試問在下列情況下電動勢的變化如何？ （1）磁通減少10%； （2）勵磁電流減少10%； （3）磁通不變，速度增加20%；（4）磁通減少10%，同時速度增加20%。 (2)一個元件斷線，對電動勢無影響，由于僅剩下一條支路有電流，電流為原來的，容量減為原來的 (3)只用相對的兩只電刷時，由于兩只電刷為等電位，電壓為零，因此電機無法運行。 發(fā)電機：物理中性線順電機旋轉(zhuǎn)方向移過一個不大的角 電動機：物理中性線逆電機旋轉(zhuǎn)方向移過一個不大的角直軸電樞反應(yīng)影響：電動機：電刷順電樞轉(zhuǎn)向偏移，助磁，反之去磁2．15 直流電機空載和負責(zé)運行時，氣隙磁場各由什么磁動勢建立？負載時電樞回路中的電動勢應(yīng)由什么樣的磁通進行計算？ 空載：僅由勵磁磁動勢建立，負載：由和Ax共同建立： 由每極合成磁通計算，即負載磁通計算，∵負載時，導(dǎo)體切割的是負載磁通（即合成磁通）2．16 一臺直流電動機，磁路是飽和的，當(dāng)電機帶負載以后，電刷逆著電樞旋轉(zhuǎn)方向移動了一個角度，試問此時電樞反應(yīng)對氣隙磁場有什么影響？ 電動機