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1、1,电机学 Electric Machinery,习题课,2012.05,2,1 一台直流发电机的额定功率PN=180kW，额定电压UN = 230 V， 额定效率N =89.5%。求额定电流？,解：额定电流为,例2：一台直流电动机的额定功率PN=100kW，额定电压UN = 220 V， 额定效率N =89%。求额定电流？,解：额定电流为,3,2 一台四极他励直流电动机，铭牌数据：PN=100kW，UN=330V，nN=730r/min，N=91.5%，电枢绕组为单波绕组，电枢总导体数=186，额定运行时气隙每极磁通=0.0698Wb，求额定电磁转矩。,解 p=2，a=1，Na=186，则转
2、矩常数,额定电枢电流额定电磁转矩,4,3一台四极并励直流电动机的额定数据为：PN=5.5 kW，UN=220V，nN=1450r/min，N=82%。电枢回路电阻Ra=0.68（包括电刷接触电阻），励磁回路电阻Rf= 168。试求额定负载下的感应电动势、电磁功率、电磁转矩和空载损耗。,解：额定电流励磁电流额定电枢电流感应电动势电磁功率,5,电磁转矩空载损耗,6,4 一台并励直流电动机，PN=10kW，UN=220V，N = 83%， nN=1000r/min， ra=0.283，2Ub=2V，IfN=1.7A。设负载总转矩TL恒定，在电枢回路中串入一电阻使转速减到500r/min，试求：(1)
3、额定运行时的感应电动势、电枢电流和电磁转矩；(2)电枢回路调节电阻；(3)调速后电动机的效率。,解 (1)额定电流额定电枢电流,额定运行时电磁转矩,额定运行时感应电动势,7,(2) 由于负载转矩衡定，因此，调速前后电磁转矩不变，即电枢电流不变,所串的调节电阻为,感应电动势,(2)因负载转矩恒定，输出功率与转速成正比，而电枢电流不变，输入功率不变，故调速后的效率为,8,5 一台并励直流电动机，PN=10kW，UN=220V，N = 83%， nN=1000r/min， ra=0.283，2Ub=2V，IfN=1.7A。 在满载运行时，突然在电枢回路中串入1.0电阻。不计电枢回路电感，忽略电枢反应
4、影响，仍设TL恒定，试计算串入电阻瞬间的：(1)电枢电动势；(2)电枢电流；(3)电磁转矩；(4)稳定运行转速。,解：(1)串入电阻瞬间，由于机械惯性，转速不突变，即n=nN，而励磁回路不受影响，且不计电枢回路电感和电枢反应作用，即不变，所以 此瞬间感应电动势不变 EEN202.98 V,(2)电枢电流则突变为,(3)电磁转矩变为,9,(4) 由于负载转矩衡定，稳定后，电磁转矩等于调速前的转矩，故电枢电流等于调速前的电枢电流,感应电动势,稳定运行转速,10,11,Y,y联结的三相变压器组，其空载电流和相电动势波形分别为（ ） (A) 尖顶波和尖顶波 (B) 尖顶波和正弦波 (C) 正弦波和尖顶
5、波 (D) 平顶波和平顶波,答案：C,填空题,12,填空题,一台单相变压器，空载与额定运行时一、二次侧端电压之比分别为29:5和145:24，则电压变化率为（ ） (A) 4% (B) 4.17% (C) -4% (D) -4.17%,答案：A,13,填空题,、两台三相变压器并联运行，它们的联结组别相同，短路阻抗标幺值相等，但的电压比比的大，则（ ） (A) 先满载 (B) 先满载 (C) 同时满载 (D) 无法确定,答案：C,14,填空题,、两台三相变压器并联运行，它们的联结组别相同，电压比相等，但的短路阻抗标幺值比的大，则（ ） (A) 先满载 (B) 先满载 (C) 同时满载 (D) 无
6、法确定,答案：B,15,填空题,变压器运行时的电压变化率（ ） (A) 与负载大小有关 (B) 与负载性质有关 (C) 与负载的大小和性质都有关 (D) 与负载大小和性质都无关,答案：C,16,填空题,变压器带额定容量负载运行时，其效率（ ） (A) 是一个定值 (B) 不是一个定值 (C) 与负载的性质有关,答案：C,17,一台双绕组单相变压器，其主磁通在一、二次侧线圈中产生的每匝电动势分别为ec1和ec2，则应有（ ）(A)ec1 ec2 (B)ec1 ec2(C)ec1= ec2 (D)无法确定,答案：C,填空题,18,一台额定电压为220/110V的单相变压器，若将高压侧接到250V电
7、源上，其激磁电抗将（ ） (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D)无法确定,答案：B,填空题,19,3. 变压器的Rk 、Xk、Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和是否对Rm、Xm有什么影响？,简答题,20,4. 变压器的其他条件不变，在下列情况下，X1，Xm各有什么变化。（1）一次、二次绕组匝数增加10%；（2）外施电压增大10%；（3）频率增加10%,21,22,23,24,例1 一台Yd11联接(一次侧星形接，二次侧三角形接)的三相变压器，额定容量SN=3150kVA，U1N/U2N=35/6.3kV。求一、二次侧的额定线电流、额定相电流和额定相电压。,解：一次侧额定电流,二次
8、侧额定电流,一次侧额定相电压,二次侧额定相电流,一次侧额定相电流,二次侧额定相电压,注意：分析模型中，参数均为相值，但已知的额定值均为线值，做题时要注意转换。,25,例 变压器一次侧电压超过额定电压时，其励磁电流I0、励磁电阻 Rm、励磁电抗 Xm 和铁耗 pFe 将如何变化?,答: 根据 U14.44fN1m 可知，当 U1 超过额定电压时，主磁通m 将增大，则所需励磁磁动势 N1I0 增大，铁心磁通密度 Bm增大，磁路饱和程度上升，铁心磁导减小。因此(1) 匝数不变，从而I0增大；(2) Xm= 2f N12m，从而Xm减小;(3) 与Bm的平方成正比，所以pFe增大；(4) Rm pFe
9、/I02，从磁化曲线可知，I0增加大于Bm 的增加 ，故Rm 减小。,26,例3：一台三相变压器，SN=500kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，Dy接法。在低压侧加额定电压做空载实验，测得空载损耗为1800W，空载电流为额定电流的2。在高压方加400V电压进行短路试验，测得短路电流Ik=23.1A时的短路损耗Pk=2.9kW。试计算：（1）折算到高压侧的励磁参数和短路参数的实际值和标幺值；（2）满载且cos2=0.8（滞后）下的效率；（3）变压器的最大效率。,27,28,29,1. 变比不等的变压器并联运行,30,例5 两台变压器并联运行， U1N/U2N=35/6.3kV，联接组均为
10、Yd11，额定容量：SNI=6300kVA，SNII=5000kVA；短路阻抗： 分别为0.07和0.075，不计阻抗角差别。试计算并联组最大容量、最大输出电流、利用率。,31,32,例4.6 试分析如图所示三相绕组所产生的磁动势的性质、转向。,33,4-21 试分析下列情况下是否会产生旋转磁动势，转向怎样？（1）对称两相组内通以对称两相正序电流时；三相绕组的一相（例如C相）断线时。,34,4-21 Y接法三相对称的绕组外接三相对称电压，如突然绕组的C相断线，试分析此时绕组产生磁动势的性质。,35,36,37,例 一台三相异步电动机，定子采用双层短距叠绕组，Y联接，定子槽数Z=48，极数2p=4，线圈匝数Nc=22，节距y1=10，每相并联支路数a=4，定子绕组相电流I=37A，f=50Hz，试求：(1)每相串联匝数及基波绕组系数；(2) A相绕组所产生的磁动势基波；(3)三相绕组所产生的合成磁动势基波及其转速。,解 极距槽距电角 每极每相槽数 (1)每相串联匝数,38,短距系数 分布系数 绕组系数 (2) 每相脉振磁动势基波的振幅,39,将空间坐标原点取在A相绕组的轴线上，A相绕组脉振磁动势基波的表达式为 (3)三相合成磁动势基波幅值 合成磁动势基波的表达式为合成磁动势基波的转速,40,41,习题： 4.15 4.16 3.49 3.50,42,43,44,
