电机学第三版课后习题答案讲解学习 下载本文

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2-4一台三相四极异步电动机,150kW,50Hz,380V,Y接法,额定负载时pcu2=2.2kW,pmec=2.6kW,附加损耗pad=1.1kW。试求

1. 额定运行时的转速、转差率; 2. 额定运行时的电磁功率和电磁转矩;

3. 如额定运行时,保持负载转矩不变,在转子绕组中串入电

阻使电机的转速降低10%,问串入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍?调速后的转子铜耗是多少?

解:(1)额定运行时的转速为nN?Pi?PN?Pmec?Pad?153.7(kW)

60f?1500(r/min) p由

P1?s?i可解得s?0.0145 sPcu2(2)电磁功率为Pm?PN?Pmec?Pad?Pcu2?155.9(kW) 电磁转矩为Tm?PmPm??0.1055(NgM) ?nN(1?s)(3)串入电阻后的转速为n'?nN(1?s)(1?0.1)?1330(r/min) 此时的转差率为s'?1500?1330?0.1133

1500由于T保持不变,转子电流不变,电磁转矩也不变,接入电阻后,转子铜耗为

'Pcu2?s'PM?17.6635(kW)

'Pcu?P则串入的电阻值为原电阻值的倍数为2cu2?7.0289

Pcu22-5 当异步电动机运行时,定子电动势的频率是f1,,转子电动势的频率为f2, 由定子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切定子,又以什么速度截切转子?

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由转子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切转子,又以什么速度截切定子?,它与定子旋转磁动势的相对速度是多少? 答:

由定子电流产生的定子旋转磁动势以n1的速度截切定子,又以n1-n的速度截切转子。

由转子电流产生的转子旋转磁动势以n2?sn1 的速度截切转子,又以n2?n?n1 的速度截切定子,它与定子旋转磁动势的相对速度为(n2?n)?n1?0 。

2-6一台4极异步电动机,额定功率PN=5。5千瓦, f1=50Hz,在某运行情况下,自定子方面输入的功率为6.32千瓦,pcu1=341瓦,pcu2=237.5瓦,pFe=167.5瓦,pmec=45瓦,pad=29瓦,试绘出该电机的功率流程图,标明电磁功率、总机械功率和输出功率的大小,并计算在该运行情况下的效率、转差率、转速及空载转矩、输出转矩和电磁转矩 。 解:输出功率:

P2?P1?(pad?pmec?pcu2?pFe?pcu1)?6.32?(0.029?0.045?0.2375?0.1675?0.341)?5.5kW效率:??PN5.5100%?100%?87.03% P16.32

电磁功率:

Pem?P2?pad?pmec?pcu2?5.5?0.029?0.045?0.2375?5.8115kW

转差率:s?pcu20.2375??0.041 Pem5.8115转速:n?(1?s)n1?(1?s)60f160?50?(1?0.041)?1438.5r/min p2空载损耗:p0?pmec?pad?0.045?0.029?0.074kW

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空载转矩:T0?9550p00.074?9550?0.49Nm n1438.5P25.5?9550?36.51Nm n1438.5Pem5.8115?9550?37Nm n11500输出转矩:T2?9550电磁转矩:Tem?9550或 Tem?T2?T0?36.51?0.49?37Nm

2-7 正序电流产生的旋转磁场以什么速度截切转子,负序电流产生的旋转磁场以什么速度截切转子?当三相异步电动机在不对称电压运行时,转子电流会有哪几种频率?

答:正序分量电流产生的旋转磁场以n1-n的速度截切转子,负序分量电流产生的旋转磁场以n1+n速度截切转子。

三相异步电动机在不对称运行时,电机内部 只有正序和负序分量电流,它们分别产生正序和负 序旋转磁动势,前者在转子绕组感应电动势和电流, 其频率为

―n1 n n1

p(n1?n)?sf1,后者在转子绕组感应电动 60p(n1?n)?(2?s)f1. 60势和电流,其频率为:

同步电机

3-1 试述三相同步发电机准同期并列的条件?为什么要满足这些条件?怎样检验是否满足?

答: 条件是:(1)待并发电机的电压Ug与电网电压Uc大小相等; (2)待并发电机的电压相位与电网电压相位相同;

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(3)待并发电机的频率fg与电网频率fc相等; (4) 待并发电机电压相序与电网电压相序一致; 若不满足这些条件:

条件(1)不满足,发电机在并列瞬间会产生有害的滞后(或超前)发电机电压900(即无功性质)的巨大瞬态冲击电流,使定子绕组端部受冲击力而变形; 条件(2)不满足发电机在并列瞬间会产生有害的滞后(或超前)发电机电压一相位角的巨大瞬态冲击电流,使定子绕组端部受冲击力而变形,同时,冲击电流的有功分量还会在发电机的转轴上产生冲击机械扭转矩,使机轴扭曲变形,大的冲击电流还会使电枢绕组过热;

条件(3)不满足,发电机在并列时会产生拍振电流,在转轴上产生时正、时负的转矩,使电机振动,同时冲击电流会使电枢绕组端部受冲击力而变形,还会使电枢绕组发热;

条件(4)不满足的发电机绝对不允许并列,因为此时发电机电压Ug和Uc恒差1200,△U恒等于3Ug,它将产生巨大的冲击电流而危及发电机,也可能使发电机不能牵入同步。

3-2 凸极同步电机分析中运用到多种电抗的参数,请分别比较以下各组电抗的大小,并简述原因。

(1)不饱和同步电抗与饱和同步电抗; (2)交轴同步电抗与直轴同步电抗; (3)漏抗与保梯电抗。

答:(1)不饱和同步电抗 > 饱和同步电抗。原因(要点):磁路不饱和,则磁

导大,则不饱和同步电抗大;(可以从多个角度分析)

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