电机学习题集1 概论习题一 感应电动势和电磁力一、思考题1. 变压器电动势、运动电动势、自感电动势和互感电动势产生的因素有什么不同？其大小与哪些因素有关？2. 自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一种绕在闭合铁心上,一种绕在木质材料上，哪一种的自感系数是常数？哪一种是变数，随什么因素变？. 在图1中，党给原线圈外加正弦电压u1时，线圈内要感应电动势。(）当电流i1按图1中方向减小时,标出此时感应电动势实际方向。（2)如果i1在铁心中建立的磁通=msn，副线圈咂数是2,试求副线圈内感应电动势有效值的计算公式。（用频率f副边匝数2和磁通最大值m表达)。图14. 电磁感应定律有时写成e=-,有时写成=-,有时写成e=。这三种表达法之间有什么差别？从一种写法改为另一种写法需要什么附加条件?在什么状况下把电磁感应定律写成e=?是分析阐明之。5. 如图所示,磁通限定在虚线所围的范畴内，“”表达磁力线垂直进入纸面，在图示多种状况下,导电环移动到虚线位置时,试问在运动时环内与否产生感应电动势，若有感应电动势,是拟定其方向。图2二、计算题1. 设有100匝长方形线框,如图3所示，线框尺寸为=.m,0.m，线圈在均匀磁场中环绕着连接场边中心点的轴线以均匀转速=00/mi旋转。均匀磁场的磁密B0.8T，试求：(1)线圈中感应电动势的时间体现式;(2)感应电动势的最大值及浮现最大值的位置；（3）感应电动势的有效值。2. 线圈匝数尺寸同图3,位于均匀的恒定磁场中，磁通密度B=0.T,设在线圈中通以10安电流且按顺时针流动，求：()当线圈平面与磁力线垂直时，线圈各边所受的力是多少?作用的方向如何?作用在该线圈上的转矩为多少？（2）当线圈平面与磁力线平行时，线圈各边所受的力是多少？作用的方向如何?作用在该线圈上的转矩为多少？（)线圈受转矩后便要转动，试求线圈在不同位置时转矩的体现式。图3. hlinr mtr honin g consistsa moablecnducorhat mantais ectrical contct witt staionr U-spaped concrf infinite ngth,whos sies e separaed by0.m andnose nifom magnei ield of 0. A currentgenerat maintain cstan cent inhcoed loop. Aftean ccelertngriod frce of 10 maintains 10m tead-stte velocit of thmvingonuo.(a) at is te mgnue of thecurent?(b) hat voltae isindcd in the closed oo?图4习题二 磁路计算一、思考题 .试比较磁路和电路的相似点与不同点,并论述磁路计算的一般措施。2 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成,这种材料有哪些重要特性。二、计算题.一铁环的平均半径为0.m,铁环的横截面积为始终径等于0.05m的圆形，在铁环上绕有线圈,当线圈中的电流为5A时,在铁心中产生的磁通为0.03Wb,试求线圈应有的匝数。铁环所用的材料为铸铁，其磁化曲线有如下数据:H100（）510304050681100.1(T)611.1314.85.516.16.417.1.H100()10102501（T）18.318.812. 对于图5,如果铁心用硅钢片叠成，截面积c=12.5001 ，填充系数k=.92,铁心的平均长度=.4m，空气隙=0.0001m,线圈的匝数为60匝。试求产生磁通=10.0001时所需的励磁磁动势和励磁电流。（不考虑气隙的边沿效应) D2硅钢片磁化曲线数据如下（50H0.5mm厚)B(T)0.50070.80.91.01.112.3.516100 （)1581.812.102.5.03834.6.528.012.0137.8图53. 已知磁路如图所示,材料是11硅钢片,（填充系数k=0.92）,若线圈接在2V，50z的交流电源上,线圈匝数=20匝,求励磁电流。(忽视线圈电阻的漏磁）D硅钢片磁化曲线数据如下:B0.1(T)51111114H10()3.64.6611.2B.(T)151671100（)7305065图6 变压器习题三 变压器的空载运营一、思考题1. 变压器原、副边电压、电动势正方向如图7所示,设变比k=，原边电压u1波形如图7b所示,画出e、e、和u2的时间波形,并用向量图表达、2、和1的关系(忽视漏阻抗压降)。 (a) （)图72. 图和b中的u、e等量的规定正方向不同,是分别写出两图中变压器原、副方的电压平衡方程式。 (a) (b)图3. 图7中所标的正方向符合关系式e=,是问当主磁通在()增长时e和e2的瞬时方向如何?减小时又如何?二、计算题1 某三相变压器SN=50kA,1N/U2N=10/63V,Y,d联结,试求原、副方的额定电流。 设有一500 kV、50Hz三相变压器,000400，D，y联结，忽视漏阻抗压降，试求:原方额定线电流及相电流，副方额定线电流；如原方每相扰组有960匝,文副方每相绕组有几匝？每匝的感应电动势为多少?如铁心中磁密最大值为14T，求铁心截面积；如在额定运营状况下绕组中电流密度为3/,求原、副绕组各应有的导线截面积。3 变压器铭牌数据为SN10kVA,1/UN=630/400V,联结，如电压由630V改为100V,假定用改换高压绕组的措施来满足电源电压的变化，若保持低压绕组匝数每相为40匝不变，则新的高压绕组每相匝数应改为多少?如不变化会有什么后果?习题四 变压器的空载运营一、思考题1. 试述激磁阻抗Z=rmjxm的物理意义。磁路饱和与否对xm和m有何影响?为什么规定xm大、r小?为了使m大、r小,变压器铁心应当用什么材料制造？rm能用伏安法测量吗？ 变压器空载时,一方加额定电压，虽然线圈电阻很小，电流仍然很小,为什么？. 一台50的单相变压器,如接在直流电源上,其电压大小和铭牌电压同样,试问此时会浮现什么现象？副方开路和短路对原方电流的大小有无影响（均不考虑暂态过程)?4. 变压器的额定电压为220110V,若不慎将低压方误接到0电源上，试问励磁电流将会发生什么变化?变压器将会浮现什么现象?二、计算题1 单相变压器电压为22/1V，设高压侧加220V电压，空载激磁电流为0,主磁通为。若Xa联在一起，在A端加电压33V，问此时激磁电流多大？若X、联接在一起,在端加电压110V,问激磁电流和主磁通又为多大？(见图9)图9 将一台100匝铁心线圈接到110V0z的交流电源上，由安培表和瓦特表的读数可得知1=0.5A,110;把铁心取出后电流和功率就变为10和1000W，设不计漏磁，试求：（1）两种状况下的参数,等效电路和向量图；（2）有铁心时的磁化电流和铁耗电流，无铁心时的无功电流和有功电流;（3)二种状况下磁通的最大值。习题五 变压器的负载运营一、思考题1 若规定变压器电压、电动势、电流和磁通的正方向如图10所示。(1)写出变压器的基本方程式;(2）若副边带电容负载，画出相量图。图02 变压器副方加电阻、电感或电容负载时，从原方输入的无功功率有何不同?为什么？3 变压器副方加电感性负载及电容性负载时,副方电压有何不同？副方电压在什么状况下才会高于空载值?二、计算题1、 两台变压器的数据如下：第一台:V，2400，归算到高压边短路阻抗为4。第二台：1kVA,204V, 归算到高压边短路阻抗为1。现将它们按图1联结，再接于20交流电源作持续降压，忽视励磁电流。（1)所接负载为ZL=10+j ，求各级电压和电流的大小；()若负载边短路,求各级电压和电流。图112 一台2A的单相变压器,原方额定电压2400V，副方有两个独立线圈,分别按图12(）、（b)、（c)、(d）接负载,其中箭头表达线圈两端的电压相量。试求:(a)、(b)、（c）、(d）图各线圈中的电流值；(忽视漏阻抗和激磁电流,图中负载电阻单位为欧姆)。(a） ()(c) (d)图12 变压器原、副边匝数比/=35/1.5，已知i1=1tA,写出图3（a)、(）两种状况下副边电流2的体现式(忽视激磁电流)。图1习题六 变压器的负载运营一 思考题1 何谓标幺值?在变压器中如何选区基准值?选额定制作为标值有什么好处?工程分析计算为什么常用标幺值?2 变压器的电压调节率与阻抗电压有什么联系？阻抗电压的大小决定与那些因素？其大小对变压器有什么影响？3 一台额定频率的电力变压器,接于50,电压为变压器额定电压的5/6倍的电网上运营，试问此时变压器的磁饱和限度、激磁电流、激磁阻抗、漏电抗以及铁耗等的实际值和标幺值于原设计值与否相似?4 铁耗合铜耗相等的变压器效率最高,但在设计时常是铁耗远不不小于额定电流下的铜耗，例如铁耗为铜耗的13，这是为什么?二、计算题1 三相变压器的额定容量=750kV，额定电压,Y，d联结,在低压边做空载实验的数据为:电压,电流,空载损耗。在高压边做短路实验的数据为：电压，电流，短路损耗。求变压器参数的实际值和标幺值,画出T型等效电路(假设漏阻抗，其中电阻和电抗,实验室室温)。求出满载且（滞后）时的电压调节率。 三相变压器的额定容量,额定电压，联结,空载损耗和短路损耗，求: （1）当输出电流,(滞后）时的效率；（2）效率最大时的负载系数。一台三相压器，连接。（）求短路参数及阻抗电压的有功和无功分量; （)做满载且（滞后）的简化向量图；(3)计算按（2）运营时副方电压及。习题七 三相变压器1 根据图14接线图,按电势位形图定出联结组别; 图142 根据下列联结组别按电势位形图画出接线图:(1）Y，y2（2）Y,d