习题讲解 (3).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,西南科技大学信息工程学院,冉莉莉,磁路,习题课,电机学,Electric Machinery,1-2,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？,答,：（,1,）,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。,（,2,）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。当铁心饱和时，磁化曲线不再是一条直线，磁导率是变化的，,H,和,B,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,1-4,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？,答,：,磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，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,（题目略）,答,：（,1,）中间心柱的磁通为,Wb,不计铁心的磁位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,的边缘效应，气隙面积 ：,磁感应强度 ：,磁动势,F,：,励磁电流 ：,尺寸均为,cm,L1,L2,A,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;,L2=(7.5-2.5-1.25-1.25)/2=1.25cm,1-8,（题目略）,铁心磁路长 ：,磁动势,F:,励磁电流,I:,x,y,答,：由题可知,1-9,如图所示铁心线圈，线圈,A,为,100,匝，通入电流,1.5A,，线圈,B,为,50,匝，通入电流,1.0A,，铁心截面积均匀，求,PQ,两点间的磁位降。,合成磁动势,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方向而定，本题中磁通从,P,流向,Q,，所以从,P,到,Q,的磁位降为正值。,变压器,习题课,电机学,Electric Machinery,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。,首先分析激磁电流,U,不变,E,不变,由磁化曲线可知,对于铁耗,对于漏抗,2-3,一台,110V/220V,的变压器，若误接到,110V,直流电源上，将产生什么后果？,答：误接到,110V,直流电源上，绕组中,不能产生感应电动势,，故,E,1,=0,，一次电流将由欧姆定律决定，等于U,1,/R,1,，其中,R,1,很小，因此电流将很大，足以,烧毁变压器,。,2-7,利用,T,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。,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。,即电压电流不为实际值,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？是否能变成负值？,答：,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,。,电压调整率随着,负载电流标幺值,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。,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。,U,A,A,B,U,B,U,AB,U,BC,U,CA,Y,d7,C,U,C,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。,U,A,A,B,U,B,U,AB,U,BC,U,CA,Y,d7,C,U,C,2-22,（题目略）,答,：（,1,）求归算到一次侧时的,T,型等效电路：,（采用标幺值计算）,励磁阻抗：,归算到,高压侧短路阻抗：,换算到,高压侧：,（,2,）等效电路参数如（,1,）中计算。,（,3,）额定电压调整率：,额定效率：,（,4,）最大效率和达到最大效率时的负载电流,2-23,（题目略）,答,：（,1,）求归算到一次侧时的近似等效电路参数：,折算到一次侧的励磁阻抗：,短路阻抗：,标幺值：,(2),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：,直流电机,习题课,电机学,Electric Machinery,3-3,在换向器上电刷正常应当置放在什么位置，,为什么？,答,：,电刷应固定放置在磁极的中心线下，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，不会在绕组中产生环流。,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。,3-4,（题目略）,答,：设总元件数为,Q,，每个元件电阻为,R1,单叠绕组每条支路总电阻：,P,条支路总电阻倒数：,P,条支路总电阻：,单波绕组,2,条支路总电阻：,3-6,（题目略）,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,电刷逆转向偏移,发电机,交轴和直轴去磁,交轴和直轴增磁,电动机,交轴和直轴增磁,交轴和直轴去磁,3-13,（题目略）,答：由并励发电机功率流程图可知,额定负载时：,I=P/U,N,=82000/230=356.52A,I,a,I+I,f,365.265AP,e,P,2,+I,a,2,R,+2U,s,I,a,I,f,2,R,f,88.197kW,或者,P,e,E,a,I,a,=(U+I,a,R+2U,s,)I,a,=(230+365.27*0.0259+2)*365.265,88.197kW,（推荐）,P,1,P,e,P,0,88.198,2.5,0.5,82,91.108kW,3-17,（题目略）,答：,（,1,）电动机的额定输出转矩：,（,2,）额定电流时的电磁转矩,，,，所以,，,（,3,）电动机的空载转速：,交流电机理论的共同问题,习题课,电机学,Electric Machinery,4-5,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,1,？,答,：分布因数,线圈组的各线圈分布在若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。,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时小，所以分布因数小于或等于,1,。当且仅当线圈集中放置时，分布因数取,1,。,数学解释,：,相量和总是小于（或等于）其代数和,节距因数,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和的比值。,数学解释,：,相量和总是小于（或等于）其代数和,4-16,单相绕组的磁动势具有什么性质？它的幅值等于什么？,答,：基波（谐波）磁动势性质,从空间上看是一个按余弦规律（,v,次谐波）分布，在时间上随,wt,按余弦规律脉振的脉振磁动势。,基波幅值：,谐波幅值：,4-18,旋转磁动势与脉振磁动势之间有什么关系？,分析,：,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。,4-22,试分析下列情况下是否会产生旋转磁动势，转向怎样？（,1,）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,C,相）断线时。,解：（,1,）,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上和空间上相差,90,度的等幅脉振磁场来表示。,解：（2）,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？,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。,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。,如果电流是交流，那么要先判断绕组是单相还是多相。,如果是单相绕组，通以交流电流建立的磁动势是脉振磁动势。,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。,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。,用上述结论判断这道习题,对,(1),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。所以得知会产生圆形旋转磁动势。,对,(2),小题而言：虽然绕组是对称的，但是,C,相断线后，电流变得不对称，所以不能产生圆形旋转磁动势,。,4-24,题略。,解：,感应电机,习题课,电机学,Electric Machinery,5-6,感应电动机等效电路中的 代表什么含义？能否用电抗或电容代替,为什么？,答,：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。,模拟电阻不能用电容或电抗来代替，因为电容和电抗只消耗无功功率。,5-8,为什么感应电动机的功率因数是滞后的？试说明原因。,答,：,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；,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；,因此，异步电动机的功率因素总是滞后的。,5-15,题目略。,答,：,因为：,5-18,试述转子电阻、电源电压对感应电动机,Te-,S,曲线的影响。,答,：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，,T,e-s,曲线左移；反之，曲线右移。,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,T,e-s,曲线最高点上移；反之下移。,同步电机,习题课,电机学,Electric Machinery,6-4,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？,答,:,电枢反应的性质取决于内功率因数角,，即取决于激磁电动势,E,0,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）；,直轴电枢反应起去磁或助磁作用。,当,0 ,90,时，既存在交轴电枢反应，也存在直轴电枢反应（去磁作用）；,当,-90 ,时，既存在交轴电枢反应，也存在直轴电枢反应（助磁作用）；,当,=,时，只有交轴电枢反应；,当,=90,时，只存在直轴电枢反应（去磁作用）；,当,=-90,时，只存在直轴电枢反应（助磁作用）。,6-13,试述同步发电机投入电网并联的条件和方法。,答,:,条件：,（,1,）,.,待并发电机的励磁电动势,E,0,与电网电压,U,大小相 等,，,相位相同,，即 ；,（,2,）,.,待并发电机电压频率与电网电压,频率相同,；,（,3,）,.,待并发电机的相序与电网的,相序相同,。,方法：,（,1,）准确整步法,（,2,）自整步法,方法：,同步电机的功率角有什么物理意义？,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。,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。,