【正文】 = 247。2= 2．52 一臺直流發(fā)電機，當，每極磁通時，試求： （1）若為單疊繞組，則電樞繞組應有多少導體？ （2）若為單波繞組，則電樞繞組應有多少導體？ 解：(1) ∴ 單疊 a=4 ∴根 (2)單波：a=1 根2．53 一臺直流電機，，每元件電阻為，當轉(zhuǎn)速時，每元件的平均電動勢為10V。問當電樞繞組為單疊或單波時，電樞端的電壓和電樞繞組的電阻各為多少？ 解：單疊繞組：每支路元件數(shù)： ∴電刷端電壓U=3010=300V電樞繞組電阻 單波繞組：每支路元件數(shù)： 電刷端電壓：U=1060=600V電樞繞組電阻：=2．54 一臺2極發(fā)電機，空載時每極磁通為，每極勵磁磁動勢為3000A?，F(xiàn)設電樞圓周上共有電流8400A并作均勻分布，已知電樞外徑為若電刷自幾何中性線前移機械角度，試求： （1）每極的交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢各為多少？ （2）當略去交軸電樞反應的去磁作用和假定磁路不飽和時，試求每極的凈有磁動勢及每極下的合成磁通。2．55 有一直流發(fā)電機，，每個元件的串聯(lián)匝數(shù)，，電刷在幾何中性線上，試計算額定負載時的線負荷A及交軸電樞磁動勢。2．56 一臺并勵直流發(fā)電機，，，單波繞組，電樞導體總數(shù)根，額定勵磁電流，空載額定電壓時的磁通。電刷安放在幾何中性線上，忽略交軸電樞反應的去磁作用，試求額定負載時的電磁轉(zhuǎn)矩及電磁功率。 解： ∴ 2．57 一臺并勵直流發(fā)電機，，電樞電路各繞組總電阻，勵磁繞組每極匝數(shù)匝，勵磁繞組電阻。當轉(zhuǎn)速為時，測得電機的空載特性如下表： U0/V44104160210230248276Iｆ/A0．370．911．452．002．232．513．35試求：（1）欲使空載產(chǎn)生額定電壓，勵磁回路應串入多大電阻？ （2）電機的電壓調(diào)整率；（3）在額定運行情況下電樞反應的等效去磁磁動勢。2．59 一臺4極并勵電動機，，，主極繞組每極2800匝，總勵磁電阻。電機在時的空載特性如下：Iｆ/A0．20．30．40．50．60．70．80．91．0U0/V75110140168188204218231240 當額定負載時，電樞電流為76A，此時電樞反應的去磁磁動勢用并勵繞組的電流表示時為，試求： （1）額定負載下的轉(zhuǎn)速； （2）若在此電機中的每個主極裝設匝的串勵繞組（積復勵或差復勵兩種情況），這時電樞電路的總電阻，試求額定負載下的轉(zhuǎn)速。`2．60 兩臺完全相同的并勵直流電機，機械上用同一軸聯(lián)在一起，并聯(lián)于230V的電網(wǎng)上運行，軸上不帶其它負載。在時空載特性如下：Iｆ/A1．31．4U0/V186．7195．9 現(xiàn)在，電機甲的勵磁電流為，電機乙的為，轉(zhuǎn)速為，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻）均為，若忽略電樞反應的影響，試問： （1）哪一臺是發(fā)電機？哪一臺為電動機？（2）總的機械損耗和鐵耗是多少（3）只調(diào)節(jié)勵磁電流能否改變兩機的運行狀態(tài)（保持轉(zhuǎn)速不變）？（4）是否可以在時兩臺電機都從電網(wǎng)吸取功率或向電網(wǎng)送出功率？解：(1)∵, , ∴甲臺電機在時電動勢 (∵) 乙臺電機在時電動勢： ＞230V ＜230V∴ 甲為發(fā)電機，乙為電動機。 (2)電動機： 發(fā)電機： ∴兩臺電機總的機械耗和鐵耗為： 電動機： 發(fā)電機： 總的機械耗和鐵耗：(3)要改變兩臺電機運行狀態(tài)并保持轉(zhuǎn)速不變，應減小甲臺電機的勵磁電流，同時增加乙臺電機的勵磁電流，當兩臺電機的勵磁電流相同時，兩臺電機都是電動機，最后乙為發(fā)電機，甲為電動機。(4)都可以通過從電網(wǎng)吸收電功率成為電動機，但不能都成為發(fā)電機，因為沒有原動機，即沒有輸入機械能，無法輸出電能。2．61一直流電機并聯(lián)于電網(wǎng)上運行，已知，根，，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻），，雜散損耗，試問：此直流電機是發(fā)電機還是電動機運行？計算電磁轉(zhuǎn)矩和效率。 解：（1）==205（V）＜220V ∴總電動機運行。 （2） ∴ （3）=+=(A) ==205=(W)100％=100％=％或者：=％=()=()2．62一臺、220V的并勵電動機，額定效率，電樞回路的總電阻（包括電刷接觸電阻），并勵回路電阻。今欲使起動電流限制為額定電流的倍，試求起動變阻器電阻應為多少？若起動時不接起動電阻則起動電流為額定電流的多少倍？2．63一臺并勵電動機，，，（包括電刷接觸電阻）。在額定負載時突然在電樞回路中串入電阻，若不計電樞回路中的電感和略去電樞反應的影響，試計算此瞬間的下列項目： （1）電樞反電動勢； （2）電樞電流； （3）電磁轉(zhuǎn)矩；（4）若總制動轉(zhuǎn)矩不變，求達到穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)速。 (1) ∴在電樞串入電阻的瞬間，和n不變，∴電動勢不變∴∵不變，∴不變，由于慣性，n不變（加講串電阻調(diào)速過程）(2) (3) ∴ 或者：∵不變 (4) ∵總制動轉(zhuǎn)矩不變， ∴不變。 ∴電樞電流不變 ∴ ∵ ∴2．64并勵電動機的，。已知電樞電阻為，試求： （1）電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩； （2）在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩； （3）電機的空載轉(zhuǎn)速；（4）在總制動轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當電樞回路串入電阻后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.解：(1) (2) (3) 空載轉(zhuǎn)速(4)總制動轉(zhuǎn)矩不變，不變， ∴2．65一臺并勵電動機，，，（包括電刷接觸電阻）。若總制動轉(zhuǎn)矩不變，在電樞回路串入一電阻使轉(zhuǎn)速降低到，試求串入電阻的數(shù)值、輸出功率和效率（假設）。 解：(1) 即0．1156450=110－75（+）求解得2．66串勵電動機，，電樞回路各繞組電阻，一對電刷接觸壓降。若制動總轉(zhuǎn)矩為額定值，外施電壓減到150V，試求此時電樞電流及轉(zhuǎn)速（假設電機不飽和）。 解：(1)∵是串勵 ∴又∵總制動轉(zhuǎn)矩保持為額定值∴ 為常數(shù)，∴(2) (條件不變)否則：∴2．67某串勵電動機，，，（包括電刷接觸電阻），欲在負載制動轉(zhuǎn)矩不變條件下把轉(zhuǎn)速降到，需串入多大電阻？ 解：∵總制動轉(zhuǎn)矩不變 ∴不變，∴不變∴∴2．68已知他勵直流電動機，，，試求： （1）拖動額定負載在電動機狀態(tài)下運行時，采用電源反接制動，允許的最大制動力矩為 ，那么此時應串入的制動電阻為多大？ （2）電源反接后轉(zhuǎn)速下降到時，再切換到能耗制動，使其準確停車。當允許的最大力矩也為 時，應串入的制動電阻為多大？2．69一臺并勵電動機，，，，試求下列制動方式制動時，進入制動狀態(tài)瞬間的電樞回路的損耗和電磁制動轉(zhuǎn)矩。 （1）電動機在恒轉(zhuǎn)矩負載在額定狀態(tài)下運行時，電樞回路串電阻使轉(zhuǎn)速下降到時穩(wěn)定運行，然后采用反接制動； （2）采用能耗制動，制動前的運行狀態(tài)同（1）； （3）電動機帶位能性負載作回饋制動運行，當時。第三章 變壓器3．1 變壓器有哪幾個主要部件？各部件的功能是什么？ 變壓器的主要部件:鐵心:磁路,包括芯柱和鐵軛兩部分繞組:電路油箱:加強散熱，提高絕緣強度套管:使高壓引線和接地的油箱絕緣3．2 變壓器鐵心的作用是什么？、表面涂絕緣漆的硅鋼片制造鐵心？ ,用涂絕緣漆的薄硅鋼片疊成鐵心,可以大大減小鐵耗.3．3 為什么變壓器的鐵心和繞組通常浸在變壓器油中？ 因變壓器油絕緣性質(zhì)比空氣好，所以將鐵心和繞組浸在變壓器油中可加強散熱和提高絕緣強度.3．4 變壓器有哪些主要額定值？一次、二次側(cè)額定電壓的含義是什么？ 額定值 ,,:一次繞組端子間電壓保證值:空載時,一次側(cè)加額定電壓,二次側(cè)測量得到的電壓3．5 變壓器中主磁通與漏磁通的作用有什么不同？在等效電路中是怎樣反映它們的作用的？ 主磁通:同時交鏈一次，二次繞組,但是能量從一次側(cè)傳遞到二側(cè)的媒介,使,實現(xiàn)變壓功能漏磁通:只交鏈自身繞組,作用是在繞組電路中產(chǎn)生電壓降,負載時影響主磁通, 和二次電壓的變化,以及限制二次繞組短路時短路電流的大小,在等效電路中用反應磁通的作用,用,反應漏磁通的作用3．6 電抗、的物理概念如何？它們的數(shù)據(jù)在空載試驗、短路試驗及正常負載運行時是否相等？為什么定量計算可認為和是不變的？的大小對變壓器的運行性能有什么影響？在類變壓器的范圍如何？ :對應一次繞組的漏磁通,磁路的磁組很大，因此很小,因為空氣的磁導率為常數(shù),∴為常數(shù)叫短路電抗:對應于主磁通,主磁通所走的磁路是閉合鐵心,其磁阻很小,而電抗與磁阻成反比,鐵心的磁導率不是常數(shù),它隨磁通密度的增加而變小，磁阻與磁導率成反比,所以勵磁電抗和鐵心磁導率成正比由于短路時電壓低,主磁通小，而 負載試驗時加額定電壓，主磁通大，所以主磁通和空載試驗時基本相同,即負載運行時的勵磁電抗與空載試驗時基本相等，,在空載試驗,斷路試驗和負載運行時,數(shù)值相等,叫短路阻抗 是常數(shù)∴不變(隨溫度變化)(見背面)3．7 為了得到正弦感應電動勢，當鐵心不飽和與飽和時，空載電流應各呈何種波形？為什么？ 鐵心不飽和時,空載電流與成正比,如感應電勢成正弦,則也為正弦變化，∴也為正弦鐵心飽和時: 為尖頂波,3．8 試說明磁動勢平衡的概念極其在分析變壓器中的作用？一次電流產(chǎn)生的磁動勢和二次電流產(chǎn)生的磁動勢共同作用在磁路上，等于磁通乘磁組,即 其中是考慮鐵心的磁滯和渦流損耗時磁動勢超前磁通的一個小角度,實際鐵心的很小，而,則,即這就叫磁動勢平衡,即一二次磁動勢相量的大小相等，方向相反，二次電流增大時,一次電流隨之增大.當僅考慮數(shù)量關(guān)系時,有即或∴利用磁動勢平衡的概念來定性分析變壓器運行時,可立即得出結(jié)論,一,二次電流之比和他們的匝數(shù)成反比.3．9 為什么變壓器的空載損耗可以近似地看成是鐵耗，短路損耗可以近似地看成是銅耗？負載時變壓器真正的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無差別，為什么？ 解： ∵空載損耗 空載時很小，∴可忽略 ∴ ∵∵短路試驗時外施電壓很小, ∴很小, 很小 ∴鐵耗很小,可忽略鐵耗, 負載時：與空載時無差別，這是因為當f不變時，負載與空載時一次繞組側(cè)施加的電壓基本不變，∴基本不變，則不變損耗，嚴格說，空載時，漏抗壓降大∴磁密略低，鐵耗略少些：如果是同一電流，則無差別。如果考慮到短路損耗包含少量的鐵耗的話，負載真正的銅耗比短路時側(cè)略小。3．10 變壓器的其它條件不變，僅將一、二次繞組匝數(shù)變化，對，的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化，其影響怎樣？如果僅將頻率變化，其影響又怎樣？解：①一，二次繞組匝數(shù)變比177。10％。如+10％= ∵漏磁路的漏磁導，為常數(shù) ∴即增加21％如－10％=％，二次繞組匝數(shù)變化對無影響 增加，減少∴u增大 ∴19％。②外施電壓變比177。10％，不變，由磁化曲線知， 比 變化快 ∴∴③ 為漏磁路的漏磁導 ∴為常數(shù) ∴變化177。10％，變化177。10％。 ： 除與成正比外，還與成正比 ∵ ∴變化177。10％，E不變 ∴變化177。10％，如增加10％，則減小10％，增大，∴的增加大于10％。減小10％，則增加10％，減小，∴的減小于10％。3．11 分析變壓器有哪幾種方法？它們之間有無聯(lián)系？為什么？ 解：分析變壓器有三種方法：基本方程式，等效電路和相量圖，三者有聯(lián)系，他們的物理本質(zhì)是一樣，都反映了變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系，在進行定量計算時，宜采用等效電路和方程式，定性的給各物理量間關(guān)系時，可用相量圖。3．12 一臺變壓器，原設計的額定頻率為50Hz，現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運行，額定電壓不變，試問對勵磁電流、鐵耗、漏抗、電壓變化率等有何影響？解：也50變?yōu)?0，額定電壓不變。① 變?yōu)樵瓉淼?，則變?yōu)樵瓉淼摹鄤畲烹娏鳒p小，即，為原來的② 雖然頻率變?yōu)樵瓉淼谋?，但減小倍，∴減小倍，但的平方與成正比∴最終仍是鐵耗減小，即③勵磁電抗 ，飽和程度降低， ∴④漏電抗： 為漏磁路磁導可認為是常數(shù)∴ 隨頻率增大而增大。⑤電壓變化率∵，∴3．13 一臺額定頻率為50Hz的電力變壓器，接到頻率為60Hz、電壓為額定電壓5/6倍的電網(wǎng)上運行，問此時變壓器的空載電流、勵磁電抗、漏電抗及鐵耗等將如何變化？為什么？ 解： 原來現(xiàn)在 ∴如改為60Hz電力變壓器，接到50Hz電網(wǎng)上，電壓為倍，則現(xiàn)在 ∴(1)∵磁通未變 ∴不