当前位置:文档之家› 2014第一学期重庆大学电机学习题课

2014第一学期重庆大学电机学习题课

1-1 磁路的磁阻如何计算?磁阻的单位是什么?答:磁路的磁阻与磁路的几何形状(长度、面积)和材料的导磁性能有关,计算公式为计算公式:A lR m μ=,……………(磁阻:l R Sρ=) 单位:WbA………………………………(m F R =Φ)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:磁路的基本定律包括安培环路定律、电磁感应定律、磁路欧姆定律、磁通连续性定律、磁路基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。

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。

1-3 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别?计算磁路时用的是哪一种磁化曲线?答:基本磁化曲线(平均磁化曲线):不同磁场强度H m 反复磁化同一铁磁材料,将所得到的一系列磁滞回线的顶点连接起来所得曲线。

初始磁化曲线:将没有被磁化的铁磁材料进行磁化,所得到的B 与H 的曲线。

计算磁路时用:基本磁化曲线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V fB C p nmh h =。

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G B f C p mFe h 23.1≈。

与材料的铁心损耗系数、频率、磁通密度及铁心重量有关。

1-8图示铁心线圈,已知线圈的匝数N=1000,铁心厚度为0.025m,铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成,叠片系数(即扣除叠片中的空气层以后,截面中铁的净面积与总面积之比)为0.93,不计漏磁,试计算(1)中间心柱磁通为7.5×10-4Wb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流; (2)考虑铁心磁位降时,产生同样的磁通量所需的励磁电流。

解:磁路左右对称,可以从中间轴线分开,只考虑半边磁路的情况: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ (考虑边缘效应时,通常在气隙截面边长上加一个气隙的长度;气隙截面也可以不乘系数)气隙长度m l 41052-⨯==δδ 铁心长度7.5 1.25 1.25(1.25)2(5)15222l cm =-⨯+-+= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.7244=⨯⨯⨯=Φ==--δ (1) 不计铁心中的磁位降:(磁动势等于气隙磁路的磁位降) 气隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1⨯=⨯==-πμδδ 磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ电流A NF I I5.0==(2) 考虑铁心中的磁位降: 铁心中T B 29.1=查表可知:m A H 700=(查表有误差)铁心磁位降27001510105A Fe F Hl ==⨯⨯=500105605A I Fe F F F δ=+=+=0.605A IF I N =≈1-9图示铁心线圈,线圈A 为100匝,通入电流1.5A ,线圈B 为50匝,通入电流1A ,铁心截面积均匀,求PQ 两点间的磁位降。

知识点:材料的磁阻与长度成正比 解法一:设PQ 段的磁阻为m PQ R R =,则PQ 段左边支路的磁阻为m R 311;磁路中含有两个磁动势源:111222100 1.515050 1.050A AA A N i F N i F ==⨯===⨯=因为磁动势F 1 大于F 2,故磁通的方向和F 1同向,根据磁路的欧姆定律有:mm R R F F 31121+-=Φ1212215050300111414333005071.4314m PDCQ mm m mm m PQ m F F F F wbR R R R R R R F R AR F ---Φ====++=Φ+=⨯+=解法二:(本题未涉及磁通和磁密的计算问题,可采用叠加原理进行求解)当i1单独作用时,R 3R111100 1.5150F N i A ==⨯=() 由11F H l =和11PQ PQ F H l =得:111500.1532.140.150.22PQ PQ PQ QC CD DP F F l A l l l l ⨯=⨯==++++⨯()()()当i 2单独作用时,3R 122250150F N i A ==⨯=()由2222PQ PQ F H l F H l ==和得:22500.5539.290.7PQ PD DC CQ PQ QC CD DP F F l l l A l l l l ⨯=⨯++==+++()()()当两个电流同时作用时1232.1439.2971.43PQ PQ PQ F F F A =+=+=()第二章2-1 什么叫变压器的主磁通,什么叫漏磁通?空载和负载时,主磁通的大小取决于哪些因素?答:变压器工作过程中,与原、副边同时交链的磁通叫主磁通,只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。

由感应电动势公式E 1=4.44fN 1Φ可知,空载或负载情况下11E U ≈,主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。

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?(注意题设条件)分析思路:列出与激磁电流、铁耗、漏抗相关的公式,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。

14.44U E fN φ≈=1.32Fe Fe m p C f B G ≈2X L f L σωπ== 首先分析激磁电流:再分析铁耗:2''1.3' 1.320.7566()()()655FeFe mFe m Fe Fe p C fB GC f B G p p ≈==>最后分析漏抗:2-3 一台110V/220V 的变压器,若误接到了110V 的直流电源,将产生什么样的后果?一次侧绕组将产生较大电流,可能烧坏变压器,但铁心中磁通,无交变磁通,它将不会有铁心损耗;二次侧绕组由于磁通为直流量,不能感应电动势,无输出电压;2-6 在导出变压器的等效电路时,为什么要进行归算?归算是在什么条件下进行的?归算的原因:变压器一、二次侧绕组只有磁连接,而并没电的连接。

为了方便分析与计算,需将它们建立电的连接,需要引入归算;归算条件: 磁动势平衡功率平衡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?● 当归算到一次侧时,算出的一次侧电压、电流为实际值,二次侧电压、电流为归算值,其实际值应为..'22/U U k = ..'22I k I =● 当归算到二次侧时,算出的二次侧电压、电流为实际值,一次侧电压、电流为归算值,其实际值应为..'11U kU = ..'11/I I k= ● 无论归算到哪一侧,算出的损耗和功率都为实际值,以二次侧有功功率为例....'''22222222cos cos I P U I kU P kφφ===2-10 三相变压器的标准联结组有几种?常用的有几种?(P54)为什么三相变压器组不宜采用Yy 联结?(P55)2-11 什么叫标幺值?(P56)使用标幺值来计算变压器问题时有何优点?用标幺值表示时,变压器的和一般在什么范围之内?(P57)(为什么?)2-17 有一台三相变压器,额定容量S N =5000kV A ,额定电压U 1N /U 2N =10kV/6.3kV ,Y ,d 联结,试求:(1)一次、二次侧的额定电流;(2)一次、二次侧的额定相电压和相电流。

(注意:变压器的额定值为线值) 解:(1)A A U S I N N N 68.2881035000311=⨯==A A U S I N N N 21.4583.635000322=⨯==(2)原边Y 联结:kV kV U U N N 77.5310311===Φ A I I N N 68.28811==Φ 副边∆联结:kV U U N N 3.611==Φ A A I I N N 55.264321.458311===Φ2-19 有一台单相变压器,已知参数为:R 1=2.19Ω,X 1σ=15.4Ω,R 2=0.15Ω,X 2σ=0.964Ω,R m =1250Ω,X m =12600Ω,N 1/N 2=876/260。

当二次侧电压U 2=6000V ,电流I 2=160A ,且cos φ2=0.8(滞后)时:(1)画出归算到高压侧的T 型等效电路;(2)用T 型等效电路和简化等效电路求U 1和I 1,并比较其结果。

解:(1)归算到高压侧:128763.37260N k N === 1 2.19R =Ω 115.4X σ=Ω 1250m R =Ω 12600m X =Ω'22220.15 1.703.37R k R ==⨯Ω=Ω'22220.96410.953.37X k X σσ==⨯Ω=Ω(2)用T 型等效电路计算''222218053.43 3.3696000202143.369I I AU kU V k =====⨯='2.'2.53202.436.08143I U =∠-=∠,则A ,按上图所示设V 正方向可知....'''''12222220214053.4336.8 1.710.9420641.8 1.2E E I R jX U j V Vσ==++=∠+∠-+=∠()()..120641.8 1.2 1.6396.8125012600m m m E I A R jX j --∠===∠++(*****************)...'12 1.6396.853.4336.854.58141.9m I I I A =-=∠-∠-=∠...1111154.58141.9 2.1915.420641.8 1.221272177.3U I R jX E j Vσ=+-=∠⨯+-∠=∠-()() 用简化等效电路计算:..'1253.4336.853.43143.2I I A A =-=-∠-=∠...'''1112122[()()]53.43143.2[(2.19 1.70)(15.410.95)]2021421271.9177.2U I R R j X X U j Vσσ=+++-=∠⨯+++-=∠-(利用等效电路计算带来的误差在可以接受的范围以内)A B C。

相关主题