《习题讲解》PPT课件.ppt

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1、西南科技大学信息工程学院西南科技大学信息工程学院 冉莉莉冉莉莉磁路磁路习题课习题课电机学电机学电机学电机学 Electric MachineryElectric Machinery1-2 1-2 磁路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁磁路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？答答：（：（1 1）磁路的基本定律磁路的安培环路定律、欧姆定磁路的基本定律磁路的安培环路定律、欧姆定 律、基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。律、基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。（2 2）当铁心磁路上有几个磁动势同时

2、作用时，分为两）当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，分为两 种情况考虑。当铁心不饱和时，可以采用叠加原理。当种情况考虑。当铁心不饱和时，可以采用叠加原理。当铁心饱和时，磁化曲线不再是一条直线，磁导率是变化铁心饱和时，磁化曲线不再是一条直线，磁导率是变化的，的，H H和和B B呈非线性关系，故不能采用叠加原理。呈非线性关系，故不能采用叠加原理。注意：仍满足基尔霍夫第二定律注意：仍满足基尔霍夫第二定律1-4 1-4 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？它们铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？它们 各与哪些因素有关？各与哪些因素有关？v答答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，

3、磁畴间相互摩擦引起的损耗。经验公式 。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关。涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。经验公式 。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。1-8 1-8（题目略）（题目略）v答答：（：（1 1）中间心柱的磁通为）中间心柱的磁通为 Wb,Wb,不计铁心的磁位不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流：降时所需的直流励磁电流：因磁路左右对称，故可用右半磁路来计算。考虑到气隙磁场因磁路左右对称，故可用右半磁路来计算。考虑到气隙磁场的边缘效应，气隙面积的边缘效应，气隙面积 ：磁感应强度磁感应强度 ：

4、磁动势磁动势F：励磁电流励磁电流 ：尺寸均为cmL1L2A图中：A为铁芯截面面积；L2为铁芯截面长度；L1为铁芯厚度；L1=0.025m;1-8 1-8（题目略）（题目略）铁心磁路长铁心磁路长 ：磁动势磁动势F:励磁电流励磁电流I:xyv答答：由题可知：由题可知1-9 1-9 如图所示铁心线圈，线圈如图所示铁心线圈，线圈A A为为100100匝，通入电流，线圈匝，通入电流，线圈B B为为5050匝，匝，通入电流，铁心截面积均匀，求通入电流，铁心截面积均匀，求PQPQ两点间的磁位降。两点间的磁位降。合成磁动势合成磁动势 注意作图标明方向注意作图标明方向注意：两点间的磁位降大小根据磁通流动的注意：

5、两点间的磁位降大小根据磁通流动的方向而定，本题中磁通从方向而定，本题中磁通从P流向流向Q，所以，所以从从P到到Q的磁位降为正值。的磁位降为正值。变压器变压器习题课习题课电机学电机学电机学电机学 Electric MachineryElectric Machinery2-2 2-2 一台60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化？分析思路：列出与激磁电流、铁耗、漏抗相关的式子，分析当分析思路：列出与激磁电流、铁耗、漏抗相关的式子，分析当频率变化时，各个式子中相应量的变化，从而得出所求量的频率变化时，各个式子中相应量的变化，从而得出所求量的变化趋势

6、。变化趋势。首先分析激磁电流首先分析激磁电流U不变不变E不变不变由磁化曲线可知由磁化曲线可知对于铁耗对于铁耗对于漏抗对于漏抗2-3 一台一台110V/220V的变压器，若误接到的变压器，若误接到110V直流直流电源上，将产生什么后果？电源上，将产生什么后果？答：误接到答：误接到110V110V直流电源上，绕组中直流电源上，绕组中不能产生感应电动不能产生感应电动势势，故，故E E1 1=0=0，一次电流将由欧姆定律决定，等于，一次电流将由欧姆定律决定，等于U U1 1/R/R1 1，其，其中中R R1 1很小，因此电流将很大，足以很小，因此电流将很大，足以烧毁变压器烧毁变压器。2-7 利用利用T

7、型等效电路进行实际问题计算时，算出型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否均为的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否均为实际值，为什么？实际值，为什么？答：因为一次侧没有进行归算，故所有的量均为实际值。答：因为一次侧没有进行归算，故所有的量均为实际值。对二次侧而言，电压、电流实际值为对二次侧而言，电压、电流实际值为结论：无论归算到哪一侧，算出的损耗和功率都为实际值。结论：无论归算到哪一侧，算出的损耗和功率都为实际值。即电压电流不为实际值即电压电流不为实际值即功率和损耗为实际值即功率和损耗为实际值2-12 什么叫变压器的电压调整率，它与哪些因素有关？是否能变成

8、负值？答：答：当一次侧电压保持为额定、负载功率因数为常值，从空当一次侧电压保持为额定、负载功率因数为常值，从空载到负载时二次侧电压变化的百分值，称为电压调整率载到负载时二次侧电压变化的百分值，称为电压调整率。v电压调整率随着电压调整率随着负载电流标幺值负载电流标幺值的增加正比增大，此的增加正比增大，此外还与负载的性质和漏阻抗标幺值有关。外还与负载的性质和漏阻抗标幺值有关。2-20 图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心柱上。已知A、B、C为正相序，试判断a、b所示的连接组的组号。UAABUBUABUBCUCAY,d7CUC2-20 图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心柱上。已

9、知A、B、C为正相序，试判断a、b所示的连接组的组号。UAABUBUABUBCUCAY,d7CUC2-22（题目略）（题目略）答答：（：（1）求归算到一次侧时的）求归算到一次侧时的T型等效电路：型等效电路：（采用标幺值计算）（采用标幺值计算）励磁阻抗：励磁阻抗：归算到归算到高压侧：高压侧：短路阻抗：短路阻抗：换算到换算到高压侧：高压侧：（2 2）等效电路参数如（）等效电路参数如（1 1）中计算。）中计算。（3 3）额定电压调整率：）额定电压调整率：额定效率：额定效率：（4 4）最大效率和达到最大效率时的负载电流）最大效率和达到最大效率时的负载电流2-23（题目略）（题目略）答答：（：（1）求归

10、算到一次侧时的近似等效电路参数：）求归算到一次侧时的近似等效电路参数：折算到一折算到一次侧的励次侧的励磁阻抗：磁阻抗：短路阻抗：短路阻抗：标幺值：标幺值：(2)满载时额定电压调整率及额定效率：满载时额定电压调整率及额定效率：(3)满载时二次电压及一次电流：满载时二次电压及一次电流：直流电机直流电机习题课习题课电机学电机学电机学电机学 Electric MachineryElectric Machinery3-3 3-3 在换向器上电刷正常应当置放在什么位置，在换向器上电刷正常应当置放在什么位置，为什么？v答答：电刷应固定放置在磁极的中心线下，电刷应固定放置在磁极的中心线下，因此时正、负电刷间引

11、出的电动势最大，且因此时正、负电刷间引出的电动势最大，且被电刷短路的元件边感应电动势为零，不会被电刷短路的元件边感应电动势为零，不会在绕组中产生环流。在绕组中产生环流。v由于被电刷短路的元件边处于几何中心线处，由于被电刷短路的元件边处于几何中心线处，也可以说电刷放置在几何中性线位置。也可以说电刷放置在几何中性线位置。3-4 3-4（题目略）（题目略）v答答：设总元件数为：设总元件数为Q，每个元件电阻为，每个元件电阻为R1 单叠绕组每条支路总电阻：单叠绕组每条支路总电阻：P P条支路总电阻倒数：条支路总电阻倒数：P P条支路总电阻：条支路总电阻：单波绕组单波绕组2 2条支路总电阻：条支路总电阻：

12、3-6 3-6（题目略）（题目略）答：发电机和电动机电枢反应可用下表说明：答：发电机和电动机电枢反应可用下表说明：电刷顺转向偏移电刷顺转向偏移电刷逆转向偏移电刷逆转向偏移发电机发电机交轴和直轴去磁交轴和直轴去磁交轴和直轴增磁交轴和直轴增磁电动机电动机交轴和直轴增磁交轴和直轴增磁交轴和直轴去磁交轴和直轴去磁3-13 3-13（题目略）（题目略）答：由并励发电机功率流程图可知答：由并励发电机功率流程图可知 额定负载时：额定负载时：I=P/UN Ia I+IfPeP2+Ia2R+2UsIaIf2Rf 或者或者 PeEaIa =(U+IaR+2Us)Ia （推荐）（推荐）P1PeP08291.108k

13、W 3-17 3-17（题目略）（题目略）答：答：（1）电动机的额定输出转矩：）电动机的额定输出转矩：（2）额定电流时的电磁转矩）额定电流时的电磁转矩，所以，所以，（3）电动机的空载转速：）电动机的空载转速：交流电机理论的共同问题交流电机理论的共同问题习题课习题课电机学电机学电机学电机学 Electric MachineryElectric Machinery4-5 4-5 试述分布因数和节距因数的意义。为什么分布因数试述分布因数和节距因数的意义。为什么分布因数和节距因数只能小于或等于和节距因数只能小于或等于1 1？答答：分布因数：分布因数线圈组的各线圈分布在若线圈组的各线圈分布在若干个槽时的

14、电动势相量和与各线圈都集中干个槽时的电动势相量和与各线圈都集中在同一槽时的电动势代数和的比值。在同一槽时的电动势代数和的比值。当线圈分布放置时，由于相邻线圈电动当线圈分布放置时，由于相邻线圈电动势存在相位差，使得合成电动势比集中放置势存在相位差，使得合成电动势比集中放置时小，所以分布因数小于或等于时小，所以分布因数小于或等于1 1。当且仅当。当且仅当线圈集中放置时，分布因数取线圈集中放置时，分布因数取1 1。v数学解释数学解释：相量和总是小于（或相量和总是小于（或等于）其代数和等于）其代数和 节距因数节距因数线圈组的各线圈短距时的电线圈组的各线圈短距时的电动势相量和与各线圈为整距时的电动势代数

15、动势相量和与各线圈为整距时的电动势代数和的比值。和的比值。v数学解释数学解释：相量和总是小于（或等于）相量和总是小于（或等于）其代数和其代数和4-16 4-16 单相绕组的磁动势具有什么性质？它的幅值等于单相绕组的磁动势具有什么性质？它的幅值等于什么？什么？答答：基波（谐波）磁动势性质：基波（谐波）磁动势性质从空间上看是从空间上看是一个按余弦规律（一个按余弦规律（v v次谐波）分布，在时间上次谐波）分布，在时间上随随wtwt按余弦规律脉振的脉振磁动势。按余弦规律脉振的脉振磁动势。基波幅值：基波幅值：谐波幅值：谐波幅值：4-18 4-18 旋转磁动势与脉振磁动势之间有什么关系？旋转磁动势与脉振磁

16、动势之间有什么关系？分析分析：答：每相绕组的基波旋转磁动势可以分解成两个答：每相绕组的基波旋转磁动势可以分解成两个幅值相等、推移方向相反的圆形旋转磁动势。幅值相等、推移方向相反的圆形旋转磁动势。4-22 4-22 试分析下列情况下是否会产生旋转磁动势，转向试分析下列情况下是否会产生旋转磁动势，转向怎样？（怎样？（1）对称两相绕组内通以对称两相正序电流时；）对称两相绕组内通以对称两相正序电流时；（2）三相绕组一相（例如）三相绕组一相（例如C相）断线时。相）断线时。解：（解：（1）从这道习题可以总结出从这道习题可以总结出 一个圆形旋转磁场可以用两个在时间一个圆形旋转磁场可以用两个在时间上和空间上相

17、差上和空间上相差90度的等幅脉振磁场度的等幅脉振磁场来表示。来表示。解：（解：（2）总结性问题：绕组磁动势由什么决定？总结性问题：绕组磁动势由什么决定？怎样判断绕组磁动势的性质？怎样判断绕组磁动势的性质？v绕组磁动势的性质首先决定于绕组电流的性质，绕组磁动势的性质首先决定于绕组电流的性质，其次是绕组的构成。其次是绕组的构成。v如果电流为直流，那么不论绕组构成如何，磁动如果电流为直流，那么不论绕组构成如何，磁动势总是恒定的。势总是恒定的。v如果电流是交流，那么要先判断绕组是单相还是如果电流是交流，那么要先判断绕组是单相还是多相。多相。v如果是单相绕组，通以交流电流建立的磁动势是如果是单相绕组，通

18、以交流电流建立的磁动势是脉振磁动势。脉振磁动势。v如果是多相对称绕组，同时通以对称多相电流产如果是多相对称绕组，同时通以对称多相电流产生圆形旋转磁动势。生圆形旋转磁动势。v如果多相绕组不对称或是电流不对称，则产生椭如果多相绕组不对称或是电流不对称，则产生椭圆形旋转磁动势。圆形旋转磁动势。用上述结论判断这道习题用上述结论判断这道习题 对对(1)小题而言：因为绕组是对称的，而通入小题而言：因为绕组是对称的，而通入的电流也是对称交流电流。所以得知会产的电流也是对称交流电流。所以得知会产生圆形旋转磁动势生圆形旋转磁动势。对对(2)小题而言：虽然绕组是对称的，但是小题而言：虽然绕组是对称的，但是C相断线

19、后，电流变得不对称，所以不能产相断线后，电流变得不对称，所以不能产生圆形旋转磁动势生圆形旋转磁动势。4-24 4-24 题略。题略。解：解：感应电机感应电机习题课习题课电机学电机学电机学电机学 Electric MachineryElectric Machinery5-6 5-6 感应电动机等效电路中的感应电动机等效电路中的 代表什么含代表什么含义？义？能否用电抗或电容代替能否用电抗或电容代替为什么？为什么？答答：称为模拟电阻，其消耗的功率等称为模拟电阻，其消耗的功率等于总的机械功率，是有功功率。于总的机械功率，是有功功率。模拟电阻不能用电容或电抗来代替，因为模拟电阻不能用电容或电抗来代替，因

20、为电容和电抗只消耗无功功率。电容和电抗只消耗无功功率。5-8 5-8 为什么感应电动机的功率因数是滞后的？试为什么感应电动机的功率因数是滞后的？试说明原因。说明原因。答答：首先，异步电动机的输出功率是机械功首先，异步电动机的输出功率是机械功率，属于有功功率，相当于纯电阻负载；率，属于有功功率，相当于纯电阻负载；其次，异步电动机需要感性的无功功率其次，异步电动机需要感性的无功功率激磁，有感性无功分量电流；激磁，有感性无功分量电流；因此，异步电动机的功率因素总是滞后的。因此，异步电动机的功率因素总是滞后的。5-15 5-15 题目略。题目略。答答：因为：因为：5-18 5-18 试述转子电阻、电源

21、电压对感应电动机试述转子电阻、电源电压对感应电动机Te-S曲线的影响。曲线的影响。答答：转差率与转子电阻大小成正比，转子电：转差率与转子电阻大小成正比，转子电阻增加时，临界转差率增大，阻增加时，临界转差率增大，T e-s曲线左曲线左移；反之，曲线右移。移；反之，曲线右移。转矩大小与电源电压大小成正比，电源转矩大小与电源电压大小成正比，电源电压增加时，最大转矩增加，故电压增加时，最大转矩增加，故T e-s曲线曲线最高点上移；反之下移。最高点上移；反之下移。同步电机同步电机习题课习题课电机学电机学电机学电机学 Electric MachineryElectric Machinery6-4 6-4

22、同步发电机电枢反应的性质取决于什么？交轴同步发电机电枢反应的性质取决于什么？交轴和直轴电枢反应对同步发电机的运行有何影响？和直轴电枢反应对同步发电机的运行有何影响？答答:电枢反应的性质取决于内功率因数角电枢反应的性质取决于内功率因数角，即取，即取决于激磁电动势决于激磁电动势E0与电枢电流之间的夹角与电枢电流之间的夹角。交轴电枢反应起交磁作用（有助磁效应）；交轴电枢反应起交磁作用（有助磁效应）；直轴电枢反应起去磁或助磁作用。直轴电枢反应起去磁或助磁作用。当当0 90 时，既存在交轴电枢反应，也时，既存在交轴电枢反应，也存在直轴电枢反应（去磁作用）；存在直轴电枢反应（去磁作用）；当当-90 时，既

23、存在交轴电枢反应，也时，既存在交轴电枢反应，也存在直轴电枢反应（助磁作用）；存在直轴电枢反应（助磁作用）；当当=时，只有交轴电枢反应；时，只有交轴电枢反应；当当=90 时，只存在直轴电枢反应（去磁作时，只存在直轴电枢反应（去磁作用）；用）；当当=-90 时，只存在直轴电枢反应（助磁作时，只存在直轴电枢反应（助磁作用）。用）。6-13 6-13 试述同步发电机投入电网并联的条件和方法。试述同步发电机投入电网并联的条件和方法。答答:条件：条件：（1 1）.待并发电机的励磁电动势待并发电机的励磁电动势E E0 0与电网电压与电网电压U U大小相大小相 等等，相位相同相位相同，即，即 ；（2 2）.待并发电机电压频率与电网电压待并发电机电压频率与电网电压频率相同频率相同；（3 3）.待并发电机的相序与电网的待并发电机的相序与电网的相序相同相序相同。方法：方法：（1）准确整步法）准确整步法（2）自整步法）自整步法方法：方法：同步电机的功率角有什么物理意义？同步电机的功率角有什么物理意义？v从空间上看，功率角可近似为主磁极轴线与从空间上看，功率角可近似为主磁极轴线与电枢合成磁场轴线之间的夹角。电枢合成磁场轴线之间的夹角。v从时间上看，功率角是激磁电动势相量与端从时间上看，功率角是激磁电动势相量与端电压相量之间的夹角。电压相量之间的夹角。