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电机习题解答3

电机习题解答3
电机习题解答3

第三章习题解答(Page 64~66)

3-1 三相变压器组与三相心式变压器在磁路上各有什么特点?

【解】变压器组每相有一个闭合的独立磁路;心式变压器每相磁路需经过另外两相铁心柱闭合。 3-2 试标出图3-29(a)、(b)、(c)、(d)四图中变压器绕组的同极性端,并画出高、低压侧绕组的电压向量图,写出其连结组标号。

3-4 已知图3-30所示三相变压器连结组及绕组相对极性,试画相量图判定其连结组标号。

(a) (b) (c) (d)

图3-29 习题3-2用图

【解】根据绕向可判断出绕组的同极性端,其标注如上图所示。

按同极性端画出相量图,其中图(b )对应于(g )图,图(a )、(c )、(d

)对应于(h )图。

O(X,x)

(g) (h)

即图(a )、(c )、(d )变压器的连结组别为I,i6;图(b )变压器的连结组别为I,i0。

(a) (b)

(c)

(d)

图3-30 习题3-4用图

【解】根据接线图上端头所对应的同极性端关系,可分别画出相应的高、低压侧电压相量图如下:

(a)图的电压相量图 (b)图的电压相量图 (c)图的电压相量图 (d)图的电压相量图 Y ,y8连结组 Y ,y10连结组 Y ,d5连结组 D,y5连结组

3-5 根据下列连结组标号,画出其三相绕组的接线⑴Y,y8;⑵Y,y2;⑶Y,d7;⑷D,y1。 【解】第一步:根据连结组号,首先画出高、低压侧的电压相量图,如下图所示。

3-6 已知三相变压器的连结组标号为Y,y2,试将其改接成Y,y0,并画出必要的电压相量图说明。 【解】先画出Y ,y0和Y ,y2连结组的电压相量图,再画出它们的接线图,如下图所示。

(a)Y ,y8连结组的 (b)Y ,y2连结组的 (c)Y ,d7连结组的 (d)D,y1连结组的 电压相量图 电压相量图 电压相量图 电压相量图

第二步:然后画出三相绕组,把高压绕组的首端分别标成A 、B 、C 并打上同极性端记号“●”。 第三步:根据高、低压侧电压相量图上的相位关系,在接线图低压绕组上标出与高压绕组首端对应的同极性端、以及低压绕组首端的字母。

第四步:按连结组别给出的接法将高、低压绕组分别连接成三相电路,这样就得到了接线图。

Y ,y8连结组接线图 Y ,y2连结组接线图 Y ,d7连结组接线图 D,y1连结组接线图

(a)Y ,y0连结组的电压相量图

(b)Y ,y2连结组的电压相量图

Y ,y0连结组接线图 Y ,y2连结组接线图

从接线图可知,将Y ,y2连结组改接成Y ,y0连结组的方法是:首先保持高压侧接线不变,而将低压侧的首尾端互换并接成y ;然后把低压侧的首端依次后移一相即可。 3-7 三相变压器连结组标号为Y,d5,请画向量图改接成Y,d11和Y,d1。

【解】先画出Y ,d5、Y ,d11、Y ,d1连结组的电压相量图,再画出它们的接线图,如下图所示。

从接线图可知,保持高压绕组接线不变,如将低压绕组的首尾端互换并按后接(即前一相的首端接后一相的尾端)方法接好,就改接成Y ,d11;将低压绕组首端依次前移一相便接成了Y ,d1。 3-8 一台Y,d 连结组的三相变压器,一次侧加三相对称电压,二次侧空载。试分析:

⑴一、二次侧相电流及线电流中是否有了3次谐波成分。 ⑵主磁通及一、二次相电压及线电压中有无3次谐波成分。

解:在电源电压对称的条件下,三相变压器中出现谐波的根本原因是磁路饱和。在磁路饱和(正常如此)情况下,为了获得正弦波电压,要求电流中有谐波(通常主要考虑幅值最大3次谐波),而3次谐波电流能否流通取决于其绕组接线方式。由于电力系统象一个大仓库,能够提供变压器工作所需的各种电流成分(包括基波和各次谐波)。因此,只要一次侧进线中有3次谐波电流通路(带中性线的星形接线,即YN 接线),主磁通和绕组电动势便能保持为正弦波,否则主磁通和绕组电动势中就要出现3次谐波。但是,当变压器绕组中任意一侧为△接线时,3次谐波电动势将在△内部产生3次谐波电流,它将会产生一个3次谐波磁通并与原有的3次谐波磁通相互抵消,最终在铁心中维持一个不大的3次谐波磁通,结果使主磁通和绕组电动势接近正弦波;当二次侧绕组采用YN 接线时,3次谐波电动势也能在其中产生3次谐波电流,不过其大小受负载阻抗的限制,这一电流所产生的3次谐波磁通虽然也与原有3次谐波磁通抵消,但抵偿效果较差,最终使主磁通和绕组电动势中仍有较大的3次谐波。综上所述,在Y ,y 或y,yn 接线的三相变压器中将存在3次谐波,谐波的幅值与变压器的磁路结构有关,对三相变压器组,谐波的幅值很大,容易造成绕组过电压而损坏,故实际不采用这两种接线;对三相

(a)Y ,d5连结组的电压相量图 (b)Y ,d11连结组的电压相量图 (c)Y ,d1连结组的电压相量图

Y ,d5连结组接线图 Y ,d11连结组接线图 Y ,d1连结组接线图

心柱式变压器,谐波幅值相对较小,实际允许采用这两种接线,但仅限于容量在1800kV A 及以下的变压器。大型变压器通常都采用一侧为△的接线方式。

⑴一、二次侧线电流中都不可能有3次谐波;一、二次侧相电流都有不大的3次谐波分量。 ⑵铁心磁通(即主磁通)中存在不大的3次谐波分量;一次侧线电压和二次侧的线电压与相电压中均无3次谐波,但一次侧相电压中存在不大的3次谐波分量。

3-9 变压器并联运行要满足那些条件?哪些条件允许稍有松动?会带来什么后果? 【解】变压器理想并联应满足的条件有:

⑴各变压器一、二次侧额定电压相同,通常表现为变比相同。

⑵各变压器的连结组标号相同,即二次侧电压相位相同,通常表现为连结组相同。 ⑶各变压器的短路电压百分数u K (即短路阻抗标幺值*K z )相同,并且短路阻抗角相同。 其中,条件⑴、⑶允许稍有松动;条件⑵必须满足,否则会出现极大的环流而损坏变压器。 变比不同时,各并联变压器之间会产生环流,其方向是从变比小的变压器流出而进入变比大的变压器,同时变比相对误差%100K K K K K 2

12

1?-=

?每增大1%其大小约增加额定电流的10%,结果导致变比小的变压器负载加重而容易过载、变比大的变压器负载减轻而不能充分容量。因此,实际并联运行的变压器,变比通常都应该是相同的,如不同则K ?也应该控制在1%以内。

变压器短路电压百分数u K 不同时,负载系数β就不同,即u K 小的β大、u K 大的β小,这会使变压器的利用率降低;短路阻抗角φK 不同则会造成电流相位不同,这样在总负载一定时各变压器的电流将增大,从而使铜耗增大。实际要求u K 尽可能相近,而容量比不超过1:3以保证φK 相等。

3-10 几台并联运行的变压器其*K z 不等,并联组带负载时,哪一台变压器负载系数β最大?*K z 大的

变压器,希望其容量大些还是小些好?若K 不等又如何?

【解】由上题可知,*K z 最小的变压器负载系数β最大。为提高变压器的利用率,通常希望*K z 大的变

压器容量小一些。若K 不等,希望K 小的变压器容量大,原因是容量大额定电流大,承受电流能力强。 3-11 两台连结组别为Y,d11的三相变压器并联运行,其中第一台S N1=5600kV A 、U 1N /U 2N =6000/3050V 、z*K1=0.055,第二台S N2=3200kV A 、U 1N /U 2N =6000/3000V 、z*K2=0.055。不计短路阻抗角的影响,试求空载时每台变压器中环流标幺值。 【解】第一台变压器二次侧阻抗基准值()Ω=?=9835.4k

5600k 05.33Z 2

1

B 2,Ω==2741

.0z z z

1B 2*1K 1

K 第二台变压器二次侧阻抗基准值()Ω=?

=4375.8k

3200k 33Z 22B 2,Ω==4641

.0z z z 2B 2*2K 2K 二次侧环流A 7.674641

.02741.030003050z z U U I 2K 1K 2

N 21N 2h =+-=+-=

二次额定电流:第一台A 1060k

05.33kVA 5600I 1N 2=?=,第二台A 8.615k

33kVA 3200I 2N 2=?= 环流标幺值:第一台064.010607.67I I I 1N 2h *1h ===

,第二台11.08

.6157.67I I I 2N 2h

*2h ===

注意每台变压器一、二次侧的环流标幺值相等。

3-12 某变电所有两台变压器连结组别相同,第一台S N1=3200kV A 、U 1N /U 2N =35/6.3kV 、u K1=6.9%,第二台S N2=5600kV A 、U 1N /U 2N =35/6.3kV 、u K2=7.5%。试求:

⑴两台变压器并联运行,输出总负载为8000kV A 时,每台变压器应分担多少? ⑵在没有任何一台过载的情况下可输出的最大总负载为多少?设备利用率是多少? 【解】⑴输出总负载为S=8000kV A 时

第一台变压器负载kVA 30658000121043

463778000075.05600069.03200069.03200S u S u S u S S *2K 2N *1K 1N *

1K 1

N 1=?=?+=+= 第二台变压器负载kVA 49358000121043

74667800056003200075.05600S u S u S u S S *2K 2N *1K 1N *

1K 2

N 2=?=?+=+= 或 k V A 493530658000S S S 12=-=-=

⑵在没有任何一台变压器过载的情况下

因u K1<u K2,故第一台先达到满载,即其11=β,而第二台92.0075

.0069

.0u u 2K 1K 2===

β,则有 最大输出总负载kVA 8352560092.03200S S S 2N 21N 1max =?+=β+β= 设备利用率%9.94949.05600

32008352S S S K 2N 1N max ==+=+=

3-13 由于生产发展,某工厂用电量由500kV A 增为800kV A ,原有一台变压器的额定数据S N =560kV A 、U 1N /U 2N =6300/400V 、Y,yn0连结组,u K =6.5%。今有4台备用变压器数据如下:

S N1=320kV A U 1N /U 2N =6300/400V Y,yn0 u K1=5% S N2=240kV A U 1N /U 2N =6300/400V Y,yn2 u K2=6.5% S N3=240kV A U 1N /U 2N =6300/400V Y,yn4 u K3=6.5% S N4=320kV A U 1N /U 2N =6300/420V Y,yn0 u K4=6.5% ⑴试说明在不允许变压器过载的情况下,选用哪一台?

⑵上述5台变压器哪几台可以并联运行?可以并联的变压器能承担的最大负载为多少? 【解】⑴输出总负载为S=800kV A 、且不允许变压器过载情况下的备用并联变压器选择。选择变压器是并联运行要解决的首要问题,它通常按照在一定总负载下变压器不过载的原则、对照并联条件来选择变压器容量。当并联条件理想时,只要保证所选择的变压器容量总和不小于总负载即可。条件不理想时就要分别加以分析,由题3-9可知:连结组标号必须相同,否则环流就会使变压器严重过载;变比不同时,环流会导致变比小的变压器负载加重,这就要求容量总和比总负载大许多,否则该台变压器就容易过载;短路电压百分数不同会使变压器的利用率降低,故容量总和一定比总负载要大。

第二台变压器要改接成Y ,yn0必须开盖来改变其内部接线,因难于现场操作而不宜采用;第三台

只要将一次侧顺序前移一相便与原变压器连结组相同,实施方便可以采用;第四台与原变压器的变比误差%9.4400

420400

420K K K K K 2121=?-=-=

?,环流相当大而使原变压器过载,故不能采用。据此

若选第一台变压器并联时,由于u K >u K1,此时能带的最大负载为

kVA 800kVA 76.750560065

.005.0320S u u S S N K 1

K 1N max <=?+=+

=,故也不能采用。 若选第三台变压器并联时,由于u K =u K3,此时能带的最大负载为

kVA 800560240S S S N 3N max =+=+=

综上所述,应选择第三台变压器来与原变压器并联。

⑵上述5台变压器中,原变压器可以与第一、第三台并联,当他们均不过载时 最大负载kVA 4.935240065

.005.0560065.005.0320S u u

S u u S S 3N 3K 1K N K 1K 1N max =?+?+=++

= 3-14 设有两台变压器并联运行,其额定电压U 1N /U 2N =110/10KV ,其它数据为:

第一台:S N1=100000kV A ,p 01=80KW ,u K1=0.05=*K1z ,p KN1=100kW 第二台:S N2=50000kV A ,p 02=42KW ,u K2=0.055=*K2z ,p KN2=55kW

⑴当它们带135000kV A ,功率因数为0.8滞后的负荷时,每台变压器分别承担多大的负荷? ⑵保证每台变压器均不过载时,它们所能承担的最大负荷为多少? ⑶并联的两台变压器带多大的负荷时,它们的总效率最高?

⑷若第二台变压器的u*K =0.05而其它条件不变时,它们的负载系数是否相同? 【解】短路阻抗角?===?--89.8905.00001.0cos u p cos

1*1K *1K 1

1K 、1K 1*2

K *

2K 12K 055.000011.0cos u p cos ?===?--,所以

这是两台变压器短路电压百分数不等的并联情况。在此条件下:

⑴带S=135000kV A 、8.0cos =?滞后负载时,此时各台负载的功率因数不变、大小则分别为

第一台kVA 5.927831350001091.2102135000055

.05000005.010000005.0100000

S z S z S z S S 66

*2

K 2

N *

1K 1N *1K 1

N 1=???=?+=+=

第二台166

*2K 2N *1

K 1N *1K 2

N 2S S kVA 5.422161350001091.21091.0135000055

.05000005.010000005.0100000

S z S z S z S S -==???=?+=+=

⑵在任一台变压器均不过载的情况下 最大负载kVA 5.14545450000055

.005.0100000S u u S S 2N 2K 1

K 1N max =?+=+

= ⑶总效率最高时,若设负载为S 、第一台负载系数为β1、第二台负载系数为β2,则由条件知:

1.105

.0055.0u u 1K 2K 21===ββ,即211.1β=β,于是 22N 21N 22N 21N 1A S S 1.1S S S β=β+β=β+β=

式中kVA 160000500001000001.1S S 1.1A 2N 1N =+?=+= 这样变压器组的总效率为:

2

2

222

22KN 221KN 21020122C B cos A cos A p p p p cos S cos S β++?β?β=β+β+++??=

η 式中:kW 1224280p p B 0201=+=+=,为并联变压器总的不变损耗;

kW 1765510021.1p p 1.1C 2K N 1K N 2=+?=+=,22C β为并联变压器总的可变损耗。

令()()

0C B cos A )C 2cos A (cos A C B cos A cos A d d 222

2

2

2222222222=β++?ββ+??β-β++?β?=βη

即0C B 22=β-时,并联变压器总的效率最高。于是可求得

8326.0176

122C B 2===β,9158.01.121=β=β,kVA 133212A S 2=β=

本项结论说明:当总的可变损耗与总的不变损耗相等时,并联变压器总的效率最高。 ⑷在u K2 =0.05而其他条件不变的情况下,设总负载为S ,则 此时u K1 = u K2=0.05、05

.000011.0cos 05.00001.0cos 12K 1K 1-=?≠=?-,则

第一台负载系数1

K 2N 2K 1N 1K 2N 2K 1N 2K 2K 2K 2N 1K 1K 1N 1K 1K 1N 11S S S S S S 1S u S u S u 1

S S ?∠+?∠=?∠+?∠?∠=?∠+

?∠?∠==β 第二台负载系数1

K 2N 2K 1N 1K 2N 2K 1N 1K 2

K 2K 2N 1K 1K 1N 1K 2K 2N 22S S S S S S 1S u S u S u 1

S S ?∠+?∠=?∠+?∠?∠=?∠+

?∠?∠==β 可见,两台变压器的负载系数相等,但他们的电流相位不同。

3-15 何谓相序阻抗?正序、负序、零序阻抗在变压器分析中有何不同?如何理解磁路结构与绕组连接对零序阻抗的影响?

说明:对称分量法是分析交流电机(含变压器)不对称运行问题时所普遍采用的一种变量代换方法。它基于《电路》课程中的叠加原理,这要求电机是一个线性系统,即其主磁路不饱和。实际电机的磁路都具有一定程度的饱和,故运用此法所得结论只能供问题定性时参考。

【解】相序阻抗是指正序、负序和零序电流所遇到的变压器内部阻抗,包括绕组漏阻抗和激磁阻抗。(它用来模拟变压器正序、负序和零序的物理状况,数值则与各序主磁通和电流的路径有关。)

从电流路径看,正、负序电流不受绕组连接影响而正常流通;零序电流则受绕组连接影响而不一定能流通。从主磁通路径看,正、负序磁通都经铁心闭合而与磁路结构无关,因此,激磁阻抗Z m 接

近无穷大,变压器正、负序都能用简化等效电路分析,即正序阻抗和负序阻抗都是短路阻抗;零序磁通路径则受磁路结构影响,所以零序阻抗与绕组连接和磁路结构都有关,这就是区别。

零序电流受绕组接线的影响是:星形(Y )不能流通;三角形(△)不能在线电流(△外部)但能在相电流(△内部)中流通;带中性线星形则能流通。零序磁通受磁路结构的影响是:变压器组中经铁心闭合,零序激磁阻抗Z m0=Z m ;心柱式变压器中经漏磁路闭合,|Z m0|比|Z m |小得多。因此,从接线为Y 或△的一侧看,零序阻抗Z 0=∝;从接线为YN 的一侧看,零序阻抗还与另一侧绕组接线方式有关,如是△接线则Z 0=Z K ,若是Y 接线则Z 0=Z m0。

3-16 何谓中性点位移?三相变压器日常供电时,三相负载总会有一定的不平衡,是否会产生中性点位移?会带来什么影响?

【解】变压器中性点偏离三角形中心是现象称为中小点位移。当三相负载不平衡时,除二次侧为Y 接线的情况外,其他情况下变压器都会产生一定的中性点位移,结果使负载重的一相电压降低,其他两相电压往往升高,从而影响用电器正常工作,甚至有损坏电器的可能。

3-17 已知三相不对称电流的分量为:1A I =20A ,2A I =5-j8.66A ,0A I =j5。试求不对称电流A I 、B I 、C I 。 【解】A 33.83.2566.3j 255j )66.8j 5(20I I I I 0A 2A 1A A ?∠=-=+-+=++=

A 8.1432.65j )66.8j 5()32.17j 10(I I a I a I I I I 0A 2A 1A 20

B 2B 1B B ?-∠=+++--=++=++=

A 86.131305j )10()32.17j 10(I I a I a I I I I 0A 2A 21A 0C 2C 1C C ?∠=+-++-=++=++=

3-18 Y,yn 接法、100kV A 、6000/400V 的三相心柱式变压器,其参数的标幺值z*K =0.055,r*K =0.02,Z*m0=0.1+j0.6。该变压器二次侧单相对地短路,试求:

⑴一次侧三相电流。 ⑵二次侧三相电压。 ⑶中性点移动数值。

【解】额定电流:N 1N 1N S I 9.6225A U =

==

,N 2N 2N S I 144.34A U === 短路阻抗:051.0r z x 2

*K 2

*K *K =-=,*

2*1*K *K *K Z 2Z 2051.0j 02.0jx r Z ==+=+=

⑴Z L =0(短路)时,若设101U *A =?∠= ,则 ?-∠=+=+++??=++=

-36.7804.4728.0j 15.03)6.0j 1.0()051.0j 02.0(5.213Z Z Z 2U 3I *0

m *2*K *A

* 二次侧电流:?∠==64.10104.4I I **a 、0I I *c *b == ,即I a =583.1A 、I b = I c =0 一次侧电流:?-∠=-=36.7869.2I 32I **A 、?∠===64.10135.1I 3

1I I **C *B 即 I A =25.89A ≈26A 、I B = I C =12.95A ≈13A ⑵额定相电压V 1.346436000

3U U N 1N 1===

φ,V 9.2303

4003U U N 2N 2===φ 由于a 相负载短路,故b 、c 相电压均上升为线电压,即有 二次侧电压:U a =0、U b = U c =V 400U 3N 2=φ

⑶中点移动的数值V 9.230U E N 20==φ

或 V 1899.23082.09.2306.0j 1.0)304.4(z I E 0m 00=?=?+?÷=≈

同步电机练习题及标准答案

第六章 同步电机 一、填空 1. ★在同步电机中,只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。 答 交轴 2. 同步发电机并网的条件是:(1) ;(2) ;(3)。 答 发电机相序和电网相序要一致,发电机频率和电网频率要相同,发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致 3. ★同步发电机在过励时从电网吸收 ,产生 电枢反应;同步电动机在过励时向电网输出,产生 电枢反应。 答 超前无功功率,直轴去磁,滞后无功功率,直轴增磁 4. ★同步电机的功角δ有双重含义,一是和之间的夹角;二是 和 空间夹角。 答 主极轴线,气隙合成磁场轴线,励磁电动势,电压 5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 。 答 增加 6. 凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将 。 答 减小 7. ★凸极同步发电机与电网并联,如将发电机励磁电流减为零,此时发电机电磁转矩为 。 答 δs i n 2)X 1 X 1( mU d q 2 - 二、选择 1. 同步发电机的额定功率指( )。 A 转轴上输入的机械功率; B 转轴上输出的机械功率; C 电枢端口输入的电功率; D 电枢端口输出的电功率。 答 D 2. ★同步发电机稳态运行时,若所带负载为感性8.0cos =?,则其电枢反应的性质为( )。 A 交轴电枢反应; B 直轴去磁电枢反应; C 直轴去磁与交轴电枢反应; D 直轴增磁与交轴电枢反应。 答 C 3. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是( )。 A 漏阻抗较大; B 短路电流产生去磁作用较强; C 电枢反应产生增磁作用; D 同步电抗较大。 答 B 4. ★对称负载运行时,凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为( )。 A q aq d ad X X X X X >>>>σ; B σX X X X X q aq d ad >>>>;

《电机设计》陈世坤课后习题参考答案期末复习资料

电机设计 第一章 1.电机设计的任务是什么? 答:电机设计的任务是根据用户提出的产品规格(功率、电压、转速)与技术要求(效率、参数、温升、机械可靠性),结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况,运用有关的理论和计算方法,正确处理设计时遇到的各种矛盾,从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便 的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段? 答:电机设计的过程可分为: ①准备阶段:通常包括两方面内容:首先是熟悉国家标准,收集相近电机的 产品样本和技术资料,并听取生产和使用单位的意见与要求;然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上,编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计:本阶段的任务是根据技术任务书的规定,参照生产实践经验, 通过计算和方案比较,来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据,选 定有关材料,并核算电磁性能。 ③结构设计:结构设计的任务是确定电机的机械结构,零部件 尺寸,加工要求与材料的规格及性能要求,包括必要的机械计 算、通风计算和温升计算。 3.电机设计通常给定的数据有哪些? 答:电机设计时通常会给定下列数据: (1)额定功率 (2)额定电压

(3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数 感应电动机通常给定(1)~(5);同步电机通常给定(1)~(6); 直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么? 答:C A :大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料(铜铝或电工钢)的 体积,并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 K A :表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩,它的大小反映了电机有效 材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式?根据它可以得出什么结论? 答:主要尺寸关系式为:δ αAB K K n dp Nm ef ' p '2 6.1 p l D =,根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n 之比n p ' 或计算转矩T ˊ所决 定;②电磁负荷A 和B δ不变时,相同功率的电机,转速较高的,尺寸较小;尺寸相同的电机,转速较高的,则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量;③转速一定时,若直径不变而采取不同长度,则可得到不同功率的电机;④由于计算极弧系数' p α、波形系数K Nm 与绕组系数K dp 的数值一般变化不大,因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A 和B δ有关。电磁负荷选 得越高,电机的尺寸就越小。 3.什么是电机中的几何相似定律?为何在可能情况下,总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机?为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得

电机学试题及答案

电机学试题及答案 Revised as of 23 November 2020

《电机学(1)》模拟试题 一:填空题(每空3分,共45分) 1.一台变压器加额定电压时,主磁通为φ,空载电流为I0,励磁阻抗为Z m,现将电源的频率从50Hz改变为60Hz,其它情况不变,并假定磁路线性,则现在的磁通φ‘= φ,空载电流I’0= I0,励磁阻抗Z’m= Z m。 2.某变压器带感性负载运行时,若负载电流相同,则cosφ 2 越小,副边电压变化率越,效率越。 3.一台单相变压器,铁芯柱上有三个绕组,已知U 1=330V,W 1 =700匝,为获得 U 2=220V,U 3 =11V,应使W 2 = 匝,W 3 = 匝。若已知绕组W 1 开路, ì 3=10∠100A,忽略励磁电流,则ì 2 = A。 4.拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机,若减弱磁通,电枢电流 将。 5.交流电机绕阻高次谐波电势,如5次和7次谐波,可以通过 的方法大大削弱。 6.三相同步电机,定子上A、B两导体空间相隔200机械角度,该电机接于50Hz三相交流电源,同步转速为750r/min,则A、B两导体的空间电角度为。 二、(8分) 图1所示为三相变压器接线图,画出电动势向量图,并确定其连接组别。

三、(27分) 一台三相电力变压器额定容量S=1000 kVA,额定电压U1N/U2N=10000/3300V,Y,d11连接组,每相短路阻抗Z k=+,该变压器原边接额定电压,副边带Δ接对称负载,每项负载阻抗Z L=50+j85Ω,计算: (1)变压器原边线电流; (2)副边线电流; (3)副边线电压; (4)电压调整率 四、(10分) 一台他励直流电动机,P N=22KW,I N=115A,U N=220V,n N=1500r/min电枢回 路总电阻R a=Ω(包括了电刷回路的接触电阻),忽略M0,要求把转速降到

(完整版)三相异步电动机练习题及答案.doc

1 电动机分为(交流电动机)(直流电动机),交流电动机分为(同步电动机)(异步电动机)异步电动机分为(三相电动机)(单相电动机) 2电动机主要部件是由(定子)和(转子)两大部分组成。此外,还有端盖、轴承、风扇等 部件。定子铁心:由内周有槽的(硅钢片)叠成三相绕组,机座:铸钢或铸铁。 3根据转子绕组结构的不同分为:(笼型转子转子)铁心槽内嵌有铸铝导条,(绕线型转子)转子铁心槽内嵌有三相绕组。 4笼型电机特点结构简单、价格低廉、工作可靠;(不能人为)改变电动机的机械特性。绕线 式转子电机特点结构复杂、价格较贵、维护工作量大;转子(外加电阻可人为改变)电动 机的机械特性。 5分析可知:三相电流产生的合成磁场是一(旋转的磁场),即:一个电流周期,旋转磁场在空 间转过(360°)旋转磁场的旋转方向取决于(三相电流的相序),任意调换两根电源进线则旋 转磁场(反转)。 6若定子每相绕组由两个线圈(串联),绕组的始端之间互差(60°),将形成(两对)磁 极的旋转磁场。旋转磁场的磁极对数与(三相绕组的排列)有关。旋转磁场的转速取决于磁 场的(极对数)。 p=1 时 (n0=60f 1)。旋转磁场转速n0 与(频率f1)和(极对数p)有关。 7 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为(转差率S)异步电动机运行中S=( 1--9)%。 8 一台三相异步电动机,其额定转速 n=1460 r/min ,电源频率 f1=50 Hz 。试求电动机在额定负载 下的转差率。 解:根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知:n0=1500 r/min ,即 s n0 n 100% 1500 1460 100% 2.7% n0 1500 9 定子感应电势频率 f 1 不等于转子感应电势频率 f 2。 10 电磁转矩公式 sR2 U 12 T K ) 2 R2 (sX 20 2 2 由公式可知 :1. T 与定子每相绕组电压 U 成(正比)。 U 1 ↓则 T↓ 。 2.当电源电压 U1 一定时, T 是 s 的函数 , 3. R2 的大小对T 有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变(转子电阻R2 ),从而改变转距。 11 三个重要转矩:(1) ( 额定转矩 TN) 电动机在额定负载时的转矩(2) (最大转矩Tmax) 电机带动最大负载的能力,(3) ( 起动转矩Tst)电动机起动时的转矩。 12 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4 型 ) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为(T P N 9550 7 . 5 N . m )。 N 9550 49 . 7 n N 1440 13 转子轴上机械负载转矩T2 不能(大于 Tmax ),否则将造成堵转(停车 )。 过载系数 (能T m ax 一般三相异步电动机的过载系数为 1.8 ~ 2.2 T N 力 ) 14 K st T st 启动条件( Tst>TL )否则电动机不能启动,正常工作条 起动能力 T N 件:所带负载的转矩应为(TL

电机学相关习题及解答

电机学相关习题及解答

1-36 一台直流电动机,电枢电流为15.4A,2P=4,单波S=27,每元件匝数W y=3,每极磁通量等于0.025W b,问电机的电磁转矩为多少?若同样元件数,绕组改为单迭,极数于励磁不变,电磁转矩又为多少? 1-48 一台并励直流电动机,P N=100kw,U N =220V,n=550r/m在750C时电枢回路电阻r a =0.022欧,励磁回路电阻r f=27.5欧,2u =2V,额定负载时的效率为88%,试求电机空载时的电流。 1-54 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。 1-58 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? 1-62 一台直流串励电动机,额定负载运行,U N =220V ,n =900r/m ,I N =78.5A ,电枢回路电阻r a =0.26欧,欲在负载转矩不变条件下,把转速降到700r/m ,须串入多大电阻? 1-76 并励直流电机接在电网上。 1、 比较该机作发电机运行和电动机运行时的旋转方向。 2、 该机作电动机运行,正转时和反转时不一样为什么? 1-77 并励直流发电机,额定电压为230V ,现需要将额定负载运行时的端电压提高到250V ,试问:(1)若用增加转速的方法,则转速必须增加多少?(2)若用调节励磁的方法,则励磁电流增加多少倍? 1-78 一台并励发电机,P N =6kw ,U N =230V ,n =1450r/m ,电枢回路电阻r a 750 =0.921欧,励磁 回路电阻R f 750 =177欧,额定负载时的附加损耗 60 =? P w ,铁耗5 .145=P Fe w ,机械损耗4 .168=Ω P w ,求 额定负载下的输入功率、电磁功率、电磁转矩及

电机学模拟试题含答案)

一、单项选择题 1、一台变比为k =10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16,那么原边的励磁阻抗标幺值是( )。 (A)16; (B)1600; (C)0.16。 2、三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的( )电压。 A 空载线 B 空载相 C 额定负载时的线 3、某三相交流电机定子槽数为36,极对数为3,双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差α为( )。 (A )15°; (B )30°; (C )45°; (D )60°。 4、单相绕组的基波磁势是( )。 (A) 恒定磁势; (B )脉振磁势; (C )旋转磁势。 5、同步发电机稳态运行时,若所带负载为感性80.cos =?,则其电枢反应的性质为( )。 (A )交轴电枢反应; (B )直轴去磁电枢反应; (C )直轴去磁与交轴电枢反应; (D )直轴增磁与交轴电枢反应。 二、填空题 1、变压器主要结构部件是( )和( )。 2、一台单相变压器,低压侧加100V ,高压侧开路时,测得A I 20=,W P 200=;当高压侧加400V ,低压侧开路,测得=0I ( )A ,=0P ( )W 。 3、交流电机的电角度与机械角度的关系是( )。 4、同步发电机电枢反应的性质取决于( )时间向量的相位差。 5、同步发电机外功率因素角?定义为( )之间的夹角,内功率因素角0ψ为( )之间的夹角。 6、同步发电机内功率因素角?=00ψ时,电枢反应的性质为( )电枢反应,此时电磁转矩将对转子产生( )作用。 三、名词解释 1、电角度 2、每极每相槽数 3、槽距角 4、分布因数 四、简述题

电机学复习题与答案

一、填空题 1.变压器中的磁通按照性质和作用的不同,分为__主磁通__和 漏磁通 ,其中__漏磁通___不参与变压器的能量传递。 2.他励直流电动机常用的调速方法有:_ 改变电枢回路里的串联电阻 ; 减小气隙磁通 ;改变电枢端电压U 。 3.鼠笼式异步电动机降压起动的方法有 定子串接电抗器起动 ; Y —起动 ; 自耦减压起动 。 4.三相同步电动机通过调节___励磁电流__可调节无功功率。 5.异步电动机的电源电压降低10%,电机的过载能力降低到____80%__________,临界转差率___不变_______,负载不变时,电机的转速将___降低_______。 6.直流电动机常用的调速方法有: 电枢 控制和 磁场 控制。 7.变压器负载运行时, 二 次电流的大小决定着 一 次电流的大小。 8.削弱齿谐波电动势的方法有 斜槽 、 分数槽(半闭口槽) 以及其它措施。 9.单相绕组的磁动势是 脉动 磁动势;对称三相绕组的磁动势为 旋转 磁动势。 10.三相感应电动机的调速方法有:改变转差率调速、 改变电压 调速、 变频 调速。 11.变压器空载实验选择在__低压侧_____压侧进行,原因是___安全和仪表选择方便 。短路实验选择在高压侧 压侧进行,原因是 安全和仪表选择方便 。 12.一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10,则将二次绕组进行归算后,归算前后的二次侧电阻之比为 1:100 ;归算前后的二次侧磁势之比是 1:1 。 13.并励直流发电机自励的三个条件是 有剩磁 、 剩磁与励磁方向相同(电枢和励磁绕组接法正确) 、 励磁电阻小于临界电阻 。 14.一台直流发电机,其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 15.三相感应电动机转子转速为n ,定子旋转磁场的转速为n S , 极对数为p ,则定子电流的交变频率为 60s n p _ ;转子电流的交变频率为 ()60 s n n p 。 二、选择题 1、两相对称绕组通以两相对称电流,将产生( A );三相感应电机通以三相对称电流,若一相绕组断线(绕组无中线),将产生脉振磁场。 A 圆形旋转磁场 B 脉振磁场 C 椭圆形旋转磁场 2、一台额定条件下工作在 220V50Hz 的单相变压器,错接在220V60Hz 的交流电源上,则额定负载时的主磁通会( B ): A 变大 B 变小 C 几乎不变 3、直流电动机定子励磁绕组中电流为( A ): A 直流电流 B 交流电流 C 尖顶波形

电机设计习题解答要点

电机设计 第一章 1. 电机常数CA 和利用系数KA 的物理意义是什么? 答:CA :大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料。KA :单位体积有效材料能产生的计算转矩。 2. 什么是主要尺寸关系是?根据他可以得出什么结论? 答:主要尺寸关系式为:D2lefn/P ’=6.1/(αp ’KNmKdpAB δ),根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ’和转速n 之比P ’/n 或计算转矩T 所决定;②电磁负荷A 和B δ不变时,相同功率的电机,转速较高的,尺寸较小;尺寸相同的电机,转速较高的,则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时,若直径不变而采取不同长度,则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp ’、 KNm 与Kd 的数值一般变化不大,因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A 和B δ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。 3.什么是电机中的几何相似定律?为何在可能情况下,总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机?为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得重要? 答:在转速相同的情况,当Db a D =lb la =hb ha =bb ba =…下,'P G ∝'P Gef ∝'P P ∝'4 /3'P P ∝P 4/1'1 即当B 和J 的数值保持不变时,对一系列功率递增,几何形状相似的电机, 每单位功率所需有效填料的重量、成本及产生损耗均怀功率的1/4次方成反比。用大功率电机代替总功率相等的数台小电机的原因是随着单机容量的增加,其效材料的重量G 、成本Gef 相对容量的增加要慢。因此用大功率电机代替总功率相等的数台小电功率机。其有效材料的利用率提高了。损耗增加相对容量慢,因此效率提高了。冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要的原因是电机损耗与长度l 的立方成成正比,而冷却表面却与长度的平方成正比。功率上升,长度变长,损耗增加大于冷却的增加。为了使温升不超过允许值,随着功率的增加,要改变电机的通风和冷却系统,从而放弃它们的几何形状相似。 4. 电磁负荷队电机的性能和经济性有何影响?电磁负荷选用是要考虑哪些因素? 答:当p ’/n 比一定,由于a ’p ,Knm ,Kap 变化不大,则电机主要尺寸决定于电磁负荷。生产固定效率电磁负荷越高,电机的尺寸将越小,重量越轻,成本越低,经济效益越好。电磁负荷选用常需要制造运行费用,冷却条件,所用材料与绝缘等级,电机的功率,转速等。

电机学考试试题及其答案

电机原理试题及答案(仅供参考) 一、填空(每空1分,共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz,额定转差率S N=,则额定转速为n N=_____、额定工作时, 将电源相序改变,则反接瞬时的转差率S=_____。 ~ 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机,它接到电网上的目的就是为了 ___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为___、___、___、___。 5. 有一台极数2P=4,槽数Z=24的三相单层链式绕组电机,它的极距τ=___、每极每 相槽数q=___、槽距角α=___。 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7.________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 … 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________;______________。 10. 当电动机的转速超过_______时,出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—三角形降压起动时,起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。 》 13. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时,为了保证过载能力和主磁通不变,则 U1应随f1按______规律调节。 14、可用下列关系来判断直流电机的运行状态。当_________时为电动机状态,当________ 时为发电机状态。 15、单迭绕组极对数为P时,则并联支路数为_______。 二、判断正误(对在括号里打√、错则打×,每小题1分,共15分) 【 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.( ) 一台并励直流电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变 3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较,异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 - 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制,可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压,二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 变压器在原边外加额定电压不变的条件下,副边电流大,导致原边电流也大,因 此变压器的主磁通也大。 >

电机学_考试试卷及答案四套..

电机学考试试卷A卷 一、填空题(每空1分共40分) 1 构成电机主磁路的主要材料为,其磁导率远远真空的磁导 率,并且随磁路饱和程度的增加而。 2 一台额定频率为50Hz的变压器,接于60Hz、6/5倍变压器额定电压的电网上运行,则磁 路的饱和程度,激磁电流,激磁电抗,漏电抗,铁耗。(填增大、减小或不变) 3 一台三相变压器,额定电压为6000/380V,Y,d联接,其变比为;如果把原边 匝数减少10%,外加电压仍为6000V,此时变压器的副边开路相电压为(忽略漏阻抗压降)。 8 电流互感器副边绝对不允许,电压互感器副边绝对不允许。 9 一台三相同步发电机,极对数为2,定子总槽数为36,双层绕组,则每对极下每相绕组 包括 个线圈组,每个线圈组由个线圈串联组成,一相绕组的最大可能并联支路数为。 10 采用、分布绕组可以削弱绕组电动势与磁动势的高次谐波分量,改善其波形。 为了同时削弱5、7次谐波分量,对于双层绕组,应选取节距等于倍极距。 11 三相同步发电机,定子三相对称绕组流过三相对称电流,则其每相绕组产生的磁动势性 质为 磁动势,而三相绕组的基波合成磁动势性质为磁动势。 12 分析同步发电机电枢反应的性质,可以采用图。 13 从时间概念而言,同步电机功率角是。 14 同步发电机并网运行。若原动机不做调节而调节励磁电流,则同步发电机的输出有功功 率 、输出无功功率;若励磁电流不做调节而调节原动机则同步发电机输出有功功率、输出无功功率(填改变或不变)。 15 变压器的正序电抗负序电抗;同步电机的正序电抗负序电抗(填大于、

小于或等于)。 二、作图题(共30分) 1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T ”型等效电路,标注其电阻、电抗参数,并说明 其物理意义。(10分) 2 指出下图所示三相变压器各相原副绕组同名端,并做相量图判断其联接组标号。(10分) 3 一台并联于无限大电网的隐极同步发电机,调节其励磁电流而原动机不做调节,做出此时 的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹(忽略电枢电阻与饱和)。 (5分) 4 一台凸极同步发电机,已知其X d *=1、X q *=0.8、U*=1、I*=1、功率因数角φ=90o,做 出其电动势相量图,并标注d 、q 轴以及励磁电动势相量的具体数值(不考虑磁路的饱和并 忽略电枢电阻)。(5分) 三、计算题(共30分) 1 一台三相变压器, S N =25kV A ,U 1N /U 2N =6/0.4kV ,阻抗电压u k =4%,额定负载时的短路损 耗p kN =300W , Y ,y0联接, (1) 求短路参数的有名值及标么值;(7分) (2) 负载电流为额定电流的0.6倍且负载为纯电阻性质,求此时的电压调整率。(3分) 2 两台额定电压相同的变压器并联运行,已知:S NI =3000kV A ,u KI =5%;S NII =3000kV A , u KII =10%。 (1) 总负载为3000kV A 时,两台变压器的负载分别是多少?(2分) (2) 为了不使任一台变压器过载,两台变压器的最大总输出容量是多少。(3分) 3 一台三相交流凸极同步发电机,额定电流100A ,Y 接法,极对数p=3,双层绕组,每相绕 组串联匝数为100匝,同步转速1000转/分钟,基波绕组因数0.9456,三次谐波绕组因数 0.578,空载情况下气隙基波与三次谐波每极磁通量分别为1Φ=0.197Wb 、3Φ=0.003Wb , 忽略其它高次谐波分量。 (1) 求基波感应电动势的频率;(1分) (2) 空载情况下,求每相绕组基波感应电动势与三次谐波感应电动势的有效值;(2分) (3) 在三相绕组通过三相对称额定电流情况下,求三相绕组合成基波与三次谐波磁动势 的幅值。(2分) 4 一台三相汽轮发电机数据如下,S N =31250kVA ,U N =10.5kV (Y 接),cos ΦN =0.8(滞后),

控制电机习题与答案

控制电机习题和答案 1 有一台交流伺服电动机,若加上额定电压,电源频率为 50Hz,极对数P=1,试问它的理想空在转速是多少? n0=60*f/p =60*50/1 =3000r/min 理想空在转速是3000 r/min 2何谓“自转”现象?交流伺服电动机时怎样克服这一现象,使其当控制信号消失时能迅速停止? 自转是伺服电动机转动时控制电压取消,转子利用剩磁电压单相供电,转子继续转动. 克服这一现象方法是把伺服电动机的转子电阻设计的很大,使电动机在失去控制信号,即成单相运行时,正转矩或负转矩的最大值均出现在Sm>1的地方.当速度n 为正时,电磁转矩T为负,当n为负时,T为正,即去掉控制电压后,单相供电似的电磁转矩的方向总是与转子转向相反,所以是一个制动转矩.可使转子迅速停止不会存在自转现象 3有一台直流伺服电动机,电枢控制电压和励磁电压均保持不变,当负载增加时,电动机的控制电流、电磁转矩和转速如何变化? 当副在增加时, n=U c/K eΦ-RT/K e K tΦ2电磁转矩增大,转

速变慢,根据n=U c/K eΦ-R a I a/K eΦ控制电流增大. 4有一台直流伺服电动机,当电枢控制电压Uc=110V时,电枢电流I a1=0.05A,转速n1=3000r/min;加负载后,电枢电流 I a2=1A, 转速n2=1500r/min。试做出其机械特性n=f (T)。 电动机的电磁转矩为T=BI a NLD/2, 0.05A1A T 5 若直流伺服电动机的励磁电压一定,当电枢控制电压 Uc=100V时,理想空载转速n0=3000r/min;当Uc=50V时,n0等于多少? n0=120Uc/πNBLD 电压与转速成正比,当Uc=50V时, n0等于1500 r/min 6 为什么直流力矩电动机要做成扁平圆盘状结构? 直流力矩电动机的电磁转矩为T=BI a NlD/2在电枢体积相同条件下,电枢绕组的导线粗细不变,式中的BI a Nl/2紧思维常数,故转矩T与直径D近似成正比.电动机得直径越大力矩就越大. 7 为什么多数数控机床的进给系统宜采用大惯量直流电动

电机学复习题及答案

电机学 一、选择题(本大题共18小题,每小题1.5分,共27分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题多选或未选均无分。 1.直流并励电动机起动时,励磁回路的调节电阻阻值应置于()A.任意位置;B.中间位置;C.零位置;D.最大位置 2.同步电机中参数X d’表示为() A.同步电抗;B.直轴瞬态电抗;C.直轴漏抗;D.直轴超瞬态电抗3.并联于大电网上的同步发电机,当电流落后于电压运行时,若逐渐增大励磁电流,则电枢电流() A.渐大;B.减小;C.先增大后减小; D.先减小后增大 4.如果不计定子电阻效应,同步发电机运行在什么条件下有△U=0() A.电阻性负载B.电阻、电感性负载 C.纯感性负载D.电阻、电容性负载 5.要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出,可以()A.增加励磁电流使E 增加; B.增加原动机的动力,使功角增加; C.减小励磁电流使E 0减小; D.加快原动机转速使n>n 1 6.判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是() A.E 0>U; B.E 滞后于U; C.E <U; D.E 领先于U

7.三相异步电动机负载增加时,会使() A.转子转速降低; B.转子电流频率降低 C.转子电流产生的磁动势对转子的转速减小 D.转子电流产生的磁动势对定子的转速增加 8.异步电动机空载电流比同容量变压器空载电流大的原因是() A.异步电动机的损耗大;B.异步电动机是旋转的; C.异步电动机有气隙;D.异步电动机的漏抗大; 9.三相异步电动机转子转速减小时,转子磁势对空间的转速将() A.增加; B.保持不变; C.减小; D.为0; 10.三相异步电动机的最大转矩大小() A.与转子电阻无关; B.与电源电压无关; C.与电源频率无关; D.与极对数无关; 11.转差率为s的异步电动机,其sP e 将等于() A.定子铜耗; B.总机械功率; C.机械功率; D.转子铜耗; 12.三相异步电动机定子通入频率为f 1的电流,当转子不动时,其转子频率f 2 为 () A.f 2=f 1 ;B.f 2 =0; C.f 2 <f 1 ;D.f 2 >f 1 13.交流双层绕组中,每相串联匝数N同每个线圈的匝数N c 、每极每相槽数q、极对数p、并联支路数a之间的关系是() A.N=(2a/p)qN c B.N=(2p/ a)qN c C.N=apqN c D.N=2apqN c 14.变压器负载运行时与空载运行时相比,变比K() A.变大; B.变小; C.相等; D.基本不变; 15.若外加电压随时间正弦变化,当磁路饱和时,单相变压器的励磁电流随时间变化的波形是() A.矩形波; B.平顶波; C.正弦波; D.尖顶波; 16.变压器空载时,线路电压增加,则铁耗将()

电机学习题与解答

第一章 第一章 变压器基本工作原理和结构 1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压,而不能变频率? 答:变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后,流过激磁电流I 0, 产生励磁磁动势F 0, 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同, 根据电磁感应定 律,原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有 dt d N e 01 1φ-=, dt d N e 0 2 2φ-=, 显然,由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2,原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。 1-2 试从物理意义上分析,若减少变压器一次侧线圈匝数(二次线圈匝数不变)二次线圈的电压将如何变化? 答:由dt d N e 011φ-=, dt d N e 0 2 2φ-=, 可知 , 2211N e N e =,所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此,22 11N U N U ≈ , 当U 1 不变时,若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大,所以11 22N U N U =将增大。或者根据m fN E U Φ=≈11144.4,若 N 1 减 小,则m Φ增大, 又m fN U Φ=2244.4,故U 2增大。 1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上,二次线圈会有稳定直流电压吗?为什么? 答:不会。因为接直流电源,稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通,其变化率为零, 不会在绕组中产生感应电动势。 1-4 变压器铁芯的作用是什么,为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成? 答:变压器的铁心构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗,采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。 1-5变压器有哪些主要部件,它们的主要作用是什么? 答:铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。 绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。 分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。 油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。 绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接,使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。

《电机设计》陈世坤)课后习题答案期末复习资料)

电机设计第一章 1.电机设计的任务是什么? 答:电机设计的任务是根据用户提出的产品规格(功率、电压、转速)与技术要求(效率、参数、温升、机械可靠性),结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况,运用有关的理论和计算方法,正确处理设计时遇到的各种矛盾,从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段? 答:电机设计的过程可分为: ①准备阶段:通常包括两方面内容:首先是熟悉国家标准,收 集相近电机的产品样本和技术资料,并听取生产和使用单位的意见与要求;然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上,编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计:本阶段的任务是根据技术任务书的规定,参照生 产实践经验,通过计算和方案比较,来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据,选定有关材料,并核算电磁性能。 ③结构设计:结构设计的任务是确定电机的机械结构,零部件尺寸,加工要求与材料的规格及性能要求,包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。

3.电机设计通常给定的数据有哪些? 答:电机设计时通常会给定下列数据: (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数 感应电动机通常给定(1)~(5);同步电机通常给定(1)~(6); 直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么? 答:C A :大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料(铜铝或电工钢)的体积,并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 K A :表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩,它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式?根据它可以得出什么结论? 答:主要尺寸关系式为:δ αAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =,根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n

《电机设计》(陈世坤)课后习题答案(期末复习资料)说课材料

《电机设计》(陈世坤)课后习题答案(期末复 习资料)

电机设计 第一章 1.电机设计的任务是什么? 答:电机设计的任务是根据用户提出的产品规格(功率、电压、转速)与技术要求(效率、参数、温升、机械可靠性),结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况,运用有关的理论和计算方法,正确处理设计时遇到的各种矛盾,从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段? 答:电机设计的过程可分为: ①准备阶段:通常包括两方面内容:首先是熟悉国家标准, 收集相近电机的产品样本和技术资料,并听取生产和使用单位的意见与要求;然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上,编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计:本阶段的任务是根据技术任务书的规定,参照 生产实践经验,通过计算和方案比较,来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据,选定有关材料,并核算电磁性能。 ③结构设计:结构设计的任务是确定电机的机械结构,零部件

尺寸,加工要求与材料的规格及性能要求,包括必要的机械计 算、通风计算和温升计算。 3.电机设计通常给定的数据有哪些? 答:电机设计时通常会给定下列数据: (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数 感应电动机通常给定(1)~(5);同步电机通常给定(1)~(6);直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A和利用系数K A的物理意义是什么? 答:C A:大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料(铜铝或电工钢)的体积,并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 K A:表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩,它的大小反映了电机有效材料的利用程度。

电机学课后 思考题 习题 答案

《电机学》各章练习题与自测题参考答案 第1章 思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压,而不能改变频率? 答:变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通,根据电磁感应定律dt d N e φ =可知,原、副绕组的感应电动势(即电压)与匝数成正比,所以当原、副绕组匝数21N N ≠时,副边电压就不等于原边电压,从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通 的频率相同,而主磁通的频率又与原边电压的频率相同,因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同,所以,变压器能够改变电压,不能改变频率。 1.2变压器一次绕组若接在直流电源上,二次侧会有稳定的直流电压吗,为什么? 答:若一次绕组接直流电源,则铁心中将产生恒定的直流磁通,绕组中不会产生感应电动势,所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答:变压器铁心的主要作用是形成主磁路,同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗,而用薄的(0.35mm 厚)表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗(涡流损耗与硅钢片厚度成正比)。 1.4 变压器有哪些主要部件,其功能是什么? 答:变压器的主要部件是器身,即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路,也是绕组的机械骨架;绕组构成变压器的电路,用来输入和输出电能。除了器身外,变压器还有一些附属器件,如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答:变压器一次绕组加额定电压,二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答:变压器传递电能时,内部损耗很小,其效率很高(达95%以上),二次绕组容量几乎接近一次绕组容量,所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么? 答:变压器油既是绝缘介质,又是冷却介质,起绝缘和冷却作用。

电机学期末考试试卷大全(附答案)

考 试 卷( A 卷) 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题:(35分) 1. 在国际单位制中,磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的 物理意义是,当闭合的线圈中磁通发生变化时,线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大,说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______,后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_(或_kN p p 0 β= )___时,变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性,施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波,而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级,且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比,与__短路电压(标幺值)___成反比。___短路电压(标幺值)____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通,使磁通近似为____平顶波__________波,会在绕组中电动势波形严重畸变,产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________,而电流互感器二次侧不允 许____开路____。 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形,也可以改善__电势 ____________波形。设电机定子为双层绕组,极距为12槽,为同时削弱

电机习题答案

2、要进行频率归算和绕组归算 3、笼型异步电动机降压起动的方法有:星三角起动法;自耦变压器起动法。星型起动的线电流为三角形连接时的1/3。起动转矩为三角形连接时的1/3. 4、同步电动机的额定电压UN,额定电流IN,功率因素,效率,三相同步发电机的额定容量Sn,额定功率Pn,三相同步电动机的额定功率PN各位多少

7.一台三相绕线式感应电动机技术数据为:30,50,41470/min kW Hz r 极,,转子电流为 51.5A ,转子开路电压360V ,Y 解法,负载转矩保持额定值不变。转速降到1321r/min 时,转子每相应串入多大的调速电阻。 解:电动机的额定转差率1115001470 0.021500 N N n n s n --=== 额定时转子回路电压方程: 2222222()()s s s s N E I R jX I R js X ??? =+=+ 22s I R ? ≈ 转子每相本身电阻2R 2022022220.02360 0.08073351.5 N s N s s s s E E s E R I I I ??=====Ω ?转子每相串入调速电阻1R Ω时,转子转速从a 点降到b 点,如图。有' 22 11 ' 2'2 211122[()()] R m pU s T R f R c X X s σσπ=+++ 得''' 221 a b R R R s s Ω+= 15001321,1500a N b s s s -== 1220.4b a s R R R s Ω= -=Ω

9、异步电动机三种运行状态 电动机状态、发电机状态、电磁制动状态 转子转速低于旋转磁场转速,且方向相同,电磁转矩是驱动性质,电机处于电动机状态,转差率01 11.笼型异步电动机的调速方法有哪些?变频调速时。从基频往下调时,通常采用什么负载调速,从基频往上调时,采用什么负载调速. 答:变极调速;变频调速;改变转差率调速。 1.恒功率 2.恒转矩 12、对并联在无穷大电网上的同步发电机,要调节其有功功率,须调节什么实现,要调节其无功功率,须调节什么实现,何谓正常励磁、过励、欠励 通过调节原动机的输入功率(增大或减小输入力矩)来调节有功功率,通过调节发电机励磁电流来调节无功功率 答:当励磁电流较大时,E0较高,定子电流I滞后与端电压,输出滞后的无功功率,这时称发电机运行与“过励”状态;逐步减小励磁电流,E0 随之减小,定子电流相应减小,cosq=1时,定子电流最小,这称之为“正常励磁”;在减小励磁电流,定子电流又开始变大,并超前电压U,发电机开始向电网输出超前的无功功率(即从电网吸收无功功率),这时之为“欠励”状态 16、为什么说感应电动机的堵转相当于短路? 因为三相异步电机在正常工作情况下,它的定、转子漏电抗处于不饱和状态,为一常数。但当电机堵转时(如起动情况)转子的感应电流比额定电流大(5~7)倍,此时漏磁路饱和(磁 感应强度与磁场强度的关系是形成磁滞回线,磁短路),漏电抗比正常工作时小(15~30)%

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