2020年电机学全套复习题库及答案(完整版)

1、2020年电机学全套复习题库及答案(完整版)A 0-1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？ 0-2在图0-3中，当给线圈M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?0-3感应电动势二-学中的负号表示什么意思？dtA 0-4试比较磁路和电路的相似点和不同点。0-5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？0-6电机的额定值和电机的定额指的是什么？0-7在图0-2中，已知磁力线/的直径为lOcm,电流Z= 1OA, 1,= 5A,厶=3A,试求该磁力线上的平均磁场强度是

2、多少?$V0-8在图0-9所示的磁路中，线圈N1X N 2中通入直流电流I】、试问:(1)电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少?图0-9习题0-8附图(2) N,中电流b反向，总磁动势又为多少?(3)若在图中a、b处切开,形成一空气隙5,总磁动势又为多少?(4)比较1、3两种情况下铁心中的B、H的相对大小，及3中铁心和气隙中H的相对大小?解：1）斤=IN I2N22）巧=IN +/2N2 3）九=F =/N|厶“?不变4）由于 F = F3 ,而 R沁 « Rm3 > 所以 0| >> 03，B| >> B3 ,H » H3。在3）中，

3、=由于“屉>>“0,所以H口 = BfJMfc vv H5 = B5/Z0V0-9两根输电线在空间相距2nb当两输电线通入的电流均为100A时，求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少？并画出两线中电流同向及反向时两种t觎下的受力方向。解.由H27iR = 1、B = AqH ,得每根输电线单位长度上所受的电磁力为2；tx2当电流同向时，电磁力为吸力;当电流反向时，电磁力为斥力。如下图所示:Bfr£Bfa）b）V0-10一个有铁心的线圈，线圈电阻为2Q。将其接入110V交流电源，测 得输入功率为22W,电流为1A,试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。解：Ppe P Pcu

4、 = 22 1 X 2 = 20 WCOS0 = P/S = 十=0.2第一篇变压器第1章1-1变压器是根据什么原理进行电压变换的？变压器的主要用途有哪些？A 1-2变压器有哪些主要部件？各部件的作用是什么？铁心在变压器中起什么作用？如何减少铁心中的损耗?A 1-4变压器有哪些主要额定值？原、副方额定电压的含义是什么？V1-5一台单相变压器，S、=5000kVA, UMU沪10/6. 3kV,试求原、副方的额定电流。呈=型空4 5004 旺UN 10x10?V1-6 一台三相变压器，S、=5000kVA, Uix/U：x=35/10. 5kV, Y, d 接法,求原、副方的额定电流。,_ 50

5、00x10；解：'N N 羽x35xg Sn“产=严& , = 274.9A73x10.5x10SnA21在研究变压器时，原、副方各电磁量的正方向时如何规定的?2-2在变压器中主磁通和原、副绕组漏磁通的作用有什么不同？它们各是宙什么磁动势产生的？在等效电路中如何反映它们的作用？A2-3为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势，当铁心不饱和时激磁电流呈何种波形？当铁心饱和时情形又怎样？A 2-4变压器的外加电压不变，若减少原绕组的匝数，则变压器铁心的饱和程、空载电流.铁心损耗和原、副方的电动势有何变化?A 2-5 一台额定电压为220/110V的变压器，若误将低压侧接到220

6、V的交流电源 上，将会产生什么样的后果? 26变压器折算的原则是什么？如何将副方各量折算到原方?2-7变压器的电压变化率是如何定义的？它与哪些因素有关?A2-8为什么可以把变压器的空载损耗看作变压器的铁耗，短路损耗看作额定负载时的铜耗?A2-9变压器在高压側和低压側分别进行空载试验，若各施加对应的额定电压，所得到铁耗是否相同?V2-10 一台单相变压器，SN=500MVA,UN/U2N=3560kVjN=50Hz、 铁心有效面积/l=1120cm铁心中的最大磁密B沪145八 试求高、低压绕组的 匝数和变比。解：高压绕组的匝数UNUN1)折算到高压侧的短路参数Rk、xk和Zk；2)折算到低压侧的

7、短路参数R k、x'k和N a4.44.他 4.44 他 A35x10"=r= 15244.44x50x 1.45x1120x10-71变压器的变比"&进=壽 "832 N 1524 s低压绕组的匝数“2 = =2-11 一台单相变压器，SN=100kVA, Uin/U2N=6000/230V, R|=432Q, xw=89Q,R2=OOO63Q, x2g=0013Qo 求:3)4)变压器的短路电压Uk及其有功分量ug无功分量u加将1）、2）的参数用标么值表示，山讣算结果说明什么问题?5）种悄况下的U%。在额定负载下，功率因数分别为COS2=K C

8、OS02=O8 （滞后）、cos02=O8 （超前）3解:十鈔鍔ERk = R + R； = 432+ 26J-X0.0063 =&61G忑=+ x；b 8.9 + 26.P X0-013 = 17-76QZr = 78.61-+17.76- = 19.74Q2)R； = R： + R? =43.2/26.1-+0.0063 = 0.0126QX；=兀二 + 兀2 =&9/2612+OO13 = 0.0261 nZ；=尿 + 以2 = Vo.o 1264-+0.0261- = 0.029Q3)Zn=5n7Sn =60007100x103 =36QQRk = Rr /Z川=&am

9、p;61/360 = 0.0239xf = X, IZN = 17.76/360 = 0.0493Z； =Zr/Z|n =19.73/360 = 0.0548Z?"仏N u/Z/Sn =2302/100x1( =0.529Q/?：*=/?； IZqn =OO1265/O529 = 0.0239 = &.xj =x；/Z2N =0.0261/0.529 = 0.0493 = x/Z： =Z；/Z2N =0.029/0.529 = 0.0548 =乙4)协=Zr X100% = 5.48% = & xl00% = 2.39%=母 xlOO% = 4.93%5) %= &q

10、uot; ( Rk* COS02+ Xk* sin02)xlOO%=(0.0239x1.0+0.0493x0) xlOO% =239%U2% = 0 (Rk* cos02+ Xk* sin02)xlOO%=(0.0239x0.8+0.0493x0.6) xlOO% =4.87%U3% = 0 ( Rf COS02+ Xk* sin02)xlOO%=(0.0239x0.8 - 00493x06) xlOO%= l05%2-12 台三相变压器，SN=750kVA,Uin/U2N= 10000/400VYd接法，f=50H乙 试验在低压侧进行， 额定电压时的空载电流Io=65A,空载损耗po=370

11、0W：短路试验在高压侧进行，额定电流时 的短路电压Uk=450V,短路损耗pkN=7500W （不考虑温度变化的影响）。试求：1)2)3)4)折算到高压边的参数，假定R,= /?=2 1x1尸划20=2 * 绘出T形电路图，并标出各量的正方向；max。汁算满载及cos 2=0.8 （滞后）时的效率 N； 讣算最大效率"11r /()&5or co A解小心尹-0002 23：w厂矿矿37一R；“ - ,2f 0夕X； = JzJ - R： = 7(1O.66Q)-(O,875Q)- = 10.62Q折算至高压侧的激磁参数：U込z,” =&2z；" =14.4

12、32x10.66G = 2220G心=/c2R； = 14.43 xO.875Q = 182Q心=F X： =14.43x10.620 = 2211 Q短路参数讣算:Pa-,=-A.=-x7500W = 2500W人" =；/ =£：(；爲"3"Sn%259.8V sJ= O£2Zk = k = 43.3AXk= Jz： -R：二 J(6G)2-(1.330)2 = 5.85QR = R； = -Rg = X1.33Q = 0.665QKb = Xf, = X 5.85Q = 2.93Q2)T形电路图如下:4）满载时的效率7v =（11 厂 g

13、 7） X100%QnCOS® + Po+戸 7紬_ Q" lx75%K4x08 + 37kW+12x75kW）10陀 _9& 17%3.1kW +"xl.5kW盘= J370CW/750CW = 0.702niax =（1士） X100%盘 SnCos02 + 2a）2x3JkW仆_ 0.702 x 750Mx0.8 + 2x3.7肠）x 100% - 9&27%3-11根据题图32的接线图,确定其联结组别。3）y7.2）题图3-2解:'£ n4弘dz-X丽C、/ 民/cB3.12根据下列变压器的联结组别画出其接线图：1) Y,

14、 d5； 2) Y, y2； 3) D, ylU解：1) Y, d5,有两种接法，如下图a)、b)所示。5a)b)2) Y, y2,只有一种接法，如下图2)所示。3) D, yll,有两种接法，下图3)所示 高压边为AX-CZ-BY接法，另一种接法AX-CZ-BY略。2 ) Y, y2A BC3-13 两台并联运行的变压器，在SNi=lOOOkAV, SN=500kAV.不允许任何一台变压器过 载的悄况下，试计算下列条件并联变压器组可供给的最大负载，并对其结果进行讨论。I) Zkl =0.9Zlii. 2) Z；=O.9ZL；解：I) vZ/<Z*A/, A第一台变压器先达满载。/? _

15、 1= Pl Z=1x0.9 = 0.9i殳A 1,则Z如Snunc = Sm += 1000 kW + 50(Rl<4 x 0.9 = 14502)-Zn<Zi A第二台变压器先达满载。B -1 A=Az| = 1x0.9 = 0.9设Ph ,则Z kiSg = Sm + Sm d = 500 m +1000 m X 0.9 = 1400 5 3-14 两台变压器数据如下：SNi=1000kAV, Uki=65%, SNii=2000kAV, ukii=70%联结组均 为Y, dll额定电压均为35/105kVA。现将它们并联运行，试计算：1)当输出为3000kVA时, 每台变压

16、器承担的负载是多少？ 2)在不允许任何一台过载的条件下，并联组最大输出负载是多少？此时并联组的利用率是多少？01 _ % _ 7 解：1) ih 06.5SniPi + SniiEii 二 1000 卩I + 2000 0 = 3000 k VA 得为=1.05,0 =0.975Si=SniPi = 1000k VAX 1.05 = 1050k VA=2000RU4x0975 = 1950RK42)."灯，二第一台变压器先达满载。 a0=A血= 1x = 0.9286设Pl=,则/Snux = Sm + Sm0 =1000 加+200(UVAx 0.9286 = 2857 k VAc

17、98 气 7_=0.9523S炳 +$2沖 1000 + 20005-5 一台三相双绕组变压器，SN=31500kVA, UiN/U2N=400/lI0kV, po=105kW, pkN二205kW。 如果改接成510/1 lOkV自耦变压器，试求：1) 自耦变压器的额定容量、传导容量和绕组容量各是多少？2) 在额定负载和cos02=0.8的条件下运行时，双绕组变压器和改接成自 耦变压器的效率各是多少？,5+% 严+ 叫4 636解：1)gHOV自耦变压器的绕组容量=(1- )S 刖=Sn = 31500 k E4自耦变压器的额定容量Sz¥ =5/(1- ) = 315OOJtVA/

18、(l)=40163 jtV4 ' k 彳4,636自耦变压器的传导容量Szc=40163 皿/4636 = 8663艸3)双绕组变压器的效率Hn =(11 ' g)X100%dCOS+Qo + p昭105kW + 205kWPo + PkN=(1)X100% = 9878 %1x31500 5x0.8 +105 攵 W + 205kW改接成自耦变压器后P。、pkN不变，其效率加 =(1亠1丄兰)x100%dzvCOS02 + "o +隔05kW + 2G5kWPo + An"一 1x40154 5x0.8 +105kW + 205kW)x 100 % - 9

19、9 " %6.10 一台两极汽轮发电机，频率为50HZ,定子槽数为54槽，每槽内有两根有效导体, </ = l,y, =22,y接法，空载线电压为Uo=63OOW。试求基波磁通量乌。解a = p360° /Z = 360° / 54 = 6.67°g = Z/2pw = 54/2x3 = 9.qaJ J J sm 2w°sm N = 2x9x1 = 18a1 _ uZ _.60°sinX2_ X sin( X 90°) = 0.915 八 6.67°279 X sin6300/75=0.9948WZ?'

20、;4.44 fkNN 4.44 x 50x0.915x186-11 一台三相同步发电机，/=50Hz , H.v = 1500r/min,定子采用双层短距分布绕组: 8)'1 =-rq=3,9,每相审联匝数7V=IO8, Y接法，每极磁通量4 = 1.015xl0JWb,尸0.66xl(Pwb,5=0.24xl(Pwb,C>7=l.O15xlO-'Wb.试求：(1)电机的极对数；(4)相电动势瓦1、解：(1)电机的极对数(3)绕组系数.qaSin 2<2）定子tffl数；（3）绕组系数Rm、kN3、kg hn； E畠、E笳、Eg?及合成相电动势E。和线电动势E/o

21、P = 2. （2）定子槽数 Z = 2/?/n</ = 4x3x3 = 36. 60°sinO=X sin(- X 90°) = 0.9452a 20°93xsin2.3x60°smoxsin(3x-x90") = -0577. 3x20°93xsin2 5x60°sino=5 20()Xsin(5x-x90。) = O.13983xsin2 7x60° sino2_ X s in(7 X - X 90°) = 0.0607c 7 X 209JXSUl27/z MN = kqkz = xsm；a-

22、3qasm 丁褊 3 = kq&3 =X singsin-宀5g你5 = kqk、s =5a性sin也.V7 = kq也7 =X Sin (4)电动势di =4.44/亦 0 =4.44x50x108x0.9452x1.015x10'-=230VE砒=4.44x37M!；w30 =4.44x150x108x0.577x0.66x107 =27.4ysm刁-5w 厶 xsin坊5=444x5yMM50=444x25OxlO8xO1398xO24xlO7=4V爲7 = 4.44 X 7顾打妙=4.44X 350x 108X 0.0607X1.015 X1()7 = lUd = Je

23、J + eJ + 時 + 時=J2302 + 27.42+42 +卩 V = 231.7V 爲=吗仇;+ eJ +昭=屁 V230-+4-+1-V = 398 AV740台三相四极感应电动机，Ev=132kW, U、=380V, A，=235A,定子绕组釆用三角形连 接，双层叠绕组，槽数Z=72, ）X15,每槽导体数为72,心4,试求：（1）脉振磁动势基波和3、5、7等次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁动势的表达式;（2）算三相合成磁动势基波及5、7次谐波的幅值，写出它们的表达式，并说明各次谐波的转向、极对数和转速；（3）分析基波和5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对磁动势波形

24、有 什么影响。竺= 135 7A解：(1)额定相电流"忑忑g = Z/2"也= 72/(4x3) = 6, = px360°/Z = 2x360°/72 = 10°72r = Z/2p = 72/4 = l&N = 2pgN(/« = 4x6x/4 = 21660° sin气-=xsin( X 90") = 0.9236厶.10°186xsin 2.3x60°sinsin * =55 = xsin-qsin-3qa sini 纵 3 = kq3k,3 =务qsin 丁.5(ia sin

25、kfi5 = kqhs =1Tin-血型灯 7 =科n&0.9-/ = 0.9X 216x0.9236 * 35 ；=门怡？p2化=0.9-/ = 0.9X216x0.4553 %口厶 = 2OO2Aa 3p3x2伫=0.9/ = 0.9X 22x0.051 口厶 了人=5-4” 5p5x2F祕=0.9/ = 0.9X 216 X00376 x【35 二人=70 £ AM 7p7x2设三相电流对称，则各相基波脉振磁动势的表达式：九 IA =12182cosasinarA,_4is =12182cos(q - 1200)sin(dX-120°)/g = 12182co

26、s(a-24(f)sin -242)/1.3丫兀xsin 2xsin10°X sin(3 X x90"*) = -04553<.3x10°18oxsin2.5x60° sin15=ZX sin(5 X x90") = 0.051. 5x10"18oxsin2 7x60°15=xsin(7 X X 90°) = -0.03762乙7x1218oxsin2xsmZ3（2）杠=尹1 i5xl2182A = 18273AJ = 18273sme-A,正转，卩=2心=1500向 F,=G,f,=0尺=尹5 =1,5x1

27、34" = 231.84/5 =231.8sin3 + 5ofM ,反转,p = lO./t, =300r/nin37 =1.5x70.84 = 106.2AJ, = 106.2sin（yr-7aM 正转，戸=必心=214.3z7nin山计算可知，基波绕组系数值远大于5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕 组对基波磁动势幅值影响不大，而对5、7次谐波磁动势幅值大大减小，使电机磁动势波形近 似为正眩波。7-13电枢绕组若为两相绕组，匝数相同，但空间相距120。电角度，A相流入 乙=411 cos劲 问.（）若如=421 cos（yz-120 °）,合成磁动势的性质是什

28、么 样的？画出磁动势向量图，并标出正、反转磁动势分量；（2）若要产生圆形旋转磁动势，且其转向为从+A轴经120。到+B轴的方向，电流力应 是怎样的，写出瞬时值表达式（可从磁动势向量图上分析）。图1+ FJ =0图2为椭圆旋转磁动势。当必=0时，丘在+A轴,解：（1）合成磁动势（基波）Fr，Fb各自从+b轴倒退120。电角度。磁动势向量图如下图1所示。（2）若要产生圆形旋转磁动势，且其转向为从+A轴经120。到+B轴的方向，电流巾应是: 5 =血/cos（曲一60°）,磁动势向量图如下图2所示。9.9 一台三相异步电动机：弓厂 10KW，S =380U，s =1455 r/min “

29、=1.330,2 = 1.12Q,/; =7QX。=2.43G,=4.4QX,” =90G 定子绕组为接法，试计算额定负载时的定子电流、转子电流、励磁电流、功率因数、输入功率和效率。解：采用r型等效电路，相电流为Un380Z0"叶+/$w+j(XQ+竝X)- 1.33 + 1.12/0.03 + 7(2.43 + 4.4)"-"血-】。位"38OZO°A = 421Z-8555°A° 1 + 以。+ Z；” + 九"1.33 + )2.43 + 7 + )90A =/；w+A)=968Z 10.02% + 4.21

30、Z85.55°A = 4.21Z85.55°A = 11.48Z 30.82°A 功率 因数 cose = cos30.82° =0.86输入功率召=3C/,v/i cos卩=3 x 380 X11.48xO.86VV = 11239IVHn =/ 片=10 X10 /11239 = 89.0%效率10.4 一台三相二极异步电动机，额定数据为：3=10KASm=380VG=19.5A,定 "=2932 "min J屮=50/z,cos.,v = 0.89 子绕组 d 接，。空载试验数据： 6=380只內=824必人=55A,机械损耗P

31、 «=156W。短路试验数拯：。如=眇 =19.5&皿=6Q5W。1 = 15 C 时，=0.9630 试计算：(1)额定输入功率：(2)定、转子铜损耗；(3)电磁功率和总机械功率：(4)效率;(5)画出等值电路图，并计算参数2、心、心、G、心。解：(1)额定输入功率/5 = V3t/hvA.vC0S?, =73x380x19.5x0.89=114231V(2)定、转子铜损耗/IQ 5卩胡=3(学)冷=3x(辛)2x0963W = 366W J3Q3/%2 =皿-% =6O5 - 366 = 239W(3)电磁功率PFe = Po -3(勒)2斤一几=(824 - 3x(竿)

32、2 X0.963 - 156)VV = 639W v3V3Pm =一氏“I 一 P斤=(11423 - 366 - 639)W = 10418 W总机械功率：Rh =化f -几”2 = (10418 - 239 )W = 10179 W(4) 效率 = /WAw=10xK)'W/H423W=87.5%(5) T型等值电路图如下：rj电路参数：*=3(r；k)厂 3x(197/Q2i95g605= q _斤=1951C-O963C = O628GZ 占=几=的= 7.950l,Jy/3 19.5/73A； = JzJ-才=V7.95-1.951- = 7.7 IQ 乳2 aX爲=xJ2

33、= 7.71 / 2 = 3.8550m639=86.9%7926 + 470 + 2347500/*=八=f= 21 IQ3(/(,/73)'3x(5.5/a/3)'Zo = 38°=119.7Q/o/V35.5"一几-几-824-156_22 g°3(/Jy/3)-3 X (5.5/73)'儿=Jz(：-彳=7119.7-22.1- = 117.640心=Xo-Xe = 117.64-3.855 =113.8010.5-台三相六极异步电动机，额定数据：UN =38OV,/, =50Hz, 4/ =7.5KW “ = 962 r/nin

34、,cos0n =0.827 ,定子绕组 d 接。定子铜损耗47翩，铁损耗234W,机械损耗451V,附加损耗80W。计算在额定负载时的 转差率、转子电流频率、转子铜损耗、效率及定子电流。$ = -H.V = 10Q0 -962 = 0 038解'1000了2 = 0.038 X 50 = 1.9Hz由 Pm = Pn + Pcu2 + P,. + Pad = Pn + SnPm + P, + Pad .得=(3 + 厶 + %)/(I - )=(7500 + 45 + 80) /(I - 0.038 ) = 7926 WPg = Sn Pm = 0.038 X 7926 W = 301

35、W_ Pn _Pn7500Pl+ Pctd + Ppe1N = -r= =-r= 15 85 Acos0NN J3x 380x0.827 x 0,86911.15 某绕线式三相异步电动机，技术数据为：Pn = 60KW/n960 r/nin, Z-ja-= 200g/2w =195A,/l = 2.5。其拖动起重机主钩，当提升重 物时电动机负载转矩Tl=53Nm,求：(1) 电动机工作在固有机械特性上提升该重物时，电 动机的转速；(2) 提升机构传动效率提升时为0.87,如果改变电源 相序，下放该重物，下放速度是多少？(3) 若是下放速度为« =-280r/nin ,不改变电源相序，

36、 转子回路应审入多大电阻？(4) 若在电动机不断电的条件下，欲使重物停在空中，应如何处理，并作定量汁算。(5)如果改变电源相序在反向回馈制动状态下放同一重物，转子回路每相审接电阻为 0.06C,求下放重物时电动机的转速。G = 9550= 9550 x = 596.9A./n > 7；解：(1)gM= 1000 - 960E 互$ =_x0.04 = 0.0355N rt, 1000T596.9n = (l-咖=(1-0.0355)x1000 = 964.5r/nin 憎中人加(2)山兀i=530N叫得Tl2=Tl-2711 (1-/) = 530-2x530x(1-0.87) = 39

37、22N -mT2Q9 9a - Sy =-xO,(M =-0.0263B Tn596.9Hr =(1-$b)6 =-(1 + 0.0263)x1000 =-1026r/nin<ra 中 BA)(3)对应于图中C点1000兀-®-叫1000+280 _ 122转子电阻 0,04 X 200 Vr ='®2n75x195 a= 0.0237 0 打乙2相应的固有特性上转差率$ = 0.0263.转子回路应审电阻/? =(-l)r, =(-L?L-1)x0.0237 = 1.1290F £-0.0263(4)在电动机不断电的条件下，欲使重物停在空中，转子回

38、路应宙入大电阻，使"=0# = ISnEn応相对应，歸-网。2心初。FR=(_!1)x0,0237 = 0,6440与几I相对应，P S -0.0355. 0.6440<7? <0.8770时，重物停在空中。屮心 0,0237 + 0.06 CM" “a“$n =$c =X 0.0263 = -0,0929(5)对应于图中D点：20.0237=(l-.yo>i =-(1 + 0.0929)x1000 =-1092.9r/inn11.16 一台绕线式三相异步电动机，其额定数据为：Pn =75OW «w=720/7nin g =380V,/. =14

39、8A,A = 2.4, £；2a- =213 匕厶“ =2204。拖动恒转 矩负载八=0857n时欲使电动机运行在/7 = 540r/min,若：(i)采用转子回路审电阻，求 每相电阻值；(2)采用变频调速，保持U/=常数，求频率与电压各为多少。解：如右下图所示坷750兀=0&7'"时T,s = Sn 0.85 xO（M = 0.034 Tn0-540 =03n = 540r/ min 时蚀 750&=¥=O.£x213V=qo险"J5g、J5x220A转子回路$电阻Jf O Q心=（-一 1）E =（上竺-l）x 0.

40、02240 = 0.1620P s 0.034（2）A/ = 5/i| = 0.034 X 750 = 25.5r/iiinn = 540/7min 时 M =» + « = 540 + 25.5 = 565.5/7nin 处=x5o = 377/fe'6 八 750厂 37 7=x380V=286.5VZv 5013.10 有一台三相凸极同步发电机，电枢绕组y接 法，每相额定电压Un = 230 V,额定相电流 /厂9.064,额定功率因数cos% =0.8（滞后），已知 该机运行于额定状态，每相励磁电势行Eo=°l°H, 内功率因数角肖= 6

41、0°,不计电阻压降.试求：，1 q，Xd , /各为多少？解：（1）电势向量图如右下：3 = y/ （p =60° - arcco如8 =23.13° h =/wSin 皆=9,06 x sin 60* A = 1.35 AIq = In COS0 = 9.06 x cos6（y" A = 4,53AV _ £o-C/cos5_4102-230V/xcos2313°"= ld =7.85AV U sin S 230V x sin 23.13°,八八_A . = 1 v v£ 2= 253C4.53A13.

42、12 w-台三相隐极同步发电机，电枢绕组Y接法，额定功率人=25000 KW,额定电 压几=1°5砂，额定转速”“=3000 "min ,额定电流/厂加/!,同步电抗X$=2.3C, 不汁电阻。求：（1） /“ =g，cos0 = O.8 （滞后）时的垃；(2)你=/n，cos0 = O.8 (超前)时的 E() 解：(I)如图a)所示：学 X 0.8)2 + (学 X 0.6 +1 72 X 2.3)叹 W = 9.0 IR V a/3V3(2)如图b)所示Eo = J(U cos0)2 + (6/ sin 卩 + /肿$) 彳Eq = yl(U cos)" +

43、(t/ sin + 7yxj"学 X 0.8)- + (学 X (-0.6) +1.72 X 2.3)叹 V = 4.86/c V yJ3V3.'=24°时，输向电网的有功功率是多少? 能向电网输送的最大电磁功率是多少？过载能力为多大？14.5 一台凸极三相同步发电机，U = 400V ,每相空载电势Eo=37OV,定子绕组丫接 法，每相直轴同步电抗Xd=3.5O,交轴同步电抗X尸2.4°。该电机并网运行，试求：(1) 额定功角/何=(2)(3)解 (I)额定功角时，输向电网的有功功率sin +3 匕耳，3Uj I IPn "wn =sm 办(-

44、一)sin 26九乙 人q人d3x(400/73)x370."。丄 3x(400/75)2. I I 、.劝。3.5= 37575kW=xsin24 Hx()xsin2x242.43.5向电网输送的最大电磁功率可令縈得3匕瓦3C/ "x211 cosJ H()cos2J = 0X,2 Xq Xda arcIX cosJ + 3x (400/ a/3) x () xcos2J = 0 3.52.4 3.51-sin" J = 0.08184(1-2sin-J)-sii/ J + 2.055sin d - 2.805 = 0解得£=7"匚3UE.3

45、U-1 IAm 律严一sin 久 + 子(丁-)sin2戈'入d/ 人q入rf3.5= 75.987kW (3)过载能力：=竺叱鱼空%sin 75.5片注血 x(丄-丄)®(2x75.51。)24 3.55 = 4m法 IPnT5.987 / 37.575 = 2.02214.7有-台三相隐极同步发电机并网运行，额定数据为：S” =7500皿6 =3l50V 定子绕组Y接法，cos = 0.8 (滞后)，同步电抗X=l.60Q,电阻压降不计，试求：(1) 额定运行状态时，发电机的电磁功率£忖和功角$N；(2) 在不调节励磁的情况下，将发电机的输出功率减到额定值的一半

46、时 的功角5,功率因数C°S0。寻=2|竺凹= 1374“解：(1)75x3150Eq =cos0)2 + ©0 sin 0 + 厶 X J=X 0.8)- +xO.6 + 1374.6 x 1.60)- = 3598VV V373P曲=Pn = Sn cos= 7500 x 0.8 = 6000 k W5 "2凡“ 6000xltf“6=2k34£o3x(3150/3)x3598或山办=0-0N求出(略人(2)不调节励磁，则Eo不变，由sinN，得Ad色复五亠M X,2 N 2 X$6 = arcsin(sin = arcsin(xsin 293

47、76;) = 14.2°2 2人匕=3598Z14.2-315O"=H8OZ - 62 心jx,儿 60cos0 = cos62l° =0.46814.8有一台三相凸极同步发电机并网运行，额定数据为：S" =875OKV<4,Un =llKU定子绕组F接法，cose = 0.8 (滞后)，同步电抗Xd=18.2dX9 =9.60,电阻不计，试求:(1)额定运行状态时，发电机的功角'n和每相励磁电势E。；p(2)最大电磁功率匚Mmax。In = F =严。=459 A 解(1)如图4-7所示：3UN J3X11/“X“+£/sm0屮

48、=arc tanU COS0=“心 a/59x9.6 + llx2x2：6/V = 5&胪1 IxlO' xO.8/73&n=W-Qn= .3° - 36.9° = 21 4°1 1 X 1()3Eq=U cos<5 + IdXd =pxcos21 4° +459 xsin5&3° x 18,2 = 13,02A: V v3dP.(2)最大电磁功率Ewmax可令Cl5 ,得3UE.3C/?x2cosJ + 巳X,3x 1302° xcos5 +3x(11000/3) x()xcos25 = 01&

49、amp;29.618.2l-sin J = 0.19094(l-2sin2 5)2sii?5 + 0.2384sii? J -1.0596 = 0解得片=73.25。，3tZ £3 11Fg = sin无+寸右)sin2£=列业企輕皿73占+竺业込x(丄-丄)xsinS73.250)9.6 18.218.2= 14695 23kW15.5 一台三相凸极Y接同步电动机，额定线电压5=6000",频率办，=50HZ,额定转速额定电流h=57.8A,额定功率因数cos = 0.8(超前)，同步电抗Xd =64.2C,Xg =4O.8C,不计电阻压降。试求:(1)额定负载

50、时的励磁电势Q(2)额定负载下的电磁功率Af和电磁转矩：T。图48解 （1）如图48所示；额定负载时的励磁电势Eq = U cos<5 + IdXd=6xf XCOS21.14073+ 57-8 X sin 58-0 f* X 64.2=6378V（2）额定负载下的电磁功率£讨和电磁转矩r3匕&VJ 115 =+_（- ）sinA ”厶 入q 九T = 9550生=9550x408 4 . , 3oooNmn30015.6 某企业电源电压为6000V,内部使用了多台异步电动机，其总输出功率为1500KW, 平均效率70%,功率因数为0.8 （滞后），企业新增一台400K

51、W设备，计划采用运行于过励 状态的同步电动机拖动，补偿企业的功率因数到I （不计同步电动机本身损耗）。试求：（1）同步电动机的容量为多大？（2）同步电动机的功率因数为多少？解：（I）变电所原提供的无功容量Q = S| sin 0 = J1 一曲0 =V1-0.8- = 1607 k Var*'屮' 7屮' 0.8X0.7为补偿功率因数到I，应使同步电动机的无功容量a二Q =1607*%"则同步电动机的额定容量为400KW,因不计同步电动机本身损耗，则P'N = Pn , 视在容量为$¥ =7400'+ 1607' = 1656

52、kVAIN<2）同步电动机的功率因数为 cos 的= = 21 = 0.2415 Sn 165618.6 一台直流电机,P = 3,单叠绕组，电枢绕组总导体数N = 398,极下磁通= 2.1x10-2肠，当（1）转速n = 1500r/iwi .转速n=500 z-/nin ,求电枢绕组的 感应电势E。dN 3x398£ = C 0/7 = -0? = - X0.021x1500= 208.95V解(1)60"60x3cN 2x298£ =r=厶勿=x0021x500 = 69.65V(2)"060a 戶 60x318.7 一台直流发电机额定功率

53、耳=3OKW,额定电压t/.v=23OV ,额定转速 心=1500从讪，极对数P = 2,电枢总导体数N = 572,气隙每极磁0 = 0.0151%,单叠绕 组。求：(1)解：（1）额定运行时的电枢感应电势E壮;额定运行时的电磁转矩厂。Eqn =%"=型05 =x00l5xl500=2145V(2)"厂务警®AuN 和 N 60舁' N 60x27仏=算也=U|x0.015x.30.4 = .78.1M.19.6已知一台并励直流发电机，额定功率£=1OKW,额定电压C/n=230W,额定转 速S = 1450 z-/min ,电枢回路各绕组总电

54、阻心=0.486C,励磁绕组电阻® =215C, 一对电刷上压降为2U,额定负载时的电枢铁损耗P斤=442W和机械损耗=1O4W, 求：1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩2）额定负载时的效率/卄"+"=生+化= +空=44出A解 1)介 Un Rj 230215En =U n +<,/vu+2AU =230 + 44.55 x 0.486 + 2 = 253.7V Ph4N = E"丄N = 253.7 X 44.55 = 11.3k Wp113T = 9550 沁=9550 x 21二=74.42 NmNg14502)叶斗+ "& = 11+0.442 = 11.846kWHn斗=10/11.846 =84.4%佃9 一