电机学第四版课后答案汤蕴谬.docx

1、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Rm A ，单位： AWb1-2 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 ph Ch fBmnV 。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 ph CFef1.3Bm2G 。与材料的铁心损耗

2、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 7.5 10 Wb ，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2 2 4 2铁心、气隙截面 A A 0.025 1.25 10 2 0.93m2 2.9 10 4m2（考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个

3、气隙的长度；气隙截面可以不乘系数 ）铁心长度 l7.5 1.255 1.25 0.025 2cm 12.45 10 2m铁心、气隙中的磁感应强度 B B7.5 102A2 2.9 101.29T（1） 不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度 H1.294 1.2190 7 A m 1.0 106A m1-4磁势 FI F H lFI电流 I I 0.5AN(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中 B 1.29T铁心磁位降 FFe HFI F FFe 500AFII NI 0.59A641.0 106 5 10 * 4 A 500A查表可知： H 700A m2700 12.45 10 2 A 87.15A

4、87.15 A 587.15A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 RPQ Rm ，则左边支11 路的磁阻为 11Rm：3F1 F211Rm Rm3FPQ F13 Rm150 11 10014A 71.43A1-5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 1.65 10 4 Wb 气隙磁通为零时； 右边心柱中的磁通为零时。时；(1)afe

5、dfe1.65 10 4WbBaf Bed4T 0.66T查磁化曲线得H af H ed500 A m气隙中的磁场强度 H44 110.67 21.075 10 4 A m 477.71 103A m3 3 2中间磁路的磁势 Fad477.71 103 2.5 10 3 500 20 10 A1294.28A左边磁路的磁势 Fdcba1500 1294.28 A 205.72AH dcbaFdcba ldcba205.72 A m0.5411.44 A m查磁化曲线得 Bdcba 0.56Tdcba0.56 4 10 4Wb 2.24 10 4Wbaghd2.24 1.65 10 4Wb 0.

6、59 10 4WbBaghd40.59 10 44 T 0.12T5 10 4查磁化曲线得 Haghd 80A mFaghd 80 0.75A 60A右边线圈应加磁动势 F2 Fad Faghd1294.28 60 A 1234.28AH dcbaF1ldcba1500 A m 3000A m0.5aghd 1270 A mdcba441.5 4 10 4Wb 6 10 4Wbaghddcba 6 10 4WbBaghd6 10 44 T 1.2T5 10 4查磁化曲线得 Bdcba 1.5T查磁化曲线得 HFaghd 1270 0.75A 952A右边线圈应加磁动势 F2 Faghd 127

7、0 0.75A 952A(3) 由题意得addcba由(1)、(2)可知 1.65 10 4Wb ad 2.24 10 4Wb取 ad 1.75 10 4Wb则Baf Bed 12.755 1100 4 T 0.7T查磁化曲线得 Haf Hed 550A m气隙中的磁场强度 H 1.775 10 4 A m 506.7 103 A m4 10 7 2.75 10 43 3 2中间磁路的磁势506.7 103 2.5 10 3 550 20 10 2 A1376.8Adcbaad41.75 10 4WbBdcba1.754 10104 T 0.4T4 10 4查磁化曲线得 Hdcba 310A

8、mFdcba 310 0.5A 155A已知 F1 1500AF Fad Fdcba 155A 1376.8A 1531AF F1 ， 假设合理 右边线圈应加磁动势 F2 Fad 1376.8 A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 E1 4.44 fN1 可知，空载或负载情况下 U1 E1 ，主磁通的大小取 决于外加电压 U1 、频率 f 和绕组匝数 N1 。E1 E2 、电流不匹2-2 一台 50Hz 的变压器接

9、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 U1NE14.44fN1 4.44 f N1 又 f 60 50 ， 即5 6 磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻f 50 60Rm l 不变，励磁磁势 I m N1Rm ， I m 5 6Im ；s（2）铁耗： pFe Bm f ，铁耗稍有减小；6（ 3） x1 2 f L1 x1 ，x262 f L2 x21 1 5 12 5 22-3 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

10、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 SN 5000kKA ，额定电压 U1N U 2N 10kV 6.3kV ，Y,d 联结，试求： 电流。解：（1）I1NSN

11、3U1N5000 A3 10 A288.68 AI 2NSN3U2N5000 AA 6.3458.21A2）原边Y 联结：U1NU1N310 kV 5.77kV3I1NI1N288.68A副边 联结：U1NU 1N6.3kVI1NI1N3458.21 A 264.55A2-16 有一台单相变压器，已知参数为：R1 2.19 ， X115.4 ， R2 0.15 ，X2 0.964 ， Rm 1250，Xm12600 ， N1 N2876 260 。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U2 6000V ，电流 I2 180A ，且 cos 2 0.8 （

12、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 I 1 ，并比较其结果。解：（1）归算到高压侧：R1 2.19 X1 15.4I1 R1 X1I2X2R2ImRm 1250X m 12600U1RmU2ZLk2R2876 0.15 1.70260XmX2k2X28762600.96410.942)T 型等效电路如图示：?设U2kU 2202150V?则I2I k 53.4236.88 A? ?E1E2U 2 I2 Z2202150 V 53.4236.88 AR221.70 j10.9420642.4 1.15VE1 ? ZmIm206

13、42.4 1.15 VI1I m I2U112501.63E1 I 1 Z1简化等效电路如右图：RkR1R2 3.89XkX1X2I1I253.42U1U2I 1 Zk由于在满载的情况下j1260083.1821279.426.3436.88 A1.6383.18 AA 53.422.70 V21254.0 2.80 VIm大，在误差允许的范围之内。36.88 A 54.5638.12 AZLI 1 ，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。A B C低压绕组绕于同一铁心柱上。由图可以看出两组均为 Y,d72-4900W ，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 75 c 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（ cos2 0.8 ）。解：（1）归算