电机及其电力拖动课后习题集答案解析内容

1、-/电机与拖动基础课后习题第一章习题答案1直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用?答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作 用是建立主磁通。换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。机座通常采用铸钢件或用钢 板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一 个作用是构成电机磁路的一部分。电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，

2、并 通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。电枢铁心一般用原0.5mm的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。有两个作用，一是作为磁的通路, 一是用来嵌放电枢绕组。作用是感应电电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成, 动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电 压。2. 直流电动机，已知 Pn =13kw，Un =220V，n1500r/min，=0.85,求额定电流 In。解：电动机Pn =UnIn m， 故In斗 座=69.5AU n rn220X

3、0.853. 一直流电动机，已知 Pn =90kw，Un =230V，n n =1450r/min，=0.89,求额定电流 In。解：发电机Pn =UnIn， 故In =电 =90咒10 39仏Un 2307.什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？ 一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么?对电动机呢?答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。电刷反应的性质与电刷的位置有关系。当电刷位于几何中性线上时，发电机的电枢反应性质是交轴电枢反应，此时物理中性线由几何中性线顺转向移动了一个角度，而电动机的电枢反应也是交轴电枢反应，但物理中性线由几何中性线逆转向移动一个角度。8.什么叫换向？为

4、什么要换向？改善换向的方法有哪些?答：元件从一条支路转入另一条支路时，元件的电流将改变一次方向，这种元件中电流改变方向的过程就称为"换向"。改善换向的目的在于消除电刷下的火花。常用的改善换向方法有两种：（1）装置换向极；（2）正确选用电刷。10. 一台4极82kw、230v、930r/min的并励发电机，在75°C时的电枢回路电阻Ra =0.02590，励磁绕组电阻 Rrf =22.80，额定负载时励磁回路串入调节电阻Rpf =3.50，电刷压降2AUb =2V，铁耗和机械损耗PFe + Pc = 2.3kw，附加损耗ps =0.05Pn。求额定负载时，发电机的输

5、入功率、电磁功率、电磁转矩和效率。230解：励磁电流“皿六严祕Un额定电流电=4=35琢Un230电枢电流|a = In +lf =356.5 +8.75 =365.3A电枢电动势Ea = Un +laR a +2AUb =230+365.3x0.0259 +2 = 241.5V电磁功率Pem =Eala =241.5x365.3 =88.2kw输入功率R = Pem 中 P0 = Pem + PFe 中 P。十 Ps= 88.2 +2.3 +0.05x82 =94.6kw电磁转矩Tem-PmJ.55/碎88.2F=90f7N mOnJ930效率n =也咒100% 二旦对。 =86.7%R94

6、.611. 一台并励直流电动机，在额定电压 Un =220v，额定电流In =80A的情况下运行，75C时的电枢电阻Ra =0.010，电刷接触压降2也Ub =2V，励磁回路总电阻Rrf +Rp f =1100，附加损耗Ps =0.01Pn ,效率n =0.85。求：(1)额定输入功率P1；(2)额定输出功率P2; (3)总损耗S p ; (4)电枢铜耗pcua; (5)励磁回路损耗Pf ( 6)电刷接触损耗Pcub ； (7)附加损耗Ps ； ( 8)机械损耗和铁耗PC+pFe。解：(1)额定输入功率=U N In = 220x80 =17.6kw(2)额定输出功率(3)总损耗£

7、P = R P2 =17.6 14.96 = 2.64kw励磁电流Unlf=fV12h2虫电枢电流la =In - If =80 2 =78AP2 =P n =17.6X0.85 =14.96kw电枢铜耗Pcua -ijRa = 782 迖 0.01 =61w(5)励磁回路损耗Pf =l2(Rrf +Rpf) = 21 1 044w(6)电刷接触损耗Pcub = 1 a 咒 2 AU b =78x2 二156(7)附加损耗Ps =0.01Pn =0.01xP2 =0.01x14960 =150w(8)机械损耗和铁耗 Pf=Pi-P2- Pcua - Pcub - Pcuf - Ps=17600

8、 -14960 - 61-156 - 440 -150 = 1833W12.什么叫发电机外特性？他励发电机和并励发电机的外特性有什么不同？为什么?答：发动机的外特性是，当n=nN If =lfN时U=f (I)的关系曲线。并发动电机的外特性和他励发电机的外特性有两点不同：(1)并励发电机的电压调整率比他励的大;(2)并励发电机的稳态短路电路电流小。这是由于他励发电机的励磁电流为常数，不受端电压变化的影响。而并励发电机的励磁电流却随电机端电压的降低而减小，这就是使电枢电动势进一步下降。当负载电阻短路时，电枢端电压为0,励磁电流也为0,此时电枢绕组中电流由剩磁电动势所产生，而剩磁电动势不大，所以稳

9、态短路电流也不大。113.并励发电机，额定运行时情况正常，当转速降为2nN时，电枢电压U=0，试分析原因。答：并励发电机能够自励必须满足三个条件：即发电机主磁极必须有一定剩磁，励磁绕组与电枢联接要正确，励磁回路的总电阻要小于临界电阻。对应于不同的转速，临界电阻是不同的。当转速降低时,临界电阻也相应下降。本题中，当转速n=2nN时，使得励磁回路的总电阻大于临界电阻，不能满足自励的第三个条件，同时电枢电压 U=0.14. 一台并励直流电动机，铭牌数据为PN =96kw，Un =440V，I n = 255A, h =5直，nN =1550r min，并已知 Ra =0.0780。试求:(1)电动机

10、额定输出转矩Tn ；(2)电动机额定电磁转矩Tem ；(3)电动机理想空载转速n0。解：(1) Tnn nN(2)额定电枢电流 laN =lN-lfN =255 -5 =250A由电枢回路方程 Un =Ce© nN +1 aNRa得 c * =Un -laNRa 440 -250 咒 0.0781550=0.27v/ r p m电磁转矩 Tem =9.55Ce则aN= 9.55x0.27x2 5 0=6 4 46N -m(3)理想空载转速n。=Un也=1 630p m0.27电机与拖动基础课后习题第二章习题答案1. 什么叫单轴系统？什么叫多轴系统？为什么要把多轴系统折算成单轴系统?答

11、：电动机和工作机构直接相联，这种系统称为单轴系统。电动机不直接和工作机构相联接，而是通过一套传动机构，使电动机的角速度可传递到工作机构时, 变成符合于工作机构所需要的角速度Bz，这种系统称为多轴系统。因为，研究多轴系统的运动情况，就必须列出每一根轴的运动方程式和各轴之间互相联系的方程式, 这是相当复杂和麻烦的。就电力系统而言，主要是把电动机作为研究对象，并不需要详细研究每根轴的 问题。因此，为了简化计算，通常都把多轴系统折算成等效的单轴系统。2. 把多轴系统折算为单轴系统时，哪些量需要进行折算？折算的原则是什么?答：需要折算的量有工作机构的负载转矩、系统中各轴的转动惯量J1、J2 Jz。对于某

12、些直线运动的工作机构，则必须把进行直线运动的质量 mz及运动所克服的阻力Fz折算到电动机轴上。折算原则是保持拖动系统在折算前后，其传送的功率和贮存的动能不变。3. 一龙门刨床，齿轮1与电动机直接联接，各齿轮和工作台的数据及图样见书上。已知:切削力Fz =9810N，切削速度43m/min，传动效率 讥=0.8，齿轮6的节距为20mm，电动机电枢的飞轮矩为230N m，工作台与床身的摩擦因数为0.1.试计算：（1）折算到电动机轴上的系统总飞轮矩及负载转矩；（2）切削时电动机输出功率。解：（1）总飞轮矩GD2 负载转矩MzGD 2包括旋转部分GD：和直线部分GDDnoniGiGD22 2 2 22

13、22 GD；+gd2gd2 +gd2GD： =GDd +GD； +2 +4L_0丿= 230 +8.25 +40空匹+旦学竿120丿120丿138丿2= 251.5N rn0丿137.2GD：Z 4z丿Z6N丿ll0幣卜閉= 43m / min =0.72m /s= Uz/(Zbtk6)=(0.72x60)/(78x0.02)= 27.6r/min =n27.6 X(Z5 Z3 Z1+G2(14700 +9800)365(G1 +G2)922n1邑叫 55)332.3r/min303820W =24500W2=365 咒 24500 72=41.98Nm22332.3GD2 =GD： +GD

14、； =251.5 +41.98 =293.5N ”m2R” C5 G +G2)卩 +Fz%Mz =9.55=9.55nJc讥C24500X0.1 +9810X0.72=9.55 X332.3x0.8= 316.8N -m2（2）切削时电动机输出功率PzPz =Mz 6/9.55 =316.8x332.3/9.55 =11X04.常见的生产机械的负载转矩特性有哪几种?答：基本可归纳为三大类:、恒转矩负载（负载转矩Tz的大小为定值，与转速无关。根据负载转矩是否转向可分为，反抗性的恒转矩负载和位能性的恒转矩负载）二、恒功率负载（负载功率Pz定,负载转矩Tz和转速nz成反比）三、通风机负载（负载转矩与

15、转速的平方成正比,Tz =kn2)5. 什么叫电动机的固有机械特性和人为机械特性?答：固有机械特性是指当电动机的工作电压和磁通均为额定值，电枢电路中没有串入附加电阻时的机械 特性。人为机械特性是指人为的改变电动机参数或电枢电压而得到的机械特性。6. 电力拖动稳定运行的条件是什么？ 一般要求电动机的机械特性是向下倾斜还是向上翘的？为什么?dn dn答：电动机稳定运行的条件是：在工作点上，有丈匹 成立。一般要求电动机的机械特性是向下倾斜的。因为，大多数负载转矩都是随转速的升高而增大或者说保持恒值。7. 台他励直流电动机，铭牌数据如下：P N =2.2kW，Un =220V，I12.6A，n 150

16、0r/min。求:1(1)绘出固有机械特性；(2)当lalN时，电动机转速n； (3)当nN=1550r/min时，电枢电流la。解:Ra( 12)U =( 12212.6-2200-亠 23223 In212.6= 1.801 2.4020取 2Q£=220-12"1 2=0.131500Ct* =9.55Ce° =9.55X0.13 =1.24(1)U N I gR anonoUnRaC 9.55Ce2 T= 1692r/min= 1692-12.4T(2)11匸1N时2T =1692.308-12.392T0.1 9.5(0.13)2= 12.4-/n=16

17、92-12.4x 7.821=1595r/min8.根据题7中电动机数据，（1）绘出电枢串入附加电阻Rpa =20时的人为机械特性；（2）绘出当* =0.84>n1时的人为机械特性；（3）绘出当电压U时的人为机械特性；（4）分别求出上述三种情况当la =In时，电动机的转速。解：由题可知2+2(1)n=1692T =1692-24.8T9.55X0.132n =2115-19.375T0.8 0.82(3)n = 846-12.4T(4)Ia=lN，T =9.55 咒 0.13x12.6 =15.6429N第一种情况：n = 1692-24.8 X 15.64 =1304.06r/min

18、第二种情况：n=2115-19.375T = 2115-19.375咒 15.6429 = 1811.98r/mi n第三种情况：n=846-12.4T = 846 -12.4X 15.6429 = 652.06r/min9.一台直流他励电动机,铭牌数据如下：Pn =13kW，Un = 220V，I68.6A，Hn =1500r/mi n，该电动机作起重电机用，在额定负载时，试问：（1）要求电动机以800r/min的速度下放重物，应该采取什么措施？（ 2）要求电动机以1800r/min的速度下放重物，应采取什么措施?解：求固有机械特性RaJl ZUnIn-Pn -.23AiN丿“ 212315

19、00C? = UN-|aRa 二220 -68"0.25 =0.135Ra-/n =匕 T= n =1629-1.436T, n =1629-0ICe© 9.55(Ce 効0.135(1) n = 800r/min，下放串一个电阻, U +Ea220 + 0.135x80068.69Ra +Rpc = = =4.7810I NRp c =4.781 -0.25 =4.53Q（2）能耗制动R + RR + R心二FiZRa+Rs) 68.60.135x1800 ,c 一cc=Ra +Rs =3.542Q68.6=Rs =3.542-0.25 =3.292Q反接制动-U NRs

20、-UnRa+Rs -Tn = T -72 T nCe*9.5( Cj)1800 = 1629-0.25 + Rs 2 Tn9.55X0.13520.25 + Rps=1800-1629 = X 68.6 =0.33600.135Rp s =0.336-0.25 =0.086010.根据题9的电动机数据，起吊重物，在负载转矩 TTn时，运行在固有特性上，现用电枢反接法进行制动，问：（1）若制动开始时的瞬时电流不大于2In，在电枢回路中应串入多大电阻？ （ 2）当转速制动到零时，若不切断电源，电动机运转状态如何?解：由题知 n =1629-1.436T, T =>Tn，n = 1629-1.

21、8521 = 1565.5476r/min 2Un +Ea 220 +cAi 亠cIz = 2In =Ra +R p =3.1440(1)Ra+Rp 2Ina p=Rp =3.144 -0.25 =2.8940(2)反转 会超过-1629r/min111-根据题9的电动机数据，起吊重物，在负载转矩=0时，运行在固有特性上，现用能耗制动,问：（1）若制动开始时的瞬时电流不大于2In，制动电阻应为多大？（ 2）若转速制动到零时，不采取其他措施,电动机的运转状态如何?解：（1）由前几题知：n=1565.476r/min= R a + R P = = 1.540QRa + R P2I N=Rp = 1

22、.540 -0.25 =1.290（2）不采用措施 反转到另一个转速12.电动机的调速和转速变化有何区别？在同一条机械特性上，为什么转矩越大转速越低?答：调速是为了生产需要而人为的对电动机转速进行的一种控制，它和电动机的负载变化时而引起的转 速变化是两个不同的概念。调速需要人为的改变电气参数，而负载变化所引起的转速变化则是自动进行 的，这时电气参数不变。IIR + R由公式.=岂-9：5詁丁可知，在同一条机械特性上，转矩T越大转速n越小。台他励直流电动机，铭牌数据如下：Pn =7.5kW，Un = 220V，I 40.8A ，nN =1500r/mn , Ra =0.360，设轴上负载转矩T0

23、.8Tn时，求：（1）在固有特性上工作时的电动机转速n； （ 2）若其他条件不变，当磁通减弱到 0.5%时，电动机的转速为什么?解：（1）机械特性n 二 UN-.Ra、c jUN-.Ra _ 220 -0.36天40.8_01371500NCe©r e2200.36n = T= n =1605 -2.01T0.137 9.55x(0.137 )T =0.8Tn，Tn =9.55X0.137X40.8 =53.38N mn =1605 2.01T =1605 -2.01 53.38 = 1498r/min-/ * =0.5%n =3210-3.14 仃=n =3210-3.141x 1

24、 x 53.38 = 3042r/min214.根据题13的电动机，若电枢中串入电阻 Rpa =0.50，此时电动机的转速等于多少?解：由题知Rp a =0.50n =1605 -0.36 +0.5 2 T =1605 -4.80T9.55x(0.137 fT =0.8Tnn =1605-4.80x53.38 =1349r/min15. 何谓恒转矩调速？何谓恒功率调速?答：恒转矩调速是指在调速过程中始终保持电磁转矩不变的调速。恒功率调速是指在调速过程中始终保持输入的电功率不变的调速。16. 对恒转矩负载，应采用何种调速方法？为什么?答：电枢回路串电阻调速和降低电枢电压调速。因为这样既满足了负载

25、要求，又是的电动机得到充分利用。17. 对恒功率负载，应采用何种调速方法？为什么?答：弱磁调速适用于恒功率负载。电机与拖动基础课后习题第三章习题答案3.励磁电抗X m的物理意义如何？ Xm大好还是小好？若将铁心抽出，X m将如何变化？若一次绕组匝数增加5%，而其余不变，则Xm大致如何变化？若铁心叠片松散，片数不足，则 Xm及Io如何变化？若铁心硅钢片接缝间隙较大时，对Xm及1。有何影响?答：励磁电抗Xm表示与主磁通相对应的电抗，其大小和磁路饱和程度有关。Xm越大则空载电流越小，因此Xm大好。若将铁心抽出，磁阻将急剧增大， Xm将显著变小。若一次绕组匝数增加5%,而其余不变，由Xm=WLm=WN

26、2Am可知，Xm大致增加10%。若铁心叠片松散，片数不足，都将使磁阻增加，Xm下降，Io增大。若铁心硅钢片接缝间隙较大，则1。将变大，Xm下降。4. 变压器空载运行时，一次侧加额定电压，为什么空载电流Io很小？如果接在直流电源上，一次侧也加额定电压，这时一次绕组的电流将有什么变化？铁心中的磁通有什么变化？二次绕组开路和短路时对 一次绕组中电流的大小有无影响?答：变压器空载运行时，由于励磁阻抗很大，因此即使一次侧加额定电压，空载电流Io都很小。若接在直流电源上，则一次侧漏电抗和励磁电抗都为 0，此时一次绕组电流将非常大。铁心中的磁通也变为恒定磁通。一、二次绕组之间不存在电磁感应作用，而次绕组开路

27、和短路对一 次绕组中的电流大小没有影响。6台50HZ单相变压器，若接在60Hz的电网上运行，额定电压不变，问空载电流、铁心损耗、漏抗、励磁阻抗及电压调整率有何变化?答：由Ui厶Ei =4.44fN/m可知，当f由50Hz变为60Hz时，*m将减小，空载电流下降，铁心损耗下降,而漏抗X b = wL b =2;fL b将随f的增大而增大，；励磁阻抗将增大，由于Xk增大，因此电压调整率将变大。7台单相变压器，额定电压为 220V/110V，如果不慎将低压侧误接到220V电源上，变压器将发生什么现象?答：此时变压器的磁通将急剧增大，磁路严重饱和，励磁电流非常大，铁耗和铜耗都将显著增大，变压 器将过热

28、，同时噪声过大，震动明显。有一台单相变压器，已知：Sn =5000kV A，Un1 /U n2 =35kV /6.6kV，铁心的有效截面积SFe解:= 1120cm2，铁心中最大磁通密度Bm =1.45T，试求：高、低压绕组的匝数和电压比各为多少?35咒103N1 =4訂= 444益歳亍971匝=BmSFe =1.45>d120x10-4 =1624x10-4wb6.6X103N2 =4 =4.44爲;1624沢 10-4 才83匝电压比"誥唱天"39一台单相变压器，额定容量为 5kV ”A，高、低压绕组均有两个匝数相同的线圈，高、低压侧每个线圈的额定电压分别为110

29、0V和110V，现在它们进行不同方式的联结。试问：可得几种不同的电压比?每种联结时的高、低压侧额定电流为多少?答:可得四种不同的电压比，分别是1100/110, 1100/220, 2200/110,2200/220对应的高、低压侧额定电流分别是 4.55A/45.5A，4.55A/22.7A，2.27A/45.5A，2.27A/22.7A。10.两台单相变压器，电压为220V/110V，一次侧匝数相等，但空载电流loI =2loII。今将两台变压器次绕组顺极性串联起来加440V电压，问两台变压器二次侧的空载电压各为多少?解：根据题意,I 01 =21 011，串联后 U1I =440一 x1

30、 =293V，U1II =1+22U21= UZU293=146.7VU 211= U1I-U =146.7 X 召0 = 73.4V110U 2N12.有一台三相变压器，已知：Sn =100kV A，Uni/Un2 =6.3kV0.4k V，联结组为丫， yn0因电源压改为10kV，如果用改绕高压绕组的方法来满足电源电压的改变，而保持低压绕组每相为55匝不变，则新的高压绕组每相匝数应为多少？如果不改变高压绕组匝数会产生什么后果?解：改绕后变压器中主磁通的幅值应保持不变。改绕前N1 - Un询，则 N1 =N 2 U N2Un神. X N2U N2<)>=63半咒55 =866匝0

31、.4/7310改绕后- ，贝u N；=1375 匝N1 Un1© 6.3 V36.3若不改高压绕组匝数，则变压器铁心将严重饱和，二次侧电压也将升高，变压器将过热并产生振动和噪声。13.有一台1000匝的铁心线圈接到110V、50Hz的交流电源上，由安培表和瓦特表的读数得知li=0.5A、P =10w，把铁心抽出后电流和功率就变为 100A和1000w。若不计漏磁，试求：（1）两种情况下的参数和等效电路；（2）两种情况下电流的无功分量和有功分量；（3）两种情况下磁通的最大值。解：（1）有铁心时乙-U -110 =22000.5I1R1 占=竺=400|20.52Xi=JZ； - R；

32、= J22OO2 - 402 = 2 1 9.60无铁心时Z2U 110 =1.10I2100R2P2 1OOO01QX2= Jz2 -R2 =70 = 0.460两种情况下都可等效为一个电阻与一个电抗元件相串联。U1I1电流有功分量11 cos®1电流无功分量hsi n®1无铁心时电流有功分量12 cos®2电流无功分量P1(2 )有铁心时cos%=12 X10 =0.18 21 1 00.5= 0.5X0.182 =0.091A= l1j1-cos2®1 =0.49AP2U2I2= 100 X 10000= 90.1A110X100= |2J1-co

33、s® =100 彳 1-( 11 )= 41.7A(3)有铁心时Ei =UitlUi1103=0.5"0- wb4.44fN4.44x50% 1000无铁心时°m2E245.84.44fN4.44x50x1000 " 0.21 X 10 WbE2 = Juf -(I2R2)2 = J11O2 -1002 = J21OO = 45.8V16. 台二相变压器,Sn =750kV 4，Un1/U n2 =10000V400 V，丫，ynO 联结，在低压侧作空载试验时得1。=60A， P0 =3800w，在高压侧做短路试验时得 U k = 440V,Pk =10

34、900w (IkIN1)，室温 20 r，试求:折算到高压侧的励磁电阻和短路阻抗;短路阻抗的标么值R：、z;计算满载及cos% =0.8 （滞后）时的AU 、U2及0 ;计算最大效率n max解：（1）Un = Un"=10000/=5774VUn20 = Un2/u3 =400/73 =231VSnI N1 f73un1750 X103厂=43.4AJ3 X10000k =UniMUn2* =5774/231 =2511P0= p0 = X 3800 = 1267w 屮33Iozm =k2zm =252 x3.83 =2 394Uk©=Uk/73 =44073 =25V1

35、1pk© = P k = X10900 = 3633w33Zk =Uk©254254= 5.850I kI N143.4RkI k 43.42Xk= Jzk-Rk =J5.852 -1.932 =5.520310Rk75Rk="9331r2.a235 +75Zk75 jRik c + xk = J2.352+5.522 =6.00UkN =/3lN1Zk75c = /3咒 43.4 X 6.0 = 451VZk = ukN =UkNUn1d 0.045110000PkN = 31 N1 R k75'C= 3x43.42 X 2.35 = 1 3 2 7W9

36、PkN =PkNSn13279莎对厂o.018XkjEXkU N11 0000竺2=0.072(3)满载时 I*"，已知 cos申2 =0.8 (滞后)，贝U sinW2 =0.62 = ( R；coX；sin 2)100%=1 (0.018咒 0.8 +0.072咒 0.6) X100% = 5.76%Po + I F pkNU2 =Un2 (1-AU ) = 400X (1-0.0576)377Vn (1 刊ZE 2)100%3800 +1x13279IN COS®2 + P0 +1： PkN(1-1 X 750 X103 X 0.8 +3800 +1 X13279)=

37、 97.2%(4) cos®2 = 0.8时，产生最大效率时的负载系数im =逊=0.53513279最大效率2po嚅(1-ImSN=2+2p0)100%2X3800"(1- 0.5375100.8 +2X3800)10%= 97.7%17.变压器出厂前要进行 极性”试验，将U1、u1联结，在U1-U2端加电压，用电压表测U2-u2间电压。设变压器电压220V/110V，如果U1、u1为同名端，电压表读数是多少？如 U1、u1为非同名端，则电压表读数又是多少?解：U1、u1为同名端时，电压表读数是U1、U2 U u1、u2U U2-u2 = U U1、U 2 - Uu=22

38、0-110 =110VU1、u1为非同名端时，电压表读数是U1、U2 ' U u1、u2U U2-u2 = U U1、U 2 中 U u1、u2 = 220 +110 = 330V19. 丫, d联结的三相变压器中，3次谐波在三角形联结时能形成环流，基波电动势能否在三角形中形成环流？ 丫，y联结的三相变压器组中，相电动势中有 3次谐波，线电压中有无3次谐波？为什么?答：由于各相基波电动势是相互对称的，相位彼此互差120。，沿三角形联结回路之和等于0,因此不会再三角形联结中形成环流。丫，y联结的三相变压器组中，相电动势中有三次谐波，但在三相线电压中，由于3次谐波电动势相互抵消，故线电压仍

39、呈正弦波形。20变压器的一、二次绕组按图（图略）联结，试画出他们的线电动势向量图，并判明其联结组别。答：(a) 丫，y0(b) 丫，d7(c) D，d2 (d) D，d222. 一台丫，d联结的三相变压器，在一次侧加额定电压空载运行，此时将二次侧的三角形联结打开 角测量开口处的电压，再将三角形闭合测量电流。试问：当此三相变压器是三相变压器组或三相心式变 压器时，所测得的数值有无不同？为什么?答：测得的电压不同，而电流相同。三相变压器组二次侧开口时，二次侧绕组中将感应出较大的三次谐波电动势，测得的开口电压较大;而三相心式变压器的三次谐波磁通的磁阻很大，在二次侧绕组中感应出的三次谐波电动势较小，故

40、测得 的开口电压也较小。三相变压器组二次侧闭合时，两种变压器二次侧感应电动势波形都接近正弦波形，三次谐波分量都很小，此时测得的电流也很小。23.两台变压器并联运行，均为丫，d11联结，Uni/Un2 =35kV/10.5kV。第一台为 1250kV A，ZklD = 6.5%，第二台为2000kV A，Zk（心=6%，试求：（1）总输出为3250kV ”A时，每台变压器的负载为多少？ （ 2在两台变压器均不过载情况下，并联组的最大输出为多少？并联组利用率为多少?解: （1）L亘=A1（：）Z *（ i）6.5而 I（：）Sni +1（：）Snii =1 250：）+ 2000：）= 3250联

41、立求解可得1（：）= 0.95I（：i）= 1.03S = I（临=0.95x1250 =1190kV A第二台变压器已过载。Sh =1（：）SnII =1.03x2000 =2060kV A（2）由于短路阻抗标么值小的变压器负载系数大，因此必先达到满载。设=1，则 1（：）= z：""）X 1（：）= O.923Zk （ I）两变压器都不过载的情况下，并联组最大输出为6 =I（：）Sni +I（：）Snii =0.923X1250 +12000 =3154kV A并联组的利用率为s.OOT。.97电机与拖动基础课后习题第五章习题答案1.试述感应电动机得工作原理，为什么说感

42、应电动机是一种异步电动机?答：感应电动机工作原理：异步电动机运行时，定子绕组接到三相电源上，转子绕组自身短路，由于电 磁感应的关系，在转子绕组中感应电动势，产生电流，从而产生电磁转矩，推动转子旋转。如果转子转速等于旋转磁场转速，则磁场和转子之间就没有相对运动， 它们之间就不存在电磁关系, 也就不能再转子导体中感应电动势，产生电流，也就不能产生电磁转矩。所以，感应电动机的转子速度 不可能等于旋转磁场的旋转速度，因此，感应电动机是一种异步电动机。f=50Hz 与2.什么叫同步转速？它与哪些因素有关？ 一台三相四极交流电动机，试分别写出电源频率f=60Hz时的同步转速。答：旋转磁场的旋转速度 m称为

43、同步转速。由m =型可知，它仅与电流频率f和电动机的极对数P有关。对三相四极交流电动机来说，p=2，当f=50Hz时,ni60f60X50=1500 rpm ；当 f =60Hz 时，rh =60f60 咒 60= 1800rpm 。3.台三相交流电动机，电源频率f=50Hz，试分别写出当极对数2p=2、4、6、& 10时的同步转速。解：由n160f 可知，2p=2、4、&P& 10时的同步转速分别为 3000rpm、1500rpm、1000rpm、750rpm、600rpm。4.何为转差率S?通常感应电动机的S值为多少?答：转子转速 n与旋转磁场转速 n1之差称为转差

44、 in ;转差与磁场转速 山之比称为转差率，即S = n-x100% 一般 S=0.010.05oni5. 台三相4极感应电动机，已知电源频率 f=50Hz，额定转速nN =1450r/min，求转差率S。解:ni60f60便=1500rpm2S =咒100% =1500-1450咒100% =3.3%1500ni12. 一台三相感应电动机接在 Un =380V、f =50Hz的电网上工作，定子绕组作三角形联结，已知每相电动势为额定电压的92%,定子绕组的每相串联匝数 叫=312匝，绕组因数Kw1 =0.96，试求每极磁通*1。解：已知相电动势 Eq =92%U N =0.92x380 = 3

45、49.6V349.6= 0.0053wb而E0 =4.44£叫也14.44fN 1Kw14.44x50x312x0.96电机与拖动基础课后习题第六章习题答案1与同容量的变压器相比较，感应电动机的空载电流大，还是变压器的空载电流大？为什么?答：感应电动机的空载电流大。这是由于异步电动机的主磁路中含有气隙段， 气隙段得磁阻很大，从而使感应电动机的空载电流大。2.感应电动机理想空载时，空载电流等于零吗？为什么?答：空载电流不等于零。这是因为感应电动机工作时必须从电网吸收感性无功用于建立磁场，因此理想空载时空载电流也不 能等于003说明感应电动机工作时的能量传递过程，为什么负载增加时，定子电

46、流和输入功率会自动增加？从空载到额定负载，电动机的主磁通有无变化？为什么?答：感应电动机工作时，从电网吸收电功率，其中一部分消耗在定子绕组铜耗和定子铁耗上，余下的功 率以电磁感应的形式由定子传递到转子，称为电磁功率。电磁功率有一部分消耗在转子绕组的铜耗上, 余下的就是使转子旋转的总机械功率。总机械功率减去机械损耗和附加损耗后，才是转子轴端输出的机 械功率。由磁动势平衡方程式li =1。+ （-1；）可知，理想空载时，1；=0, Ii=l0 0随着负载增加，转子侧电流也增大，于是定子电流的负载分量也相应增大，因此定子电流和输入功率会随着负载的增加而自动增电动机主磁通略有减小。电动机从空载到额定负

47、载运行时，由于定子电压不变的，而1忆1增加使Ei减小，所以电机的主磁通略有减小。6在分析感应电动机时，为什么要用一静止的转子来代替实际转动的转子？这时转子要进行哪些折算?如何折算?答：转子旋转时，转子侧的频率和定子侧的频率不相同，它们之间不能进行直接运算，也无法将定、转 子电路联接起来。用静止转子代替实际转动的转子后，转子侧的频率和定子侧频率相同，这时可以建立 异步电动机的等效电路。要进行的折算有频率折算和绕组折算。频率折算：转子电路串入一附加电阻 匕SRr。S绕组折算:12EA® I2 花，Ike"，其中 keNik wiN 2k w2ki =m1N1kw1m 2N 2k

48、 w27感应电动机的等效电路有哪几种？试说明 T形等效电路中各个参数的物理意义。答：有两种：T形等效电路和简化等效电路。T形等效电路中各参数物理意义如下:Ri :定子绕组每相电阻，称为定子电阻;X曰：与定子侧漏磁通相对应的漏电抗，称为定子漏电抗;Rm :反应铁耗的等效电阻，称为等效电阻;Xm :与主磁通相对应的励磁电抗;R；:转子绕组电阻折算值;:与转子侧漏磁通相对应的转子漏电抗折算值。8台三相感应电动机的输入功率为 8.6kW，定子铜耗为425W、铁耗为210W、转差率S=0.034,试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械功率。解：Pem =P1- PFe - Pcu1 = 8600 -42

49、5 - 210 = 7965WP CU2 =SFem =0.034x7965 =271WPc = Pem- Pcu2 =7965-271 =7694W。电机与拖动基础课后习题第七章习题答案2.三相笼型感应电动机的起动电流一般为额定电流的47倍，为什么起动转矩只有额定转矩的0.81.2倍？答：异步电动机起动电流虽然很大，但是由于起动时coscf2很小，转子电流的有功分量就很小；其次,由于起动电流很大，定子绕组的漏抗压降大，使感应电动势Ej减小，从而1也减小。所以，起动时* 1小,转子电流的有功分量也小，使得起动转矩也不大，仅为额定转矩的0.81.2倍。3三相感应电动机能够在低于额定电压的情况下运

50、行吗？为什么?答：不能。由于Tm正比于U2，电压下降时，则电磁转矩下降更多，会造成定、转子电流增大，则定、转子铜耗增大，且其增加的幅度远大于铁耗减小的幅度，故效率也下降，重载时电动机可能停转。若无保护，电 机绕组可能因过热而受损。Ui答：起动时，list = l2st =4 绕线转子感应电动机在起动时转子电路中串入起动电阻，为什么能减小起动电流，增大起动转矩?.，很明显，转子回路内串电阻起动，可减小最初起动（ri 卄2）2 （Xib + x2y电流，同时，电阻增加使cos®2增加；而起动电流减小使感应电动势 Ei增加，* 1增加，所以提高起动转矩。6 深槽式感应电动机和双笼型感应电动

51、机为什么能改善起动性能?答：这是由于起动时集肤效应的存在，使起动时转子电流主要集中在槽口或上笼， 等效转子电阻比较大, 从而可以改善起动性能。-/9.一台绕线转子感应电动机，已知Pn =44kW, nn =1435r/min , E2 243V , I2N =110V，设起动时负载转矩为Tz =0.8Tn，最大允许的起动转矩Tst1 =1.87Tn，切换转矩！或2 =Tn，试用解析法求起动电阻的段数和每段的电阻值。解：pSn =n1-n 1500-1435 = 0.0433Tst1Tnn11500TnSN Tst10.0433x1.87TnSnE2N可求出m=4.01,取m=5，采用5段起动。SnE2nO.。433©3.0.055。占咒110R st1=(P-1)Rr =0.87X0.055 =0.0480Rst2PRst1= 1.87咒 0.048 =0.0890Rst3PRst2= 1.87X0.089 =0.1670Rst4PRst3= 1.87X0.167 =0.3130R st5PRst4= 1.87X0.313 =0.5850台绕 线转子 感应电 动机， 已知 PN =11kW，nN =715r/min，E2 163VI2n =4.72A，Tst1 = 1.8