自编电机学习题及答案

(2)当额定负载且cosφ2=0.8(超前)时的电压变化率、二次侧端电压和效率 电压变化率：?U???负载率β=1 一次相电流：I1N??一次相电压：U1N???U??1?SN3UN?7503?10?43.3A

I1N?U1N??Rk75℃cos?2?Xksin?2??100%

U1N3?100003?5773.5V

43.3?2.356?0.8?5.538???0.6???100%??1.08% 5773.5二次端电压：U2?1??U?U2N??1???0.0108???0.4?0.404kV

?p0??2pkN?效率：??1???Scos??p??2pN20kN????100% ????22pkN75℃?3Ik?Rk75℃?3?43.3?2.356?13252W

??3800?12?13252???100%?97.24% ??1??1?750000?0.8?3800?12?13252?????5.25%，2-17有一台5600kVA、Y，d11联结、从短路试验得Xk35kV6.6kV的三相变压器，

?Rk?1%。当U1?U1N时，在低压侧加额定负载I2?I2N，测得端电压恰好等于额定电压U2?U2N，试求此时负载的功率因数角?2及负载性质。

解：电压调整率

'U1N??U2'????U??100%??I2Rkcos?2?Xksin?2?100%?0

U1N?????即Rkcos?2?Xksin?2?0.01cos?2?0.05251?cos2?2?0 解得：cos?2?0.9823超前。

2-18 某变压器的额定容量为SN?20kVA，额定电压为100.4kV，额定频率为50Hz，Y,y0连接，高压绕组匝数为3300。试求：

(1)变压器高压侧和低压侧的额定电流； (2)高压和低压侧的额定相电压； (3)低压绕组的匝数。

解 (1)变压器高压侧和低压侧的额定电流

高压侧额定电流：I1N?低压侧额定电流：I1N?SN3U1NSN3U1N??203?1020?1.15A ?28.87A

3?0.4(2)高压和低压侧的额定相电压

U10000高压侧额定相电压：U1N??1N??5773.5V

33U400低压侧额定相电压：U1N??2N??230.94V

33(3)低压绕组的匝数：k?U1N?U2N??5773.5?25 230.942-19有一台SNN13300??132 k25?1000kVA、U1NU2N?10kV/6.3kV的单相变压器，额定电压下的空载损

N2?耗为4900空载电流为0.05（标幺值），额定电流下75?C时的短路损耗为14000W，W，短路电压为5.2%（百分值）。设归算后一次和二次绕组的电阻相等，漏抗也相等，试计算：

（1）归算到一次侧时T型等效电路参数； （2）用标幺值表示时近似等效电路参数；

（3）负载功率因数为cos?2?0.8 (滞后)时变压器的额定电压调整率和额定效率； （4）变压器的最大效率，发生最大效率时负载的大小（cos?2?0.8）。

2-20 两台变压器数据如下：SNI?1000kVA，ukI?6.5%，SNII?2000kVA，ukII?7.0%，

联结组均为Y，d11，额定电压均为35kV10.5kV。现将它们并联运行，试计算：

(1)当输出为3000kVA时，每台变压器承担的负载是多少? (2)在不允许任何一台变压器过载的条件下，并联组的最大输出负载是多少?此时并联组的利用率是多少?

解 (1)求总输出为3000kV·A时，每台变压器的负载

?Ⅰ?uk????7.0%?1.077∵ ??Ⅱuk6.5%???　.077?Ⅱ ?Ⅰ?1而 ?ⅠSN?????ⅡSN????S输出 即 1.077?Ⅱ?1000??Ⅱ?2000?3000

∴ ?Ⅱ?0.975 ?Ⅰ?1.077?0.975?1.05（过载）

则S???输出??A ⅠSN????1.05?1000?1050kV· S???输出??ⅡSN????0.975?2000?1950 kV·A

?(2) 在两台变压器均不过载情况下，并联组的最大输出容量和并联组的利用率

?Ⅰ?1?0.929当?， Ⅰ?1时?Ⅱ?1.0771.077所以此时 S???输出??A ⅠSN????1?1000?1000 kV·

S?Ⅱ?输出??ⅡSN????0.929?2000?1858 kV·A

并联组的最大输出容量为：S总?1000?1858?2858 kV·A 并联组的利用率为：

S总SN总?2858?95.27%

1000?20002-21 两台Y,d11联结的三相变压器并联运行，已知数据如下：

??0.07； 第一台：SN?5600kVA，U1NU2N?6.03.05kV，Zk??0.055； 第二台：SN?3200kVA，U1NU2N?6.03.0kV，Zk如不计阻抗角的差别，试求两台变压器一次和二次侧的空载环流实际值。

2-22 一台5kVA，480V120V的普通两绕组变压器，改接成600V480V的自耦变压器，试求改接后一次和二次的额定电流和变压器的容量。

**?0.072，?0.008，Xk2-23有一台60000kVA，22011kV，Y,d?Y??接线的三相变压器，Rk求：

(1)高压侧稳态短路电流值及为额定电流的倍数；

(2)在最不利的情况发生突然短路，最大的短路电流是多少？

第三章 直流电机 思考题与习题

1-1 描述直流电机工作原理，并说明换向器和电刷的作用。

1-2 什么是电机的可逆性?为什么说发电机作用和电动机作用同时存在于一台电机中？ 1-3 直流电机有哪些主要部件?试说明它们的作用和结构。 1-4 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？ 1-5 什么是主磁通?什么是漏磁通？ 1-6 直流电机有哪几种励磁方式？

1-7 如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？ 1-8 单叠绕组和单波绕组各有什么特点?其连接规律有何不同？ 1-9 在换向器上电刷正常应当放置在什么位置，为什么？

1-10 计算下列电枢绕组的节距，并绘出绕组展开图和电路图：（1）单叠短距绕组：

（2）单波绕组：2p?6，Zu?S?K?22。 2p?4，Zu?S?K?22；

1-11 某直流电机，PN?4kW，UN?110V，nN?1000rmin，?N?0.8。若此直流电机

是直流电动机，试计算额定电流IN；如果是直流发电机，再计算IN。

P4000?45.46 A 解：电动机时，根据PN?UNIN?N 有IN=N?UN?N110?0.8发电机时，根据PN?UNIN 有IN=

PN4000??36.36 A UN1101-12 一台直流电动机，PN?17kW，UN?220V，?N?0.83，nN?1500rmin。求：额定电流和额定负载时的输入功率。

P17000解：根据PN?UNIN?N 有IN=N??93.1A

UN?N220?0.83输入功率：P1?UNIN?220?93.1?20.48 kW

1-13 什么叫电枢反应?电枢反应对气隙磁场有什么影响？

1-14 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转的方向移动一个角度，电枢反应的性质是怎样

的？若电刷逆电枢旋转的方向移动一个角度，电枢反应的性质又是怎样的？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质将是怎样？

1-15一台直流电机，p?3，单叠绕组，电枢绕组总导体数N?398，一极下磁通为

??2.1?10?2Wb。当转速nN?1500rmin和转速n?500rmin时，分别求电枢绕组的感应电动势Ea。

解：∵p?a?3

∴n?1500rmin时，

pN3?398?n??2.1?10?2?1500?208.95V 60a60?3n?500rmin时， pN3?398Ea??n??2.1?10?2?500?69.65V

60a60?31-16 一台直流发电机的额定容量PN?17kW，额定电压UN?230V，额定转速

Ea?nN?1500rmin，极对数p?2，电枢总导体数N?468，连成单波绕组，气隙每极

磁通??1.03?10?2Wb，求：(1)额定电流；(2)电枢电动势。

P17000解：(1)额定电流：根据PN?UNIN 有IN?N??73.91 A

UN230(2)电枢电动势

∵单波绕组的a?1

pN2?468?n??1.03?10?2?1500?241.02 V 60a60?11-17 一台他励直流电动机接在220V的电网上运行，已知a?1，p?2，N?372，

∴Ea???1.1?10?2Wb，Ra?0.208?，pFe?362W，p??204W，nN?1500rmin，忽

略附加损耗。求：

(1)此电机是发电机运行还是电动机运行？ (2)输入功率、电磁功率和效率；

(3)电磁转矩、输出转矩和空载阻转矩。

解：(1) ∵Ea?pN2?372?n??1.1?10?2?1500?204.6 V 60a60?1204.6V?220V ∴是电动机运行