浙大电机学章玮课后答案.docx

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1、1-K变压器电动势旋转电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？答：变压器电动势产生原因：线圈与磁场相对静止，但穿过线圈的磁通大小或方向发生变化；旋转电动势产生原因：磁通本身不随时间变化，而线圈与磁场之间有相对运动，从而使线圈中的磁链发生变化。对于变压器电动势：e =丝 =N4dt dte的大小与线圈匝数、磁通随时间的变化率有关。对于旋转电动势：e = Blve的大小与磁感应强度B,导体长度/,相对磁场运动速度u有关。12、磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它的大小与哪些因素有关？答：磁滞损耗产生原因：铁磁材料在外界交变磁场作用下反复磁化时，内部磁畴必将随外界磁场变化而不停往返转向，

2、磁畴间相互摩擦而消耗能量，引起损耗。其大小匕与最大磁通密度此、交变频率/和材料等因素有关，即2列8”。同时，磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积有关，面积越大，磁滞损耗也就越大。涡流损耗产生原因：铁芯中磁通发生交变时根据电磁感应定律，铁芯中会感应涡流状的电动势并产生电流，即涡流。涡流在铁芯中流通时，会产生损耗，就称为涡流损耗。其大小匕与铁芯中的磁通密度幅值8,，磁通的交变频率/、硅钢片厚度d和硅钢片电阻率户 R2 d20等因素有关，即匕80P1-3.如何将e = -TV 和e = 3/u两个形式不同的公式统一起来？dt答：匝数N为1、有效长度为/,线圈宽度为的线圈在恒定磁场中以速度u运动时，由电磁感

3、应定律可得：e = -N =夙幻也=-IB = Blvdtdt J*- dt1-4,电机和变压器的磁路通常采用什么材料制成？这些材料各具有哪些主要特征？答：(1)通常采用高导磁性能的硅钢片来制造电机和变压器的铁芯，而磁路的其他部分常采用导磁性能较高的钢板和铸钢制造，来增加磁路的导磁性能，使其在所需的磁路密度下具有较小的励磁电流。(2)硅钢片的导磁率极高，能减少电机体积，降低励磁损耗，磁化过程中存在不可逆性磁滞现象，交变磁场作用下，会产生磁滞损耗和涡流损耗。2-6已知一台直流发电机的铭牌参数如下：额定功率PN=200kW,额定电压办 =230V,额定转速N=1450i7min,额定效率步90%,

4、试求该发电机的额定输入功率Pi和额定电流/n o答：直流发电机Pn二Un/n，代入数据可得/n=869.6AW$= * = 222.2kWn Hn 90%2-7已知一台直流电动机的铭牌参数如下：额定功率P,v=55kW,额定电压Uv=110V,额定转速N=1000r/min,额定效率n=85%,试求该发电机的额定输入功率P、额定电流儿和额定转矩TcN o答：八 P2Pm 55x103R = = = 64.7 kWnn 85%直流电动机P尸Un/n，代入数据可得/n=588ATcNP?55kcr c u * r=525.5卬 1000x2/602-10 一台四极单密绕组的直流电机：1）如果取出相

5、邻两组电刷，只用剩下的两组电刷是否可以？对电机的性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供多大负载（用额定功率的百分比表示）？2）如果有一元件短线，电刷间的电压有何变化？电流有何变化？3）如果只用相对的两组电刷是否能继续运行？（1）若取出相邻两电刷，电机可以工作，但带负载性能降低，原本共4条支路并联，设每支路电流为/,总电流为47,现在其中3条支路串联后再与第4条支路并联，总电流为、.4/3/1/3/+/=4/3/。端电压不变，PN = -PN =33.3%;f o（2）若有一元件断线，电刷间电压不变，由于断线支路无电流，总电流变为31,即减少为原来的3/4o（3）只用相对的两个电刷时，两条

6、支路上的电动势都为0,无法运行。（4）若一磁极失磁，电极内磁场不对称，造成并联各支路感应电动势不等，甚至产生环流,损坏电机。2-13 一台直流发电机，2P=8,当片600i7min,每极磁通量。=4x 10 Wb时，E=230V,试求：1）若为单叠绕组，则电枢绕组应有多少根导体?2）若为单波绕组，则电枢绕组应有多少根导体?答：E = C?,则 C =230600x4x10-3= 95.8PN6067（1）当为单叠绕组时，。=P=4,N二皿=60 95.8348 匝（2）当为单波绕组时，62=1,h2 =迎空=1437匝2-16、一台单波绕组的直流发电机，2P=4, 2v=50kW, U,v=2

7、30V,725r/min, K=135,Ny=,试求：1）电枢绕组总导体数M2）空载时，产生额定电压的每极磁通量。o；3）若将电枢绕组改为单叠绕组，在同样每极磁通量。及转速下，空载时感应电动势为多少?答：(1) N = 2、=2x135 x1 = 270(2)单波绕组a=lPNCe=9e 60aE=0.035249 Wb(3)若改为单叠绕组a=p=2PN A = 4.560aE=Ce(/)oN =115 V2-19 一台并励直流发电机在600r/min时，空载电压为125V,假如将转速提高到1200r/min,同时将励磁回路的电阻增加一倍，问发电机的空载电压为多少？答：并励发动机空载时，/二0

8、所以/二/由于。、（和外很小，因此(0 + R)= I 内同时 = Ceg题目指出，速度增大一倍，R/也增加一倍。那么2石= /2R,励磁电流大小不变，磁通。不变。那么 b E = 2E = 250 V2-20 对任一直流发电机，在给定的运行情况下，总可以利用电动势方程式求得E = UL 2Uh ,为什么用空载特性曲线上求出对应于E的励磁电流“并非该运行状态的实际励磁电流值？答：当直流发电机有负载时，电枢电流比较大，此时会产生明显的去磁效应或助磁效应，而工作在空载特性曲线对应E的励磁电流下，是不能满足要求的。所以实际励磁电流会偏大(由于去磁效应)或偏小(由于助磁效应)。2-22 一台并励直流发

9、电机，2P=4, Rv=82kW, =230V, N=97(h7min, /?g。=0.0259 Q ,并励绕组每极有78.5匝，四极串联后的总电阻/?/ =22.80,额定负载时，并励回路串入Rf = 3.5Q , 2A(7Z, =2V, PFe + Pmec = 2.3kW, ,以=0.005打。试求额定负载时发电机的输入功率、电磁转矩和效率。答：puA，=上= 356.5A Ir = = 8.745 AUnf 勺 + %Ia=INIf =365.2 AE = U1 IaRa + 2Uh = 241.46 V输入功率 P、= Pem + pmec + PFe + Pad +Pf = Pen

10、Ja + P.nec + PFe + Pad = 90.891 kW效率 = = 90%由 E = CegETem = Ja = CT 1Q = 868.3 NmCji2-24 一台他励直流发电机，PjV=l()kW, Un=230V, N=H)0(h7min, R(l = 0.46Q,额定负载时电枢反应去磁作用相当于励磁电流0.2A。已知在800r/min时,在所考虑工作范围内，其空载特性可用E = 400/(5 + /，表示。试求：1）发电机额定励磁电流/外；2）电压变化率（7%；3）过载25%时的端电压（设电枢反应正比于负载电流）；4）在额定负载时，将端电压提高到250V；励磁电流/加不

11、变时，其转速应提高到多少？若转速不变时，其励磁电流应增加多少？答：（1） 1 n = 43.5 AUU N斗=4+&= 250 V考虑在相同的励磁电流作用下，其产生的电动势为En = En = 200V又石= 400/（5 + /J ,所以=5A考虑电枢反应去磁作用，发电机额定励磁电流为/处=/ +/. =5.2A(2)U。400/nN5 + I jN n=254.9 VAU% = U.-U* x 100% = 10.83%Un(3)过载 25%时，Ia =1.25/此时，/ 八=L25 x 0.2 = 0.25 A故= I科 _ I fs = 4.75 a则由 = 400/(5 + /7)，

12、得石= 243.6VU =E -IaRa =218.6V(4)r十卡10000 sa）/加不变，此时，n2 =- = 4OA则 En2=Un2+/,v2R. = 268.4 V去磁作用/ =*x0.2 = 0.184 A1 Nf2=IfN-Ifr2 =5.016 A在 800 r/min 时， Ei = 400 Z/2/（5 + Z2）= 200.3V故N2 = E? x 8 = 1072E 2b）转速v 不变，I*=40 A, EN2 = 268.4 V, /八）=0.184 A400/n h、,E=匚上,所以/2 =5.794 A5 +1 f2 n故/亚2 =/2+2 =5,978A2-2

13、8如何改变串励、并励和复励直流电动机的转向？答：要改变直流电动机的转向，只要改变电枢电流方向或励磁电流方向。对于串励直流电动机,可将电枢绕组或串励绕组反接，电枢电流或励磁电流改变一个就可以；对于并励直流电动机来说，方法同上；对于复励直流电动机来说，考虑到其励磁绕组的特殊性，在改变电路时,要保证两段励磁绕组的综合励磁作用与电枢电流择一反向。2-31两台完全相同的并励直流电动机，机械上用一转轴联接在一起，并联于230V的电网上运行，轴上不带其他负载。在1000r/min时空载特性为：1fA1.31.4U0/V186.7195.9此时，甲电机的励磁电流为1.4A,乙电机的励磁电流为1.3A,转速为1

14、200r/min,电枢回路的总电阻均为01。，若忽略电枢反应去磁的影响和附加损耗匕”，试问:1）哪台是发电机？哪台是电动机？2）总的机械损耗和铁耗是多少？3）若保持转速不变，只调节励磁电流能否改变电机的运行状态？4）是否可以在1200r/min时两台电机都从电网吸取功率或向电网送出功率？答：（1）Eq = C n对于甲电机，当n=1200r/min时Eo =1x 195.9 = 235 V（/甲电机是发电机对于乙电机，当n= 1200r/min时0 =1x 186.7 = 224 V/乙电机是电动机（2）对发电机e0=u + ik可得la =50A则 EIa = 11750 W甲发电机的机械损耗和铁耗A甲-外加对电动机U - E1a =-= 60A人乙电动机的机械损耗和铁耗：P乙,勺甲阳=吃皿一外加二1690亚（3）调节励磁电流可以改变两机运行状态。（4）可以两机都做电动机从电网吸收功率。但不可以两机都做发电机送出功率，因为不符合能量守恒定律。2-32 一台变励直流电动机，P/v=5.5kW, （/V=100V, /后58A, v=1470r/min,林138。，凡=0.15。在额定负载时突然在电枢回路中串0