《[工學(xué)]電機(jī)學(xué) 張松林 著 機(jī)械工業(yè)出版社 課后答案 19章》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《[工學(xué)]電機(jī)學(xué) 張松林 著 機(jī)械工業(yè)出版社 課后答案 19章（43頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、緒論 0—1． 電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成，這種材料有那些主要特性？ 答：電機(jī)和變壓器的磁路常采用硅鋼片制成，它的導(dǎo)磁率高，損耗小，有飽和現(xiàn)象存在。 0—2． 磁滯損耗和渦流損耗是什幺原因引起的？它們的大小與那些因素有關(guān)？ 答：磁滯損耗由于B交變時鐵磁物質(zhì)磁化不可逆，磁疇之間反復(fù)摩擦，消耗能量而產(chǎn)生的。它與交變頻率f成正比，與磁密幅值的α次方成正比。渦流損耗是由于通過鐵心的磁通ф發(fā)生變化時，在鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，再由于這個感應(yīng)電勢引起電流（渦流）而產(chǎn)生的電損耗。它與交變頻率f的平方和的平方成正比。 0—3． 在圖0—5中，當(dāng)給線圈外加正弦電壓u1時，線圈內(nèi)為什么會感

2、應(yīng)出電勢？當(dāng)電流i1增加和減小時，分別算出感應(yīng)電勢的實際方向。 答：在W1中外加u1時在 W1中產(chǎn)生交變電流i1，i1在W1中產(chǎn)生交變磁通ф，ф通過W2在W2中和W1中均產(chǎn)生感應(yīng)電勢е2和e1，當(dāng)i1增加時e1從b到a，е2從d 到c，當(dāng)i1減少時e1從a到b，е2從c 到d。 0—4． 變壓器電勢、運動電勢（速率電勢）、自感電勢和互感電勢產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與那些因素有關(guān)？ 答：在線圈中，由于線圈交鏈的磁鏈（線圈與磁勢相對靜止）發(fā)生變化而產(chǎn)生的電勢就叫變壓器電勢。它與通過線圈的磁通的變化率成正比，與自身的匝數(shù)成正比。由于導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運動切割磁力

3、線而產(chǎn)生的感應(yīng)電勢叫做運動電勢，它與切割磁力線的導(dǎo)體長度、磁強(qiáng)、切割速度有關(guān)。由線圈自身的磁場與本身相交鏈的磁通發(fā)生改變而在本線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢叫自感電勢，它與L有關(guān)。互感電勢是由相鄰線圈中，由一個線圈引起的磁通變化，使鄰近線圈中的磁通發(fā)生變化而引起的其它線圈中的感應(yīng)電勢。它與兩線圈的匝數(shù)、相隔距離、磁通（互感磁通）變化率等有關(guān)。 0—5． 自感系數(shù)的大小與那些因素有關(guān)？有兩個匝數(shù)相等的線圈，一個繞在閉合鐵心上，一個繞在木質(zhì)材料上，哪一個的自感系數(shù)大？哪一個的自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個是變數(shù)？隨什么因素變化？ 答：因為L＝ψ/i＝wФ/i＝Ф/F＝/，從上式可以推出L與成正比，與磁阻成

4、反比。又因兩線圈W相同，鐵的遠(yuǎn)小于木的，所以鐵質(zhì)上繞組的自感系數(shù)大，另一個小。因木質(zhì)是線性的，不變，鐵的要變，所以木質(zhì)上繞組L為常數(shù)，鐵質(zhì)上繞組L為變數(shù)。鐵為變數(shù)是因為當(dāng)H改變時μ變化而引起的，所以根本因素是H改變了。 0—6． 電磁轉(zhuǎn)矩是怎樣產(chǎn)生的？它在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程中起著什么作用？ 答：電機(jī)中電磁轉(zhuǎn)矩是由載流導(dǎo)體在磁場中受力而產(chǎn)生的，在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換中是機(jī)械能和電能轉(zhuǎn)換的完成者。 0—7． 電機(jī)中的氣隙磁場一般是根據(jù)什么原理和采用什么方法建立起來的？氣隙磁場在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程中起著這么作用？ 答：電機(jī)中的氣隙磁場一般是根據(jù)載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場，采用繞組通以電流來產(chǎn)生，建立起

5、一定分布的氣隙磁場。氣隙磁場在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換中起著傳遞能量的媒介作用，使定、轉(zhuǎn)子間磁的聯(lián)系及機(jī)電能量轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn)。 0—8． 圖0－6是兩根無限長的平行軸電線，P點與兩線在同一平面內(nèi)，當(dāng)導(dǎo)體中通以直流電流I時，求P點的磁場強(qiáng)度和磁通密度的大小和r1方向。 解：對于線性介質(zhì)，迭加原理適用，A在P處產(chǎn)生磁場強(qiáng)度 ＝ B在P出產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度 ＝ 由于與方向相同，如圖所示 則 ＝+ 感應(yīng)強(qiáng)度 ＝＝(+) 0－9 圖0－6中，當(dāng)兩電線分別通以直流電流（同向）I和異向電流I時，求每根導(dǎo)線單位長度上所受之電磁力，并畫出受力方向。 解：由于兩根導(dǎo)體內(nèi)通以同樣大小的電流I

6、，現(xiàn)在考慮其大小時，它們受力是相同的。一根導(dǎo)體在另一根導(dǎo)體處產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝（） 所以每根導(dǎo)體單位長度受力f=BI=（） 力的方向是通同向電流時相吸，通異向電流相斥。 0－10。在圖0－5中，如果電流在鐵心中建立的磁通是Ф＝Sint,副線圈匝數(shù)是，試求副線圈內(nèi)感應(yīng)電勢有效值的計算公式。 解：副線圈中感應(yīng)電勢的瞬時值 ＝ ＝Cost 感應(yīng)電勢的有效值計算公式為： = 0－11. 有一單匝矩形線圈與一無限長導(dǎo)體同在一平面內(nèi)，如圖0－7所示。試分別求出下列條件下線圈內(nèi)的感應(yīng)電勢： （1）

7、導(dǎo)體內(nèi)通以直流電流I，線圈以速度ν從左向右移動： （2） 電流= Sint ，線圈不動： （3） 電流= Sint，線圈以速度ν從左向右移動。 解：(1)導(dǎo)體內(nèi)通以電流I時離導(dǎo)體x遠(yuǎn)處的磁密為 B＝ 所以，當(dāng)線圈以速度ν從左向右移動時感應(yīng)電勢大小為 e＝－＝－＝－（㏑） ＝－ ＝ （2） 當(dāng)線圈不動時，電流是= Sint時， ф= =㏑Sint 所以 ＝－＝－㏑Cost （4） 電流= Sint，線圈以速度ν從左

8、向右移動時 ф= ＝㏑Sint 所以，＝－ ＝－[+㏑Cost] ＝[+㏑Cost] 0－12. 對于圖0－8，如果鐵心用硅鋼片迭成，截面積＝㎡,鐵心的平均長度＝0.4m，，空氣隙m，線圈的匝數(shù)為600匝，試求產(chǎn)生磁通 ＝韋時所需的勵磁磁勢和勵磁電流。 解：在鐵心迭片中的磁密為 ＝11/12.25＝0.9 (T) 根據(jù)硅鋼片磁化曲線查出＝306 (A/m) 在鐵心內(nèi)部的磁位降 ＝*＝306*0.4＝122.4（A） 在空氣隙處，當(dāng)不考慮氣隙的邊緣效應(yīng)時 （T） 所以 ＝7.15（A/m） 故 ＝357.5（A） 則勵磁磁勢F＝+＝3

9、57.5+122.4＝479.9 安匝 勵磁電流（A） 0－18 磁路結(jié)構(gòu)如圖0－10所示，欲在氣隙中建立7韋的磁通，需要多大的磁勢？ 解：當(dāng)在氣隙處不考慮邊緣效 應(yīng)時，各處的磁密 B＝ 硅鋼片磁路長度（mm） 鑄鋼磁路長度（mm） 查磁化曲線：（A/mm） （A/mm） 空氣之中：（A/mm） 故：各段磁路上的磁位降 （A） （A） （A） 則：F＝++＝1110+229.9+389.0＝1728.9（A）

10、 故需要總磁勢1728.9安匝。 0－19 一鐵環(huán)的平均半徑為0.3米，鐵環(huán)的橫截面積為一直徑等于0.05米的圓形，在鐵環(huán)上繞有線圈，當(dāng)線圈中電流為5安時，在鐵心中產(chǎn)生的磁通為0.003韋，試求線圈應(yīng)有匝數(shù)。鐵環(huán)所用材料為鑄鋼，其磁化曲線見附錄3。 解：鐵環(huán)中磁路平均長度（m） 圓環(huán)的截面積S＝ 鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 查磁化曲線得磁感應(yīng)強(qiáng)度H＝3180（A） F＝H＝ 故：線圈應(yīng)有的匝數(shù)為W＝（匝） 0－20 設(shè)上題鐵心中的磁通減少一半，線圈匝數(shù)仍同上題中所求之值，問此時線圈中應(yīng)流過多少電流？如果線圈中的電流為4安，線

11、圈的匝數(shù)不變，鐵心磁通應(yīng)是多少？ 解：在上題中磁通減少一半時磁密 查磁化曲線得出磁場強(qiáng)度＝646（A/m） 所以，（安/匝） 故此時線圈內(nèi)應(yīng)流過電流（安） 當(dāng)線圈中電流為4安時磁勢（安匝） 設(shè)所產(chǎn)生的磁通為0.0027韋，則：（T） 查磁化曲線得磁場強(qiáng)度 （安匝） 假設(shè)值小了，使比小了很多，現(xiàn)重新假設(shè)韋， 則 查磁化曲線得磁場強(qiáng)度 （安匝）

12、 在中采用插值得產(chǎn)生得磁通 ＝ ＝0.002878（韋） 0－21 設(shè)有100匝長方形線圈，如圖0－11所示，線圈的尺寸為a＝0.1米，b＝0.2米，線圈在均勻磁場中圍繞著連接長邊中點的軸線以均勻轉(zhuǎn)速n＝1000轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)，均勻磁場的磁通密度B＝0.8 w/。試寫出線圈中感應(yīng)電勢的時間表達(dá)式，算出感應(yīng)電勢的最大值和有效值，并說明出現(xiàn)最大值時的位置。 圖0－11 解：線圈轉(zhuǎn)動角速度 故在t秒時刻線圈中的感應(yīng)的電勢 所以

13、 ＝ ＝168Sin104.9t （v） 感應(yīng)電勢的最大值 感應(yīng)電勢的有效值E＝ 出現(xiàn)感應(yīng)電勢最大值時，線圈平面與磁力線平行。 0－22 設(shè)上題中磁場為一交變磁場，交變頻率為50Hz，磁場的最大磁通密度， （1） 設(shè)線圈不轉(zhuǎn)動，線圈平面與磁力線垂直時，求線圈中感應(yīng)電勢的表達(dá)式； （2） 設(shè)線圈不轉(zhuǎn)動，線圈平面與磁力線成60度夾角，求線圈中感應(yīng)電勢的表達(dá)式； （3） 設(shè)線圈以n＝1000r/m的速度旋轉(zhuǎn)，且當(dāng)線圈平面垂直于磁力線時磁通達(dá)最大值，求線圈中感應(yīng)電勢的表達(dá)式，說明電勢波形。 解：（1）通過線圈的磁通

14、 所以，線圈中的感應(yīng)電勢 （2）當(dāng)線圈不動，與磁力線成60度夾角時 （3）當(dāng)線圈以n＝1000r/m轉(zhuǎn)動時， ＝ 所以線圈中的感應(yīng)電勢 ＝ ＝167.8Cos209.3t－335.2Cos419t (v) 0－23 線圈尺寸如圖0－11所示，a＝0.1m，b＝0.2m，位于均勻恒定磁場中，磁通密度B＝0.8T。設(shè)線圈中通以10安電流，試求： （1） 當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時，線圈各邊受力多大？作用方向如何？作用在該線圈上的轉(zhuǎn)矩多大？ （2） 當(dāng)線圈平面與磁力線平行時，線圈

15、各邊受力多大？作用方向如何？作用在該線圈上的轉(zhuǎn)矩多大？ （3） 線圈受力后要轉(zhuǎn)動，試求線圈在不同位置時轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。 解：（1）當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時，線圈兩條長邊所受之力（每邊受力） 兩條短邊所受之力為 此時，各邊作用力或同時指向框外或同時指向框內(nèi)，線圈受力不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 （2）當(dāng)線圈平面與磁力線平行時，線圈中只有短邊受力，其大小仍為0.8（N）， 故其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為 此時轉(zhuǎn)矩最大，方向是繞軸轉(zhuǎn)動。 （3） 在不同位置時，如果取線圈與磁場等位面的夾角為θ,則：

16、在θ角處仍僅有短邊受力才能產(chǎn)生力矩。 短邊受力 所以，在θ處線圈所受之力矩 ＝0.8*0.2*Sinθ ＝0.16 Sinθ （N·m） 0－24 一鐵心電抗器如圖0－12所示，線圈套在開口環(huán)形鐵心上，線圈匝數(shù)W，鐵內(nèi)磁路長l，截面積A，開口寬度δ，試求： （1） 電抗器的電感 （2） 當(dāng)電流為安時的 【1】 電抗器的磁能和容量； 【2】 電抗器的等效電路； 【3】 二極間的吸力。 解：（1）設(shè)磁路中磁通為ф，則鐵（相對磁導(dǎo)率為）中

17、磁強(qiáng) 空氣中不考慮邊緣效應(yīng)時 故：產(chǎn)生ф所要磁勢 所以： 則所需的激磁電流 故：電抗器的電感 （2）電抗器的電抗 故電抗器的磁能和容量為 如銅耗電阻為r，鐵耗電阻為， 則等效電路如右圖所示， 其阻抗為Z＝ 兩極間氣隙（相距為x）中的磁場能量為 故兩極間的吸引力f為 第一部分 1－1 答：直流由于換向器的作用，使電刷短接的元件始終切割相同磁極，感應(yīng)電勢在電刷兩端不變，故直流機(jī)能發(fā)出直流電。 如果沒有換向器，直流機(jī)不能發(fā)出直流電

18、，而只能發(fā)出交流電。 1－2 答：（1）電刷兩端的是交流電壓： （2）電刷兩端的是直流電壓。 1－6 解：對于直流電動機(jī)， 故該電機(jī)的額定電流 1－7 解： 故該電機(jī)的額定電流 討論：此處為什么？ 1－12 解：此電機(jī)的額定輸入功率 額定電流 2－1 答：要通過空氣隙與主極和電樞繞組交鏈的磁通，就是主極磁通。 只與激磁繞組交鏈而不通過氣隙與電樞繞組交鏈的磁通稱為漏磁通。 漏磁通與電機(jī)磁極結(jié)構(gòu)、激磁繞組、氣隙等有關(guān)。 2－2 答：－計算極弧

19、長度，是磁極下磁密平均值時占極下的距離； －電樞計算長度，考慮徑向通溝及邊緣效應(yīng)時，電樞軸向的等效長度； －主極漏磁系數(shù)，表明電機(jī)中每個極主磁通與漏磁通關(guān)系的系數(shù)（漏磁大小的系數(shù)）； －氣隙系數(shù)，在考慮電機(jī)齒槽影響時，等效的氣隙增長系數(shù)； －電機(jī)飽和系數(shù)，在空載額定狀況下對應(yīng)磁通所需磁勢與此時氣隙磁勢之比，表明電機(jī)飽和程度； －計算極弧系數(shù)，計算極弧長度與極弧長度之比。 2－3 答：當(dāng)隨著H增大而減小，即磁阻增大的現(xiàn)象叫做飽和現(xiàn)象。 電機(jī)磁路中由于有非線性鐵磁材料，所以會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。 由于飽和現(xiàn)象的存在，使電機(jī)設(shè)計時對H和B的值不能取得過高，材料利用率受到限制，激磁電流

20、需要增大。 2－4 解：氣隙磁勢 ＝3352.95（AC） 由和查磁化曲線得出， 由和查鋼板和鑄鋼磁化曲線得， 故每對極所需的勵磁磁勢 2+2++ ＝3352.95++++ ＝4896.63（AC/ap） 飽和系數(shù)＝ 2－6 答：（1）對于四級單迭繞組直流電機(jī)，如果取出相鄰的兩組電刷、，用另外剩下的兩組電刷仍然可以運行，僅因、去掉之后使，間元件產(chǎn)生的感應(yīng)電勢相互抵消，但端電壓仍是原來一條支路的端電壓保持不變。并聯(lián)之路數(shù)由原來的4變?yōu)榱?，能供給的負(fù)載為原來的50％。 (2)如果有一元件斷線，使原來并聯(lián)支路數(shù)由4變成3，電刷間

21、電壓不變，負(fù)載能力變?yōu)樵瓉淼?5％。 （3）若只用相對兩組電刷不能運行，因為如只用運行時，感應(yīng)電勢與感應(yīng)電勢相抵消，使端電壓為零，不能發(fā)電。 （4）若有一極失磁，如圖所示，如假定失磁，則產(chǎn)生的磁勢比產(chǎn)生的磁勢大，故每極下磁通為+>＝+＝＝+>＝+。由于磁通不等，故在每極下導(dǎo)體中感應(yīng)電勢也不等，這樣單迭繞組中使每條支路（并聯(lián)）產(chǎn)生的總感應(yīng)電勢不等，形成環(huán)流，由于電機(jī)繞組電阻很小，環(huán)流將很大，使電機(jī)過熱。 2－8 解：（1）＝ ＝ ＝1 ＝1-5＝-4 a＝2 （2）＝＝5 ＝ ＝1 ＝1-5

22、＝-4 a＝2 （3） ＝ a＝1 ＝ ＝ ＝9－5＝4 （4）＝ a＝1 ＝ ＝ ＝－ ＝5 展開圖略。 2－9 解：電機(jī)的總導(dǎo)體數(shù)N＝10 Z＝350根 根據(jù)直流電機(jī)感應(yīng)電勢系數(shù)＝11.67 由得每極磁通＝0.0136（） 故需每極磁通為0.0136韋。 2－10 解：整個直流機(jī)的總導(dǎo)體數(shù)N＝2 S＝126根 根據(jù)直流電機(jī)感應(yīng)電勢系數(shù)＝4.2 故正、負(fù)電刷間的感應(yīng)電勢 ＝115伏 2－11 解：由得電磁

23、感應(yīng)系數(shù)＝95.833 （1） 若為單迭繞組時，2a＝2P＝8，由得 故單迭繞組時的電勢繞組導(dǎo)體數(shù)N＝＝5750根 （2）單波時，2a＝2，電樞繞組的總導(dǎo)體數(shù)N＝＝1438根 2－11 （許實章電機(jī)學(xué)修訂本，1992；P63） 解：由已知尺寸，計算出電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸： 極距 齒距 齒頂寬＝0.0203m （1） 氣隙所需磁勢： 極弧計算長度 氣隙磁密 氣隙系數(shù) 氣隙磁勢 （2） 齒部所需磁勢： 鐵心凈長 查表得

24、 （3） 電樞軛所需的磁勢：＝ 查得＝400A/m （4） 主極鐵心磁勢： ＝ 查得： （5） 磁軛磁勢：＝ 查得： （6） 總磁勢： ＝4633+490+64+310.8+477 ＝5974.8 A/對極 飽和系數(shù) 2－13 解：電機(jī)每極元件數(shù)＝120/2P＝30（個/P） 當(dāng)電樞繞組為單迭繞組時a＝2 每條并聯(lián)支路串聯(lián)的元件 所以，電樞兩端的端電壓 伏 電樞繞組的電阻 當(dāng)電樞繞組為單波

25、繞組時 ＝1 每條并聯(lián)支路串聯(lián)的元件 電樞兩端的端電壓 伏 電樞繞組的電阻 2－18 解：（1）產(chǎn)生的直軸電樞反應(yīng)磁勢起去磁作用 （將8400A的電流在圓周上平分） （2） 總磁勢F＝ 合成磁通韋 2－34 答：用單波代單迭時，其它條件均不變，則電機(jī)額定容量不會變化，因為每個元件的感應(yīng)電勢、負(fù)載能力均不變，所以改變接法之后電機(jī)容量不變。 如一臺六極電機(jī)由單波改為單迭，保持元件數(shù)和元件匝數(shù)不變，則電機(jī)額定容量不變，其它額定電壓由原來的變成/3，額定電流由原來的變?yōu)?，其它的額定量不變。這是因為每個極下繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電勢和每根導(dǎo)體

26、內(nèi)流過的電流并沒有改變。 2－35 答：因繞組修理前后保持轉(zhuǎn)速和勵磁電流不變，而空載電壓卻減小一半，從不變可知為修改前的一半，所以可以認(rèn)為修改前為波繞組，而修改后為迭繞組。 如保持電樞導(dǎo)體電流不變，則總電流為原來的2倍，故修改前后發(fā)電機(jī)功率P保持不變。 2－42 解：根據(jù)感應(yīng)電勢知，當(dāng)一臺結(jié)構(gòu)一定的電機(jī)，它的電勢與磁通和轉(zhuǎn)速有關(guān)。（1）磁通減少10％時，＝207伏 （2） 勵磁電流減少10％時，由于磁路有飽和現(xiàn)象存在，當(dāng)磁路不飽和時使磁通減少10％，即＝207伏，當(dāng)磁路飽和時，磁通減小很多，感應(yīng)電勢比230伏小但比207伏大。 （3）磁通不變，轉(zhuǎn)速增加20％時，＝276伏 （

27、4）磁通減少10％，同時轉(zhuǎn)速增加20％， ＝248.4伏 ，此時，電勢增加了10％。 2－64 解：（1）發(fā)電機(jī)的電勢常數(shù) 則發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢 ＝611.52伏 （2）轉(zhuǎn)速為900r/min時，感應(yīng)電勢 ＝458.64伏 （3）磁通為0.0435韋，轉(zhuǎn)速為900 r/min時，感應(yīng)電勢 伏 （4）若每線圈流過50安電流，則總電樞電流 在（3）的情況下運行時的電磁功率

28、 2－66 解：（1）電樞總導(dǎo)體數(shù)N＝Z ＝200 根 （2）根據(jù)得電機(jī)得電勢常數(shù) 由得繞組并聯(lián)支路對數(shù)a＝ 因為2P＝2a＝4，所以電樞繞組為單迭繞組，換向片數(shù) K＝＝片 3－1（章名濤直流發(fā)電機(jī) 7～8） 解：（1）KA 當(dāng)短路電流＝時發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢 伏 在空載曲線上對應(yīng)的安 故：當(dāng)＝時電樞反應(yīng)去磁等效的并勵電流 安 電機(jī)額定狀態(tài)時

29、 ＝121.5 伏 在空載曲線上查出安 所以，激磁電流安 去掉負(fù)載空載電壓伏 電壓變化率 （2）并勵時達(dá)到額定點時與他勵時相等 所以，歐 將磁化曲線在30～35A內(nèi)線性化為： 而勵磁回路有 解聯(lián)立方程的伏 所以， （3）當(dāng)時查得＝18.10安 在時等效合成勵磁電流安 感應(yīng)電勢伏，所以端電壓 伏 3－2 解：此發(fā)電機(jī)的總導(dǎo)體數(shù) N＝123*2*1＝246根 電勢系數(shù) 轉(zhuǎn)矩常數(shù) 空載電壓為額定電壓時 所以 韋 則額定負(fù)載時的額定磁通韋 電機(jī)額定負(fù)載電流A 故電機(jī)額定電

30、磁轉(zhuǎn)矩 （N·m） 3－9 解：電機(jī)的額定電流＝ 勵磁繞組中通過的電流 電樞電流為 ＝+＝356.5+8.75＝365.25 A 電機(jī)中電樞繞組感應(yīng)電勢 ＝230+365.25*0.0259+2 ＝241.46 伏 所以在額定負(fù)載時，發(fā)電機(jī)的輸入功率 ＝241.46*365.25*0.001+2.3+0.005*82 ＝90.89 kw 電機(jī)的電磁功率

31、 ＝88.19 kw 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 （N·m） 發(fā)電機(jī)的效率 3－10 解：電機(jī)空載時產(chǎn)生額定電壓 在空載特性曲線上利用線性插值得＝5.5+(230-220)（6.5-5.5）/（244-240） =5.92 A 故并聯(lián)回路應(yīng)串入的電阻值為 ＝（230－2）/5.92－22.8 ＝15.7 歐 在額定轉(zhuǎn)速下的臨界電阻 勵磁回路應(yīng)串

32、入的臨界電阻 3－11 解：（1）電機(jī)的，（從3－9中知） 根據(jù)得出場阻線OC如圖，OC與空載特性曲線交于P點，P點對應(yīng)伏 故＝ （2）從3－9題中可以得到特性AEB，然后在210伏處降A(chǔ)EB作出，對應(yīng)，故勵磁回路應(yīng)串 3－12 解：（1）根據(jù)知，空載端電壓＝ 而時，＝176伏 所以空載電壓＝伏 （2）滿載時，電機(jī)的感應(yīng)電勢大小為 E＝＝220+4＝224伏 在轉(zhuǎn)速為750r/min時， ＝＝8.25伏 根據(jù)在空載特性曲線上查處去磁電流 故每極的去

33、磁安匝數(shù) （3）過載25％時， （安匝/極） A 根據(jù)＝0.25A查得伏 故伏 端電壓伏 3－13 解：此時電機(jī)的感應(yīng)電勢 伏 而n＝時伏，則 此時空載電壓伏 當(dāng)轉(zhuǎn)速不變，而改變時，根據(jù)在空載特性上查得： 所以，勵磁電流應(yīng)增加到 此時空載電壓伏 3－14 解：額定負(fù)載時的負(fù)載電流 負(fù)載時電樞反應(yīng)的去磁安匝 如將該發(fā)電機(jī)改為平復(fù)勵，則串聯(lián)繞組產(chǎn)生的磁勢應(yīng)補(bǔ)償電樞反應(yīng)去磁 所以， （匝） 故應(yīng)每極加入6匝串聯(lián)繞組。 3－15 解：假定在1200r/min場阻增大一

34、倍時保持不變， 由于假定不變，所以E正比于轉(zhuǎn)速n， 故1200r/min時空載端電壓伏 當(dāng)伏時實際的為 與假定不變相符，故電機(jī)空載電壓為250伏。 3－36 解：不計電樞電阻時，伏， 額定電樞電流 由得 又，而 所以， 故額定負(fù)載時的電磁功率及電磁轉(zhuǎn)矩 ＝264.56 （N·m） 3－39 解：（1

35、）根據(jù)＝230伏，在空載曲線上查得 所以 故勵磁回路應(yīng)串入的電阻＝ （2）電機(jī)額定時勵磁電阻＝， 我們將空載曲線在內(nèi)線性化，得到電壓 ＝171.74+31.48 而代入上式得到空載端電壓伏 故：電壓變化率＝ （3）額定電流＝ 在額定條件下電機(jī)的感應(yīng)電勢

36、 ＝230+2+85.4*0.183 ＝247.6伏 在空載特性上查得等效勵磁總電流 ＝2.532 A 所以，在額定情況下電樞反應(yīng)等效去磁安匝 ＝880*（2.79-2.532） ＝227 （AT/P） 3－41 解： 伏 故： w （N·m） （w） 3－42 解：（1）電機(jī)的額定電流安 則額定電流的電樞感應(yīng)電勢

37、 ＝230+500*0.0179+2 ＝241伏 電磁功率kw （2）根據(jù)在空載特性曲線上可以查得等效合成勵磁電流 安 等效去磁勵磁電流安 所以額定勵磁電流安 對應(yīng)的空載感應(yīng)電勢（空載曲線上查找） 伏 故發(fā)電機(jī)的電壓變化率 （3）附加損耗kw 故 ＝120.5+1.15+1.062+1.444

38、 ＝124.156 kw 不計算勵磁繞組損耗時的效率 當(dāng)考慮時，＝kw 所以 4－1 答：可以根據(jù)反電勢（感應(yīng)電勢）E的大小來判斷直流 的運行狀態(tài)。當(dāng)E>U時處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，反之處于電動機(jī)狀態(tài)。 發(fā)電狀態(tài)時于n反向，E于同向，于反向；電動機(jī)于n同向，E于、反向。 發(fā)電機(jī)從機(jī)械能電能，電動機(jī)從電能機(jī)械能。 解：空載時 伏 電機(jī)空載損耗w 當(dāng)n＝600r/m時伏 所以，電磁功率w 而輸出功率w 輸入功率w 所以效率 電樞串入電阻上的功率損耗

39、 ＝6600－3277.5－30×30×0.25 ＝3097.5 w 4－7 解：并勵電動機(jī)的額定電流安 設(shè)電樞起動變阻器電阻為，則有起動時， 其電阻的電流容量安 若不用起動器而直接起動，則起動電流 起動電流是額定電流倍數(shù)倍 4－8 解：額定勵磁電流A 則 額定時伏 當(dāng)忽略串入電阻后，瞬間n未及改變，而也不變 此時，伏 電樞電壓方程： 所以，此時瞬間安 額定時

40、（N·m） ，串入瞬間， （N·m） 當(dāng)＝不變時，安 此時，伏 所以， 4－9 解：（1）突然將磁通減少15％時，轉(zhuǎn)速未及變化，此時 伏 根據(jù)得電樞電流 安 轉(zhuǎn)矩（N·m） 穩(wěn)定時根據(jù)不變，得到穩(wěn)定時的電樞電流 安 感應(yīng)電勢伏 所以，轉(zhuǎn)速r/min （2）將端電壓突然變?yōu)?0伏，安 所以 伏 安 （N·m） 穩(wěn)定時安 伏 所以 r/min 4－11 解：（1）電動機(jī)的額定輸入轉(zhuǎn)矩 （N·m） （2）伏 因為 故在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩（N·m） （3）因 故（vm/r）

41、 故理想的空載轉(zhuǎn)速r/min （1） 在不變的情況下，電樞回路不串入電阻時 當(dāng)電樞回路串入電阻時 聯(lián)立解得 r/min 串入0.1歐電阻之后得穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為470r/min。 4－12 解：額定時安 伏 當(dāng)時，不變 感應(yīng)電勢伏 因為不變，磁通不變，所以安 電壓方程 則串入電阻 輸出功率，當(dāng)時有 （kw） 輸入功率（kw） 故此時效率 4－13 解：額定勵磁電流安 在額定負(fù)載時等效勵磁電流安 根據(jù)在空載曲線上查得，伏 額定時電動機(jī)的感應(yīng)電勢

42、 ＝220－76*0.0814－2 ＝211.81 伏 r/min （2）額定負(fù)載時串勵繞組磁勢合成并勵電流 安 電動機(jī)在額定負(fù)載時的感應(yīng)電勢 伏 在積復(fù)勵時安 在曲線查得伏， 此時電機(jī)轉(zhuǎn)速r/m 差復(fù)勵時，安 在曲線查得伏 此時電機(jī)轉(zhuǎn)速r/m 4－14 解：（1）在n＝1200r/m時甲的感應(yīng)電勢＝＝235.08伏 乙電機(jī)的感應(yīng)電勢伏 >U，，故甲電機(jī)處于發(fā)電機(jī)，乙電機(jī)處于電動機(jī)狀態(tài)。 （2）根

43、據(jù)得甲電樞電流安 根據(jù)得乙電機(jī)電樞電流安 故總的機(jī)械損耗和鐵耗為： w （3）能改變其運行狀態(tài)，此時甲的安，乙的安即可達(dá)到要求。 （4）由于機(jī)組有存在，故在安之間總可以找到一個電流，當(dāng)時使電機(jī)在1200r/m時同時從電網(wǎng)吸收功率。 反之由于機(jī)組無原動機(jī)帶動，根本不可能同時向電網(wǎng)輸出功率（根據(jù)能量守恒定律）。 4－15 解：（1）此臺電機(jī) 的電勢常數(shù) 所以此時電機(jī)內(nèi)的感應(yīng)電勢 伏 故直流電機(jī)處于電動狀態(tài)（E

44、轉(zhuǎn)矩常數(shù) 則電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（N·m） 電機(jī)的輸入功率（kw） 電機(jī)的輸出功率 （kw） 故電機(jī)的效率 4－42 解：（1）作發(fā)電機(jī)運行安 作電動機(jī)運行安 作發(fā)電機(jī)時 ＝115+（165.22+4.97）*0.0587+2 ＝127 伏 作電動機(jī)運行 ＝110－（187.33－4.97）×0.0587－2 ＝97.3 伏 當(dāng)不計電樞反應(yīng)影響（安不變）時 有 則r/m （2）電機(jī)空載（）時空載伏

45、 所以r/m 故： 4－46 解：安時，伏 負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大到4倍時 因 故＝160安 此時，伏 由知 r/m 4－47 解：安 安 伏 所以 r/m 若總制動轉(zhuǎn)矩增大一倍，不變有不變 則 安 伏 由于磁通不變，故r/m 4－48 Answer :(1)when the motor having the circuit of armature that it is half of , we find the on the No-loa

46、d characteristics: we apply the equation of E.M.F. of the D.C.motor we have r/m (2) when . We find the on the No-load characteristics : = and obtain

47、 we apply the equation of E.M.F again and obtain When ,the speed of Motor is 3980r/m , when , the speed of Motor is 6000 r/m. 4－57 解：由電磁轉(zhuǎn)矩而 當(dāng)不變時，也不變 所以外施電壓150伏時，＝40安 由于為變，所以也不變 額定點伏 當(dāng)外施電壓降到150伏時，伏 因磁通不變，則 有

48、 r/m 4－58 解：（1）當(dāng)電機(jī)磁路不飽和時， k為常數(shù) ＝30安時，伏 所以 有r/m 而 （N·m） （2）當(dāng)電機(jī)飽和時，按磁化曲線可得： 韋，韋。 因 伏 所以 r/m 則 （N·m） 4－61 解：電動機(jī) 則額定 N·m 當(dāng)電動機(jī)不變時， 而電動機(jī)他勵，不變，所以安 額定時電動機(jī)伏 當(dāng)轉(zhuǎn)速n＝300r/m時電動機(jī)的感應(yīng)電勢 伏 因為伏 根據(jù)伏在空載特性曲線上查處 安匝 所以安 故：此時發(fā)電機(jī)的勵磁電壓

49、伏。 4－63 解：額定運行時電樞電流安 反電勢伏 在能耗制動時初瞬，因不變，n也未及改變 所以感應(yīng)電勢伏 初瞬電流安 電磁轉(zhuǎn)矩（N·m） ＝110×（185－4.02）－×0.0566－17000 ＝1053.94 w （N·m） 減速轉(zhuǎn)矩（N·m） 4－64 解：額定運行時：額定電流安 電樞電流安 （1） 反接制動，感應(yīng)電勢伏 所串電阻歐 損耗w 制動轉(zhuǎn)矩M＝N·m （2） 反饋制動，感應(yīng)電勢 伏 串電阻＝歐

50、損耗w 制動轉(zhuǎn)矩M＝N·m （3） 能耗制動，感應(yīng)電勢伏 串電阻＝歐 損耗w 制動轉(zhuǎn)矩M＝N·m 4－66 解：轉(zhuǎn)矩（kg·m） 轉(zhuǎn)速（r/m） 自然特性上M＝13.125kg·m時， r/m A 根據(jù)M＝13.125kg·m得電流安， 則 得歐 故應(yīng)串入11.205歐的電阻。 4－67 解：（1）A A 歐 電樞繞組銅耗 w 電刷接觸損耗 W （2）勵磁損耗 w （1） 鐵耗和機(jī)械損耗 ＝1110

51、 w 4－68 解：電機(jī)＝220×72.1＝15862 w A 而伏 空載 伏 故 ＝13168.14 w 所以 5－16 解：（1）使換向良好要求增加的換向極磁勢 所以換向極繞組增加 （2）因 交軸電樞反應(yīng) 而 所以 故：應(yīng)將氣隙減小 變壓器習(xí)題 9－3 答：為了得到正弦感應(yīng)電勢，根據(jù)知，就必須使磁通也是正弦量，當(dāng)鐵心不飽和時，故，此時空載電流也是正弦變化量，即呈正弦波。 當(dāng)鐵心飽和時，空載電流比磁通變化大，此時空載電流呈尖頂波形。 9－4 答：磁

52、勢平衡就是在變壓器中，當(dāng)副邊有電流產(chǎn)生時，使得整個磁勢減小，那么原邊就要增加，試，這就是磁勢平衡。 在分析變壓器中，可據(jù)此從一個已知電流求出另一個電流，并知其電磁本質(zhì)。 9－5 答：因為空載時電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似看成鐵耗。 而短路時，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數(shù)，所以近似把短路損耗看成銅耗。 實際負(fù)載時鐵耗和銅耗與空載時的鐵耗和銅耗有差別，因為后一個是包含有其它損耗。 9－6 答：因為，，所以當(dāng)原、副邊匝數(shù)變化 10％時，變化20％。由于w變化10％，而U不變，使變化1

53、0％。又因為，磁通變化10％時由于飽和影響，變化k％，所以的變化大于20％。 將外施電壓變化10％時，也將變化10％，使不變，的變化大于10％。 這是因為變化10％，由于磁路飽和影響，變化大于10％。 如果將頻率變化10％，，所以變化10％，而f變化10％，則因為U不變，使變化10％。同樣使的變化大于10％。 9－8 答：因為，當(dāng)U不變而f改變后，將下降到原來的5/6，所以激磁電流將減小。漏抗，所以增大6/5倍。電壓變化率隨增大而增大。 又因為，而，所以鐵耗將下降。 9－13 解：（1）有鐵心時：歐

54、 取出鐵心后： 矢量圖和等效電路圖如下： (2) 有鐵心時磁化電流 鐵耗電流 當(dāng)鐵心 取出后電流的有功分量 空載電流的無功分量 （3）有鐵心時線圈感應(yīng)電勢 根據(jù)得 有鐵心時磁通的最大值 ＝韋 當(dāng)無鐵心時感應(yīng)電勢伏 所以無鐵心時磁通最大值 ＝韋 【 注：對第三問，書上答案或本解法之中有一個有問題

55、，請作分析】 9－14 解：（1）折算到高壓邊的短路阻抗 k＝ 歐 （2）折算到低壓邊的短路阻抗 歐 (3) 所以 （4）短路電壓百分值 （5）當(dāng)滿載，功率因數(shù)時變壓器的電壓變化率 當(dāng)滯后時， 當(dāng)超前時，

56、 對于電壓變化率，當(dāng)即阻性負(fù)載時電壓變化率較小，當(dāng)負(fù)載為感性時，電壓變化率大，當(dāng)負(fù)載為容性時，負(fù)載時的端電壓可能高于空載時的端電壓。 9－15 解：（1）變壓器變比k＝ 所以 用近似T形等效電路計算時，以作參考向量 ＝6000伏， 所以 ＝－6000－ ＝－6300.08－2987.16＝伏 ＝－144.83+113.59＝184.06A 故伏

57、 A 用簡化等效電路計算時，仍以作參考向量 ＝伏 A 所以 用兩種等效電路計算結(jié)果相差很小。U相同，I略變。 （2） 9－16 解：（1）空載實驗可以得到折算到高壓邊的參數(shù) ，而k＝60/6.3＝9.524 所以 根據(jù)短路實驗得到折算到低壓邊的參數(shù) 所以 （2）折算到高壓的T型等效電路 （3） 所以 （4）電壓變化率 ＝（1.6944×0.8+5.6944

58、×0.6）％ ＝4.77％ 此時， 而 所以 kw 故kw 則 （5）達(dá)到最大效率時， 所以 所以 ＝98.19％ 9－22 答：因為一方加壓后在線圈中的電流產(chǎn)生磁場，使線圈有很大的自感電勢（接近額定電壓，比額定電壓?。噪m然線圈電阻很小，電流仍然很小。 9－23 答：因是直流電，變壓器無自感和感應(yīng)電勢，所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流很大，為。如副邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因為不變。 9－24 答：誤接后由知，磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和時大于一倍）。此時變壓器處于過飽和

59、狀態(tài)，副邊電壓440伏左右，使效率降低，絕緣可能被擊穿等現(xiàn)象發(fā)生。 9－42 解：（1）根據(jù)得， （2）它的等效電流圖 空載電流（高壓邊） 9－44 解：（1）原方 副方 所以 （2）額定容量 （3）因

60、 所以當(dāng)1時，1000 W 當(dāng)0.9時，1000×0.9＝900 w 當(dāng)0.85時，1000×0.85＝850 w 9－45 解：（1） 所以 故副方Cos＝0.8（滯后）時電壓變化率 ＝5.524％ （2）供給負(fù)載3.04kw時，如不考慮電流對的影響時， ＝0.028×0.95+0.0681×

61、 ＝4.78％ 此時端電壓 此時負(fù)載電流 這個電流對電壓變化率的影響為 所以考慮電流變化對電壓變化率的影響后電壓變化率 端電壓 負(fù)載電流 在這個負(fù)載時變壓器的鐵耗不變，銅耗為 w 所以供給3.04kw、功率因數(shù)為0.95（滯后）負(fù)載時的效率為 ＝ 9－46 解： （1） 短路參數(shù) 其阻抗基值 所以 （2） 空載時鐵耗w 滿載銅耗w （3） 額定負(fù)載電流時 根據(jù)電壓變化率近

62、似公式 得 此時副方電壓 所以w w 9－47 解：在上題中，如V 則 所以 當(dāng)并聯(lián)上250uF電容器后，電容器阻抗 所以此時變壓器總的負(fù)載阻抗 則 如設(shè)原方外加電壓 ，則根據(jù)變壓器電壓平衡方程式 有 則－ 副邊的端電壓 將標(biāo)么值折算成實際值可得： 副邊電壓 副邊電流 功率因數(shù) 9－50 解：（1） 所以 等效電路如圖 （2）設(shè)，則 ＝1.022+j0.017＝1.022 所以＝0.008-j0.0505 故 原邊電流