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1、电机学课后习题解答（配王秀和、孙雨萍编）电机学作业题解（适用于王秀和、孙雨萍编电机学）1-5何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？答：诸如铁、银、钻及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而 称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴, 这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内 部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所 以导磁性能强。1-9铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采用硅钢片？答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中
2、的小 磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；乂因为铁心 为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕 着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因 硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限 制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。1-13图卜27所示为一铁心，厚度为0.05m,铁心的相对磁导率为1000。问：要产生 0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面
3、积相等算一段，算作磁路段1,左侧 为2,右侧为3。磁路段 1 长度和截面积:ll?2?0. 05?0. 2?0. 025?0. 55m,Al?0.05?0. 15?0. 0075m2：Rml?110. 55?5. 836?104Awb ?7uA11000?4?10?0. 0075 磁路段 2 长度和截面积：12?0. 15?2?0. 075?0. 30m,A2?0.05?0. 10?0. 005m2；Rm2?120. 30?4. 775?104Awb ?7uA21000?4?10?0. 005 磁路段 1 长度和截面积：13?0. 15?2?0. 075?0, 30m,A3?0. 05?0.
4、05?0. 0025m2；Rm3?130. 30?9. 549?104Awb ?7uA31000?4?10?0. 0025 总磁阻：Rm?Rml+Rm2*Rm3?(5. 836?4. 775?9. 549)?104?2. 016?105Awb磁动势：F?Rm?0.003?2.016?105?604.8A 励磁电流：i?F604. 8?1. 512A N4000. Im i 0. 2m0. 05m0. 15m ?0. 15m 400匝在此电流下，铁心各部分的磁通密度分别为:Bl?0.15m?A1?O. 03?0. 4T 0. 00750. 03?0. 6T 0. 050. 03?l. 2T 0.
5、 0025B2?A2?B3?A3?2-5 变压器 做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率主要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做 同一试验，测得的输入功率相同吗？为什么？答：做空载试验时，变压器的二次侧是开路的，所以变压器输入的功率消耗在一次测 的电阻和激磁(励磁)支路电阻上，空载时，变压器的一次侧电流仅为额定负载时的百分 之几，加之一次侧电阻远远小于激磁电阻，所以输入功率主要消耗在激磁电阻上。所以， 可以认为空载损耗就是铁耗。短路试验时，二次侧短路，一次侧所加电压很小，铁心损耗忽略不计，输入功率主要消耗在一、二次测的绕组电阻上，可以认为短路损耗就是绕组的 铜耗。在一、二侧分别做同一试验，如空
6、载试验在额定的电压下：短路试验在额定的短路电 流下，在一、二次测消耗的功率是一样的。2-8 一台三相变压器的额定容量为SN?3200kV?A,额定电压为35kV/10.5kV, 一、二次 绕组分别为星形、三角形联结，求：(1)这台变压器一、二次侧的额定电压、相电压及额定线电流；(2)若负载的功率 因数为0.85(滞后)，则这台变压器额定运行时能带多少有功负载？输出的无功功率乂是多 少？解：(1) 一、二次侧的额定电压:UlN?35kV； U1N?1O. 5kVo额定相电压: UlNci)?IlN?SN3UlNUlN3?20. 21kV； U2N ?U1N?1O. 5kVd 额定线电流：SN32
7、00?1033200?103?52. 78A： I2N?175. 95Ao 333?35?103U2N3?10. 5?10 (2)这 台变压器额定运行时能带的有功负载：P?SNcos?3200?0. 85?2720kW：输出的无功功率是:Q?SNsin?3200?sin(cos?10. 85)?1685. 7kVaro2-12 一台三相变压器，SN?750kV?A, UlNU2N?10000V400V, 一、二次绕组分别为星形、 三角形联结。在低压侧做空载试验,数据为U20?400V, I20?65A, p0?3. 7kWa在高压侧做 短路试验，测出数?, X1?X2?,求变压器据为 Ulk?
8、450V, Ilk?35A, pk?7. 5k兄 R1?R2 参数(实际值和 标幺值)。解：变压器的变比为：k?100003?14.434： 40011N?11N?U1N?11N?SN3U1N75O?1O3?43. 3A, 3?10000Zlb?100003?133.337?。43. 3 由空载试验得：Zm?Rm?P03?370032U20I203?400?10. 659?, 653?I2032?653?2?0. 876?,Xm?2Zm?Rm?10. 6592?0. 8762710. 623?,?k2Zm?14. 4342710. 65972220. 7?, Zm?k2Rm?14. 4342?
9、0. 8767182. 51?,Rm?kXm?14. 434?10. 62372213. 2?, Zm?Xm22*Rm?ZmZlb?2220. 7?16. 65,133. 337?RmX?182. 512213. 2*?L 369, Xm?m?16. 599Zlbl33. 337Zlbl33. 337Zk?p375003Ulk34503?2.04?, ?7. 423?, Rk?k2?2Ilk35Ilk3522, 因短路试验在高压侧做的,Zk?Rk?7.4232?2.042?7. 137?, 2Xk?*所以,算出的短路阻抗不 需归算，Zk?Zk7. 423?0. 0557, Zlbl33. 337*Rk?RkX2. 047. 137*?0. 0153, Xk?k?0. 0535 Zlbl33. 337Zlbl33. 33711?Rk?L 02? Xk?3. 57?, Rl?R222?Xl?X23-3 直流电机主磁路包 括哪几部分？磁路未饱和时，励磁磁动势主要消耗在哪一部份？答：直流电机的主磁路包括气隙、电枢齿、电枢挽、磁极、磁血五部分；磁路未饱和 时，励磁磁动势主要消耗在电机的气隙上。感谢您的阅读，祝您生活愉快。