《电机与拖动基础》习题详细解答.docx

电机与拖动基础习题详细解答绪论0.8解：（1）F1=I1N1-I2N2（2）F2=I1N1+I2N2（3）F3=I1N1-I2N2，因为加入气隙并不改变磁路总磁动势大小（4）由于（3）中大部分磁动势都降落在气隙中，因此加在铁芯上的磁动势远小于（1）中铁芯上的磁动势，又因为两种情况下的铁芯长度大致相等，所以H1H3，B1B3。因此在（3）中气隙和铁芯中的B相同，由B=H，可知由于气隙中的远小于铁芯中的，所以H气隙H铁芯。0.10解：铁芯中的铁耗为PFe=P1-PR=22-2=20W输入端的功率因素cos=P1/S1=22/(1101)=0.2第一章变压器的工作原理和结构1.6 解：原边额定电流为IN1=SN3UN1=5000335=82.5A副边额定电流为IN2=SN3UN2=5000310.5=274.9A第二章变压器的运行原理与特性2.4解：由U1E1=4.44fN1m可知，变压器外加电压U1不变，若减少原绕组的匝数N1，则m增大，变压器的铁芯的饱和程度上升，空载电流上升，铁芯损耗上升，原边电动势E1基本不变，由于E2=E1N2/N1，因此副边电动势E2应上升。2.10解：N1=E1N4.44fmU1N4.44fm=351034.44501.45112010-4971N2=E2N4.44fmU2N4.44fm=61034.44501.45112010-4166 k=E1NE2N=N1N2=5.82.11 解：（1）k=U1NU2N=6000230=26.1Rk=R1+R2=4.32+26.220.0063=8.61xk=x1+x2=8.9+26.220.013=17.76Zk=Rk2+xk2=19.74（2）Rk=R1+R2=0.0261 xk=x1+x2=0.0261Zk=Rk2+xk2=0.029（3）Z1N=U1NI1N=U1NSN2=360Rk*=RkZ1N=0.0239xk*=xkZ1N=0.0493Zk*=ZkZ1N=0.0548Z2N=U2NI2N=U2NSN2=0.529Rk*=RkZ2N=0.0239xk*=xkZ2N=0.0493Zk*=ZkZ2N=0.0548计算结果说明原副边短路参数的标幺值是相等的。（4）uk=Zk*100%=5.48%ukr=Rk*100%=2.39%ukx=xk*100%=4.93%（5）当cos2=1时，U%=Rk*cos2+xk*sin2100%=2.39%当cos2=0.8（滞后）时，U%=Rk*cos2+xk*sin2100%=4.87%当cos2=0.8超前时，U%=Rk*cos2+xk*sin2100%=-1.05%2.12 解：（1）励磁参数计算如下：P0=13P0=1233W，I0=I03=37.53AZm=U2NI0=10.66Rm=P0I02=0.875xm=Zm2-Rm2=10.62k=U1NU2N=10000/3400=14.43折算到高压侧的值为：Zm=k2Zm=2220Rm=k2Rm=182xm=k2xm=2211短路参数计算如下：Uk=Uk3=259.8，Pk=13Pk=2500W，Ik=I1N=SN3U1N=43.3AZk=UkIk=6Rk=PkIk2=1.33xk=Zk2-Rk2=5.85R1=R2=Rk2=0.665x1=x2=xk2=2.93（2）（3）满载及cos2=0.8时的效率为：N=1-p0+2pkNSNcos2+p0+2pkN100%=98.17%（4）m=p0pkN=0.702max=1-p0+m2pkNmSNcos2+p0+m2pkN100%=98.27%第三章三相变压器3.10 解：A、a同极性时电压表读数是UAx=U1N+U2N=330VA、a异极性时电压表读数是UAx=U1N-U2N=110V3.11 解：3.13解：（1）ZkI*ZkII*，第一台变压器先达满载设I=1，则II=IZkI*ZkII*=0.9Smax=SI+SII=1000+5000.9=1450kVA（2）ZkII*ZkI*，第二台变压器先达满载设II=1，则I=IIZkII*ZkI*=0.9Smax=SI+SII=10000.9+500=1400kVA3.14解：（1）III=ukIIukI=76.5又ISNI+IISII=1000I+2000II=3000kVA I=1.05，II=0.975，SI=1050kVA，SII=1950kVA（2）ukIukII，第一台变压器先达满载设I=1，则II=IukIukII=0.9286Smax=SI+SII=1000+20000.9286=2857kVASmaxSIN+SIIN=28573000=0.95233.15 解：（1）nSSN=30001000=3台（2）m=p0pkN=0.6nSmSN=30000.61000=5台第五章三绕组变压器及其他变压器5.5解：（1）kA=U1N+U2NU2N=4.636自耦变压器绕组容量为：SZR=SN=31500kVA自耦变压器额定容量为：SZN=SZR1-1kA=40163kVA自耦变压器传递容量为：SZC=SZN-SZR=8663kVA（2）双绕组变压器的效率为N=1-p0+2pkNSNcos2+p0+2pkN100%=98.78%自耦变压器的效率为ZN=1-p0+2pkNSZNcos2+p0+2pkN100%=99.04%第六章交流电机的电枢绕组及其电动势6.9 解：（1）q=Z2pm=2，y1=56=5，=360Zp=30，槽电动势星形图如下图所示：（2）叠绕组A相展开图如下图所示6.11 解：（1）n=60fp，p=60fn=2（2）定子槽数Z=2pmq=36（3）绕组系数KN1=Kq1Ky1=sinq2qsin2siny2=0.9453KN3=Kq3Ky3=sin3q2qsin32sin3y2=-0.577KN5=Kq5Ky5=sin5q2qsin52sin5y2=0.1398KN7=Kq7Ky7=sin7q2qsin72sin7y2=-0.0607（4）E1=4.44fNKN11=230VE3=4.443fNKN33=27.4VE5=4.445fNKN55=4VE7=4.447fNKN77=1VE=E12+E32+E52+E72=231.7VEl=3E12+E52+E72=398.4V（这里要注意在线电动势中三次谐波不存在）第七章交流电机的磁动势7.10 解：（1）额定相电流IN=IN3=135.7Aq=Z2pm=6，=p360 Z=10，=Z2p=18，N=2pqNca=216KN1=Kq1Ky1=sinq2qsin2siny2=0.9236KN3=Kq3Ky3=sin3q2qsin32sin3y2=-0.4553KN5=Kq5Ky5=sin5q2qsin52sin5y2=0.051KN7=Kq7Ky7=sin7q2qsin72sin7y2=-0.0376F1=0.9INpKN1=12182AF3=0.9INpKN1=2002AF5=0.9INpKN1=134.5AF7=0.9INpKN1=70.8A各相基波磁动势的瞬时表达式为：fA1=12182cossint，fB1=12182cos(-120）sin(t-120)fC1=12182cos(-240）sin(t-240)（2）基波合成磁动势：F1=32F1=18273A，f1=18273sin(t-) ,转向正转，极对数为2，转速为n=60fp=1500r/min5次谐波合成磁动势：F5=32F5=231.8A，f1=18273sin(t+5) ,转向反转，极对数为10，转速为n=60f5p=300r/min7此谐波合成磁动势：F7=32F7=106.2A，f1=18273sin(t-7) ,转向正转，极对数为14，转速为n=60f7p=214.3r/min（3）由上面的计算可知，基波绕组系数值远大于5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组可大大削弱高次谐波幅值，而对基波幅值影响不大。这样使得电机中磁动势波形近似于正弦波。7-11解：（1）磁动势基波幅值计算同7-10，这里省略fA1=31351cossintfB1=31351cos(-120）sin(t-120)fC1=31351cos(-240）sin(t-240)（2）三相合成基波磁动势幅值为：F1=32F1=47027Af1=47027sin(t-)（3）7-13 解：（1）合成磁动势的基波为椭圆形旋转磁动势（2）若要产生圆形旋转磁动势，则电流iB=2 Icos(t-60)第八章异步电动机的基本工作原理和主要结构8.5解：（1）因为nN=975r/min，所以p=60fn=60501000=3，电动机的极数2p=6（2）额定负载下的转差率SN=n1-nNn1=1000-9751000=0.025（3）额定负载下的效率： N=PN3UNINcosN=0.9第九章异步电动机的运行分析9.9 解：采用型等效电路计算：I2N=UN(r1+r2SN)+j(x1+x2)=9.68-10.02AI0=UN(r1+rm)+j(x1+xm)=4.21-85.55AI1=I2N+I0=11.48-30.82A功率因数为：cos=cos30.82=0.86输入功率为：P1=3UNI1cos=338011.48cos30.82=11239W效率为：N=PNP1=89%