《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H1≫H3，B1>>B3。
因此在（3）中气隙和铁芯中的B相同，由B=μH，可知由于气隙中的μ远小于铁芯中的μ，所以H气隙≫H铁芯。
0.10解：铁芯中的铁耗为P Fe=P1-P R=22-2=20W输入端的功率因素cosφ=P1/S1=22/(110×1)=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I N1=N√3U =√3×35=82.5A副边额定电流为I N2=N3U =3×10.5=274.9A第二章变压器的运行原理与特性2.4解：由U1≈E1=4.44fN1Φm可知，变压器外加电压U1不变，若减少原绕组的匝数N1，则Φm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=E1×N2/N1，因此副边电动势E2应上升。
2.10解：N1=E1N4.44fΦm ≈U1N4.44fΦm=35×1034.44×50×1.45×1120×10−4≈971N2=E2N4.44fΦm≈U2N4.44fΦm=6×1034.44×50×1.45×1120×10−4≈166k=E1NE2N=N1N2=5.82.11 解：（1）k=U1NU2N =6000230=26.1R k=R1+R2′=4.32+26.22×0.0063=8.61Ωx k=x1σ+x2σ′=8.9+26.22×0.013=17.76ΩZ k=√R k2+x k2=19.74Ω（2）R k′=R1′+R2=0.0261Ωx k′=x1σ′+x2σ=0.0261ΩZ k′=√R k′2+x k′2=0.029Ω（3）Z1N=U1NI1N =U1NS N2=360ΩR k∗=R kZ1N=0.0239x k∗=x kZ1N=0.0493Z k∗=Z k1N=0.0548Z2N=U2NI2N=U2NS N2=0.529ΩR k′∗=R k′Z2N=0.0239x k′∗=x k′Z2N=0.0493Z k′∗=Z k′Z2N=0.0548计算结果说明原副边短路参数的标幺值是相等的。
（4）u k=Z k∗×100%=5.48%u kr=R k∗×100%=2.39%u kx=x k∗×100%=4.93%（5）当cosφ2=1时，ΔU%=β(R k∗cosφ2+x k∗sinφ2)×100%=2.39%当cosφ2=0.8（滞后）时，ΔU%=β(R k∗cosφ2+x k∗sinφ2)×100%=4.87%当cosφ2=0.8(超前)时，ΔU%=β(R k∗cosφ2+x k∗sinφ2)×100%=−1.05% 2.12 解：（1）励磁参数计算如下：P0φ=13P0=1233W，I0φ=I√3=37.53A Z m′=U2Nφ0φ=10.66ΩR m′=P0φI0φ2=0.875Ωx m′=√Z m′2−R m′2=10.62Ωk=U1NφU2Nφ=10000/√3400=14.43折算到高压侧的值为：Z m=k2Z m′=2220ΩR m=k2R m′=182Ωx m=k2x m′=2211Ω短路参数计算如下：U kφ=U√3=259.8，P kφ=1P k=2500W，I kφ=I1N=S√3U1N=43.3AZ k=U kφI kφ=6ΩR k=P kφI kφ2=1.33Ωx k=√Z k2−R k2=5.85ΩR1=R2′=R k=0.665Ωx1σ=x2σ′=x k2=2.93Ω（2）（3）满载及cosφ2=0.8时的效率为：ηN=(1−p0+β2p kNβS N cosφ2+p0+β2p kN)×100%=98.17%（4）βm=√p0p kN=0.702ηmax=(1−p0+βm2p kNβm S N cosφ2+p0+βm2p kN)×100%=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U Ax=U1N+U2N=330VA、a异极性时电压表读数是U Ax=U1N−U2N=110V3.11 解：3.13解：（1）∵Z kI∗<Z kII∗，∴第一台变压器先达满载设βI=1，则βII=βI Z kI∗Z kII∗=0.9S max=S I+S II=1000+500×0.9=1450kVA （2）∵Z kII∗<Z kI∗，∴第二台变压器先达满载设βII=1，则βI=βII Z kII∗Z kI∗=0.9S max=S I+S II=1000×0.9+500=1400kVA3.14解：（1）∵βIβII =u kIIu kI=76.5又∵βI S NI+βII S II=1000βI+2000βII=3000kVA ∴βI=1.05，βII=0.975，∴S I=1050kVA，S II=1950kVA（2）∵u kI<u kII，∴第一台变压器先达满载设βI=1，则βII=βI u kIu kII=0.9286S max=S I+S II=1000+2000×0.9286=2857kVAS max IN IIN =2857=0.95233.15 解：（1）n≥SS N =30001000=3台（2）∵βm=√0p kN =0.6∴n≥Sβm S N=30000.6×1000=5台第五章三绕组变压器及其他变压器5.5解：（1）k A=U1N+U2NU2N=4.636自耦变压器绕组容量为：S ZR=S N=31500kVA自耦变压器额定容量为：S ZN=S ZR1−1k A=40163kVA自耦变压器传递容量为：S ZC=S ZN−S ZR=8663kVA （2）双绕组变压器的效率为ηN=(1−p0+β2p kNN202kN)×100%=98.78%自耦变压器的效率为ηZN=(1−p0+β2p kNβS ZN cosφ2+p0+β2p kN)×100%=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=56τ=5，α=360Z∙p=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 =60f p，∴p =60f n=2（2）定子槽数Z =2pmq =36 （3）绕组系数K N1=K q1K y1=sinqα2qsin α2∙sin (y τ∙π2)=0.9453K N3=K q3K y3=sin3qα2qsin 3α2∙sin (3y τ∙π2)=−0.577K N5=K q5K y5=sin5qα2qsin5α2∙sin (5y τ∙π2)=0.1398K N7=K q7K y7=sin7qα2qsin7α2∙sin (7y ∙π)=−0.0607（4）E φ1=4.44fNK N1Φ1=230V E φ3=4.44×3fNK N3Φ3=27.4VEφ5=4.44×5fNK N5Φ5=4VEφ7=4.44×7fNK N7Φ7=1VEφ=√Eφ12+Eφ32+Eφ52+Eφ72=231.7VE l=√3√Eφ12+Eφ52+Eφ72=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I Nφ=N√3=135.7Aq=Z2pm=6，α=p∙360°Z=10°，τ=Z2p=18，N=2pqN ca=216 K N1=K q1K y1=sin qα2qsinα2∙sin(y∙π)=0.9236K N3=K q3K y3=sin3qα2qsin3α2∙sin(3yτ∙π2)=−0.4553K N5=K q5K y5=sin5qα2qsin5α2∙sin(5yτ∙π2)=0.051K N7=K q7K y7=sin7qα2qsin7α2∙sin(7yτ∙π2)=−0.0376Fφ1=0.9INK N1=12182AFφ3=0.9INpK N1=2002AFφ5=0.9INpK N1=134.5AFφ7=0.9INpK N1=70.8A各相基波磁动势的瞬时表达式为：f Aφ1=12182cosαsinωt，f Bφ1=12182cos (α−120°）sin (ωt−120°)f Cφ1=12182cos (α−240°）sin (ωt−240°)（2）基波合成磁动势：F1=32Fφ1=18273A，f1=18273sin(ωt−α),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=32Fφ5=231.8A，f1=18273sin (ωt+5α),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=32Fφ7=106.2A，f1=18273sin (ωt−7α),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f Aφ1=31351cosαsinωtf Bφ1=31351cos (α−120°）sin (ωt−120°)f Cφ1=31351cos (α−240°）sin (ωt−240°)（2）三相合成基波磁动势幅值为：F1=32Fφ1=47027Af1=47027sin(ωt−α)（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i B=√2 Icos(ωt−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n N=975r/min，所以p=60fn ==60×501000=3，电动机的极数2p=6（2）额定负载下的转差率S N=n1−n Nn1==1000−9751000=0.025（3）额定负载下的效率：ηN=P√3U N I N cosφN=0.9第九章异步电动机的运行分析9.9 解：采用Г型等效电路计算：I2N′=U N(r1+r2′S N)+j(x1σ+x2σ′)=9.68∠−10.02°AI0=U N1m1σm=4.21∠−85.55°A I1=I2N′+I0=11.48∠−30.82°A功率因数为：cosφ=cos30.82°=0.86输入功率为：P1=3U N I1cosφ=3×380×11.48×cos30.82°=11239W 效率为：ηN=P NP1=89%。