華北電力大學(xué)電機(jī)學(xué)習(xí)題集及答案

1、精品文檔電機(jī)學(xué)習(xí)題集1 概論習(xí)題一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁力一、思考題1. 變壓器電動(dòng)勢(shì)、 運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)、自感電動(dòng)勢(shì)和互感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關(guān)？2. 自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān) ?有兩個(gè)匝數(shù)相等的線圈，一個(gè)繞在閉合鐵心上，一個(gè)繞在木質(zhì)材料上，哪一個(gè)的自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個(gè)是變數(shù)，隨什么原因變？3. 在圖 1 中，黨給原線圈外加正弦電壓u1 時(shí)，線圈內(nèi)要感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（ 1）當(dāng)電流 i 1 按圖 1 中方向減小時(shí)，標(biāo)出此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)際方向。（ 2）如果 i 1 在鐵心中建立的磁通=msint ，副線圈咂數(shù)是2，試求副線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的計(jì)算公式。 （用頻率 f 1 副邊匝

2、數(shù)2 和磁通最大值m 表示）。Ai1ae1u1w1w2e2xX圖 14.電磁感應(yīng)定律有時(shí)寫成e=- d，有時(shí)寫成e=-d，有時(shí)寫成e=- L di 。這三種表dtdtdt示法之間有什么差別？從一種寫法改為另一種寫法需要什么附加條件？在什么情況下把電磁感應(yīng)定律寫成 e= d ？是分析說明之。dt5. 如圖 2 所示，磁通限定在虛線所圍的范圍內(nèi)， “+”表示磁力線垂直進(jìn)入紙面，在圖示各種情況下，導(dǎo)電環(huán)移動(dòng)到虛線位置時(shí)，試問在運(yùn)動(dòng)時(shí)環(huán)內(nèi)是否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，若有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是確定其方向。（ a) （ b)（ c) （ d)。1歡迎下載精品文檔（ e)（ f)+圖 2二、計(jì)算題1. 設(shè)有 100 匝長(zhǎng)方

3、形線框， 如圖 3 所示，線框尺寸為 a=0.1m，b=0.2m，線圈在均勻磁場(chǎng)中環(huán)繞著連接場(chǎng)邊中心點(diǎn)的軸線以均勻轉(zhuǎn)速 n=1000r/min 旋轉(zhuǎn)。均勻磁場(chǎng)的磁密 B=0.8T ，試求：（ 1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間表達(dá)式；（ 2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值及出現(xiàn)最大值的位置；（ 3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值。2.線圈匝數(shù)尺寸同圖3，位于均勻的恒定磁場(chǎng)中，磁通密度B=0.8T，設(shè)在線圈中通以10安電流且按順時(shí)針流動(dòng)，求：（ 1）當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時(shí)，線圈各邊所受的力是多少？作用的方向如何？作用在該線圈上的轉(zhuǎn)矩為多少？（ 2）當(dāng)線圈平面與磁力線平行時(shí)，線圈各邊所受的力是多少？作用的方向如何？作用在該線圈

4、上的轉(zhuǎn)矩為多少？（ 3）線圈受轉(zhuǎn)矩后便要轉(zhuǎn)動(dòng)，試求線圈在不同位置時(shí)轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。nba圖 33. The linear motor shown in Fig.4 consists of a movable conductor that maintainselectricalcontactwiththe stationaryU-spaped conductorof infinitelength,whosesides are separated by 0.5m and enclose uniform magnetic field of 0.8T. A currentgenerator mainta

5、ins a constant current in the closed loop. After an acceleratingperioda forceof 10N maintainsa 10m/s steady-statevelocityof the moving conductor.(a) What is the magnitude of the current?(b) What voltage is induced in the closed loop? 圖 4習(xí)題二磁路計(jì)算一、思考題1 .試比較磁路和電路的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)，并敘述磁路計(jì)算的一般方法。2歡迎下載精品文檔2. 電機(jī)和變壓器

6、的磁路常采用什么材料制成，這種材料有哪些主要特性。二、計(jì)算題1.一鐵環(huán)的平均半徑為0.3m，鐵環(huán)的橫截面積為一直徑等于0.05m 的圓形， 在鐵環(huán)上繞有線圈，當(dāng)線圈中的電流為5A 時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生的磁通為0.003Wb，試求線圈應(yīng)有的匝數(shù)。鐵環(huán)所用的材料為鑄鐵，其磁化曲線有如下數(shù)據(jù)：H100( A)510203040506080110mB0.1(T)611.013.614.815.516.016.417.217.3H100( A)140180250mB0.1(T)18.318.819.52.對(duì)于圖 5，如果鐵心用硅鋼片疊成，截面積A =12.250.00012，填充系數(shù) k=0.92 ，mc鐵

7、心的平均長(zhǎng)度lc=0.4m ，空氣隙=0.50.001m，線圈的匝數(shù)為600匝。試求產(chǎn)生磁通=110.0001Wb 時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流。（不考慮氣隙的邊緣效應(yīng)）D 23 硅鋼片磁化曲線數(shù)據(jù)如下(50Hz0.5mm 厚)B(T)0.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6H100(A )1.581.812.102.503.063.834.936.528.9012.620.137.8m+I-圖 53.已知磁路如圖6 所示，材料是 D硅鋼片，（填充系數(shù) k=0.92 ），若線圈接在220V，50Hz11的交流電源上，線圈匝數(shù)w=200匝，求勵(lì)磁電流。 （忽略線圈

8、電阻的漏磁）D 硅鋼片磁化曲線數(shù)據(jù)如下：11B0.1(T)51011121314H100( A)1.23.64.66811.2mB0.1(T)1516171819H100( A)173058100165m5017050I60。3歡迎下載精品文檔圖 6 變壓器習(xí)題三變壓器的空載運(yùn)行一、思考題1.變壓器原、副邊電壓、電動(dòng)勢(shì)正方向如圖7a 所示，設(shè)變比k=2，原邊電壓u1 波形如圖7b 所示，畫出 e1、 e2、 和 u2 的時(shí)間波形，并用向量圖表示 E1、 E2、 、 U2 和 U1 的關(guān)系（忽略漏阻抗壓降） 。u1e&&&UE1E21t0(a)(b)圖 72. 圖 8a

9、和 b 中的 u、i 、e 等量的規(guī)定正方向不同，是分別寫出兩圖中變壓器原、副方的電壓平衡方程式。i 1i 2i 1i 2ue 1e 2u2ue 1eu2e1e2ee22111(a)(b)圖 83. 圖 7a 中所標(biāo)的正方向符合關(guān)系式e=-d(t) 增加時(shí) e1 和 e2 的，是問當(dāng)主磁通在dt瞬時(shí)方向如何？減小時(shí)又如何？二、計(jì)算題1 某三相變壓器 SN=5000kVA， U1N/U 2N=10/6.3kV ， Y， d 聯(lián)結(jié)，試求原、副方的額定電流。2 設(shè)有一 500 kVA 、 50Hz 三相變壓器， 10000/400V ， D， yn 聯(lián)結(jié)，忽略漏阻抗壓降，試求：原方額定線電流及相電流

10、，副方額定線電流；如原方每相擾組有 960 匝，文副方每相繞組有幾匝？每匝的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？如鐵心中磁密最大值為1.4T ，求鐵心截面積；如在額定運(yùn)行情況下繞組中電流密度為3A/ m m2 ，求原、副繞組各應(yīng)有的導(dǎo)線截面積。3變壓器銘牌數(shù)據(jù)為SN=100kVA，U1N/U 2N=6300/400V ，Y，yn 聯(lián)結(jié)，如電壓由 6300V 改為 10000V，假定用改換高壓繞組的辦法來滿足電源電壓的改變，若保持低壓繞組匝數(shù)每相為40 匝不變，則新的高壓繞組每相匝數(shù)應(yīng)改為多少？如不改變會(huì)有什么后果？習(xí)題四變壓器的空載運(yùn)行。4歡迎下載精品文檔一、思考題1. 試述激磁阻抗 Z =r +jxm的物理意

11、義。磁路飽和與否對(duì)x 和 rm有何影響？為什么要求 xmm mm大、 r ?。繛榱耸?x 大、 rm小，變壓器鐵心應(yīng)該用什么材料制造？r能用伏安法測(cè)量嗎？mmm2. 變壓器空載時(shí)，一方加額定電壓，雖然線圈電阻很小，電流仍然很小，為什么？3. 一臺(tái) 50Hz 的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副方開路和短路對(duì)原方電流的大小有無影響（均不考慮暫態(tài)過程）？4. 變壓器的額定電壓為 220/110V ，若不慎將低壓方誤接到 220V 電源上，試問勵(lì)磁電流將會(huì)發(fā)生什么變化？變壓器將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？二、計(jì)算題1 單相變壓器電壓為 220/110V ，設(shè)高壓側(cè)

12、加 220V 電壓，空載激磁電流為 I 0，主磁通為 0。若 Xa 聯(lián)在一起，在Ax 端加電壓330V，問此時(shí)激磁電流多大？若X、 x 聯(lián)接在一起，在Aa端加電壓110V，問激磁電流和主磁通又為多大？（見圖9）A220VXax110V圖 92將一臺(tái)1000 匝鐵心線圈接到110V50Hz 的交流電源上，由安培表和瓦特表的讀數(shù)可得知I=0.5A ， P =10W；把鐵心取出后電流和功率就變?yōu)?00A 和 10000W，設(shè)不計(jì)漏磁，試求：11（ 1）兩種情況下的參數(shù)，等效電路和向量圖；（ 2）有鐵心時(shí)的磁化電流和鐵耗電流，無鐵心時(shí)的無功電流和有功電流；（ 3）二種情況下磁通的最大值。習(xí)題五變壓器的

13、負(fù)載運(yùn)行一、思考題1若規(guī)定變壓器電壓、電動(dòng)勢(shì)、電流和磁通的正方向如圖10 所示。（ 1）寫出變壓器的基本方程式；（ 2）若副邊帶電容負(fù)載，畫出相量圖。I&1&&&U1E1I&2&&ZLE2U 2圖 102 變壓器副方加電阻、電感或電容負(fù)載時(shí)，從原方輸入的無功功率有何不同？為什么？3 變壓器副方加電感性負(fù)載及電容性負(fù)載時(shí)，副方電壓有何不同？副方電壓在什么情況下。5歡迎下載精品文檔才會(huì)高于空載值？二、計(jì)算題1、 兩臺(tái)變壓器的數(shù)據(jù)如下：第一臺(tái)： 1kVA,240/120V,歸算到高壓邊短路阻抗為460。第二臺(tái)： 1kVA,120/24V,歸算到

14、高壓邊短路阻抗為160?，F(xiàn)將它們按圖11 聯(lián)結(jié)，再接于240V 交流電源作連續(xù)降壓，忽略勵(lì)磁電流。（ 1）所接負(fù)載為Z =10+j300，求各級(jí)電壓和電流的大?。籐（ 2）若負(fù)載邊短路，求各級(jí)電壓和電流。I&1&U1I&2I&3&ZLU 2圖 112一臺(tái) 20kVA 的單相變壓器，原方額定電壓2400V，副方有兩個(gè)獨(dú)立線圈，分別按圖12（ a）、（ b）、（c）、（ d）接負(fù)載，其中箭頭表示線圈兩端的電壓相量。試求：（ a）、（b）、（ c）、（ d）圖各線圈中的電流值； （忽略漏阻抗和激磁電流， 圖中負(fù)載電阻單位為歐姆） 。120VR14R2400V2

15、400VR2240V5120V3.4(a)(b)R1R1120V4180V62400VR3 5480VR3 5R2R2120V3.460V3(c) (d)圖 123 變壓器原、副邊匝數(shù)比1 /2 =3.5/1.5 ，已知 i 1=10sintA ，寫出圖13（ a）、（ b）兩種情況下副邊電流i 2 的表達(dá)式（忽略激磁電流） 。I&1&I&2I&1&I&2&12&&12&U1U 2U 1U 2（ a)（ b)。6歡迎下載精品文檔圖 13習(xí)題六變壓器的負(fù)載運(yùn)行一 思考題1 何謂標(biāo)幺值？在變壓器中如何選區(qū)基準(zhǔn)值？選額定

16、制作為標(biāo)值有什么好處？工程分析計(jì)算為什么常用標(biāo)幺值？2 變壓器的電壓調(diào)整率 U (%) 與阻抗電壓 U k (%) 有什么聯(lián)系？阻抗電壓的大小決定與那些因素？其大小對(duì)變壓器有什么影響？3一臺(tái)額定頻率60 H z 的電力變壓器， 接于 50 H z ，電壓為變壓器額定電壓的5/6 倍的電網(wǎng)上運(yùn)行，試問此時(shí)變壓器的磁飽和程度、激磁電流、激磁阻抗、漏電抗以及鐵耗等的實(shí)際值和標(biāo)幺值于原設(shè)計(jì)值是否相同？4 鐵耗合銅耗相等的變壓器效率最高，但在設(shè)計(jì)時(shí)常是鐵耗遠(yuǎn)小于額定電流下的銅耗，例如鐵耗為銅耗的 1/3 ，這是為什么？二、計(jì)算題1 三相變壓器的額定容量SN =750kVA，額定電壓 U 1N /U 2

17、N10000 / 400V ，Y,d 聯(lián)結(jié)，在低壓邊做空載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：電壓U 10400V ，電流 I 065 A ，空載損耗 p03.7kW 。在高壓邊做短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：電壓 U1K450V ，電流 I1K35 A ，短路損耗 pK7.5kW 。求變壓器參數(shù)的實(shí)際值和標(biāo)幺值，畫出 T 型等效電路 （假設(shè)漏阻抗 Z1 Z2' ，其中電阻 r1 r2'和電抗 x1 x2' ，實(shí)驗(yàn)室室溫25 C ）。求出滿載且 cos 20.8（滯后） 時(shí)的電壓調(diào)整率。2 三相變壓器的額定容量SN5600kVA ，額定電壓 U 1N / U 2N6000 / 3300V , Y, d

18、，聯(lián)結(jié)，空載損耗 p0 18kW 和短路損耗 pKN56kW ，求：（ 1）當(dāng)輸出電流 I 2I 2N, cos 20.8（滯后）時(shí)的效率；（ 2）效率最大時(shí)的負(fù)載系數(shù)。3 一臺(tái)三相壓器，SN20 kVA,U 1 N /U 2 N6/ 0.4kV ,50 H , PKN588W ,uK4%,Y, dyn0連接。（ 1）求短路參數(shù)及阻抗電壓的有功和無功分量；（ 2）做滿載且cos 20.8 （滯后）的簡(jiǎn)化向量圖；（ 3）計(jì)算按（ 2）運(yùn)行時(shí)副方電壓U 2 及 cos 2 。7歡迎下載精品文檔習(xí)題七三相變壓器1 根據(jù)圖 14 接線圖，按電勢(shì)位形圖定出聯(lián)結(jié)組別；ABCABCABCABCX YZX Y

19、 ZX YZXY Zb cac a bc abc aby z xz x yz x yz x y（ a)（ b)（ c)（ d)圖 142 根據(jù)下列聯(lián)結(jié)組別按電勢(shì)位形圖畫出接線圖：（ 1） Y,y2（ 2） Y,d5（ 3） D,y1（ 4） Y,y83設(shè)有一臺(tái) Y,y5 聯(lián)結(jié)的三相鐵心式變壓器， 原方線電壓與副方線電壓之間的變比為k，設(shè)把原繞組的 A 點(diǎn)與副繞組的a 點(diǎn)相接，然后把外電源合閘。試證明在Bb 間測(cè)得的電壓為：U Bb =U ab 13k k 23設(shè)三相鐵心式變壓器的繞組標(biāo)志如圖15，現(xiàn)把原繞組接成星形，副繞組接成三角形，如每一鐵柱上原、副繞組之間的變比為k，問線電壓間的變比為多少

20、？由于副方個(gè)繞組聯(lián)結(jié)的不同，實(shí)際上可得兩種不同的Y,d 聯(lián)結(jié)法，試為每種聯(lián)結(jié)法畫接線圖，并證明若一種聯(lián)結(jié)法為Y,d11 ，另一種為Y,d1 。ABCXYZabcxyz圖 155 Y,d接法的三相變壓器原邊加上額定電壓，將副邊的三角接開路，用伏特計(jì)量測(cè)開口處的電壓，再將三角形連接閉合，用安培計(jì)量測(cè)回路電流，試問在三相變壓器組和三鐵心柱變壓器中各次量測(cè)電壓，電流的大小有何不同？為什么？6 Figure16 shows a D,d bank of 2400:240-volttransforms.The second Ariesab,bc,cahavecentertapsp,q,r.Neglectle

21、akage-impedancevoltagedrops,andassumed rated。8歡迎下載精品文檔primary impressed voltage. With secondary voltage Vab as reference phasor draw aphasor diagram showing voltage ab,bc,ca,pq,qr,rp,ap,bp,cp. Find the magnitudes of these voltages.AYaypXBxz bCZc(a)(b)圖 16習(xí)題八一、思考題1 試述變壓器的正序、負(fù)序、零序阻抗的物理意義？為什么變壓器的正序阻抗和負(fù)

22、序阻抗值相等？變壓器零序阻抗的大小與什么因素有關(guān)？2 如何測(cè)定變壓器的零序阻抗？若變壓器線圈的接法和鐵心結(jié)構(gòu)如下，試分析測(cè)得的零序阻抗的大小？（ 1）三相心式變壓器 Y,y 聯(lián)結(jié)；（ 2）三相變壓器組， Y,y 聯(lián)結(jié)；（ 3）三相變壓器組， D,y 聯(lián)結(jié)。3為什么三相變壓器組不宜用Y,yn 聯(lián)結(jié)，而三相心式變壓器卻可以采用Y,yn 聯(lián)結(jié)？二、計(jì)算題1 將不對(duì)稱系統(tǒng)分解成對(duì)稱分量。已知：?（ 1）三相不對(duì)稱電流IA =200A， I B =200 ej120 A， I C =200 e j 240A；?（ 2）三相不對(duì)稱電壓U A =220V， U B =220 ej120 V， U C =0V

23、。?2 Y,yn0 聯(lián)結(jié)，已知原邊對(duì)稱相電壓U A 、 U B 、 UC 及參數(shù)。當(dāng)?shù)蛪哼卋 和 c 之間短路，試求原副邊每相電壓與電流。（圖 17）Bb0AacC圖 17? ?3， D,y1 聯(lián)結(jié)，已知原邊對(duì)稱電壓U A 、 U B 、 U C 及參數(shù)。當(dāng)?shù)蛪哼叄ǜ边叄゜ 和 c 與其中。9歡迎下載精品文檔點(diǎn)之間短路，試求原副邊的每相的電壓與電流以及中線電流。（圖 18）aBCAcb圖 18習(xí)題九一、思考題1 為什么三繞組變壓器副邊一個(gè)繞組的負(fù)載變化對(duì)另一個(gè)副繞組的端電壓會(huì)產(chǎn)生影響？在升壓變壓器中，為什么把低壓繞組放在高壓繞組與中壓繞組之間，可以減小這種影響？2 三繞組變壓器副邊額定容量之和

24、為什么可以比原邊的大？3 三繞組變壓器的兩個(gè)副邊繞組均短路，原繞組接到額定電壓的電源上。試問這時(shí)如何計(jì)算三個(gè)繞組的短路電流？4 自耦變壓器的繞組容量 （即計(jì)算容量） 為什么小于變壓器額定容量？容量是如何傳遞的？這種變壓器最適合的變比范圍是多大？5 與普通變壓器相比，自耦變壓器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？6 使用電流互感器和電壓互感器時(shí)，必須注意些什么？二、計(jì)算題1 單相三繞組變壓器電壓為：高壓側(cè) 100kV，中壓側(cè) 20kV，低壓側(cè) 10kV。在中壓側(cè)帶上功率因數(shù)為 0.8 （滯后）， 10000kVA 的負(fù)載，在低壓側(cè)帶上 6000kVA 的進(jìn)相無功功率（電容負(fù)載）時(shí)，求高壓側(cè)的電流（不考慮變壓器的等效漏

25、阻抗及激磁電流）。2 有一臺(tái)三相變壓器，銘牌數(shù)據(jù)為：SN =31500kVA, U 1N / U 2 N =400/110Kv,Y,yn0 聯(lián)結(jié)，uK =14.9%，空載損耗 p0 =105kW，短路損耗 pkN =205kW，改裝前后的線路如圖19（ a）（ b）所示。求：(1) 改為自耦變壓器后的總?cè)萘縎aN 及電磁容量 S電磁 傳導(dǎo)容量 S傳導(dǎo) ，改裝后變壓器增加了多少容量？(2) 改為自耦變壓器后，在額定負(fù)載及cos 2 =0.8 （滯后）時(shí)，效率自 比未改前提高了多少？改為自耦變壓器后在額定電壓時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流是改裝前的穩(wěn)態(tài)短路電流（也是在額定電壓下）多少倍？上述的改裝前后穩(wěn)態(tài)短路電流

26、各為其額定電流的多少倍？。10歡迎下載精品文檔110 kV400 kV110 kV510 kV3333（ a)(b)圖 193For testingequipmentwithhighvoltageand current ratingsinstrumenttransformers normally are used to step down actual quantities and allow readingon 150V and 5A meters. Forthe shortcircuit teston a transformer,theconnectionof instruments an

27、d instrument transformers is shown in fig. 20. The turns ratioofthe potentialtransformer(PT)is10:1and thecurrent transformer(CT)is 150:1.The instrument reading during the test conducted on the primary side are 105.8V,4.9A, and 33.3W. Find (equivalent impedance on the primary side) Reqand X .eqVPT&am

28、p;AWI&scUscCT圖 20習(xí)題十變壓器的并聯(lián)運(yùn)行一、思考題1 并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，若短路阻抗的標(biāo)幺值或變比不相等，試問將會(huì)出現(xiàn)什么情況？如果各變壓器的容量不相等，那么以上二量對(duì)容量大些的變壓器，是大些還是小些好？為什么？2兩臺(tái)三相變壓器組并聯(lián)運(yùn)行。由于原邊輸電線電壓升高一倍（由3300V 升為 6600V），為了臨時(shí)供電， 利用兩臺(tái)原有變壓器， 將原邊繞組串聯(lián)， 接到輸電線上， 副邊仍并聯(lián)供電。如果兩臺(tái)變壓器的激磁電流相差一倍， 副邊并聯(lián)時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)很大的平衡電流？為什么？3 兩臺(tái)三相變壓器，組號(hào)分別為Y， d11，和 Y，d5，變比相等試問能否經(jīng)過適當(dāng)改變標(biāo)號(hào)進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。若可

29、行，應(yīng)如何改變其標(biāo)號(hào)。（內(nèi)部接線不改）二、計(jì)算題1如圖所示，將一臺(tái)，y 聯(lián)結(jié)的三相心式變壓器和一臺(tái)，d 聯(lián)結(jié)的三相心式變壓器高壓邊接到同一電網(wǎng)上，線電壓比均為6000/400 ，試問：(1) 這兩臺(tái)變壓器各是什么聯(lián)結(jié)組號(hào)？(2) 如將兩臺(tái)變壓器的副邊a 和 a 端點(diǎn)連在一起，試問bb 和 cc 端電壓各為多少？AXBYZXYZCABCxaxcby czzaby。11歡迎下載精品文檔圖 212. 某變電所共有三臺(tái)變壓器，其數(shù)據(jù)如下：（ a） SN =3200kVA， U 1N= 35kV， uk =6.9%；U 2 N6.3(b)SN =5600 kVA ， U 1N= 35kV ， uk =7

30、.5%；U 2N6.3(c)SN =3200 kVA ，U 1N=35kV ， uk =7.6%；U2 N6.3變壓器均為Y， yn0 聯(lián)結(jié)，求：（ 1）變壓器 a 與變壓器 b 并聯(lián)輸出總負(fù)載為 8000 kVA 時(shí)，每臺(tái)變壓器分擔(dān)多少負(fù)載？（ 2）三臺(tái)變壓器一起并聯(lián)時(shí)，求輸出的最大總負(fù)載？注意不許任何一臺(tái)變壓器過載。3. 某工廠由于生產(chǎn)發(fā)展，用電量由500kVA 增為 800kVA。 原有變壓器 SN =5600kVA,U 1N U 2 N =35 6.3 V，Y,yn0 聯(lián)結(jié)， uk =6.5%，今有三臺(tái)備用變壓器數(shù)據(jù)如下：（ a） SN =320kVA， U 1 N U 2 N = 6

31、300 400 kV， Y， yn0 聯(lián)結(jié)， uk =5%；(b)SN =240 kVA ， U1NU(c)SN =3200kVA， U1NU2N2N= 6300 400 kV， Y，yn0 聯(lián)結(jié)， uk =6.5%；= 6300 400 kV， Y，yn0 聯(lián)結(jié)， uk =6.5%；試計(jì)算說明在不允許變壓器過載情況下，選哪一臺(tái)運(yùn)行恰當(dāng)？如負(fù)載增加后需用三臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，選兩臺(tái)變比相等的與已有的一臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，問最大總負(fù)載容量可能是多少？哪能一臺(tái)變壓器最先滿載？ 同步電機(jī)習(xí)題十一交流繞組的電動(dòng)勢(shì)一、思考題1 試求電機(jī)轉(zhuǎn)子表面勵(lì)磁氣隙磁密分布的波形是怎樣的？轉(zhuǎn)子表面某一點(diǎn)的氣隙磁密大小隨時(shí)間變化

32、嗎？定子表面某一點(diǎn)的氣隙磁密隨時(shí)間變化嗎？2 定子表面在空間相距 電角度的兩根導(dǎo)體，它們的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與相位有何關(guān)系？二、計(jì)算題1試求一臺(tái)f=50 Hz ， n=3000r/min的汽輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)為多少？一臺(tái)f=50 Hz ，2p=110 的水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為多少？2 已知圖 22 所示同步電機(jī)的氣隙磁密分布為：bB m sin=1， 3， 5，導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度為 l ，切割磁通的線速度為v，求：（ 1）在 t=0時(shí)，處于坐標(biāo)原點(diǎn)的導(dǎo)體及離坐標(biāo)原點(diǎn)為1 處的導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式e0 =f （ t ）及 e1 =f （ t ）；。12歡迎下載精品文檔（ 2）分別畫出兩導(dǎo)體中的基

33、波電動(dòng)勢(shì)相量及三次諧波電動(dòng)勢(shì)相量。1Nn0oS圖 223有一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，定子槽數(shù)Z=36，極樹2p=4，如圖23 所示，若已知第一槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基波瞬時(shí)值為e1槽E1m sint ，分別寫出第2 槽，第 10 槽，第 19 槽， 28 槽和第36 槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基波瞬時(shí)值的表達(dá)式，并寫出相應(yīng)的基波電動(dòng)勢(shì)相量。3612N28SS10nN19圖 234 已知條件同第二題，求：（ 1） t=0 時(shí)，離坐標(biāo)原點(diǎn)為（ + y ）電角度的導(dǎo)體 I中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e1 =f （ t ）的表達(dá)式，及離坐標(biāo)原點(diǎn)為（ - y2）的導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2 =f （ t ）的表達(dá)式（見圖24）。2（ 2）把導(dǎo)體

34、和組成的一匝線圈，寫出eT =f （ t ）。（ 3）畫出導(dǎo)體、線匝基波電動(dòng)勢(shì)相量圖。13歡迎下載精品文檔IyN2n0oyS2II圖 245 試由 edeT 1 的表達(dá)式。導(dǎo)出上題一匝線圈的基波電動(dòng)勢(shì)dt習(xí)題十二交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)一、思考題1何謂相帶 ?在三相電機(jī)中為什么常用60 相帶繞組而不用 120 繞組 ? 602試述雙層繞組的優(yōu)點(diǎn) , 為什么現(xiàn)代大 , 中型交流電機(jī)大多采用雙層繞組?3同步發(fā)電機(jī)中采用分布和短距繞組為什么能減少或消除電動(dòng)勢(shì)中的高次諧波?為了消除電動(dòng)勢(shì)中的5 次諧波 , 繞組的節(jié)距應(yīng)選為多少?為什么分布因數(shù)總小于1, 節(jié)距因數(shù)呢 ?節(jié)距y1的繞組節(jié)距因數(shù)會(huì)不會(huì)大于1?4

35、為什么相帶 A 與相帶 X 的線圈串聯(lián)時(shí)必須反向連接 , 不這樣會(huì)引起什么后果 ?二、計(jì)算題1已知一個(gè)線圈的兩個(gè)邊感應(yīng)的基波分別為E10和 E1 150, 求這個(gè)線圈的基波節(jié)距因數(shù)和基波電動(dòng)勢(shì)的大小 .2一交流繞組 Z=36,2p=4, m =3,a=2,c =100匝 , 單層繞組 , 定子內(nèi)徑 D=0.15m, 鐵心長(zhǎng)l=0.1m,Y 接法 , f =50 H Z , 氣隙磁密分布為 bsin0.3sin0.5sin 5 Wb / m2 .(1) 作出繞組展開圖 ( 交叉式 ) ；(2) 求每根導(dǎo)體的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3) 求一相繞組的 (A 相 ) 電動(dòng)勢(shì)的有效值。(4) 求相電動(dòng)勢(shì)和線電

36、動(dòng)勢(shì)的有效值。3有一三相同步發(fā)電機(jī)2p=2,3000r/min,電樞的總槽數(shù)Z=30, 繞組為雙層繞組, 每相的總串聯(lián)匝數(shù)1 =20, 氣隙基波磁通1 =1,505, 試求 :(1) 基波電動(dòng)勢(shì)的頻率, 整距時(shí)基波的繞組因數(shù)和相電動(dòng)勢(shì)?。14歡迎下載精品文檔(2) 整距時(shí)五字寫撥繞組的因數(shù) ;(3) 如要消除五次寫撥 , 繞組的節(jié)距應(yīng)選多少 ?此時(shí)基波電動(dòng)勢(shì)變?yōu)槎嗌??(4) 作出消除五次寫撥電動(dòng)勢(shì)的繞組展開圖.4 已知相數(shù) m=3,極對(duì)數(shù) p=2, 每極每相槽數(shù) q=1, 線圈節(jié)距為整距 .（ 1）畫出并聯(lián)支路a=1,2 和 4 三種情況的雙層繞組展開圖;（ 2）若每槽有兩根導(dǎo)線 , 每跟導(dǎo)

37、線產(chǎn)生一伏的基波電動(dòng)勢(shì) ( 有效值 ), 以上的繞組每相能產(chǎn)生多大的基波電動(dòng)勢(shì) .（ 3）五次諧波磁密在每根導(dǎo)線上感應(yīng) 0,2 伏 ( 有效值 ) 電動(dòng)勢(shì) , 以上繞組每相能產(chǎn)生多大的五次諧波電動(dòng)勢(shì) .習(xí)題十三交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、思考題1 為什么說交流繞組所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)既是空間函數(shù)，又是時(shí)間函數(shù)，試用單相整距集中繞組的磁動(dòng)勢(shì)來說明。2 磁動(dòng)勢(shì)相加為什么能用矢量來運(yùn)算，有什么條件？3 單相交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)具有哪些性質(zhì)？二、計(jì)算題1 一臺(tái)兩極電機(jī)中一個(gè) 100 匝的整距線圈 .（ 1）若通入正弦電流I=5sint A, 試求出基波和三次諧波脈振磁動(dòng)勢(shì)的幅值；（ 2）若通入一平頂波形的交流電流，其中

38、除了有i =2 5sint A的基波電流外，還1有一個(gè)幅值為基波幅值的1 的三次諧波電流。 試出這個(gè)平頂電流所產(chǎn)生的基波和三次諧波3脈振磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。并說明三次諧波電流能否產(chǎn)生基波磁動(dòng)勢(shì)。（ 3）若通入 5 安的直流電，此時(shí)產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)如何？這時(shí)基波的三次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值又各為多少？2有一臺(tái)四極單相電機(jī)，定子上有24 槽，在 16 槽嵌了單層線圈，每個(gè)線圈80 匝，這些線圈全部串聯(lián)成一條支路，今通入60Hz 正弦交流電 i=2 2int A ，c（ 1）試求每極脈振磁動(dòng)勢(shì)的最大振幅；（ 2）若把它分解成兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，試求每一旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值和轉(zhuǎn)速？習(xí)題十四交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、思考題1

39、一臺(tái)三角形聯(lián)結(jié)的定子繞組，當(dāng)繞組內(nèi)有一相斷線時(shí)產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)是什么性質(zhì)的磁動(dòng)勢(shì)？2 如不考慮諧波分量，在任一瞬間，脈振磁動(dòng)勢(shì)的空間分布是怎樣的？圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的空間分布是怎樣的？橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的空間分布是怎樣的？如僅觀察一瞬間，能否區(qū)分該磁動(dòng)勢(shì)系脈振磁動(dòng)勢(shì)，圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)或橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)？3 試比較單相交流繞組和三相交流繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)有和主要區(qū)別（幅值大小，幅值位置，極對(duì)數(shù)，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向） 。15歡迎下載精品文檔二、用解析法或矢量分析法分析如下習(xí)題1把三個(gè)線圈A X,B Y, 和 C Z 疊在一起，如圖25 所示。分別在A X 線圈通入電流i = 2 Isint A在 B Y 里

40、通入電流 i=2 Isin(t- 120 )A, 在 CZ 線圈里通入電流abic = 2 Isin(t- 240 )A,求三相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。i 正方向AXBYCZ圖 252 在圖 26 所示的三相對(duì)稱繞組中，通以電流為i a = i b = ic = 2 Isin t A ，求三相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。AXYZCB圖 263 在空間位置互差90 電角度的兩相繞組，它們的匝數(shù)又彼此相等，如圖27 所示。（ 1）若通以電流 i a =i b =2 Isin t A ，求兩相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。（ 2）若通以 i a =2 Isint A 和 i b = 2 Isin(

41、t-2)A 時(shí)，求兩相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。BAXY圖 274兩個(gè)繞組在空間相距120 電角度。它們的匝數(shù)彼此相等，如圖28 所示。已知A X 繞組。16歡迎下載精品文檔里的電流為 ia2I sint 。問 B Y 繞組里流過的電流ib 是多少才能產(chǎn)生圖所示的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（沒有反轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)）。旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)方向BAXY圖 285一臺(tái)三相電機(jī)，定子繞組Y 聯(lián)結(jié)，接到三相對(duì)稱的電源工作。由于某種原因使C 相斷線，問這時(shí)電機(jī)的定子三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)。習(xí)題十五交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、思考題1產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和圓形磁動(dòng)勢(shì)的條件有哪些?2 不計(jì)諧波時(shí)，橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是氣隙磁場(chǎng)的最普通形式，試述在什么情況下，橢

42、圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將演化成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？在什么條件下，橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將演化為脈振磁場(chǎng)？3 交流電機(jī)漏抗的物理意義是什么？電機(jī)槽漏磁、端接漏磁和諧波漏磁的主要區(qū)別如何？二、作圖計(jì)算題1用三個(gè)等值線圈A X、 B Y、 C Z 代表的三相繞組，如圖示29a 所示，現(xiàn)通以電流ia =10sintA ， ib =10sin(t- 120 o )A 和 ic =10sin(t- 240o )A 。（ 1）當(dāng) i A =10A 時(shí)，在圖 a 坐標(biāo)上畫出三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)波形；（ 2）當(dāng) i A =5A（如圖 b 所示）時(shí)，在圖a 坐標(biāo)上畫出三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)波形。i Af10AX5AAY5tBZ02120o120o C120o260(a)(b)圖 292一臺(tái)極對(duì)數(shù)p=2 的三相同步電機(jī)，定子上的A 相繞