电机学第四版课后答案汤蕴谬.docx
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电机学第四版课后答案汤蕴谬
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
RmA，单位：
AWb
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phChfBmnV。
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phCFef1.3Bm2G。
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7.510Wb，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
2242
铁心、气隙截面AA0.0251.251020.93m22.9104m2
（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）
铁心长度l
7.51.25
51.250.0252cm12.45102m
铁心、气隙中的磁感应强度BB
7.510
2A
22.910
1.29T
（1）不计铁心中的磁位降：
气隙磁场强度H
1.29
41.21907Am1.0106Am
1-4
磁势FIFHl
FI
电流II0.5A
N
（2）考虑铁心中的磁位降：
铁心中B1.29T
铁心磁位降FFeH
FIFFFe500A
FI
INI0.59A
64
1.0106510*4A500A
查表可知：
H700Am
2
70012.45102A87.15A
87.15A587.15A
图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流心截面积均匀，求PQ两点间的磁位降。
1.5A，线圈B为50匝，通入电流1A，铁
解：
由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设
PQ段的磁阻为RPQRm，则左边支
11路的磁阻为11Rm：
3
F1F2
11
RmRm
3
FPQF1
3Rm
15011100
14
A71.43A
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：
解：
（1）
（2）
（3）
气隙磁通为1.65104Wb气隙磁通为零时；右边心柱中的磁通为零时。
时；
（1）
af
ed
fe
1.65104Wb
BafBed
4
T0.66T
查磁化曲线得
HafHed
500Am
气隙中的磁场强度H
4
4110.6721.075104Am477.71103Am
332
中间磁路的磁势Fad
477.711032.51035002010A
1294.28A
左边磁路的磁势Fdcba
15001294.28A205.72A
Hdcba
Fdcbaldcba
205.72Am
0.5
411.44Am
查磁化曲线得Bdcba0.56T
dcba
0.564104Wb2.24104Wb
aghd
2.241.65104Wb0.59104Wb
Baghd
4
0.59104
4T0.12T
5104
查磁化曲线得Haghd80Am
Faghd800.75A60A
右边线圈应加磁动势F2FadFaghd
1294.2860A1234.28A
Hdcba
F1
ldcba
1500Am3000Am
0.5
aghd1270Am
dcba
44
1.54104Wb6104Wb
aghd
dcba6104Wb
Baghd
6104
4T1.2T
5104
查磁化曲线得Bdcba1.5T
查磁化曲线得H
Faghd12700.75A952A
右边线圈应加磁动势F2Faghd12700.75A952A
（3）由题意得
ad
dcba
由
（1）、
（2）可知1.65104Wbad2.24104Wb
取ad1.75104Wb
则BafBed12..75511004T0.7T
查磁化曲线得HafHed550Am
气隙中的磁场强度H1.775104Am506.7103Am
41072.75104
332
中间磁路的磁势
506.71032.510355020102A
1376.8A
dcba
ad
4
1.75104Wb
Bdcba
1.75
410104T0.4T
4104
查磁化曲线得Hdcba310Am
Fdcba3100.5A155A
已知F11500A
FFadFdcba155A1376.8A1531A
FF1，假设合理右边线圈应加磁动势F2Fad1376.8A
第二章变压器
2-1什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？
空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？
答：
变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
由感应电动势公式E14.44fN1可知，空载或负载情况下U1E1，主磁通的大小取决于外加电压U1、频率f和绕组匝数N1。
E1E2、电流不匹
2-2一台50Hz的变压器接到60Hz的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化
答：
（1）额定电压不变，则U1N
E1
4.44fN14.44f'N1'
又f'60'50，即
56磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻
f5060
Rml不变，励磁磁势ImN1
Rm，Im56Im；
s
（2）铁耗：
pFeBmf，
铁耗稍有减小；
''6
（3）x1'2f'L1x1，
x2'
'6
2f'L2x2
1151
252
2-3在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？
归算是在什么条件下进行的？
答：
因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压
配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；归算原则：
保持归算前后副边的磁动势不变。
2-4利用T型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否为实际值，为什么？
答：
一次侧没有经过归算，所以为实际值；二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际值。
2-5变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？
答：
激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。
（具体测量方法略）
2-14有一台三相变压器，额定容量SN5000kKA，额定电压U1NU2N10kV6.3kV，
Y,d联结，试求：
电流。
解：
（1）
I1N
SN
3U1N
5000A
310A
288.68A
I2N
SN
3U2N
5000A
A6.3
458.21A
2）
原边
Y联结：
U1N
U1N
3
10kV5.77kV
3
I1N
I1N
288.68A
副边联结：
U1N
U1N
6.3kV
I1N
I1N
3
458.21A264.55A
2-16有一台单相变压器，已知参数为：
R12.19，X1
15.4，R20.15，
X20.964，Rm1250
，Xm
12600，N1N2
876260。
当二次侧电压
1）一次、二次侧的额定电流；
（2）一次、二次侧的额定相电压和相
U26000V，电流I2180A，且cos20.8（滞后）时：
（1）画出归算到高压侧
的T型等效电路；
（2）用T型等效电路和简化等效电路求U1和I1，并比较其结果。
解：
（1）归算到高压侧：
R12.19X115.4
I1R1X1
I2
X2
R2
Im
Rm1250
Xm12600
U1
Rm
U2'
ZL
k2R2
8760.151.70
260
Xm
X2'
k2X2
876
260
0.964
10.94
2）
T型等效电路如图示：
?
?
设U
2
kU2
20215
0V
?
?
则I
2
Ik53.42
36.88A
?
?
'
?
'?
E1
E2
U2I
2Z2'
20215
0V53.42
36.88A
R2
2
1.70j10.94
20642.41.15V
E1?
Zm
Im
20642.41.15V
I1
ImI2
U1
1250
1.63
E1I1Z1
简化等效电路如右图：
Rk
R1
R23.89
Xk
X1
X2
I1
I2
53.42
U1
U2
I1Zk
由于在满载的情况下
j12600
83.18
21279.4
26.34
36.88A
1.63
83.18A
A53.42
2.70V
21254.02.80V
Im
大，在误差允许的范围之内。
36.88A54.56
38.12A
ZL'
I1，励磁支路可以忽落不计，所以两种方法计算的结果相差不
2-17在图中，各铅垂线上对应的高、
已知A、B、C为正相序，
试判断联结组a和b的组号。
ABC
低压绕组绕于同一铁心柱上。
由图可以看出两组均为Y,d7
2-
4900W，空载
19有一台1000kVA，10kV/6.3kV的单相变压器，额定电压下的空载损耗为
电流为0.05（标幺值），额定电流下75c时的短路损耗为14000W，短路电压为5.2%（百
分值）。
设归算后一次和二次绕组的电阻相等，漏抗亦相等，试计算：
（1）归算到一次侧时T型等效电路的参数；
（2）用标幺值表示时近似等效电路的参数；（3）负载功率因数为0.8（滞后）时，变压器的额定电压调整率和额定效率；（4）变压器的最大效率，
发生最大效率时负载的大小（cos
20.8）。
解：
（1）归算
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