电机学课后思考题习题答案 下载本文

S

II II

S

NII

0.8812 5600 4934.72 kV ?A

(2) 此时,

1 S

Z s Z s

S

SN

SN 3200kV?A 6.9% 7.5%

0.92

0.92 5600 5152 kV?A

S

3200 5152 8352kV?A

Smax S

4.12 某变电所有 7 台完全相同的变压器,每台的额定容量

满载时的铜损耗

SN = 1000kVA ,铁心损耗 pFe =5400W ,

pCu =15000W ,变电所的总负载是 3000 kV A ,如果希望变电所的效率为最高,试问应

投入几台变压器并联运行?

解:每台变压器运行在最高效率时的负载系数为

m

P0 5400 15000

P0.6

Cu

若使变电所的效率最高,则:

S S N

m

SN

S

3000 0.6

5000kV?A

m

故应投入 5 台变压器并联运行。

第 4 章 自测题参考答案

一、填空题

1. 负载性质,变压器短路参数;

2. 大,小; 3. 不变损耗等于可变损耗, 0.5 ~ 0.7 ;

4. 联结组别相同,变比相同,短路阻抗标么值相等; 7. 短路阻抗标么值小的,欠载; 10. 2 ,深度饱和。二、选择题

5. 环流,环流; 6. 欠载,过载;

8. T1 L1 R1 , Ts Ls Rs ; 9. 20~30,10~ 20;

1. ④;2. ①;3. ②;4. ④;5. ②;6. ② 7. ②;8. ④;9. ③;10. ① 三、简答题

1. 答:电阻性负载时,电压变化率为正,外特性曲线是向下倾斜的;电感性负载时,电压变化率为正,外特性曲线也是向下倾斜的,程度比电阻性负载大;电容性负载时,电压变化率可能为正、负或

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零,外特性曲线可能向下倾斜,也可能向上倾斜。

2. 答:因为电动机一般运行在额定状态,所以希望额定效率为最高效率;而变压器长期运行于

50%~ 70%额定负载,所以希望 (0.5 ~0.7) 倍额定负载时为最高效率。

3. 答:( 1)各变压器的额定电压相等,即变比相等; ( 2)各变压器的联结组别相同; ( 3)各变压器的短路阻抗(短路电压)标么值相等,短路阻抗角也相等。 4. 答:均为 2 倍。

5. 答:短路试验时的短路电流等于额定电流

(最小),稳态短路电流等于额定电流的 10~ 20 倍;然短路电流等于额定电流的

20~ 30 倍(最大)

四、计算题

1. 解:(1)SN

1000 103

I1N

U15.15 A

1N

66 103

Z s

U s

3240

us

U0.04909

66 103

RP

P 1 N sN

9300

s

sN

1000 103

0.0093

SN

2 2

X s

Z s

Rs

0.04909 2 0.0093 2

0.0482

(2) U

( Rs cos 2

X s sin 2 ) 1 ( 0.0093 0.8 0.0482

0.6) 0.03636

U 2 (1

U)U2N

(1

0.03636) 6.6 103

6360V

SN cos 2

1 1000 0.8

100%

100% 98.2%

SN cos

2P0

2

PsN

1 1000 0.8 5.4

12 9.3

( 3) m

P0 5400

P

0.762

sN

9300

max

m SN cos 2

1000 0.8

0.762100% 98.26%

mS100%N

cos 2 2P0

0.762

1000 0.8 2 5.4

2. 解:( 1)由

Z s

0.06

Z s 0.065

1250 2000 3250

解得:

0.9512 1.0305

22

S

( 2)此时,

1189kV?A

1

S 2061kV?A

S Z s

SN 6% 6.5%

2000 kV?A 12 13

Zs

SN

S

12 1250 1153.85 kV?A 13

Smax

设备利用率为:

S

S

1153.85 2000 3153.85 kV?A

S

max

SN

3153.85 100% 1250 2000

97.04%

第 7 章 思考题与习题参考答案

7.1 简述异步电机的结构。如果异步电机的气隙过大,会带来怎样不利的后果

?

答:异步电机主要由定子和转子两大部分组成,定、转子之间是气隙。定子主要由定子铁心、定子

绕组和机座三部分组成。 定子铁心是电机磁路的一部分; 定子绕组是电机的电路部分; 机座的作用是固定和支撑定子及端盖。 转子主要由转子铁心、 转子绕组和转轴三部分组成, 整个转子靠端盖和轴承支撑着。转子铁心也是电机磁路的一部分。转子铁心固定在转轴上,转轴用强度和刚度较高的低碳钢制成,

转子绕组分为笼型和绕线型两种。

如果异步电机的气隙过大, 将使励磁电流增大, 导致电机的功率因数

降低。

7.2 异步电动机额定电压、额定电流、额定功率是如何定义的 ?

答:额定电压:指在额定状态下运行时,加在电动机定子绕组上的线电压;

额定电流:指在额定状态下运行时,流入电动机定子绕组中的线电流;

额定功率:指在额定状态下运行时,转轴上输出的机械功率。

7.3 简述三相异步电动机的基本工作原理。

答: 1)定子产生旋转磁场:定子三相对称绕组通入三相对称电流时,在电机气隙中产生一个旋转

磁场,转速为同步转速;

2)转子导体产生感应电流:定子旋转磁场切割转子导体,转子导体中将产生

3)载有感应电流的转子导体处在定子磁场中受到

转子在该转矩作用下便顺着旋转

感应电动势,并在闭合的转子绕组中产生感应电流;

电磁力作用, 对转轴形成电磁转矩, 其方向与定子旋转磁场方向一致,

磁场的方向旋转起来。

7.4 为什么异步电动机的转速一定低于同步速,而异步发电机的转速则一定高于同步速 ? 如果没

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有外力帮助,转子转速能够达到同步速吗

?

该电磁转矩是

答:异步电动机之所以能够旋转, 是因为转子受到了一个驱动性质的电磁转矩作用,

在转子转速低于定子磁场转速(同步速)前提下,通过电磁感应作用而产生的,如果转子转速等于同步

转速,将不会出现电磁感应现象,也就不会产生电磁转矩,转子就不会旋转了,所以异步电动机的转速

一定低于同步速。

如果没有外力帮助, 转子转速不可能达到同步速。

当在外力作用下使转子转速高于同步速时,

这时电机将由原来的电动机运行变为发

转子

感应电动势和感应电流的方向改变,

定子电流的方向随之改变,

动机运行,所以异步发电机的转速一定高于同步速。

7.5 简述转差率的定义。异步电机有哪三种运行状态

率的取值范围是多少?电磁转矩的性质和能量转换关系如何?

? 在每种状态下运行时,电机的转速和转差

答:同步转速与转子转速之差称为转差,转差和同步转速的比值称为转差率。异步电机有电动机、

发电机、电磁制动三种运行状态。电动机状态时, 转换为机械能;发电机状态时,

0 n n1 , 0 s 1,电磁转矩为驱动转矩,电能

0 ,电磁转矩为制动转矩,机械能转换为电能;电磁制动

n n1 , s

状态时, n

0 , s 1,电磁转矩为制动转矩,吸收电能和机械能,并全部转换成了电机内部的损耗。

7.6 有一台三相异步电动机,极数

的同步转速和额定转速各是多少?

解: n1

2 p

6 ,额定转差率 sN = 0.05 ,额定频率 f1 = 50Hz,问电机

60 f p

60 50 3

1000r / min

nN (1 sN )n1 (1 0.05)

1000 950r / min

7.7 有一台三相异步电动机,

N 0.8 , nN

PN 4.5kW , U N = 380/220V , Y / D 联结, cos N 0.8,

1450r / min ,求: (1) 接成 Y 或 D形时的额定电流 I N ;(2) 电机的同步速 n1 和磁极对

数 p ; (3) 电机的额定转差率

sN 。 I N

解:( 1)星形联结时:

PN

3U N cos

PN

3U N cos

N

4.5 103 3 380 0.8

0.8

10.68 A

N

三角形联结时: I N

N

4.5 103 3 220 0.8

2 ,

18.45 A

0.8

N

( 2) n1

60 f p

60 50

p

1450 ,所以 p

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