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 I 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1P 将 ，电枢电流a I ，转速n 将 ，
电动机的效率η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a I 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２０℅，他励方式运行空载电压为01U ，并励方式空载电压为
02U ,则 。
Ａ：01U = 02U ， Ｂ：01U < 02U ， Ｃ：01U > 02U 。
答：B
2．一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U 降为0.5N U ,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：C
3． 在直流电机中，公式n C E e a Φ=Ф和a T I C T Φ=中的Φ指的是 。
A ：每极合成磁通 ，
B ：所有磁极的总磁通，
C ：主磁通每极磁通 ，
D ：以上都不是 。
答：A
4．在直流电机中，右行单叠绕组的合成节距c y y == 。
A ：p Q u 2,
B ：
ε±p
Q u 2, C ：1, D ：2. 答：C 5．直流电动机的额定功率指 。
A:转轴上吸收的机械功率, B:转轴上输出的机械功率,
C:电枢端口吸收的电功率, D:电枢端口输出的电功率。
答：B
6．一台他励直流发电机，额定电压为200伏，六极，额定支路电流为100安培，当电
枢为单叠绕组时，其额定功率为 ；当电枢为单波绕组时，其额定功率为 。
A20W B40kW C80kW D120kW
答：D ，B.
三、判断题
1． 并励直流发电机转速上升0.2倍，则空载时发电机端电压上升0.2倍。 （ ）
答：错
2．直流电机的电枢绕组并联支路数等于极数即2=a =2p 。 （ ）
答：错
3．直流电机主磁通既链着电枢绕组又链着励磁绕组，因此这两个绕组中都存在着感应电势。
（ ）
答：错
4．他励直流电动机在固有特性上弱磁调速，只要负载不变，电动机转速升高。 （ ）
答 对
5．直流电机的电枢绕组至少有两条并联支路。 （ ）
答 对
6．并励直流发电机稳态运行时短路电流很大。 （ ）
答：错
7．直流发电机中的电刷间感应电势和导体中的感应电势均为直流电势。 （ ）
答：错
8．直流电机的转子转向不可改变。 （ ）
答：错
9．同一台直流电机既可作发电机运行，由可作电动机运行。 （ ）
答：对
10．并励直流电电机不可轻载运行。 （ ）
答：错
四、简答题
1．在直流电机中换向器-电刷的作用是什么？
答 在直流电机中，电枢电路是旋转的，经换向器-电刷作用转换成静止电路，即构成每条支路的元件在不停地变换，但每个支路内的元件数及其所在位置不变，因而支路电动势为直流，支路电流产生的磁动势在空间的位置不动。
2． 直流电机电刷放置原则是什么？
答 在确定直流电机电刷的安放原则上就考虑：（1）应使电机正、负电刷间的电动势最大：（2）应使被短路元件的电动势最小，以利于换向。两者有一定的统一性，一般以空载状态为出发点考虑电刷的安放。因此，电刷的合理位置是在换向器的几何中性线上。无论叠绕组还是波绕组，元件端接线一般总是对称的，换向器的几何中性线与主极轴线重合，此时电刷的合理位置是在主极轴线下的换向片上。
3．直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V （等于额定电压），试问在下列情况下电动势变为多少？
（1）磁通减少10% ；
（2）励磁电流减少10% ；
（3）转速增加20%；
（4）磁通减少10%。
答 感应电动势n n C E e Φ∝Φ=，在其它条件不变的情况下，感应电动势E 与磁
通Φ和转速n 成正比。
（1）Φ减少10% ，E 亦减少10% ，为20V 。
（2）励磁电流减少10% ，由于磁路饱和，Φ减少不到10% ，E 亦减少不到10% ，因此207V （3）n 增加20% ，E 亦增加20% ，为276V 。 （4）Φ减少10% ，n 上升10% ，V V E 228230)1.01)(1.01(=⨯+-=。 五、计算题 1. 设一台4kW 、220V ，效率%84=N η的两极直流电动机，电枢绕组为单叠绕组，槽数Q=18，每槽每层元件边数u=4,元件匝数8=y N 。试求： （1）电机的额定电流； （2）电枢绕组数据：虚槽数u Q ，换向片数K ，绕组元件数S ，总导体数a Z 以及绕组 各节距。 解 （1）额定电流 A A U P I N N N N 65.2184 .02201043=⨯⨯== η （2）虚槽数 72184=⨯==uQ Q u 元件数、换向片数 72===u Q K S 总导体数 根根115272822=⨯⨯==S N Z y a 合成节距 1±==k y y 第一节距 1804 7221=== εp Q y u 第二节距 191718112--=-±=-=或y y y 2. 一台直流发电机数据：62=p ，总导体数N=720，62==a ，运行角速度π40=Ωrad/s ，每极磁通Φ=0.0392Wb 。试计算： （1）发电机的感应电动势； （2）当转速n=900r/min ，但磁通不变时的感应电动势； （3）当磁通Φ=0.0435Wb ，n=900r/min 时的感应电动势。 解 （1）133 60780360=⨯⨯== =a pN C e 转速 πππ403030⨯=Ω= n r/min 1200=r/min 感应电动势 V V n C E e 5.61112000392.013=⨯⨯=Φ= （2）当Φe C 不变时，n E ∝。因此min /900r n =时的感应电动势为 V V E 6.4585.6111200 900=⨯= （3）当e C 和n 不变时，Φ∝E 。因此0435.0=ΦWb 时的感应电动势为 V V E 9.5086.4580392 .00435.0=⨯= 3. 一台并励直流电动机的额定数据如下：P N ＝17kw ，U N ＝220V ，n ＝3000r/m ，I N ＝88.9A ，电枢回路电阻R a =0.0896欧，励磁回路电阻R f ＝181.5欧，若忽略电枢反应的影响，试求： （1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）额定负载时的效率；（4）在理想空载（I a ＝0）时的转速；（5）当电枢回路串入电阻R ＝0.15欧时，在额定转矩时的转速。 解（1） 1.543000 26017000=⨯⨯=Ω=πN N N P T N ·m （2） Ω=== 212.15.181220R U I f N fN 688.87212.19.88=-=-=fN N aN I I I A 14.2120896.0688.87220=⨯-=-=R I U E a aN N aN V 13.18602688.8714.212=⨯==I E P aN aN eN w 2.592601 3.18602=⨯⨯=Ω=N N eN eN n P T π N·m （3） 1.51.542.590=-=-=T T T N eN N·m 2.160260 300021.500=⨯⨯=Ω=πT P w P P P P cuf cua eN N ++=1 R I R I P f f a a eN 22++= ＝18602.13+87.6882×0.0896+1.2122×181.5 ＝19557.7 w %9.86%1001=⨯=P P N N N η （4）m r E n U C U n aN N N e N /2.311114.21230002200=⨯==Φ= （5）因为调速前后T e 不变，所以I a 不变 V R R I U E a a N a 199)15.00896.0(688.87220)('=+⨯-=+-= m r E E n n a aN N /2.281419914.2123000''=⨯=⋅= 4． 一台串励直流电动机U N ＝220V ，n ＝1000r/m ，I N ＝40A ，电枢回路电阻为0.5欧，假定磁路不饱和。 试求：（1）当I a ＝20A 时，电动机的转速及电磁转矩？ （2）如果电磁转矩保持上述值不变，而电压减低到110V ，此时电动机的转速及电流各为多少？ 解：2005.040220=⨯-=-=R I U E a N N aN V 2.01000200N ===Φn E C aN N e （1）A I 'a 20=，1.040 20'=Φ⨯=ΦN e N e C C 所以m r R I U C E n a a N e a /21001.05.0202201.0'''' =⨯-=-=Φ= 1.1920)1.055.9(' ''=⨯⨯=Φ=I C T a T e Ｎ· m （2）串励且转矩保持不变，所以I a 不变，Φ'C e 不变 I a ＝20 A m r R I U C E n a a N e a ''/10001.05.0201101.0''''=⨯-=-=Φ= 电机学第二版习题答案 电机学是电气工程中的重要学科，它研究的是电动机的原理、设计和应用。对 于学习电机学的学生来说，理解和掌握习题的答案是非常重要的。本文将为大 家提供《电机学第二版》习题的答案，帮助大家更好地学习和应用电机学知识。第一章：电动机基础知识 1. 电动机是将电能转化为机械能的装置。它由定子和转子两部分组成，其中定 子是不动的，转子则可以旋转。 2. 电动机的分类有直流电动机和交流电动机两种。直流电动机是通过直流电源 供电，交流电动机则是通过交流电源供电。 3. 电动机的工作原理是根据洛伦兹力的作用，使得定子和转子之间产生力矩， 从而实现转动。 4. 电动机的效率可以通过输入功率和输出功率的比值来计算。效率越高，表示 电动机的能量转化效率越高。 第二章：直流电动机 1. 直流电动机的主要特点是转子上有一个或多个永磁体，通过改变电流的方向 和大小来改变转子的转动方向和速度。 2. 直流电动机的转矩与电流成正比，转速与电压成正比。根据这个特性，可以 通过改变电流和电压来控制直流电动机的转速和转矩。 3. 直流电动机的速度调节方式有电枢电阻调速、电压调速和外加磁场调速等。 第三章：交流电动机 1. 交流电动机的主要特点是转子上没有永磁体，而是通过定子上的电流产生的 磁场来实现转动。 2. 交流电动机根据转子类型的不同，分为异步电动机和同步电动机两种。 3. 异步电动机的转速略低于同步速度，转速与电源频率成反比。同步电动机的转速与电源频率成正比。 4. 交流电动机的启动方式有直接启动、星三角启动和自耦变压器启动等。 第四章：电动机的保护与控制 1. 电动机的保护主要包括过载保护、短路保护和过热保护等。这些保护装置可以保护电动机在工作过程中不受损坏。 2. 电动机的控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等。根据实际需要选择合适的控制方式。 第五章：电动机的应用 1. 电动机广泛应用于各个领域，如工业生产、农业生产和家庭用电等。它们在生产和生活中起着重要的作用。 2. 电动机的应用可以通过控制电流和电压来实现不同的转速和转矩要求。根据实际需求选择合适的电动机类型和控制方式。 通过本文提供的《电机学第二版》习题答案，相信大家可以更好地理解和掌握电机学的知识。电机学是电气工程领域中的基础学科，掌握好电机学的知识对于电气工程师来说至关重要。希望大家通过学习和实践，能够在电机学领域有所突破和创新。 《电机学》习题三答案 一、单项选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分） 1、在电机和变压器铁心材料周围的气隙中（ A ）磁场。 A、存在； B、不存在； C、存在均匀； C、不好确定。 2、直流发电机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为（ B ）。 A、去磁与交磁； B、增磁与交磁； C、去磁； D、增磁。 3、直流电动机的基本结构主要由（ B ）两大部分构成。 A、静止的铁心，旋转的绕组； B、静止的磁极，旋转的电枢； C、静止的电枢，旋转的磁极； D、静止的绕组，旋转的铁心。 4、他励直流电机并联于220V电网上，已知支路对数为1，极对数为2，电枢总导体数为372，转速1500r/min，磁通0.011wb，该直流电机为（ B ）。 A、发电机状态； B、电动机状态； C、能耗制动状态； D、反接制动状态。 5、直流电动机的额定功率指（ B ）。 A、转轴上吸收的机械功率； B、转轴上输出的机械功率； C、电枢端口吸收的电功率； D、电枢端口输出的电功率。 6、原动机拖动直流并励发电机空载运行，正转时能够建立起稳定的端电压，则反转时（ C ）。 A、能够建立起与正转时极性相反的稳定端电压； B、能够建立起与正转时极性相同的稳定端电压 C、不能建立起稳定的端电压 D、无法确定 将（ B ）。 7、若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U A、升高20％； B、升高大于20％； C、升高小于20％； D、不变。 8、直流电机的铁损、铜损分别( C )。 A、随负载变化，随负载变化； B、随负载变化，不随负载变化； C、不随负载变化，随负载变化； D、不随负载变化，不随负载变化。 9、一台变比为k＝5的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为10，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ A ）。 第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦， 消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与 磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个 绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心μ>>μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木 质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感 应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。 电 机 学 习 题 集 备注：作业时抄写题目，题与题之间空一行。 绪论和第一章：磁路 1-1：简述右手螺旋法则，左手定则和右手定则，以及电磁感应定律。 1-2：简述什么是磁路、磁动势、磁路的基尔霍夫第二定律。假定作用在某段磁路上的磁动势为HL ，该段磁路磁阻为Rm ，则通过该段磁路的磁通量是多少？ 1-3：电机中为什么要使用铁磁材料，直流磁路和交流磁路有什么区别？ 1-4：有一闭合磁路，由铁心和气隙组成。铁心截面积2 4109m S -?=，磁路平均长度m l 3.0=，铁心磁导率05000μμ=Fe ；气隙长度m 0005.0=δ，气隙截面积按1.1S 计算。套装在铁心上的励磁绕组500匝，问电流0.5A 时，磁路中磁通为多少？作用在铁心磁路和气隙上的磁动势分别为多少？70104-?=πμH/m 。 第二章：变压器 2-1：简述变压器的组成。变压器的最基本组成是什么？ 2-2：什么是变压器的额定容量、额定电压和额定电流？ 2-3：什么是变压器的主磁通？什么是变压器的漏磁通？主磁通的大小主要取决于哪些因素？ 2-4：单相变压器计算 1）一台单相变压器，S N =20000kVA,U 1N /U 2N =127kV/11kV ，50Hz ，高压侧开路，在低压侧施加额定电压并进行测量，测得电流45.5A ，损耗47kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的激磁阻抗参数(实际值)。(k=11.5455,Rm=3026Ω,Xm=32083Ω) 2）上述变压器，低压侧短路，在高压侧施加一电压使电流达到额定电流，进行测量，测得电压9.24kV ，损耗129kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的短路阻抗参数(实际值)。(I1N=157.48A,Rk= 5.202Ω,Xk=58.44Ω) 3）上述变压器，利用简化等效电路计算该变压器满负荷时的负载阻抗大小，额定功率因数cos φ=0.8（按负载电流滞后电源电压计算）。(Z 总=645.08Ω+j483.81Ω，Z L =639.8Ω+j425.4Ω) 2-5：什么是时钟表示法，组号表达了变压器的什么性能？说明联结组别Yd11的含义。 2-6：三相变压器，额定容量5000kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Yd 连接，计算 1）一、二次侧的额定电流；288.7A,458.2A 2）一、二次侧的额定相电压和额定相电流。5.774kV ，6.3kV ，288.7A,264.6 2-7：变压器的并联运行条件是什么？ 2-8：2-4中变压器，满负荷运行时，cos φ=0.8，利用简化等效电路，利用标幺值计算该变压器的电压调整率。(Zb=806.4Ω,4.86%) 第三章：直流电动机 3-1：简述直流电动机结构。什么是直流电动机的励磁方式？直流电动机有哪些励磁方式？ 3-2：什么是直流电动机的额定功率、额定电压和额定电流？ 3-3：什么是直流电动机的电枢反应，电枢反应对直流电动机什么性能有影响？ 第二章 直流电机 2．1 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？ 换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流，“换向”成直流电，如果没有换向器，电机不能发出直流电。 2．2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质 （1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转； （2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。 (1)交流 ∵电刷与电枢间相对静止，∴电刷两端的电压性质与电枢的相同。 （2）直流 电刷与磁极相对静止，∴电刷总是引出某一极性下的电枢电压，而电枢不动，磁场方向不变 ∴是直流。 2．3 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？ 直流电动机中，换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电，以使电枢无论旋转到N 极下，还是S 极下，都能产生同一方向的电磁转矩 2．4 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？ 有7个 主磁极 换向极， 机座 电刷 电枢铁心，电枢绕组，换向器 见备课笔记 2．5 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？ 一个线圈产生的直流脉动太大，且感应电势或电磁力太小，线圈愈多，脉动愈小，但线圈也不能太多，因为电枢铁心表面不能开太多的槽，∴线圈太多，无处嵌放。 2．6 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？ 主磁通： 从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极下的气隙和主极铁心，最后经定子绕组磁轭闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢中感应电动势，实现机电能量转换。 漏磁通： 有一小部分不穿过气隙进入电枢，而是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合，不参与机电能量转换，δΦ与饱和系数有关。 2．7 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近？ 磁化曲线：00()f F Φ= 0Φ-主磁通，0F 励磁磁动势 设计在低于“膝点”，则没有充分利用铁磁材料，即 同样的磁势产生较小的磁通0Φ，如交于“膝点”，则磁路饱和，浪费磁势，即使有较大的0F ，若磁通0Φ基本不变了，而我的需要是0Φ（根据E 和m T 公式）选在膝点附近好处：①材料利用较充分②可调性好③稳定性较好。 电机额定点选在不饱和段有两个缺点：①材料利用不充分②磁场容易受到励磁电流的干扰而不易稳定。 选在饱和点有三个缺点：①励磁功率大增②磁场调节困难③电枢反应敏感 电机学习题集交流机题集及答案 第三部分交流机 14－1 在交流电机中，那类电机叫同步电机？那类电机叫异步电机？它们的基本工作原理和激磁方式有什么不同？ 14－2 整数槽双层迭绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？整数槽双层波绕组的最大并联支路数是多少？如何才能达到？ 14－3 在电势相加的原则下，交流迭绕组和波绕组的连接规律有什么不同？并说明二者的主要优缺点和应用范围。 14－4 试说明谐波电势产生的原因及其削弱方法。 14－6 一台三相同步发电机，f＝50Hz，nN＝1500r/m，定子采用双层短矩分布绕组。Q＝3，y1/ ＝，每相串联匝数w＝108，Y连接，每极磁通量Wb，Wb，Wb，Wb，试求： （1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1，kw3，kw5，kw7； （4）相电势，，，及合成相电势和线电势E。 4－7 一台汽论发电机，两极，50Hz，定子54槽，每槽内两极导体，a ＝1，y1＝22槽，Y接法。已知空载线电压U0＝6300V，求每极基波磁通量。 14－9 为什么采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势？为什么削弱5次谐波和7 次谐波电势，节距选多大比较合适？ 14－11 齿谐波电势使由于什么原因引起的？在中小型异步电机和小型 凸极同步电机中，场采用转子斜槽或斜极削弱齿谐波电势，斜多少合适？ 14－12 在低速水轮发电机中，定子绕组常采用分数槽绕组，为什么？ 14－13 何谓相带？在三相电机中为什么常采用600相带绕组而不用1200相带绕组？ 14－14 交流电机的频率、极数和同步转速之间有什么关系？试求下列交流电机的同步转速或极数。 （1）汽论发电机f＝50Hz，2P＝2，n＝？ （2）水轮发动机f＝60Hz，2P＝32，n＝？ （3）同步发电机f＝50Hz，n＝750r/m，2P＝？ 14－15 交流绕组和直流绕组的基本区别在哪里？为什么直流绕组必须用闭合绕组，而交流绕组却常接成开启绕组？ 14－16 为什么相带A与相带X的线圈组串联时必须反向连接，不这样会引起什么后果？ 14－17 试求双层绕组的优点，我是现代中、大型电机的交流绕组一般都采用双层绕组？ 14－19 试诉分布系数和短矩系数的意义。若采用长距线圈y1 ,其短矩系数是否会大于1，为什么？试计算24槽4极电机中，当选取不同节距，y1＝，y1＝，y1＝，y1＝，y1＝时的短矩系数。 14－20 试证明在槽数相等的情况下，无论每极每相槽数等于多少，三相600相带和1200相带绕组的分布系数总有下列关系：kq1（600相带）＝1.16 kq1（1200相带） 14－21 一台JDM型二、四极三相交流双速电机，定子共24槽，只有 绪论 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？ 答：电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。这类材料应具有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。 在图中，当给线圈外加正弦电压时，线圈和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？ 答：当给线圈外加正弦电压时，线圈中便有交变电流流过，产生相应的交变的磁动势，并建立起交变磁通，该磁通可分成同时交链线圈、的主磁通和只交链线圈的漏磁通。这样，由主磁通分别在线圈和中感应产生交变电动势。由漏磁通在线圈中产生交变的。电动势的大小分别和、的大小，电源的频率，交变磁通的大小有关。 0-3 感应电动势中的负号表示什么意思？ 答：是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为；当磁路是线性的，且磁场是由电流产生时，有为常数，则可写成。 试比较磁路和电路的相似点和不同点。 答：磁路和电路的相似只是形式上的，与电路相比较，磁路有以下特点： 1）电路中可以有电动势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通； 2）电路中有电流就有功率损耗；而在恒定磁通下，磁路中无损耗3）由于G导约为G绝的1020倍，而仅为的倍，故可认为电流只在导体中流过，而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通； 4）电路中电阻率在一定温度下恒定不变，而由铁磁材料构成的磁路中，磁导率随变化，即磁阻随磁路饱和度增大而增大。 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？ 答：电机运行时，热量主要来源于各种损耗，如铁耗、铜耗、机械损耗和附加损耗等。当电机所用绝缘材料的等级确定后，电机的最高允许温度也就确定了，其温升限值则取决于冷却介质的温度，即环境温度。在电机的各种损耗和散热情况相同的条件下，环境温度不同，则电机所达到的实际温度不同，所以用温升而不直接用温度表示电机的发热程度。电机的温升主要决定于电机损耗的大小、散热情况及电 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 I 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1P 将 ，电枢电流a I ，转速n 将 ， 电动机的效率η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a I 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２０℅，他励方式运行空载电压为01U ，并励方式空载电压为 02U ,则 。 Ａ：01U = 02U ， Ｂ：01U < 02U ， Ｃ：01U > 02U 。 答：B 2．一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U 降为0.5N U ,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：C 3． 在直流电机中，公式n C E e a Φ=Ф和a T I C T Φ=中的Φ指的是 。 A ：每极合成磁通 ， B ：所有磁极的总磁通， C ：主磁通每极磁通 ， D ：以上都不是 。 答：A 4．在直流电机中，右行单叠绕组的合成节距c y y == 。 电机学第三版习题答案 电机学是电力工程专业中的一门重要课程，它主要研究电机的工作原理、性能特点以及控制方法。对于学习电机学的学生来说，习题是巩固知识、提高技能的重要途径。本文将为大家提供电机学第三版习题的答案，帮助大家更好地掌握电机学的知识。 第一章：电机基础知识 1. 电机是将电能转化为机械能的装置。它由定子和转子两部分组成，其中定子是固定不动的部分，转子则是可以旋转的部分。 2. 电机的工作原理是利用电磁感应定律，通过电流在磁场中产生力矩，从而使转子旋转。 3. 电机的分类有直流电机和交流电机两大类。直流电机是通过直流电源供电，交流电机则是通过交流电源供电。 4. 电机的性能特点包括额定功率、额定电压、额定转速、额定电流等。这些参数可以通过电机的型号和技术参数进行查询。 第二章：电机的启动与制动 1. 电机的启动方式有直接启动、自耦变压器启动、星三角启动等。不同的启动方式适用于不同的电机类型和功率等级。 2. 电机的制动方式有机械制动、电磁制动、电阻制动等。制动方式的选择要根据具体的应用需求和电机的特性进行判断。 第三章：电机的转矩和转速控制 1. 电机的转矩控制可以通过调节电机的电流、电压和磁通等参数来实现。常用的控制方法有电流反馈控制、磁通反馈控制等。 2. 电机的转速控制可以通过调节电机的电压、频率和极数等参数来实现。常用的控制方法有电压调制控制、频率调制控制等。 第四章：电机的热特性 1. 电机在工作过程中会产生热量，这是由于电机的电阻和铁心损耗所导致的。热特性是电机性能的重要指标之一。 2. 电机的热特性包括温升、热阻、热容等参数。这些参数可以通过实验和计算来确定。 第五章：电机的保护与维修 1. 电机在运行过程中可能会遇到过载、短路、过热等故障。为了保护电机的安全运行，需要采取相应的保护措施。 2. 电机的维修包括日常保养、故障排除和更换零部件等。维修工作需要具备一定的电机知识和技术。 通过对电机学第三版习题的答案进行总结和归纳，我们可以更好地理解和掌握电机学的知识。同时，通过习题的解答，我们也可以提高自己的问题解决能力和动手实践能力。希望本文对大家学习电机学有所帮助。 《电机学》 课后习题答案 华中科技大学辜承林主编 第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦， 消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与 磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个 绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为µ0是常数，所以木 质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感 应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。 第三章习题与答案 1．双闭环调速系统在突加给定的起动过程中，转速调节器为什么能迅速达到限幅值，其限幅值是如何整定的？电流调节器是否应达到限幅值，其限幅值是如何整定的？ 双闭环调速系统在突加给定时，由于电机的机械惯性，转速为零，使转速反馈电压fn U 为零，这时加在转速调节器输入端的偏差电压n U ?很大，而转速调节器的积分时间常数较小，所以转速调节器的输出能迅速达到限幅值，其限幅值按所要限制的最大电流值来整定，dm gi I U β=。电流调节器不应达到限幅值，否则将失去调节作用，其限幅值应大于最大的输出控制电压，s fz gdm e K km K R I n C U U += >。 2．双闭环调速系统对电网及负载扰动，其调节过程的特点是什么？ 对电网电压的扰动无需等到电机转速发生变化，只要电枢回路电流发生变化时，由电流调节器调节即可，有效减小电机转速的变化。负载扰动要电机的转速发生变化后，由转速调节器来调节。 3－1开环系统额定静态速降是由什么因素决定的？ 开环系统的静态速降为 e d C R I n =?其中e C 为电机所固有的常数，因此开环系统额定静态速降主要由电机的额定电流、电枢回路总电阻决定。 3．转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是什么？ 转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是闭环系统的自动调节作用。在开环系统中，当负载电流增大时，电枢电流Id 在电阻R 上的压降也增大，转速就要降下来。现在引入了转速负反馈，转速稍有降落，反馈电压Un 就感觉出来了。因给定电压Un*不变。因此加到触发器上的控制电压Uc=Kp(Un*-Un)便会自动增加了，它可使晶闸管整流电压Ud0增加，电动机转速便相应回升。由于电枢电压的增量ΔUd0，补偿ΔIdR 压降，就使转速基本维持不变。 4．有一V －M 调速系统，已知电动机的电势系数Ce ＝1.27(v/rpm)，IN ＝15A ， 第3章思考题与习题参考答案 3.1 三相组式变压器和三相心式变压器的磁路结构各有何特点？在测取三相心式变压器的空载电流时，为什么中间一相的电流小于其它两相的电流？ 答：三相组式变压器的三相磁路彼此独立，互不关联，且各相磁路几何尺寸完全相同；三相心式变压器的三相磁路彼此不独立，互相关联，各相磁路长度不等，三相磁阻不对称。在外加对称电压时，由于中间相磁路长度小于其它两相的磁路长度，磁阻小，因此，中间一相的空载电流小于其它两相的电流。 3.2 变压器出厂前要进行“极性”试验，如题3.2图所示，在U1、 U2端加电压，将U2、u2相连，用电压表测U1、u1间电压。设变压器额 定电压为220/110V，如U1、u1为同名端，电压表读数为多少？如不是同 名端，则读数为多少？ 答:110V，330V 题3.2图极性试验图 3.3 单相变压器的联结组别有哪两种？说明其意义。 答：有I，I0；I，I6两种。I，I0说明高、低压绕组电动势同相位；I，I6说明高、低压绕组电动势反相位。 3.4 简述三相变压器联结组别的时钟表示法。 答：把三相变压器高压侧某一线电动势相量看作时钟的长针，并固定指向“0”点，把低压侧对应线电动势相量看作时钟的短针，它所指向的时钟数字便是该变压器的联结组别号。 3.5 试说明为什么三相组式变压器不能采用Y,y联结，而小容量三相心式变压器可以采用Y,y联结？ 答：因为三相组式变压器三相磁路彼此独立，采用Y，y联结时，主磁路中三次谐波磁通较大，其频率又是基波频率的三倍，所以，三次谐波电动势较大，它与基波电动势叠加，使变压器相电动势畸变为尖顶波，其最大值升高很多，可能危及到绕组绝缘的安全，因此三相组式变压器不能采用Y，y联结。对于三相心式变压器，因为三相磁路彼此相关，所以，三次谐波磁通不能在主磁路（铁心）中流通，只能通过漏磁路闭合而成为漏磁通。漏磁路磁阻很大，使三次谐波磁通大为削弱，主磁通波形接近于正弦波，相电动势波形也接近正弦波。但三次谐波磁通频率较高，流经油箱壁及其它铁件时会产生涡流损耗，引起局部过热，降低变压器运行效率，因此，只有容量小于1800KVA的三相心式变压器才允许采用Y，y联结。 3.6 在三相组式变压器中，三次谐波磁通是主磁通；而在三相心式变压器中，三次谐波磁通是漏磁通，这一说法对吗？为什么？ 答：对。因为在组式变压器中，三次谐波磁通流经主磁路，数值较大，起到了主磁通的作用；而在 汤蕴璆电机学课后习题答案 汤蕴璆电机学课后习题答案 电机学作为电气工程的重要组成部分，是学习电气与电子技术的基础。而汤蕴璆电机学课后习题则是帮助学生巩固所学知识、提高解题能力的重要工具。在这篇文章中，我们将为大家提供汤蕴璆电机学课后习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握电机学知识。 第一章：电磁场基础 1. 电荷与电流的区别是什么？ 答：电荷是电子所带的基本单位，具有正负之分，而电流是电荷的流动，是单位时间内通过某一截面的电荷量。 2. 什么是电场和磁场？ 答：电场是由电荷所形成的一种力场，可以使带电粒子受到电力作用；磁场是由电流所形成的一种力场，可以使带电粒子受到磁力作用。 3. 什么是电感和电容？ 答：电感是指导电体中储存电磁能量的能力，单位是亨利；电容是指导电体中储存电荷的能力，单位是法拉。 第二章：电机基础 1. 什么是电机？ 答：电机是将电能转化为机械能的装置，通过电磁作用产生力矩，驱动机械运动。 2. 电机的分类有哪些？ 答：电机可以分为直流电机和交流电机两大类。直流电机又可以分为直流励磁 电机和直流永磁电机；交流电机可以分为异步电机和同步电机。 3. 什么是电机的额定功率和额定转速？ 答：电机的额定功率是指在额定工况下，电机所能输出的功率；额定转速是指 在额定工况下，电机的转子转速。 第三章：电机的运行与控制 1. 什么是电机的启动方式？ 答：电机的启动方式是指电机在启动过程中所采用的不同控制方法，常见的启 动方式有直接启动、自耦变压器启动、星三角启动等。 2. 什么是电机的调速方式？ 答：电机的调速方式是指电机在运行过程中所采用的不同控制方法，常见的调 速方式有电压调速、电流调速、转子电阻调速、变频调速等。 3. 什么是电机的保护措施？ 答：电机的保护措施是为了保证电机在正常工作范围内运行，避免因电机过载、过热等原因造成电机损坏。常见的保护措施有过载保护、短路保护、过热保护等。 通过以上习题的答案，我们可以更全面地了解电机学的知识点和相关概念。在 学习电机学的过程中，不仅要理解各种电机的原理和工作方式，还要掌握电机 的运行与控制方法。只有通过不断地练习和思考，才能够真正掌握电机学的知识，为今后的电气工程实践打下坚实的基础。希望大家在学习电机学的过程中 能够加强练习，提高解题能力，为将来的工作做好准备。 第二章 直流电机 2．1 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？ 换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流，“换向”成直流电，如果没有换向器，电机不能发出直流电。 2．2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质 （1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转； （2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。 (1)交流 ∵电刷与电枢间相对静止，∴电刷两端的电压性质与电枢的相同。 （2）直流 电刷与磁极相对静止，∴电刷总是引出某一极性下的电枢电压，而电枢不动，磁场方向不变 ∴是直流。 2．3 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？ 直流电动机中，换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电，以使电枢无论旋转到N 极下，还是S 极下，都能产生同一方向的电磁转矩 2．4 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？ 有7个 主磁极 换向极， 机座 电刷 电枢铁心，电枢绕组，换向器 见备课笔记 2．5 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？ 一个线圈产生的直流脉动太大，且感应电势或电磁力太小，线圈愈多，脉动愈小，但线圈也不能太多，因为电枢铁心表面不能开太多的槽，∴线圈太多，无处嵌放。 2．6 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？ 主磁通： 从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极下的气隙和主极铁心，最后经定子绕组磁轭闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢中感应电动势，实现机电能量转换。 漏磁通： 有一小部分不穿过气隙进入电枢，而是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合，不参与机电能量转换，δΦ与饱和系数有关。 2．7 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近？ 磁化曲线：0 0()f F Φ= 0Φ-主磁通，0F 励磁磁动势 设计在低于“膝点”，则没有充分利用铁磁材料，即 同样的磁势产生较小的磁通0Φ，如交于“膝点”，则磁路饱和，浪费磁势，即使有较大的0F ，若磁通0Φ基本不变了，而我的需要是 0Φ（根据E 和m T 公 式）选在膝点附近好处：①材料利用较充分②可调性好③稳定性较好。 电机额定点选在不饱和段有两个缺点：①材料利用不充分②磁场容易受到励磁电流的干扰而不易稳定。 选在饱和点有三个缺点：①励磁功率大增②磁场调节困难③电枢反应敏感 2．8 为什么直流电机的电枢绕组必须是闭合绕组？ 直流电机电枢绕组是闭合的，为了换向的需要，如果不闭合，换向器旋转，电刷不动，无法保证正常换向。 2．9 何谓电枢上的几何中性线？何谓换向器上的几何中性线？换向器上的几何中性线由什么决定？它在实际电机中的位置在何处？ ①电枢上几何中性线：相临两点极间的中性线 ②换向器上几何中性线：电动势为零的元件所接两换向片间的中心线 ③由元件结构决定，不对称元件：与电枢上的几何中性线重合。对称元件：与极轴轴线重合。 ④实际电机中。 2．10 单叠绕组与单波绕组在绕法上、节距上、并联支路数上的主要区别是什么？ 绕法上： 单叠：任意两个串联元件都是后一个叠在前一个上面1k y = 单波：相临两串联元件对应边的距离约为2τ 形成波浪型 节距上：12i Z P y ε = ± 1y =±（单叠）11i Z k P p y ±±= = k y y = 21y y y =- 并联支路数 2a=2p(单叠) 2a=z(单波) 电机学（十五课本） 第二章 变压器 A U S I N N N 51310 36310560033 322=⨯⨯⨯= = .，A I I N N 2963513322===φ 额定电压：kV U U N N 7745310311.===φ kV U U N N 3622.==φ 1）低压侧开路实验： () Ω===212434736800322200..' 'φI p R m Ω===614743 4763002020..' 'φφI U Z m Ω=-= -= 41469212461474222 2...''''' 'm m m R Z X 折算到高压侧（一次侧）：Ω=⨯==21042124916402...' 'm m R k R Ω=⨯==8123241469916402...' 'm m X k X 一次阻抗基值：Ω== = 8717323 5774 111.φ φN N b I U Z 835871721041...=== *b m m Z R R ，02698717812321...===* b m m Z X X 高压侧短路实验： Ω===05750323 3180003221.φk k k I p R Ω=== = 9830323 3 55031111.φφ φk k k k k I U I U Z Ω=-=-= 9810057509830222 2 ...k k k R Z X 0032508717057501...=== * b k k Z R R ，0549087 1798101...===*b k k Z X X 2）采用近似等效电路，满载且802.cos =ϕ（滞后）时，取0220∠=-∙ U U ，则： 02873680..arccos ==ϕ， 0022222873632387369164 0296 ...' '-∠=-∠= -∠=-∠=-∙ ϕϕφφφk I I I N N 4 242916402057849531787363236586983022200221........''j U kU U k U I Z U k ++=+∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-∠⨯∠=⎪ ⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=∙∙∙∙ φφ 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R =1，单位：兀匕 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 P h二C h fB；V。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p h' c Fe f 1.3B：G。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7.5 10上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：寫磁路左右对称.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 A =A. = 0.025 1.25 10 - 0.93m2=2.9 10 - m2 （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） 气隙长度丨乂 = 2: =5 10 ^m 铁心长度丨二7.5-1.25 卜 2 • 5 -1.25 -0.025 2cm =12.45 10 ^m ①7 5汉10 ° 铁心、气隙中的磁感应强度 B = B 厂T =1.29T °2A 2X2.9 況10 （1）不计铁心中的磁位降： B r 1 29 气隙磁场强度H 7Am=1.0106A「m °血4兀心0=' 6 4 磁势F| =F . = H .丨.=1.0 10 5 10 A =500 A F I 电流I = 0.5 A N （2）考虑铁心中的磁位降： 铁心中B =1.29T 查表可知：H =700 A m 铁心磁位降F Fe=H 丨=700 12.45 10，A=87.15A F] =F • F Fe=500 A 87 .15 A =587 .15 A F| 0.59 A N 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。 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，单位： 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。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。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 (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 铁心长度 铁心、气隙中的磁感应强度 (1)不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度 磁势 电流 (2)考虑铁心中的磁位降： 铁心中查表可知： 铁心磁位降 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，则左边支路的磁阻为： 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Wb时； (2) 气隙磁通为零时； (3) 右边心柱中的磁通为零时。 解：(1) 第三章 变压器 3．1 变压器有哪几个主要部件？各部件的功能是什么？ 变压器的主要部件: 铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路 油箱:加强散热，提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3．2 变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm 、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗. 3．3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？ 因变压器油绝缘性质比空气好，所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度. 3．4 变压器有哪些主要额定值？一次、二次侧额定电压的含义是什么？ 额定值 1N I ,2N I ,1N U ,2N U ,N S ,N f 1N U :一次绕组端子间电压保证值 2N U :空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压 3．5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用的？ 主磁通:同时交链一次，二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使 1 12 2E N E N k ==,实现变压功能 漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通, 1E 和二次电 压2U 的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用m Z 反应磁通的作用,用1x δ,2x δ反应漏磁通的作用 3．6 电抗σ1X 、k X 、m X 的物理概念如何？它们的数据在空载试验、短路试验及正常负 载运行时是否相等？为什么定量计算可认为k Z 和m Z 是不变的？* k Z 的大小对变压器的运行性能有什么影响？在类变压器* k Z 的范围如何？ 1x δ:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大，因此1x δ很小,因为空气的磁导率为常数,电机学第二版习题答案
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