电机学 第二版答案绪 论Δ0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？0-2 在图0-3中，当给线圈N 1外加正弦电压u 1时，线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？ 0-3 感应电动势=edtd ψ-中的负号表示什么意思？Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。
0-5 电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么？0-7 在图0-2中，已知磁力线l 的直径为10cm ，电流I 1 = 10A ，I 2 = 5A ，I 3 = 3A ，试求该磁力线上的平均磁场强度是多少？∨0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N 1、N 2中通入直流电流I 1、I 2，试问： （1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少？（2） N 2中电流I 2反向，总磁动势又为多少？（3） 若在图中a 、b 处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少？图0-9 习题0-8附图（4） 比较1、3两种情况下铁心中的B 、H 的 相对大小，及3中铁心和气隙中H 的相对大小？解：1）22111N I N I F -= 2）22112N I N I F +=3）221113N I N I F F -==不变4）由于31F F =，而31m m R R <<，所以31φφ>>，31B B >>，31H H >>。
在3）中，δB B Fe =，由于0μμ>>Fe ，所以0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<=∨0-9 两根输电线在空间相距2m ，当两输电线通入的电流均为100A 时，求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少？并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。
解：由H B I R H 0,2.μπ==，得每根输电线单位长度上所受的电磁力为m N lI R I BlI f .1022110010423270--=⨯⨯⨯⨯===πππμ当电流同向时，电磁力为吸力；当电流反向时，电磁力为斥力。
如下图所示：∨0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为2Ω。
将其接入110V 交流电源，测得输入功率为22W ，电流为1A ，试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。
解：w p p p cu Fe 2021222=⨯-=-∑=2.0111022cos =⨯==S P ϕ第一篇 变 压 器第 1 章1-1 变压器是根据什么原理进行电压变换的？变压器的主要用途有哪些？Δ1-2 变压器有哪些主要部件？各部件的作用是什么？ 1-3 铁心在变压器中起什么作用？如何减少铁心中的损耗？ Δ1-4 变压器有哪些主要额定值？原、副方额定电压的含义是什么？ ∨1-5 一台单相变压器，S N =5000kVA ，U 1N /U 2N =10/6.3kV ，试求原、副方的额定电流。
解：A U S I N N N50010101050003311=⨯⨯== A U S I N N N65.793103.61050003322=⨯⨯== ∨1-6 一台三相变压器，S N =5000kVA ，U 1N /U 2N =35/10.5kV ，Y ，d 接法，求原、副方的额定电流。
解：A U S I N N N 48.821035310500033311=⨯⨯⨯==A U S I NNN 9.274105.10310500033322=⨯⨯⨯==第 2 章Δ2-1在研究变压器时，原、副方各电磁量的正方向时如何规定的？ 2-2在变压器中主磁通和原、副绕组漏磁通的作用有什么不同？它们各是由什么磁动势产生的？在等效电路中如何反映它们的作用？Δ2-3为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势，当铁心不饱和时激磁电流呈何种波形？当铁心饱和时情形又怎样？Δ2-4变压器的外加电压不变，若减少原绕组的匝数，则变压器铁心的饱和程、、空载电流、铁心损耗和原、副方的电动势有何变化？Δ2-5一台额定电压为220/110V 的变压器，若误将低压侧接到220V 的交流电源上，将会产生什么样的后果？Δ2-6变压器折算的原则是什么？如何将副方各量折算到原方？ 2-7变压器的电压变化率是如何定义的？它与哪些因素有关？Δ2-8为什么可以把变压器的空载损耗看作变压器的铁耗，短路损耗看作额定负载时的铜耗？Δ2-9 变压器在高压側和低压側分别进行空载试验，若各施加对应的额定电压，所得到铁耗是否相同？∨2-10一台单相变压器，S N =5000kVA,U 1N /U 2N =35/6.0kV,f N =50H Z ,铁心有效面积A =1120cm 2，铁心中的最大磁密B m =1.45T ，试求高、低压绕组的匝数和变比。
解: 高压绕组的匝数152410112045.125044.4103544.444.443111=⨯⨯⨯⨯⨯==≈-πφAfB U f U N av Nm N变压器的变比83.56352121==≈=kV kVU U N N k NN 低压绕组的匝数261152412===N NZ k =kkIUϕ=Ω=63.438.259AVR k =Ω==33.1)3.43(250022AWIPkkϕX k=22kkRZ-=Ω=Ω-Ω85.5)33.1()6(22Ω=Ω⨯=='=665.033.1212121kRRRΩ=Ω⨯=='=93.285.5212121kxxxσσ2) T形电路图如下：4) 满载时的效率%17.98%100)5.717.38.075015.717.31(%100)cos1(22222=⨯⨯++⨯⨯⨯+-=⨯+++-=kWkWkVAkWkWppSppkNNkNNβϕββη702.075003700==WWppkNmβ%27.98%100)7.328.0750702.07.321(%100)2cos21(2max=⨯⨯+⨯⨯⨯-=⨯+-=kWkVAkWpSpNmϕβη3-11根据题图3-2的接线图，确定其联结组别。
1） 2） 3） 题图 3-2解：ABE •BCE •CAE •BCA BY E •CZE •AXE •caE •abE •bc E •a bc XZY A B C XYZABE •BCE •AXE •BYE •CZE •yz x abcxy zabcxyz*********)(x )(y )(zyd11ABE •BCE •CAE •BCABY E •CZE •AXE •caE •abE •bcE •ab c XZ Y A BC X Y ZABE •BCE •AXE •BY E •CZE •y zxab cxyzabcxyz *********yd51） 2） 3)3.12根据下列变压器的联结组别画出其接线图：1）Y，d5；2）Y，y2；3）D，y11。
解：1）Y，d5，有两种接法，如下图a）、b）所示。
2）Y，y2，只有一种接法，如下图2）所示。
3）D，y11，有两种接法，下图3）所示高压边为AX-CZ-BY接法，另一种接法AX-CZ-BY略。
3-13 两台并联运行的变压器，在S NI=1000kAV，S NII=500kAV，不允许任何一台变压器过载的情况下，试计算下列条件并联变压器组可供给的最大负载，并对其结果进行讨论。
1）绕组对基波磁动势幅值影响不大，而对5、7次谐波磁动势幅值大大减小，使电机磁动势波形近似为正弦波。
7-13电枢绕组若为两相绕组，匝数相同，但空间相距120°电角度，A相流入tIiAωcos2=，问：（1）若)120cos(20-=tIiBω，合成磁动势的性质是什么（2）若要产生圆形旋转磁动势，且其转向为从+A轴经120°到+B轴的方向，电流i B 应是怎样的，写出瞬时值表达式（可从磁动势向量图上分析）。
解：=+--BAFF图1 图2（1）合成磁动势（基波）为椭圆旋转磁动势。
当0=tω时，-+AAFF,在+A轴，-+BBFF,各自从+B轴倒退120°电角度。
磁动势向量图如下图1所示。
（2）若要产生圆形旋转磁动势，且其转向为从+A轴经120°到+B轴的方向，电流i B应是：)60cos(20-=tIiBω,磁动势向量图如下图2所示。
9.9一台三相异步电动机：,33.1,m in1455,380,101Ω====rrnVUKWPNNNΩ=Ω=Ω=Ω=Ω=90,4.4,43.2,7,12.1'21'2mmXXXrrσσ.定子绕组为∆接法，试计算额定负载时的定子电流、转子电流、励磁电流、功率因数、输入功率和效率。
解：采用Γ型等效电路，相电流为AAjxxjsrrUINNN2121202.1068.9)4.443.2(03.0/12.133.1380)(/-∠=+++∠='++'+='σσ00113800 4.2185.551.33 2.43790N m m U I A Ar jx r jx j j σ∠===∠-++++++A A A A I I IN000002182.3048.1155.8521.455.8521.402.1068.9-∠=-∠=-∠+-∠=+'= 功率因数 86.082.30cos cos 0==ϕ输入功率 W W I U P N 1123986.048.113803cos 311=⨯⨯⨯==ϕ效率%0.8911239/1010/31=⨯==P P N N η10.4 一台三相二极异步电动机，额定数据为：A I V U KW P N N N5.19,380,1011===，定89.0cos ,50,m in 293211===N N N Hz f r n ϕ子绕组D 接，。
空载试验数据：A I W p V U 5.5,824,380001===，机械损耗W p m 156=。
短路试验数据：。
W p A I V U k k k 605,5.19,5.89111===。
C t 75=时，Ω=963.01r 。
试计算：（1）额定输入功率；（2）定、转子铜损耗；（3）电磁功率和总机械功率；（4）效率η；（5）画出等值电路图，并计算参数'2r 、σ1x 、σ2x '、m r 、m x 。
解：（1）额定输入功率W I U PN N N N 1142389.05.193803cos 31111=⨯⨯⨯==ϕ （2）定、转子铜损耗WW r I p N cu 366963.0)35.19(3)3(321211=⨯⨯==W p p p cu k cu 239366605112=-=-=（3）电磁功率W W p r I p p m Fe 639)156963.0)35.5(3824()3(321200=-⨯⨯-=--=W W p p P P Fe cu N M 10418)63936611423(11=--=--= 总机械功率:W W p P P cu M m 10179)23910418(2=-=-=（4）效率%5.8711423/101031=⨯==W W P P N N η （5）T 型等值电路图如下：电路参数：Ω=⨯==951.1)3/5.19(3605)3/(32211k k k I p rΩ=Ω-Ω=-='628.0963.0951.112r r r k Ω===95.73/5.195.893/11k k k I U ZΩ=-=-=71.7951.195.72222k k k r Z xΩ==='≈855.32/71.72/21k x x x σσ Ω=⨯==1.21)3/5.5(3639)3/(3220I p r Fe m Ω===7.1193/5.53803/010I U Z Ω=⨯-=-=1.22)3/5.5(3156824)3/(322000I p p r mΩ=-=-=64.1171.227.1192220200r Z xΩ=-=-=8.113855.364.11710σx x x m10.5一台三相六极异步电动机，额定数据:KW P Hz f V U N N 5.7,50,38011===827.0cos ,m in 9621==N N r n ϕ，定子绕组D接。