电机学第三版(辜承林陈乔夫熊永前著)课后习题答案华中科技大学出版社

1、沐课后小龜各案圈第1章导论11电机和变斥器的磁路常采用什么材料制成？这些材料备有哪些主要特性? 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s稀土钻I饮铁硼变压器：冷轧硅钢片。12磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的人小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用卜反复磁化，磁畴会不停转动，相耳间产生摩擦, 消耗能量，产生功率损耗。与磁场交变频率/磁通密度5材料，体 积，厚度有关。涡流损耗：由电隠感W定律，硅钢片中有用绕俺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屮产生的损耗叫涡流损耗。与

2、 磁场交变频率/磁通密度，材料，体枳，厚度令关。13变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？ ft人小与哪些因素冇关？ 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0=4.44仏。运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的灯与磁密万运动速度必导体长度厶 匝数"有关。/ F /16自感系数的大小与哪些因素有关？冇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，哪一个口感系数人？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J电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。对空心线圈：/2 = Z/所以自感：L =牛 Ni

3、f N，a A =学IIIfnrflrni所以，Z的人小与匝数平方、磁导率“、幽路截面枳4磁路'卜均长度/有关。闭介铁心“护，所以闭合铁心的门感系数远人木质材料。因为“o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。17在图130屮，若一次绕组外加正弦电压4、绕组电阻局、电流巾时，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/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) V/zi为正弦电压，电流；1也随时间变化，由71产生

4、的磴通随时间变化，由电磁感 应定律知e=-N鸯产生感应电动势(2) 磁通方向：右千螺族定则，个电流定律弓方向：阳止线圈中磁链的变化，符合右千螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。/7W巩=R" Nn(4)/i增加,如右图。n减小1 8在图1 30中，如果电流n在铁心中建立的磁通是=sin妙，二次绕组的匝数是 N、试求二次绕组内感应电动势冇效值的计算公式，并写出感应电动势与磁通就关系 的复数表示式。解：分®型貯Q齐化肿号3怦肠龙2 = 2|90°= -0.707申0。1.9仃 单匝矩形线圈与-无限长导体在同-平面上，如图1 31所示,试分别求出卜列条件 卜线

5、圈内的感应电动势：(1) 导体中通以苴流电流I,线圈以线速度卩从左向右移动：(2) 导体中通以电流/=线圈不动；(3) 导体中通以电流/=线圈以线速度y从左向右移动。解：关键求幽通=尿久么八(l) T =力J：" Bxcbc ： ev = -b Ba + c + vl)- B(a + vt)vwww.khdaw com / = g Hl = H c* w)、"(4 + o + vt') 同理a+W处的B值久* =曲宀="o 2n(a+vf)www.khdaw comwww.khdaw com(2) 只右变压器电势T = 一 Nwww.khdaw comww

6、w.khdaw com5 一岭g 耆cose/(3) 运动电势金变为：www.khdaw comwww.khdaw com变斥器电势变为:www.khdaw comeTa+c+ vt a rVtB xdt =sin e FinxJ7T"+c+ Wa+ vtd(f>dia+vtcos 3r线圈屮感丿“电势幺二® +勺1.10在图1.32所示的磁路中，两个线圈都接在直流电源上,已知厶.厶、N、Nf回答卜列问题:（1）总磁动势歹是多少？（2）若厶反向，总磁动势歹乂是参少？（3）电流方向仍如图所示，若在以、力出切开形成一空气隙总磁动势歹是多少?此时铁心磁压降人还是空气隙磁压降

7、人？（4）在铁心截面积均匀和不计漏磁的情况卜，比较（3）中铁心和气隙中B、刃的大小。（5）比较（1）和（3）中两种情况下铁心中的心、冴的大小。（1）F = NI、_ NJ、冇右于螺旋定则判断可知，两个磁势产生的磁通方向相反。（2）F=NI+NJjX（3）总的磁势不变仍为F = NI -磁压降佥帙心心十空'（隙心二缶虽然1 5但“弘：丘”心空'（隙的碗压降大（4）忽略漏磁 二斤 而截面积相等"打Po:比 H塊（5）第一种情况大B同理% 仏1. 9 个带有气隙的铁心线圈（参考图1.14），若线圈电阻为R,接到电压为U的直流电 源上,如果改变气馀的大小，问铁心内的磁通和线圏

8、中的电流I将如何变化?若线圈电 阻可忽略不计，但线圈接到电压冇效值为U的丁频交流电源上，如果改变气隙人小，问铁 心内磁通和线圈中电流是否变化?如气隙5増人磁阻人”增人，如磁势不变，则。减小u - Ri+ e - Ri+ 窃0在减小务vO/增大接在交流电源上，同上直流电源：字=0/不变但0仍然减小。1. 10 一个冇铁心的线圈，电阻为20 当将其接入110V的交流电源时，测得输入功率为 90W,电流为2.5力，试求此铁心的铁心损耗。电功率平衡可知（或能駁守恒），输入的功率一部分消耗在线圈电阻上，一部分为铁耗:、Pf = P、_ F心=77.5 w1. 11对J：图1.14,如果铁心用D23硅钢片

9、會成，截面枳力=1225x10",，铁心的平 均长度/=0.4加，空气隙§=0.5x103绕组的匝数为600匝，试求产生磁通 O = 10.9 x 10 7彩时所需的励磁磁动势和励磁电流磁帑方=养=脐 =0.89(7)查磁化曲线h= 299气除疔严0乡么x°"7 08599 x10弋%磁动势：F= H誌+ HQ=299x 0.4+ 7.08599x 1/ x 0.5x 1(T3=473 9(A)VF=NI I二F / N二473. 9 / 600=0. 79 (A)1. 12设1. 11题的励磁绕组的电阻为120G，接J-110V的直流电源上，问饮心磁通

10、是多 少？先求出磁势：是貢流电源0不变，幺=一务=0/=乡=體 F=M= 600x = 550(4然后根据误差进行迭代 设/ =12.56x10"彩则Bfc = Bs = 0/a = 1(-0:- 383(%) H6 = /10-7 F = H HQ - 383 x 0 4 + -xQ.5 x 1 0=551.3(/)A/T=551.3-550=1 3 很小，.假设正确1. 13设1. 12题的励磁绕组的电阻可忽略不计，接f 50Hz的正弦电压110V (何效值) 上，问铁心磁通最人值是多少？eu .*.e=iiovg=4.44力=11%44X50600= 8.258xio7(宓)1

11、. 14 图1-4中直流磁路11 D23硅钢片叠成，磁路各截面的净而积相等，为 A = 2.5 xl03z2 » 磁路平均长厶=0.5加，/2 = 0.2/7/» /3 = 0.5/n (包括气隙 d， $=0.2x107加。己知空气隙中的磁通彊= 4.6xl03必，又化厶=10300力，求另 外两支路中的乌、啓及Ng场专二嚅T*H严划%* %xl0- = l-464968x 10'6 (%)HFg = 14600(%)(查表得到的)由右侧回路可求：血=坷百_(% +捡)=10300-(14600X0. 5+1. 464968 X X0.2X i) =10300-(

12、7300+2929.94>70A？ = 7%5 = i4o(%) A = 0.41(700>2 =坷力=0.41x2.5 xlO'3 =1.025 xlOO3(Z)咎忆= 1.43(7) 严3-% = (4.6-1.025)x 103 = 3.575x 103 終)Q 二 1420(%)NI =- Hr厶=1420X0. 5-140X0. 2=640(A)www.khdaw com第二章直流电机2. 1为什么直流发电机能发出直流电流？如果没冇换向器，电机能不能发出直流电流？ 换向器与电刷共同把电枢导体屮的交流电流，“换向”成苴流电，如果没有换向器, 电机不能发出直流电。2.

13、 2试判断卜列情况卜，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 电刷与雄极相对静止，.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在苴流发电机中，为了把交流电动势转变成苴流电压而釆用了换向器装置；但在苴流 电动机屮，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极卜，还是S极卜，都能产生同一方向的电磁转矩2. 4直流电机结构的上耍部件仃哪几个？它们是用

14、什么材料制成的，为什么？这些部件的 功能是什么？Xj有7个主磁极换向极，机朋电刷电枢铁心，电枢绕组，换向器 见备课笔记2. 5从原理上看，臣流电机电枢绕组可以只仃个线圈做成，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？一个线圈产生的苴流脉动A人，H感应电势或电磁力太小，线圈愈多，脉动愈小,但 线圈也不能人多，因为电枢铁心表而不能开太多的槽，线圈A多，无处嵌放。2. 6何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磴通的大小与哪些因素有关？主磁通：从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极卜的气隙和主极決心，垠后经 定了绕组磁轨闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢屮感应电动势，实现机电能磺转

15、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純闭合，不 参与机电能駁转换，与饱利系数有关。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：D0 = /°主磁通，劣励磁磁动势设计在低J： “膝点”，则没仃允分利用饮磁材料，即同样的磁势产生较小的磁通°, 如交“膝点”，则滋路饱和，浪费磁势，即使有较大的若幽通°基本不变了，而我 的碍要是° （根据E和7；公式）选在膝点附近好处：材料利川较充分町调性好稳 定性较好。电机额定点选在不饱和段仃两个缺点：材料利用不充分磁场容易受到

16、励磁电流的T扰而 不易稳定。选在饱和点有三个缺点：励磁功率人增磁场调节困难电枢反应敏感2. 8为什么貢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 何谓电枢上的儿何中性线？何谓换向器上的儿何中性线？换向器上的儿何中性线Fh 什么决定？它在实际电机中的位置在何处？ 电枢上几何中性线：相临两点极间的中性线 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 由元件结构决定，不対称尤件：与电枢上的儿何中性线車合。对称尤件：与极轴轴线 重合。 实际电机中。2. 10单叠绕组与单波绕组在绕法上、节距上、并

17、联支路数上的主要区别是什么？ 绕法上：单叠：任意两个串联尤件都是后一个替在前一个上而yk=单波：相临两串联元件对应边的距离约为2T形成波浪型节距上：片=金± £y=±i (单叠)卩=今=器 yy乃=y力并联支路数2a=2p(单叠)2a=z(单波)YX2. 11 口流发电机的感应电动势与哪些因索仃关？若一台H流发电机的额泄空战电动势是 230V,试问在下列情况下电动势的变化如何？(1) 磁通减少10%：(2) 励磁电流减少10%；(3) 磁通不变，速度増加20%： /磁通减少10%,同时速度増加20%。直发：E=Ca“= 0"(1) 0 减少 10%,则

18、0 =0.90即 7 = -7 = 09才=0.9$二 0.9x 230= 207()(2) 励磴电流减少10%,如果饱和，则0不变，E也不变，如没有饱和，则0也减少 10%, g=207(V)207<E<230V(3) 7 = 7 = n F = 1.2夕=276(?)/八 £ e 力e x(1) T 一 T7 一 0 舛 1 ”E =0.9x1.2x230 = 2484()2. 12 一台4极单趕绕组的直流电机，问：(1) 如果取出相邻的两组电刷,只用剩卜.的另外两组电刷是否可以?对电机的性能有 何影响？端电压仃何变化？此时发电机能供给多人的负我(用额定功率的百分比衷

19、示)？(2) 如何一尤件断线，电刷间的电斥有何变化？此时发电机能供给多大的负我？(3) 若只用相对的两组电刷是否能够运行？(4) 若有一极失磁，将会产生什么后來？(1理(出相临的两组电刷，电机能够丁作，此时，电枢感应电动势不受影响，但电机容 尿会减小；设原來毎条支路电流为I，4条支路总电流为41,现在两条支路并联，一条支路1 4电阻为另一条支路的3倍，因此网条并联总电流为1+亍1=亍1,现在电流与原來电流Z比为411JI： 41=7 *因此容駅减为原來容命的了(2) 只有一个尤件断线时，电动势不受影响，尤件断线的那条支路为零，因此现在相 当J：三条支路并联，总电流为凍來的#G)若只用相对的两组

20、电刷，由两路电刷间的电用为零，所以电机无法运行。(4) 单叠：山J：电刷不动，若仃一磁极失磁，则仃一条支路无电势，电刷间无感应 电动势，电机内部产生环流，电机不能运行。2. 13 如果是单波绕组，问2. 12题的结果如何？(1) 只用柑邻两只电刷，电机能作，对感W电势和电机容鼠均无影响，仅取一只电 刷时，因仍是两条支路并联，所以电机还能工作，对电动势和电机容磺均无影响。(2) -个元件断线，对电动势无影响，由仅剩卜条支路仃电流，电流为原來的土容鼠减为原米的£/X(3) 只用相对的两只电刷时，由两只电刷为等电位，电斥为冬，因此电机无法运行。(4) 单波失去一个僦极，感用电动势减小穆，容

21、彊减小t n.内部产生环流。# 2. 14何谓电枢反应？电枢反应对y隙磁场冇何影响？ n流发电机和ri流电动机的电枢反 应有哪些共同点？又有哪些主要区别？电枢反应：电枢磁场对励磁磁场的作用交轴电枢反应影响：物理中性线偏离几何中性线 发生畴变c y 计及饱和时，交轴仃去磁作用，直轴可能去磁，也可能增磁。 使支路中各尤件上的感应电动势不均。发电机：物理中性线顺电机旋转方向移过一个不人的(X角电动机：物理中性线逆电机旋转方向移过-个不人的G角育轴电枢反应影响：电动机：电刷顺电枢转向偏移，助磁，反之去磁2. 151工流电机空我和负贞运彳亍时，气隙磁场各由什么磁动势建立？负载:时电枢回路屮的电动势应由什

22、么样的磁通进行计算？空载;：必仅由励磁做动势2理建立，% =负载：由lNfIf和Ax共同建芒： 心+打 由毎极合成磁通计算，即负我幽通计算，J 负载时，导体切割的是负载;磁通(即合成磁通)2. 16 一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负我以后，电刷逆看电枢旋转方向移动 了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响？电动机电刷逆电枢转向移动，直轴电枢反应去磁，交轴电枢反应总是去磁的2. 17 E流电机右哪几种励磁方式？分别対不同励磁方式的发电机、电动机列出电流/、 厶、乙的关系式。四种励磁方式：他励，并励，串励，复励电动机：他励：I"并励：1= 1广If串励：I-Ia-I复励:

23、1= 1广打=IJ短复励Z = iy'. 1=1*1；长复励发电机：他励:1= Ia并励：1= I广If串励：I IQ If复励：I = I广打=I；短复励2. 18如何判别宜流电机是运行J：发电机状态还是运行J：电动机状态？它们的7；屛n、E、 U、/的方向有何不同？能屋转换关系如何？a如所受电磁力的方向与电枢转向相同即为电动机状态，反之为发电机状态。电动机：7：与n方向相同，是驱动转矩，彳与U方向相反，是反电动势，厶方向流向电枢，毋与厶方向相反。E/TQ只白输入电能，克服反电势，才能产生电枢电流，进而产牛电噬转矩。发电机：7爲与n方向相反，是阻力转矩，E与U方向相同，E占方向相同，

24、发出电 功率，为克服阻力转矩？爲，不断输入机械能，才能维持发电机以转n旋转，发出电能。2. 19为什么电机的效率随输出功率不同而变化？负我时11流电机屮冇哪些损耗？是什么 原因引起的？为什么铁耗和机械损耗可看成是不变损耗？电机铜耗随输出功率变化,所以效率随输出功率变化,负载时有:铜耗,铁耗,机械损 耗。铜耗：电枢绕组铜耗和励磁绕组铜耗。I;Ra. Ulf铁耗：交变磁场引起涡流损耗和磁滞损耗机械能：抽水，电刷靡擦损耗铁耗和机械耗和附加损耗与负载电流无关认为是不变损耗2. 20直流发电机中电枢绕组元件内的电动势和电流是交流的还足直流的？若是交流的， 为什么计算稳态电动势夕=U+R时不考虑元件的电感

25、？a a都是交流的通过电刷引出的感应电动势是直流，.不考虑元件电感2. 21他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会卜降？并励发电机与他励发电 机相比，哪一个的电压变化率人？空载时：他励发电机端电压U=E= c,t负载时：U= E 1岛电压下降并励卜降人，随着电压卜降，减小、：E降，端电压更加卜降2. 22若把直流发电机的转速升高20%,问在他励方式卜运行和并励方式下运行时，哪- 种运行方式卜空载电压升高的较多？空载电压 g E= C他励时，n升20%, E升20%并励时，Tn增加E増加，厶增加，增加，E除n增大外，也用人，.并励时. 空载电压升较多。2. 23并励发电机正转时能自励，反

26、转时还能自励吗？2. 24要想改变并励电动机、串励电动机及复励电动机的旋转方向，应该怎样处理？2. 25并励电动机正在运行时励磁绕组突然断开，试问在电机有剩磁或没有剩僦的悄况K 有什么后果？若起动时就断了线又有何后采？2. 26 台正在运行的并励直流电动机，转速为1450r/mm。现将它停卜来，用改变励磁绕 组的极性來改变转向后（其它均未变），当电枢电流的人小与1E转时相同时，发现转速为 150Ci7mni,试问这可能足什么原因引起的？2. 27对一台并励直流电动机，如果电源电圧和励磁电流保持不变，制动转矩为恒定低 试分析在电枢回路串入电阻©后，对电动机的电枢电流、转速、输入功率、铜

27、耗、铁耗及 效率有何影响？为什么？22. 28电磁换向理论是在什么妹础上分析问题的？主耍结论是什么？在研究冀实换向过程 应如何补充修正？/2. 29换向元件在换向过程中可能出现哪些电动势？是什么原因引起的？它们对换向各冇 什么影响？、彳2. 30换向极的作用是什么？它装在哪里？它的绕组怎么连接？如来将已调整好换向极的 直流电机的换向极绕组的极性接反，那么运行时会出现什么现象？2. 31 一台直流电机，轻载运行时换向良好，当带上额定负载时，后刷边出现火花。问W 如何调整换向极卜气隙或换向极绕组的匝数，才能改善换向？2. 32接在电网上运行的并励电动机，如用改变电枢端的极性来改变旋转方向，换向极绕

28、 组不改换，换向情况有没何变化？2. 33小容届2极点流电机，只装了 个换向极，是否会造成-电刷换向好另-电刷换向 不好？2. 34没有换向极的直流电动机往往标明屁转方向，如果旋转方向反了会出现什么后果？ 如果将这台电动机改为发电机运彳亍，又不改动电刷位事问它的旋转方向是否与原來所标明 的方向一样？2. 35环火是怎样引起的？补偿绕组的作用是什么？安置在哪里？如何连接？2. 36选择电刷时应考虑哪些因素?如果一台直流电机,原來采用碳石墨电刷，额定负载 时换向良好。后因电刷磨坏，改换成铜石墨电刷，额定负我时电刷卜火花很大，这是为什 么？2. 44电机的冷却方式和通风系统仃哪些种类？ 一台已制成的

29、电机被加强冷却后，容眩可 否提高？2. 45已知某苴流电动机铭牌数据如卜：额定功率PN =额定电斥乙= 220/，额定转速nN =1500/7 min »额定效率 加=88.5%。试求该电机的额定电流。解：=% = 75Da%sS5 =84.75xlO3厶=%=385 2）2. 46 lLII ft流发电机的额足功率厶=240彳炉，额泄电压乙= 4607，额定转速nN = 600 r I min »试求电机的额定电流。2. 47 一台肖流发电机的数据：2p=6,总导体数亿= 780,并联支路数2“ = 6,运行 角速度是G = 40/勿7$，每极磁通=0.0392况。试计算

30、(1) 发电机的感应电动势；(2) 当转速刀= 900刃min，但雄通不变时发电机的感应电动外：<3)当磁通变为0.0435%0,力=900刃inin时发电机的感应电动势。解： G = E= CQn= 0尹豁=13X0. 0392 X 6QQk =611.5V(2) E= QdW=l3X0. 0392 X 900=458. 6V(3) E=13XO. 0435X900二509V 2. 48 一台4极、82尿八230V、970厂/min的他励苴流发电机，如果每极的合成磁通等J空载额定转速卜其仃额定电压时每极的磁通，试求当电机输出额定电流时的电磁转矩。 解：5 =上=马船= 356 52(0

31、E=Ce0“n心05核外 C> E 二 nN/孺一而7732 孑 562x9708077"加2. 50试计算卜列绕组的节距必，yr y和”，绘制绕组展开图.安放主极及电刷，求 并联支路对数o 1“y(1) 右行短距单叠绕组：2”二4，Z=S=22；(2) 右行整距单叠绕组：2二4，N=S=20；(3) 左行单波绕组：2p=4，N=S=19；(4) 左行单波绕组：2p=4，N=S=21。2. 51 一台直流发电机，lp= 4 » 2q=2，S=21，每尤件匝数N、=,当 o =1.825x10-2彩、/7=1500z7nini时试求正负刷间的电动势。解:21=2=2x2

32、1x3 = 126乡給需=8*2二4.2E= C>cD/=xl.825xl0-2xl500 =115 72. 52 一台直流发电机2左=8,当/ = 600/7 mill，每极磁通= 4x10刁鬼时, & =2307,试求：(1) 若为单叠绕组，则电枢绕组应有多少导体？(2) 若为单波绕组，则电枢绕组应勺多少导体？解： E= Ctn ' Q =唸=4xi黑6oo = 95.83 略=鑰单叠3=4:.Nc = Ce =警 x 95.83 = 5750 根C）单波：a=l闽=弩以95.83=1438根2. 53 一台直流电机，2p=4，S=120,每元件电阻为0.2G，当转速

33、zz = 1000/ /mill 时，每元件的平均电动势为10V。问当电枢绕组为单叠或单波时，电枢端的电压和电枢绕组 的电阻心冷为多少？解：单叠绕组：每支路尤件数：甲=30/.电刷端电压U=30 X 10=300V电枢绕组电阻& = 警=1.5。单波绕组：每支路兀件数：写=60 电刷端电斥：U=10X60=600V电枢绕组电BL尺=吟如二6Q2. 54 一台2极发电机，空载时每极磁通为0.3%，每极励磁磁动势为3000A。现设电枢 圆周上共有电流8400A并作均匀分布，已知电枢外径为0.42加若电刷口儿何屮性线前移 20。机械角度，试求：（1）每极的交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势各为多

34、少？（2）当略去交轴电枢反应的去磁作用和假定磁路不饱和时，试求每极的净有磁动势及 每极卜的合成磁通。/.2.55冇一 ft流发电机，2p=4，S=95，每个尤件的串联匝数N、.=, 2 = 0.162加 Zn = 36Z，a = l，电刷在儿何中性线上，试计算额定负战时的线负荷A及交轴电枢磁动2. 56 一台并励肖流发电机，厶=26何7，乙= 2307，=960/7 min，2p=4, 单波绕组，电枢导体总数佬= 444根，额定励磁电流5 = 25924,空载:额定电床时的 磁通o = O.O174Z。电刷安放在几何中性线上，忽略交轴电枢反应的去磁作用，试求额 定负载时的电磁转矩及电磁功率。解

35、：G =芻二錨"4L4T沁厶二禺二瞬"13.043： rt= 141.4 x 0.0174 X115.64 =284.5（ NIa =厶 + 么= 113.043 + 2.592 =115.64（4Q= = 260 = 100.48%= 7；/。= 284.5x 100.48= 28.59砒2. 57 一台并励肖流发电机，刀严19刃7，乙= 2307，枷= 1450刃min，电枢电路 并绕组总电阻ra = 0.183Q» 24/= 27,励磁绕组每极匝数化 = 880匝/=2.79A> 励磁绕组电阻虫/ = 81.10。为转速为1450刃min时，测得电机的

36、空我特性如卜-表：u(/v44104160210230248276If/A0. 370911. 452. 002. 232. 513. 35试求：（1）欲使空載产生额定电压，励磁回路应串入多人电阻?（2）电机的电压调整率U;（3）在额泄运行情况卜电枢反应的等效去磁滋动势乙。2. 59 一台4极并励电动机，厶=14才炉 乙 = 2207，乙= 0.0814G，24乞=2久 主极绕组每极2800匝，总励磁电= 248Q »电机在1800/7mill时的空我特性如卜：If/A0. 20. 30. 405060. 7080. 910U(/V75110140168188204218231240

37、半额泄负载时，电枢电流为76A,此时电枢反应的去磁磁动势用并励绕组的电流农示 时为0.1A»试求：（1）额定负载下的转速；（2）若在此电机屮的每个主极装设3.5匝的串励绕组（枳复励或差复励两种情况），这 时电枢电路的总电阻乙= 0.0890，试求额定负载卜的转速。2. 60两台完全相同的并励肖流电机，机械上用同一轴联在一起，并联F230V的电网上 运行，轴上不带其它负载。在1000/ /miii时空载特性如F：If/A1. 31. 4Uo/V186. 7/'195. 9现在,电机甲的励磁电流为1.4-4 »电机乙的为1.3N，转速为1200/7mill，电枢回路 总

38、电阻（包括电刷接触电阻）均为0.1G，若忽略电枢反应的影吒 试问:（1）哪一台是发电机？哪一台为电动机？（2）总的机械损耗和铁耗是多少7/?1（3）只调节励磁电流能否改变两机的运行状态（保持转速不变）？（4）足否可以在1200/7miu时两台电机都从电网吸取功率或向电网送出功率？ 解：（1） V甲台电机在1000滋时的电动势为195 9V,乙台电机在1000隘 时的电动势为186 7V,甲台电机在1200隘时电动势耳= 195.9x=2350）（煌 二彳）乙台电机在1200%时电动势：足二 186.7x制二 224（耳 年230V 冬 V230V 甲为发电机，乙为电动机。电动机：P亦 = P“

39、发电札= P辭两台电机总的机械耗和恢耗为：匕n_ P°G = PemAf- rmG电动机：Z = =M = 60M)饥/二為Z=224x60 = 13440(r)发电机：心二零二等評=50（同PeniG = EJqg = 235x50 = 117500）总的机械耗和铁耗：心-PtmG = 13440-11750=1690（）（3）要改变两台电机运行状态并保持转速不变，应减小甲台电机的励僦电流，同时增加乙台 电机的励磴电流，半两台电机的励磁电流相同时，两台电机都是电动机，最后乙为发电机.甲为电动机。（4）都可以通过从电网吸收电功率成为电动机，但不能都成为发电机，因为没仃原动机，即 没有

40、输入机械能，无法输出电能。2. 61 直流电机并联丁-7=2207电网上运行，己知4 = 1，p=l、佬=398根， = 1500/mill *=0.0103%，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）= 0.17Q 厶=1.83力，左斤=276炉，召“=379炉，杂散损耗左站=0.86%，试问：此直流电 机是发电机还是电动机运行？计算电磁转矩7和效率。解： 应二“1）=語0）=卷><0.0103乂1500=205（V）<22ov总电动机运行。（2）.7 = d二耳°2°5 二只只 cmm斤=67= 220 x90.07 =19815.4(闵好=心 - - Pm

41、ec 一田a - (& + Awe + 入)=205 X 88. 24-276-379-0. 86 X 19815%oo =17263 79W耳=# X 100%=噬眷 X 100%=87 12%或者：Pcna =厂心=88.24? x 0.17 = 1323.67（恥P/ 乙6Z=1.83 x 220 =402.6（幼卜吕=0 86% X 19815.4=17041（）呂之-另厶19815.4-歳-捡-几厂几17263.7（莎）2. 62台15刃7、220V的并励电动机，额定效率“”=85.3%，电枢回路的总电阻（包括 电刷接触电阻）Ra = 0.2Q，并励回路电阻Rf = 44Q

42、-今欲使起动电流限制为额定电流 的1.5倍，试求起动变阻器电阻应为多少？廿起动时不接起动电阻则起动电流为额定电流的 多少倍？2 63台并励电动机，Pn = 5JcW、乙= 1107，厶=58虫，=1470刃min， j?z=138Q»心= 0.15G （包括电刷接触电阻）。在额定负載时突然在电枢回路中出入0.5Q电阻,若不计电枢回路中的电感和略去电枢反应的影响,试计算此瞬间的卜列项目:（1）电枢反电动势；（2）电枢电流；（3）电磁转矩；（4）若总制动转矩不变，求达到稳定状态的转速。（1） I广0 797（/）厶厂厶乙= 580.797= 57.23）/. UN- IaNRa =110

43、- 57.2x 0.15= 101.42了旌电枢串入电阻的瞬间,和n不变，电动势不变才二101.42（"）厶不变，不变，山惯性，n不变（加讲串电阻调速过程）厶、耘二罟鼾"3.2（同芸二驚W :口=丁氏乙严9.55Q厶或者：Q不变9.55。人二 9.55务刀=955xx13.2 =8.7( "%www.khdaw comwww.khdaw com总制动转矩不变，乙 不变。电枢电流每=57.2（力）不变 E= U- IaRa + 佗)=110 57.2x (0.15+ 0.5) = 72.82(®.SN _nN Ehn en 1470x 10143 1055

44、.5(/)2.64 并励电动机的厶=96何？ UN = 440.厶=2554 7 = 5- = 500/711101 己知电枢电阻为0.078G，试求：-4乂、（1）电动机的额定输出转矩；/（2）在额定电流时的电磁转矩；电机的空载转速；Y（4）在总制动转矩不变的情况卜,当电枢回路串入0.1Q电阻后的稳定转速=18335("0fetf. T _ R 9&KHx60辭-沖00 EaN = 7-7aJ?a = 440-250x 0.078 = 420.5()420 250x60 = 2007.74("/)乙=厶-0= 255- 5= 250(3) = = 0.841= 5

45、23.2) 空载转速% = 帚镭爭=523.2%山) 总制动转矩不变，乙不变，4 =250% =乙一厶（场+召）=440-250 x0.178 =395.5 /:捡=豊 =奇沙500 = 470.3%】n）265 台并励电动机，厶= 7.2力炉，乙=110/，% = 900刃min，"“ = 85%， Ra = 0.08Q （包括电刷接触电阴），/ = 2Ao若总制动转矩不变，在电枢冋路串入一电 阻使转速降低到450/min，试求小入电阻的数值、输出功率和效率（假设p严小解："=在=珞产越沪力（同=-=110-（77-2）x0.08 =101 r（1） =0.1156 Ea

46、 = UN-IRa + ®即0. 1156X450=110-75X （0. 08+7?, ）求解得 =0.6933Q2. 66串励电动机 乙= 2207，IN = 40z4 » = 1000/7min，电枢冋路各绕组电阻 仃=0.5Q，一对电刷接触压降让“ =27。若制动总转矩为额定值，外施电压减到150V. 试求此时电枢电流/及转速（假设电机不饱和）。a解：（1）是串励厶=Ij又总制动转矩保持为额定值1二 Ttm = CTIa = CI；"为常数，4 = Zr = 40（力）（2） En= UN-1a- 2A（76= 220- 40x 0.5- 2= 198）才

47、二 i/_N_2Aq =150_40x0.5_2 = 128（A）乡二字（条件厶不变）否则：警=料n - "n冬 1000 x 眾=646.5（ %un）2. 67 某串励电动机，厶= 14.7/%，乙=2202，厶= 78.54 zz = 585/-/mill » Ra = 0.26Q （包括电刷接触电阻），欲在负载制动转矩不变条件卜把转速降到350/7min， 需串入多大电阻？丫解：£二&一厶人=220- 78.5x 0.26= 199.59?）总制动转矩不变 厶不变不变.E _3" _ 力才 _ Cn _ n Zl £ 二 二 1

48、99.59 X 劉=119.41（ P）尼=学几=喘;941_ 0.26= 1.021（ Q）2. 68 己知他励直流电动机 Pn = 12/7T，UN = 220/，厶=62力，nN = 1340/7 mill， 心= 0.25G，试求：（1）拖动额定负载在电动机状态卜运行时，采用电源反接制动，允许的垠人制动力矩 为2乙，那么此时应串入的制动电阻为多人？（2）电源反接后转速卜降到0.2%时，再切换到能耗制动，使其准确停车。当允许的 最人力矩也为2乙时，应串入的制动电阻为多人？2. 69台并励电动机，厶=10QT，乙= 220/，7 = 1500刃min，臥,=84.5%， 7 = 1.178

49、> Ra = 0.354Q »试求卜列制动方式制动时，进入制动状态瞬间的电枢冋路 的损耗和电磁制动转矩。（1）电动机在恒转矩负我在额定状态卜运行时，电枢冋路串电阻使转速卜降到 刀= 200刃min时稳定运行，然后采用反接制动；（2）釆用能耗制动，制动前的运行状态同（1）；（3）电动机带位能性负我作冋馈制动运行，当“ = 2000刃min时。第三章变压器3. 1变压器仃哪儿个主耍部件？各部件的功能是什么？变压器的主耍部件：铁心:磁路，包括芯柱和铁純两部分绕组：电路油箱:加强散热，提冏绝缘强度套管：使高压引线和接地的汕箱绝缘3.2变压器铁心的作用是什么？为什么耍用厚O 35mm、M

50、Hi涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 变爪器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在饮心中引起次耗，川涂绝缘漆的薄 硅钢片徨成铁心,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汕中町加强散热和捉高 绝缘强度.3. 4变压器有哪些主要额泄值？ 一次、二次侧额泄电压的含义是什么？额定 fj'i 心、Un、U、N，”, /nUn : 一次绕组端子间电乐保证值“2N空载时，一次侧加额定电压，二次侧测磺得到的电压3. 5变斥器中主磁通与漏磁通的作用右什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用 的？7y/V主做通：同时交链一次

51、，二次绕组，但是能起从一次侧传递到二侧的媒介，使需=% = ，实现变压功能漏磁通只交链门少绕组，作用是在绕组电路中产生电压降，负我时影响主磁通，召和二次电 斥U.的变化，以及限制二次绕组短路时短路电流的人小，在等效电路中用 乙反应磁通的作 用，用円5，乃5反应漏磁通的作用3. 6电抗尤°、七、匕的物理概念如何？它们的数据在空栽试脸、短路试验及正常负 载运行时是否相等？为什么定杲计算町认为不和务是不变的？ N；的人小对变斥器 的运行性能有什么影响？在类变压器N；的范囤如何？兀5对应一次绕组的漏磁通，磁路的磁组很人，因此円$很小,1対为空气的磁导率为常数,.Xid为常数号二+£

52、<$叫短路电抗七”对应r主磁通，主磁通所走的磁路是闭合铁心，其幽阻很小，而电抗与磁阴成反比，因此 很大另外，铁心的磁导率不是常数，它随磁通密度的増加而变小，磁阻与磁导率成反比, 所以励磁电抗和铁心磁导率成止比11! 短路时电压低，主磁通小，而负载试验时加额定电压，主磁通人，所以短路试验时兀”比 空载试验时的£人正常负载运行时加额定电斥，所以主磁通和空我试验时基本相同，即负 我运行时的励磁电抗与空載试验时皋本和等，.<5 »以在空我试验，断路试验和负戦运行时, 数値相等，叫短¥各阻抗乙厂Er + X厂（坷+鸟）（氐+忌）是常数不变（«,尺随温度

53、变化）g乙=务欝=昭（见背町 W汽"37为了得到正弦感应电动势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流应各呈何种波形？为什 么?/xU铁心不饱和时，空我电流与成正比,如感应电势成正弦，则也为正弦变化，厶也为 正弦谍心饱和时 厶为尖顶波，见图二838试说明磁动势平衡的概念极氏在分析变斥器中的作用？ 一次电流I、产生的磁动势F和二次电流厶产牛的磁动势F.共同作用在磁路卜.，等磁通 乘磁组，即+斤二心/抱其屮Q是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度，实际铁心的&很 小，Ifij Rm u 0,则人+鸟二0,即R = 一鸟这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相吊的大小 相等，方向

54、相反，二次电流増人时，一次电流随之增人当仅考虑数最关系时，有A仏=化厶即心二厶或4 = 2利用磁动势平衡的概念米定性分析变用器运仃时，可、7.即得出給论,一,次电流之比和他 们的匝数成反比.3. 9为什么变压器的空载损耗町以近似地看成是恢耗，短路损耗町以近似地看成是铜耗？ 负我时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗冇无差别，为什么？解： 劣空载损耗 劣二必4 + &空磁时厶很小，広«可忽略劣u爲Pk « PeH 蚣=佥+禺短路试验时外施电压4很小，很小，厶很小铁耗很小,可忽略铁耗，4 - Pcu负载时佚：与空载时无差别，这是因为当F不变时，厶*罗OC'

55、xg'ocZ/负 我与空我时i次绕组侧施加的电压肚本不变，基本不变，则不变损耗，严格说，空我 时，漏抗压降大.磁密略低，铁耗略少些pe,x如果肚同一电流，则无差别。如果考虑到短路损耗包金少讯的铁耗的话，负ffirt-n:的 铜耗比短路时侧略小。gZX 3. 10变压器的其它条件不变，仅将上、二次绕组匝数变化±10%,对七的影响 怎样？如果仅将外施电压变化±10%,直影响怎样？如果仅将频率变化士 10%, K 影响又怎样？交乙、 Aj解：一，二次绕组匝数变比±10%。.*5 :如 M 二坷+10%二1.1坷二 讥、& A" 漏磁路的漏磁导，为常数屯 一 l.F.IJd 1.216即甩增加21%如M =坷一 10%二0.9 N则几=0.92.ru = 0.811%即.也减少19%,二次绕组匝数变 化対円$无影响XJ .Y羽二2兀几 二2/f A別二2兀州 岁 坷增加，厶减少u