電機學課后習題答案-免費閱讀

　　

【正文】 5．27 感應調壓器與自耦變壓器相比，有何優缺點？5．28 已知一臺型號為JO2824的三相異步電動機的額定功率為55kW，額定電壓為380V，%，試求該電動機的額定電流 ∴ 5．29 已知某異步電動機的額定頻率為50Hz，額定轉速為970r/min，問該電機的極數是多少？額定轉差率是多少？ ∵ ∴極數為6極。 不大的原因是：在剛起動時，=0 ,=1，轉子頻率較高，轉子電抗較大，轉子邊的功率因數很低，由 知，最初起動時，雖然較大，但因很低，∴仍然不大。5．10 異步電動機帶額定負載運行時，若電源電壓下降過多，會產生什么嚴重后果？試說明其原因。轉子磁勢是由轉子三相（或多相）對稱繞組感應的三相（或多相）對稱電流產生的一個旋轉磁勢，這個磁勢相對轉子的轉速由轉子電流的頻率決定，當轉子的轉速為相對于轉子的轉速，轉差率為時，轉子電流的頻率，則這個磁動勢相對轉子的轉速為，它相對定子的轉向永遠相同，相對定子的轉速為，即永遠為同步速。設A繞組通入的電流為： 則 因為兩相繞組對稱，兩相電流又對稱，所以A相B相產生的磁勢幅值相等 為旋轉磁勢 轉速：令 方向：從超前相電流所在相位轉到滯后相B相即： A－B 可見旋轉磁勢可分解為空間和時間相位上都差90的兩個脈振磁勢 （1） （2） 4．26 一臺三相四極交流電機，定子三相對稱繞組A、B、C分別通以三相對稱電流iA=10sinωtA、iB=10sin(ωt120)A、iC=10sin(ωt240)A，求： （1）當iA=10A時，寫出各相基波磁動勢的表達式以及三相合成磁動勢基波的表達式，用磁動勢矢量表示出基波合成磁動勢的空間位置；（2）當iA由10A降至5A時，基波合成磁動勢矢量在空間上轉過了多少個圓周？ （1） 當 三相合成： （2）當從降至時，在時間上經過電角度即四極電機轉速為 秒轉 圓周第五章 異步電機5．1 什么叫轉差率？如何根據轉差率來判斷異步機的運行狀態？ 轉差率為轉子轉速與同步轉速之差對同步轉速之比值 為發電機狀態。(1) (2)4．18 一臺汽輪發電機，2極，50Hz，定子54槽每槽內兩根導體，a=1，y1=22槽，Y聯接。三相對稱繞組通入三相不對稱電流時，產生橢圓形旋轉磁動勢。5次，消除7次，要消除5次和7次取4．6 為什么對稱三相繞組線電動勢中不存在3及3的倍數次諧波？為什么同步發電機三相繞組多采用Y型接法而不采用Δ接法？∵三相電動勢中的3次諧波在相位上彼此相差，即同大小，同相位，故星形聯結時，有，即線電勢中的三次諧波被互相抵消，同理，接成形時，線電勢中依然不會存在三次諧波，但卻會在三角形回路中產生的3次諧波環境，在各繞組中產生短路壓降，相當于短路，引起附加損耗。 (1) 設∴ ∴∴ （2） (a) 聯結組別為：Yy10（b） 聯結組別：Yd3 (c) 聯結組別：Dy1(4) 聯結組別：Dd6第四章 交流電機繞組的基本理論4．1 交流繞組與直流繞組的根本區別是什么？ 交流繞組：一個線圈組彼此串聯 直流繞組：一個元件的兩端分別與兩個換向片相聯4．2 何謂相帶？在三相電機中為什么常用60176。 (1)求出一相的物理量及參數，在高壓側做試驗，不必折算 (2)方法一： ∴ ∴ ∴ ∴ ∴∴∴方法二：利用簡化等效電路設 則 ∴ = 解得：∴ ∴（V）3．47 一臺三相電力變壓器的名牌數據為：，Yd11接法， 。∵ ∴ (5) ∵是滿載 ∴(a) (b) (滯后) (c) (超前) 說明：電阻性和感性負載電壓變化率是正的，即負載電壓低于空載電壓，容性負載可能是負載電壓高于空載電壓。∴I的主磁通是II的 ，即 ∴ 而 ∴ 3．39 有一臺單相變壓器，當在高壓側加220V電壓時，空載電流為，主磁通為。此時將二次側的三角形打開一角測量開口處的電壓，再將三角形閉合測量電流，試問當此三相變壓器是三相變壓器組或三相心式變壓器時，所測得的數值有無不同？為什么？3．19 有一臺Yd聯接的三相變壓器，一次側（高壓方）加上對稱正弦電壓，試分析： （1）一次側電流中有無3次諧波？ （2）二次側相電流和線電流中有無3次諧波？ （3）主磁通中有無3次諧波？ （4）一次側相電壓和線電壓中有無3次諧波？（5）二次側相電壓和線電壓中有無3次諧波？3．20 并聯運行的理想條件是什么？要達到理想情況，并聯運行的各變壓器需滿足什么條件？3．21 并聯運行的變壓器若短路阻抗的標么值或變比不相等時會出現什么現象？如果各變壓器的容量不相等，則以上兩量對容量大的變壓器是大些好呢還是小些好呢？為什么？3．22 試說明變壓器的正序、負序和零序阻抗的物理概念。3．12 一臺變壓器，原設計的額定頻率為50Hz，現將它接到60Hz的電網上運行，額定電壓不變，試問對勵磁電流、鐵耗、漏抗、電壓變化率等有何影響？解：也50變為60，額定電壓不變。10％，不變，由磁化曲線知， 比 變化快 ∴∴③ 為漏磁路的漏磁導 ∴為常數 ∴變化177。當允許的最大力矩也為 時，應串入的制動電阻為多大？2．69一臺并勵電動機，試求下列制動方式制動時，進入制動狀態瞬間的電樞回路的損耗和電磁制動轉矩。在額定負載時突然在電樞回路中串入電阻，若不計電樞回路中的電感和略去電樞反應的影響，試計算此瞬間的下列項目： （1）電樞反電動勢； （2）電樞電流； （3）電磁轉矩；（4）若總制動轉矩不變，求達到穩定狀態的轉速。`2．60 兩臺完全相同的并勵直流電機，機械上用同一軸聯在一起，并聯于230V的電網上運行，軸上不帶其它負載。現設電樞圓周上共有電流8400A并作均勻分布，已知電樞外徑為若電刷自幾何中性線前移機械角度，試求： （1）每極的交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢各為多少？ （2）當略去交軸電樞反應的去磁作用和假定磁路不飽和時，試求每極的凈有磁動勢及每極下的合成磁通。試計算 （1）發電機的感應電動勢； （2）當轉速，但磁通不變時發電機的感應電動勢； （3）當磁通變為時發電機的感應電動勢。2．23 并勵發電機正轉時能自勵，反轉時還能自勵嗎？2．24 要想改變并勵電動機、串勵電動機及復勵電動機的旋轉方向，應該怎樣處理？2．25 并勵電動機正在運行時勵磁繞組突然斷開，試問在電機有剩磁或沒有剩磁的情況下有什么后果？若起動時就斷了線又有何后果？2．26 一臺正在運行的并勵直流電動機，轉速為1450r/min。 發電機：物理中性線順電機旋轉方向移過一個不大的角 電動機：物理中性線逆電機旋轉方向移過一個不大的角直軸電樞反應影響：電動機：電刷順電樞轉向偏移，助磁，反之去磁2．15 直流電機空載和負責運行時，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，當電機帶負載以后，電刷逆著電樞旋轉方向移動了一個角度，試問此時電樞反應對氣隙磁場有什么影響？ 電動機電刷逆電樞轉向移動，直軸電樞反應去磁，交軸電樞反應總是去磁的2．17 直流電機有哪幾種勵磁方式？分別對不同勵磁方式的發電機、電動機列出電流、的關系式。2．10 單疊繞組與單波繞組在繞法上、節距上、并聯支路數上的主要區別是什么？ 繞法上： 單疊：任意兩個串聯元件都是后一個疊在前一個上面 單波：相臨兩串聯元件對應邊的距離約為形成波浪型 節距上： （單疊） 并聯支路數 2a=2p(單疊) 2a=z(單波)2．11 直流發電機的感應電動勢與哪些因素有關？若一臺直流發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%。2．6 何謂主磁通？何謂漏磁通？漏磁通的大小與哪些因素有關？ 主磁通： 從主極鐵心經氣隙，電樞，再經過相鄰主極下的氣隙和主極鐵心，最后經定子繞組磁軛閉合，同時交鏈勵磁繞組和電樞繞組，在電樞中感應電動勢，實現機電能量轉換。 電功率平衡可知（或能量守恒），輸入的功率一部分消耗在線圈電阻上，一部分為鐵耗 ∴1．11 對于圖，如果鐵心用D23硅鋼片疊成，截面積，鐵心的平均長度，空氣隙繞組的匝數為600匝，試求產生磁通時所需的勵磁磁動勢和勵磁電流。i1減小 ，如果電流i1在鐵心中建立的磁通是，二次繞組的匝數是，試求二次繞組內感應電動勢有效值的計算公式，并寫出感應電動勢與磁通量關系的復數表示式。 閉合鐵心181。 與磁場交變頻率f，磁通密度B，材料，體積，厚度有關。 電路：紫銅線。？有兩個匝數相等的線圈，一個繞在閉合鐵心上，一個繞在木質材料上，哪一個自感系數大？哪一個自感系數是常數？哪一個自感系數是變數，隨什么原因變化？解：自感電勢：由于電流本身隨時間變化而在線圈內感應的電勢叫自感電勢。 ，若一次繞組外加正弦電壓u繞組電阻R電流i1時，問 （1）繞組內為什么會感應出電動勢？ （2）標出磁通、一次繞組的自感電動勢、二次繞組的互感電動勢的正方向； （3）寫出一次側電壓平衡方程式； （4）當電流i1增加或減小時，分別標出兩側繞組的感應電動勢的實際方向。 (2) （3） 總的磁勢不變仍為 ∵磁壓降 鐵心 空氣隙 雖然 但∵ ∴ ∴空氣隙的磁壓降大 （4）∵忽略漏磁 ∴ 而截面積相等 ∴ ∵ ∴（5）∵第一種情況∵大 ∴ 同理 1．9 一個帶有氣隙的鐵心線圈（參考圖），若線圈電阻為R，接到電壓為U的直流電源上，如果改變氣隙的大小，問鐵心內的磁通和線圈中的電流I將如何變化？若線圈電阻可忽略不計，但線圈接到電壓有效值為U的工頻交流電源上，如果改變氣隙大小，問鐵心內磁通和線圈中電流是否變化？ 如氣隙增大磁阻增大，如磁勢不變，則減小 ∵ ∵ 在減小 ∴ ∴ 增大 接在交流電源上，同上 直流電源：∵ ∴不變 但仍然減小。 (1)交流 ∵電刷與電樞間相對靜止，∴電刷兩端的電壓性質與電樞的相同。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由元件結構決定，不對稱元件：與電樞上的幾何中性線重合。 (4)單波失去一個磁極，感應電動勢減小，容量減小且內部產生環流。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。試求該電機的額定電流。 解： = 247。當轉速為時，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）欲使空載產生額定電壓，勵磁回路應串入多大電阻？ （2）電機的電壓調整率；（3）在額定運行情況下電樞反應的等效去磁磁動勢。 解：（1）==205（V）＜220V ∴總電動機運行。 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。10％。10％，如增加10％，則減小10％，增大，∴的增加大于10％。∵無論在高壓做還是低壓做磁