电机学第五版课后习题全解答案(汤蕴).pdf

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第一章第一章磁路磁路电机学电机学1-1磁路的磁阻如何计算？

磁阻的单位是什么？

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，计算公式为导磁性能有关，计算公式为AlRm，单位：

，单位：

WbA1-2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？

因素有关？

答答：

磁滞损耗磁滞损耗：

铁磁材料置于交变磁场中铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗磁畴间相互摩擦引起的损耗。

经验公式经验公式VfBCpnmhh。

与铁磁材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；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损耗：

交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流（涡流），通过电阻产生的损耗。

经验公式，通过电阻产生的损耗。

经验公式GBfCpmFeh23.1。

与。

与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。

材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。

1-3图示铁心线圈图示铁心线圈，已知线圈的匝数已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为铁心厚度为0.025m（铁心由（铁心由0.35mm的的DR320硅钢片叠成硅钢片叠成），叠片系数叠片系数（即截即截面中铁的面积与总面积之比）为面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：

，不计漏磁，试计算：

（1）中间心柱的磁通为中间心柱的磁通为4105.7Wb，不计铁心的磁位降时所需，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流；的直流励磁电流；

（2）考虑铁心磁位降时考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励产生同样的磁通量时所需的励磁电流。

磁电流。

解解：

磁路左右对称磁路左右对称可以从中间轴线分开可以从中间轴线分开，只考虑右半磁只考虑右半磁路的情况路的情况:

铁心铁心、气隙截面气隙截面2422109.293.01025.1025.0mmAA（考虑边缘效应时考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长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度；气隙截面可以不乘系数）气隙长度气隙长度ml41052铁心长度铁心长度mcml21045.122025.025.15225.125.7铁心、气隙中的磁感应强度铁心、气隙中的磁感应强度TTABB29.1109.22105.7244

（1）不计铁心中的磁位降：

不计铁心中的磁位降：

气隙磁场强度气隙磁场强度mAmABH670100.110429.1磁势磁势AAlHFFI500105100.146电流电流ANFII5.0

（2）考虑铁心中的磁位降：

考虑铁心中的磁位降：

铁心中铁心中TB29.1查表可知：

查表可知：

mAH700铁心磁位降铁心磁位降AAlHFFe15.871045.127002AAAFFFFeI15.58715.87500ANFII59.01-4图示铁心线圈图示铁心线圈，线圈线圈A为为100匝匝，通入电流通入电流1.5A，线圈线圈B为为50匝匝，通入电流通入电流1A，铁心截面积均匀铁心截面积均匀，求求PQ两点间的磁位两点间的磁位降。

降。

解：

由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设解：

由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ段的磁段的磁阻为阻为mPQRR，则左边支路的磁阻为，则左边支路的磁阻为mR311：

mmRRFF31121AARFFmPQ43.71100141115031111-5图示铸钢铁心，尺寸为图示铸钢铁心，尺寸为左边线圈通入电流产生磁动势左边线圈通入电流产生磁动势1500A。

试求下列三种情况下。

试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值：

右边线圈应加的磁动势值：

（1）气隙磁通为气隙磁通为41065.1Wb时；时；

（2）气隙磁通为零时；气隙磁通为零时；（3）右边心柱中的磁通为零时。

右边心柱中的磁通为零时。

解：

解：

（1）Wbfeedaf41065.1TTBBedaf66.0105.21065.144查磁化曲线得查磁化曲线得mAHHedaf500气隙中的磁场强度气隙中的磁场强度mAmAH34741071.4771075.21041065.1中间磁路的磁势中间磁路的磁势AFad2331020500105.21071.477A28.1294左边磁路的磁势左边磁路的磁势AAFdcba72.20528.12941500mAmAlFHdcbadcbadcba44.4115.072.205查磁化曲线得查磁化曲线得TBdcba56.0WbWbdcba441024.210456.0WbWbaghd441059.01065.124.2TTBaghd12.01051059.044查磁化曲线得查磁化曲线得mAHaghd80AAFaghd6075.080右边线圈应加磁动势右边线圈应加磁动势AAFFFaghdad28.12346028.12942

（2）0adFmAmAlFHdcbadcba30005.015001查磁化曲线得查磁化曲线得TBdcba5.1WbWbdcba441061045.1Wbdcbaaghd4106TTBaghd2.110510644查磁化曲线得查磁化曲线得mAHaghd1270AAFaghd95275.01270右边线圈应加磁动势右边线圈应加磁动势AAFFaghd95275.012702（3）由题意得由题意得dcbaad由由

（1）、

（2）可知可知WbWbad441024.21065.1取取Wbad41075.1则则TTBBedaf7.0105.21075.144查磁化曲线得查磁化曲线得mAHHedaf550气隙中的磁场强度气隙中的磁场强度mAmAH3474107.5061075.21041075.1中间磁路的磁势中间磁路的磁势AFad2331020550105.2107.506A8.1376Wbaddcba41075.1TTBdcba4.01041075.144查磁化曲线得查磁化曲线得mAHdcba310AAFdcba1555.0310AAAFFFdcbaad15318.1376155已知已知AF150011FF，假设合理假设合理右边线圈应加磁动势右边线圈应加磁动势AFFad8.13762第二章第二章变压器变压器2-1什么叫变压器的主磁通什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？

空载和负载时什么叫漏磁通？

空载和负载时，主主磁通的大小取决于哪些因素？

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。

通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。

由感应电动势公式由感应电动势公式1144.4fNE可知，空载或负载情况下可知，空载或负载情况下11EU，主磁通的大小取决于外加电压，主磁通的大小取决于外加电压1U、频率、频率f和绕组匝数和绕组匝数1N。

2-2一台一台50Hz的变压器接到的变压器接到60Hz的电源上运行时，若额定电的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化答答：

（1）额定电压不变，则）额定电压不变，则111144.444.4NffNEUN又又5060ff6050，即即65磁通降低，此时可认为磁路磁通降低，此时可认为磁路为线性的为线性的，磁阻磁阻slRm不变不变，励磁磁势励磁磁势mmRNI1，mmII65；

（2）铁耗：

）铁耗：

fBpmFe，铁耗稍有减小；铁耗稍有减小；（3）111562xLfx，222562xLfx2-3在导出变压器的等效电路时在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？

归算是在为什么要进行归算？

归算是在什么条件下进行的？

什么条件下进行的？

答答：

因为变压器原因为变压器原、副边只有磁的联系副边只有磁的联系，没有电的联系没有电的联系，两两边电压边电压21EE、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；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。

归算原则：

保持归算前后副边的磁动势不变。

2-4利用利用T型等效电路进行实际问题计算时型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次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？

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；答：

一次侧没有经过归算，所以为实际值；二次侧电压二次侧电压、电流不是实际值电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际值。

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？

变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？

答答：

激磁阻抗由空载试验测量激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量等效漏阻抗由短路试验测量。

（具体测量方法略）（具体测量方法略）2-14有一台三相变压器，额定容量有一台三相变压器，额定容量kKASN5000，额定电压，额定电压kVkVUUNN3.61021，Y,d联结，试求联结，试求：

（1）一次、二次侧的）一次、二次侧的额定电流额定电流；

（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。

）一次、二次侧的额定相电压和相电流。

解解：

（1）AAUSINNN68.2881035000311AAUSINNN21.4583.635000322

（2）原边）原边Y联结：

联结：

kVkVUUNN77.5310311AIINN68.28811副边副边联结：

联结：

kVUUNN3.611AAIINN55.264321.4583112-16有一台单相变压器，已知参数为：

有一台单相变压器，已知参数为：

19.21R，4.151X，15.02R，964.02X，1250mR，12600mX，26087621NN。

当二次侧电压。

当二次侧电压VU60002，电流，电流AI1802，且，且8.0cos2（滞后滞后）时时：

（1）画出归算到高压侧的画出归算到高压侧的T型等效电型等效电路路；

（2）用用T型等效电路和简化等效电路求型等效电路和简化等效电路求1U和和1I，并比较并比较其结果。

其结果。

解解：

（1）归算到高压侧：

）归算到高压侧：

19.21R4.151X1250mR12600mX70.115.02608762222RkRmI1U1I1X1R2RLZ2X2U2ImRmX94.10964.02608762222XkX

（2）T型等效电路如图示：

型等效电路如图示：

设设VUkU02021522则则AkII88.3642.532VjAVZIUEE15.14.2064294.1070.188.3642.5302021522221AjVZEImm18.8363.112600125015.14.206421AAAIIIm12.3856.5488.3642.5318.8363.121VZIEU70.24.212791111简化等效电路如右图：

简化等效电路如右图：

89.321RRRk34.2621XXXkAII88.3642.5321VZIUUk80.20.21254121由于在满载的情况下由于在满载的情况下1IIm，励磁支路可以忽落不计，所以两，励磁支路可以忽落不计，所以两种方法计算的结果相差不大，在误差允许的范围之内。

种方法计算的结果相差不大，在误差允许的范围之内。

2-17在图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心柱在图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心柱上上。

已知已知A、B、C为正相序为正相序，试判断联结组试判断联结组a和和b的组号的组号。

abcaxEbyEczEYZCZEABCXBYEBYEABCXYZBYEBYECZEabcaxEbyEczE12EE1U1I1X1R2RLZ2X2U2I由图可以看出两组均为由图可以看出两组均为Y,d7abEAEBE