电机学(3)

(2)短路比为多少？

参考答案

第一章

1．变压器和电机的磁路常用铁磁材料构成，对于磁通交变部分的磁路采用硅钢片。

2．涡流损耗是由于铁磁材料中的磁通交变，在铁磁材料中感应交流的电动势引起的，为了减小涡流损耗，可以采用减小铁磁材料的厚度以及在铁磁材料中加入一定比例的非金属元素硅以增加材料的电阻率。 3．自感系数L?N?m，因此自感系数与绕组的匝数的平方成正比，与磁路磁导成正比。铁心线圈的自感系数大于空心线圈的自感系数。

2第二章

1．(1)磁极固定，电刷与电枢同时旋转时，电刷两端的电动势为交流； (2)电枢固定，电刷与磁极同时旋转时，电刷两端的电动势为直流。

2．既和励磁绕组相匝链又和电枢绕组相匝链的磁通称为主磁通。由产生的仅和电枢绕组相匝链的磁通称为漏磁通。答：相邻两主磁极之间的中线称为电枢中的几何中性线；当电枢元件的中线与磁极的中线重合时，该元件所接的两个换向片之间的中线称为换向器上的几何中性线；在实际电机中，由于电枢元件均为对称元件，换向器上的几何中性线与主磁磁的轴线重合。

3．(1)电动势减小10%。(由E?Ce?n)；

(2)电动势减少小于10%(由于磁路饱和，磁通不与励磁电流正比)； (3)电动势增加20%；

(4)电动势增加(0.9*1.2=1.08)。

2.12 4．答：四极单叠绕组的并联支路为四条，如图1所示。

(1)如果取出相邻的两组电刷，只剩下另外两组电刷可以工作，并联支路由原来的四条减为两条，电压不变（如图所示2）。其中一条支路由原来的三条支路串联而成，另一条支路仍是原来的一条支路，因此两支路的电阻相差三倍。两支路电压相等，因此电阻小的支路的电流是电阻大的支路的电流的三倍，在任一支路不过载的情况下，当电阻较小的支路电流达到额定时，电阻较大的支路的电流仅为额定的三分之一，因此，发电机仅能供给额定负载三分之一；

（2）如有一元件断线，电刷间的电压不变，并联支路剩下三条，仅能供给75%的额

定负载。

（3）若用相对两组电刷，电机不能运行，因电刷间的电压为0。

（4）若有一极失磁，正、负电刷将被短路，产生极大的短路电流，烧毁电枢绕组以

及电刷和换向器。

4．略 5．略 6．略 7．不能 8．略

9．解：该电机为电动机，额定功率输出的机械功率，故额定电流为：

IN＝PNUN?N?385.2A

10．解：发电机的额定功率为输出的电功率，故额定电流为：

IN?pNUP2N?521.7A

P1?

??275.86(kW)11 解：由于是单波绕组 ，因此a?1

IN?PNUNfN?113.04A?115.632AaIaN?IN?I

E?Ce?n?pN

?n?247.22VpNa60aTem?Cm?IaN?2?a?IaN?284.35N?m Pem?EIaN?28.59(kW)

12．解：感应电动势为：Ea?CE?n?204.97V?UN 故该电机处于电动机状 IaN＝

态。

UN?EaRa?88.4A

Tem?CT?Ia?115.35(N?m)

Pem?EaIaN?Tem?P2?Pem?pmec?pFe?pad?17293.6(W)P1?UN

IN?220?(88.4?1.83)?19850.6(W) ??P2P1?100%?87.1%

13．解：(1)额定输出转矩 T2?9550PN(KW)nN?9.55PN(W)nN?35.73(N?m)

（2）额定运行时的电枢电流以及感应电动势为：

IaN?IN?If?58?110138?57.2(A)

EaN?UN?IaNRa?101.4(V)

CE??EaNnN?0.069

Tem?Cm?Ia?9.55CE?Ia?8.7(N?m)

第三章

1．变压器中，主磁通同时交链着一次侧绕组，二次侧绕组，从一次侧到二次侧的能量传递是借助于主磁通实现；仅与一次侧交链的的漏磁通?1?和只与二次绕组交链的磁链的漏磁通 ?2?分别在一次绕组和二次绕组中感应产生漏电动势，在变压器的电能的传递中不起作用。

2．变压器的额定值主要包括额定容量、一次和二次绕组的额定电压、一次和二次绕组的额定电流。一次侧的额定电压指的是变压器额定运行时，一次绕组所加的电压，而二次绕组的额定电压是指当一次绕组加额定电压时，二次方开路时的电压。对三相变压器来说，额定电压指的是线电压。 3．略。 4．略。

5．空载时变压器的损耗包括一次绕组的铜和铁心的铁耗。由于变压器的励磁电阻远大于一

次绕组的电阻，空载时，一次绕组上的铜耗很小，可以忽略不计，因此空载损耗可以近似看成铁耗。而当变压器短路电流等于额定电流时，一次绕组上所加的电压很低，而铁心的铁耗与电压的平方成正比，因此，短路损耗可以近似看成是铜耗。在高压侧测出的空载和在低压侧测出的空载损耗相等。 6．略。 7．略 8．略

9．（1）由于一次侧为Y接，三次谐波电流不能在绕组中流通，故一次侧电流中无三次谐波。 （2）二次侧为Δ接，在相电流中存在三次谐波电流，但线电流中没有。因三次谐波电流三相同相位，故只在三角接的绕组中开成环流。 （3）主磁通中只有幅值微小的三次谐波磁通。

（4）一次侧相电压中有三次谐波(非常小)，线电压中无三次谐波，因三次谐波相电压三相同相位 。

（5）二次侧相电压和线电压中均无三次谐波。对于二次侧三相绕组构成的闭合回路有。 10．略。

11．变压器的变比相等；组别相同；短路电压的标幺值相等。 12．略。 13．解：

SN3U1N2503?10I1N???25(A)

I2N?SN3U2N?2503?0.4?625(A)

14．解：(1)变比 k?U1N?U2N??106.33?0.916

（2）一、二次侧的额定电流

I1N?SN3U1N?50003?10?288.7(A)

I2N?SN3U2N?50003?6.3?458.2(A)

（3）一、二次侧的额定相电压、额定相电流

U1n??U1NU2N?3?5.77KV?U2N?6.3KVI1N??I1N?288.7AI2N??I2N3?264.5A

15．(1)变比 k?U1NU2N?100.4?25

（2）一、二次侧的额定电流

I1N?SN3U1N?1003?10?5.77(A)

I2N?SN3U2N?1003?0.4?144.34(A)

（3）一、二次侧的额定相电压、额定相电流

U1n??U1N3?5.77KV3?231V

U2N??U2NI1N??I1N?5.77AI2N??I2N?144.43A

16．解：N1?U14.44?fU2?U14.44BmSfU21?971(匝）

N2?k?4.44?f?4.44BmSf?183(匝）

N1N2?5.31

SN3U2N17．解：（1）I1N?SN3U1N?57.73(A) I2N? ?1443(a)

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