电机学-习题解.docx

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1、第一章1-13取铁心上下、两边为磁路1,左边为题路2,右边为磁路3.磁路1：1=0.55m=5.84104AwZ?A1=0.150.05=0.0075n2RmAx100OX4;TXl(T7X0.0075B=电=0.4TA磁路2：磁路3：总磁阻:1-14各局部磁密为:B=M=0.27TAB2=0.23T=0.267第二章1 .什么是主磁通？什么是漏磁通？答：链着励磁绕组和电枢绕组、经过气隙在电机主磁路中形成闭合磁路的磁通是主磁通；只链着励磁绕组或电枢绕组的磁通是漏磁通，它不穿过气隙。2 .变压器并联运行时，希望满足哪些理想条件?如何到达理想的并联运行？答：理想的并联应能满足以下条件：(1)空载时

2、，并联的变压器之间没有环流。(2)负载时，能够按照各变压器的容量合理地分担负载；(3)负载时各变压器所分担的电流应为同相。要到达理想并联运行，各台并联运行的变压器应满足：(1)各变压器的额定电压与电压比应当相等。(2)各变压器的联结组号应相同；(3)各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。3 .变压器的主要额定值有哪些?一台单相变压器的额定电压为220/110V,额定频率为50Hz,试说明其意义.假设这台变压器的额定电流为4.55/9.1A,问在什么情况下称其运行在额定状态？答：变压器的主要额定值有：(1)额定视在功率或称额定容量SN(kVA)；(2)额定线电压UW/%“伏V)；(3)

3、额定线电流1.n2”（八）；(4)额定频率加Hz).一台单相交比器的额定电压为220/110V,额定额率为50Hz,这说明：(1)该变压器高压绕组假设接在50Hz、220V电源上，那么低压绕组空载电压为110V,是降压变压器；(2)假设该变压器低压绕组接在50Hz、220V电源上，那么高压绕组空载电压为220V,是升压变压器.当这台变压器加负载，使高压绕组电流为4.55A、低压绕组电流为9.1A时，称其运行在额定状态.4 .变压器的电抗参数X,”，Xl,X各与什么磁通相对应?说明这些参数的物理意义以及它们的区别，从而分析它们的数值在空载试验、短路试验和正常负载运行时是否相等.答：励磁电抗X,”

4、对应于主磁通，主磁通所走的磁路是闭合铁心.其磁阻很小，而电抗与磁阻成反比，因此X,”的值很大.此外，铁心的磁导率不是一个常数，它随磁通密度的增加而变小.磁阻与磁导率成反比，所以励磁电抗和铁心磁导率成正比.由于短路试验时电压低、主磁通小，而空载试验时加额定电压、主磁通大，所以短路试验时励磁电抗比空载试验时的励磁电抗大.正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时根本相同，即负载运行时的励磁电抗和空载试验时的根本相等.一次绕组漏电抗Xl与二次绕组漏电抗X”分别对应于次绕组漏磁通和二次绕组漏磁通，漏磁通要走空气磁路而闭合，磁路的磁阻很大，冈此XS和X”就很小.因为空气的磁导率为常数，所以XkT和

5、X”为常数，即在空载试验、短路试验及正常负载运行时，它们的数值都相等.5 .变压器的简化等效电路与T型等效电路相比，忽略了什么量?这两种等效电路各适用于什么场合？答：简化等效电路是在将T型等效电路中的励磁阻抗Z视为无穷大时得到的，也就是在励磁电流/w=-EZ,=0,即忽略丁励磁电流/的情况下得到的.T型等效电路适合一次绕组加交流额定电压时各种运行情况，而简化等效电路只适合变压器负载运行时计算一、二次电流和二次电压的场合，例如计算电压调整率和并联运行时负载分配等.6 .变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率丰要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗?为什么？答：

6、空载试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铁损耗.短路试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铜损托.在一、二次侧分别做空载试验，只要都加额定电压.由于4八,=%/“，这两种情况下铁心中主磁通是相等的；所以铁损耗相等，即电源输入功率相同.由于短路试验时所加电压很低，铁心中主磁通很小，铁损耗可忽略不计，因此，在一、二次侧分别做短路试验时，只要都加额定电流，这两种情况的铜损耗就相等，即电源输入功率相等.7 .两台变比相同的三相变压器,一次额定电压也相同、联结组标号分别为YynO和Yyn8,能否想法使它们并联运行？答：能.只要将Yyn8变压器的二次绕组标志a,b,c分别改为c,a,b即可，因为这时

7、已改为YynO的变压器了.8 .一台三相变压器的额定容量为SN=320OkVA,电压为35/10.5kV,一、二次绕组分别为星形、三角形联结，求：(1)这台变压器一、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流；(2)假设负载的功率因数为0.85(滞后)，那么这台变压器额定运行时能带多少有功负载，输出的无功功率又是多少？解：(1)一次额定线电压UN=35(kV)一次额定相电压U352*202(kV)一次额定线电流/SN3200q.a.IIN=r=52.8（八）邪Un335一次额定相电流1N=1n=52.8（八）二次额定线电压(27v=10.5(kV)二次额定相电压=l5(kV)二次额定线电流

8、3入二176（八）3(2n310.5二次额定相电流I”牛=101.6（八）3(2)能带有功负载为输出无功功率为9 .某台单相变压器的SN=100kVA,Uin/U2n=3300220V,/?,=0.45,Xl=2.96,2=0.0019,X2=0.0137o求向原、副边折合时的短路阻抗Zk和Z：的数值各为多少？4200解：变压器的变比为2=%U=14.54220向原边折合时的短路阻抗为Zk=(4+&)+j(Xl+X、)=(Rl卜代)+上区。)=(0.45+14.5420.0019)+j(2.96+14.542X0.0137)=(0.45+0.4)+/(2.96+2.9)=0.85+J5.86向

9、副边折合时的短路阻抗为10 .如图1所示，单相变压器，/5=220/IlOV,高压绕组出线端为A、X,低压绕组出线端为a、x,A和a为同极性端.今在A和X两端加220V,ax开路时的励磁电流为/,主磁通为R”，励磁磁动势为不，励磁阻抗为Z-.求以下三种情况下的主磁通、励磁磁动势、励磁电流和励磁阻抗：(I)AX边开路，ax端加UOV电压；(2)X和a相联,AX端加330V电压；(3)X和X相联.Aa端加IIoV电压。解：(1)设高压绕组匝数为M,高压绕组匝数为N?Nl=2N2HOV=也=当N2U2n110,=_Ul4.44flN2原来情况下主磁通,“为现在情况下主磁通小:为图1题10的接线图所以

10、匕=，支四=U=I,“4.44/MUNUxnN2即主磁通没有变，因此励磁磁动势也不变：K=NM，而Fo=NIO即励磁电流增加1倍。aI=?，z勺即励磁阻抗为原来的1。4(2)现在AX侧匝数为7Vi+N2=1.5V1现在主磁通为原来主磁通为即主磁通没有变，因此励磁磁动势不变，K=&,Fo=IONl即励磁电流为原来的2。3Z=%=空，IZI=必=型/;/;/即励磁阻抗为原来的(mJ。现在匝数为NN、=N、=N-2现在主磁通为原来主磁通为即主磁通没有变，因此励磁磁动势4=外也不变,嬉=*M，F=IN即励磁电流为原来的2倍。a号智，”知华1O”01O1O即励磁阻抗为原来明。11.一台单相变压器,SN=

11、20000kVA,UIN1U?n220/HOkV,fN=50Hzo空载试验(低压侧)U0=llkV0=45.4A,4=47kW短路试验(高压测)Uk=9.24kV/=157.5A=129kW试验时温度为15C,试求：(1)折算到高压侧的“T”形等效电路各参数的实际值及标幺值；(2)在额定负载，CoS仍=1、CoSe2=0.8(020)、COSe2=08(*20)时的效率；(4)当85%=0.8(920)时的最大效率。解：C)变比一次额定电流励磁阻抗(低压侧)折算至高压侧标幺值高压侧阻抗基值短路阻抗(高压侧)换算至75C标幺值(2)额定负载时，电压变化率及二次端电压a. cos1=1b. cos

12、e?=8(*20)c. cos2=0.8(920)由计算结果得即在相同负载下，阻容性(g0)负载时电压最低(外特性曲线下倾)。(3)75C时的退效率(4)产生最大效率时的负载电流最大效率12.一台三相变压器，5yv=750kVA,Uw%n=10000400V,一、二次绕组分别为星形、三角形联结。在低压侧做空载试验，数据为U2o=4OOV,Z20=65A,p0=3.7kWo在高压侧做短路试验，数据为q.=450V,Zi=35A,pjt=7.5kWORT=R；,Xy=X%,求变压器参数(实际值和标幺值)解：变比hSJo(X)G=14.43U2n400在低压侧做空载试验测出的励磁阻抗实际值为折合到一

13、次侧的实际值为用标幺值表示高压绕组额定相电压U时=100003=5773.67(V)高压绕组额定相电流w=i:;X)=433（八）高压绕组阻抗基值Zb=UING=133.34()各参数标么值为低压绕组相电压Uin=400(V)低压绕组相电流=625（八）低压绕组阻抗基值Z26=U2/I2n=0.64()13.一台三相电力变压器，(w(2iv=10000400V,一、二次绕组均为星形联结.在二次侧做空载试验，测出数据为UuJTn=1000400V,2=Z20=60A,p0=3800Wo在一次侧做短路试验，测出数据为Q=Um=440V,1=17v=433A,.=10900W,室温20C.求该变压器

14、每一相的参数值(用标幺值表示).解：变比为一次额定电流二次额定电流一次绕组阻抗基值二次绕组阻抗基值二次侧测得励磁阻抗励磁电阻励磁电抗一次侧测得短路阻抗短路电阻短路电抗换算到75C(铜线变压器)时,标幺值为一、二次绕组电阻一、二次绕组漏电抗14 .根据图2所示的绕组联结图确定出联结组标号.图2解：(1)根据图3（八）,联结组标号为Yy8.(2)根据图3(b),联结织标号为Yd5(3)根据团3(c).联结组标号为Yd3.(4)根据图3(d),联结组标号为Yd3.图315 .一台三相变压器额定数据为：Sn=100OkVA,Qn/qjv=l0000/6300V,一、二次绕组分别为星形、三角形联结.空载损耗p0=4.9kW,短路损耗加=15kW求：(1)当该变压器供应额定负载且COSe=O.8(滞后)时的效率；(2)当负载CoS0=0.8(滞后)时的最高效率；(3)当负载cos*=1.0时的最高效率.解：(1)额定负载，CoSe=O.8(滞后)时的效率.因/；=1,所以效率为(2)COS0=