【正文】 直流電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是直流還是交流？若是交流，那么為什么計(jì)算穩(wěn)態(tài)電動(dòng)勢時(shí)不考慮元件的電感？ 答 直流電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是交流的。直流電機(jī)電樞繞組是旋轉(zhuǎn)的，經(jīng)換向器電刷的作用，變換成為靜止電路，兩電刷間的電路在空間位置是不變的，因而電刷電動(dòng)勢是直流的，所通過的電流也是直流的，電感不起作用。
53. 直流電機(jī)電樞繞組型式由什么決定？ 答 直流電機(jī)繞組型式由繞組的合成節(jié)距決定。為疊式繞組；為波繞組，其中為換向器片數(shù)，為極對(duì)數(shù)。
54. 直流電機(jī)電樞繞組為什么必須是閉合的？ 答 因?yàn)橹绷麟姌欣@組不是由固定點(diǎn)與外電路連接的，而是經(jīng)換向器電刷與外電路想連接的，它的各支路構(gòu)成元件在不停地變化。為使各支路電動(dòng)勢和電流穩(wěn)定不變，電樞繞組正常、安全地運(yùn)行，此種繞組必須是閉合的。
55. 直流電機(jī)電刷放置原則是什么？ 答 在確定直流電機(jī)電刷的安放原則上就考慮：（1）應(yīng)使電機(jī)正、負(fù)電刷間的電動(dòng)勢最大：（2）應(yīng)使被短路元件的電動(dòng)勢最小，以利于換向。兩者有一定的統(tǒng)一性，一般以空載狀態(tài)為出發(fā)點(diǎn)考慮電刷的安放。因此，電刷的合理位置是在換向器的幾何中性線上。無論疊繞組還是波繞組，元件端接線一般總是對(duì)稱的，換向器的幾何中性線與主極軸線重合，此時(shí)電刷的合理位置是在主極軸線下的換向片上。
56. 直流電機(jī)空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場各由什么磁動(dòng)勢建立？負(fù)載后電樞電動(dòng)勢應(yīng)該用什么磁通進(jìn)行計(jì)算？ 答 空載時(shí)的氣隙磁場由勵(lì)磁磁動(dòng)勢建立，負(fù)載時(shí)氣隙磁場由勵(lì)磁磁動(dòng)勢和電樞磁動(dòng)勢共同建立。負(fù)載后電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢應(yīng)該用合成氣隙磁場對(duì)應(yīng)的主磁通進(jìn)行計(jì)算。
57. 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢公式用機(jī)械角速度表示轉(zhuǎn)速時(shí)，其結(jié)構(gòu)常數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩公式的結(jié)構(gòu)常數(shù)是統(tǒng)一的，試證明。
答 58. 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種？每種勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電壓與電樞電流或電樞電壓有怎樣的關(guān)系？ 答 直流電機(jī)勵(lì)磁方式四種：①他勵(lì)——?jiǎng)?lì)磁電流由獨(dú)立電源供給，與電樞電流無關(guān)；②并勵(lì)——?jiǎng)?lì)磁電流并在電樞兩端，勵(lì)磁電壓等于電樞電壓U；③串勵(lì)——?jiǎng)?lì)磁繞組與電樞串聯(lián)，；④復(fù)勵(lì)——既有并勵(lì)繞組又有串勵(lì)繞組，按兩繞組磁動(dòng)勢方向的異同分成：積復(fù)勵(lì)——串勵(lì)與并勵(lì)磁動(dòng)勢同向，差復(fù)勵(lì)——串勵(lì)與并勵(lì)磁動(dòng)勢反向。
59. 在勵(lì)磁電流不變的情況下，發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢與空載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢大小相同嗎？為什么？ 答 負(fù)載時(shí)電動(dòng)勢比空載時(shí)小，由于負(fù)載時(shí)有電樞反應(yīng)去磁作用，使每極磁通減小。
60. 為什么并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)工作在空載特性的飽和部分比工作在直線部分時(shí)，其端電壓更加穩(wěn)定？ 答 在飽和區(qū)工作，當(dāng)勵(lì)磁電流變化時(shí)空載電動(dòng)勢的變化較小，因此端電壓更加穩(wěn)定。
五、計(jì)算 1. 在下圖中，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(jì)算公式。
解：副線圈中感應(yīng)電勢的瞬時(shí)值 ＝ ＝Cost 感應(yīng)電勢的有效值計(jì)算公式為： = 2. 對(duì)于下圖，如果鐵心用硅鋼片迭成，截面積＝㎡,鐵心的平均長度＝，空氣隙m，線圈的匝數(shù)為600匝，試求產(chǎn)生磁通＝韋時(shí)所需的勵(lì)磁磁勢和勵(lì)磁電流。
解：在鐵心迭片中的磁密為 ＝11/＝ (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*＝（A） 在空氣隙處，當(dāng)不考慮氣隙的邊緣效應(yīng)時(shí) （T） 所以 ＝ （A/m） 故 ＝（A） 則勵(lì)磁磁勢F＝+＝+＝ 安匝 勵(lì)磁電流 （A） 3. 磁路結(jié)構(gòu)如下圖所示，欲在氣隙中建立韋伯的磁通，需要多大的磁勢？ 解：當(dāng)在氣隙處不考慮邊緣效應(yīng)時(shí)，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++＝（A） 。
4. ，在鐵環(huán)上繞有線圈，當(dāng)線圈中電流為5安時(shí)，試求線圈應(yīng)有匝數(shù)。鐵環(huán)所用材料為鑄鋼。
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） 5. 一臺(tái)220/110V、50Hz的空心變壓器。參數(shù)如下：，（原線圈自感），；，（副線圈自感），試求（1）原副線圈的漏抗和變壓器的激磁電抗；（2）畫出T型等效電流，將各數(shù)值標(biāo)在等效短路圖上，計(jì)算空載電流。
解：（1）根據(jù) 得， （2）它的等效電路圖 空載電流 （高壓邊） 6. 一臺(tái)三相變壓器，原、副方額定電壓，－11連接，副方額定電流。
試求（1）原副方線圈匝數(shù)； （2）原線圈電流及額定容量； （3）變壓器運(yùn)行在額定容量且功率因數(shù)為、（超前）（滯后）三種情況下的負(fù)載功率。
解：（1）原方 副方 所以 （2）額定容量 （3）因 所以當(dāng)時(shí) 1000 W 當(dāng)時(shí) 1000＝900 w 當(dāng)時(shí) 1000＝850 w 7. 三相變壓器的額定值為SN＝1800kVA，U1N/U2N＝6300/3150V，Y，d11聯(lián)結(jié)，空載損耗P0＝，短路損耗Pk＝，求 （1） 當(dāng)輸出電流I2＝I2N，時(shí)的效率； （2） 效率最大時(shí)的負(fù)載系數(shù)。
解： 當(dāng)Pcu＝PFe時(shí)發(fā)生、 所以 8. 某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500kVA增加到800kVA。原有一臺(tái)變壓器SN =560kVA, U1N/U2N＝6000/400，Y，yn0聯(lián)結(jié)，uk＝％?，F(xiàn)有三臺(tái)變壓器可供選用，它們的數(shù)據(jù)是： 變壓器1：320kVA，6300/400V，uk＝4％，Y，yn0聯(lián)結(jié)； 變壓器2：240kVA，6300/400V，uk＝％，Y，yn4聯(lián)結(jié)； 變壓器1：320kVA，6300/440V，uk＝4％，Y，yn0聯(lián)結(jié)； 試計(jì)算說明，在不使變壓器過載的情況下，選用那一臺(tái)投入并聯(lián)比較適合？ 如果負(fù)載增加需選兩臺(tái)變比相等的與原變壓器并聯(lián)運(yùn)行，試問最大總負(fù)載容量是多少？那臺(tái)變壓器最先達(dá)到滿載？ 解：（1）選第1臺(tái)適合。
（2）如果負(fù)載增加，則選第一臺(tái)與第二臺(tái)，但第二臺(tái)要進(jìn)行改接，使原Y，yn4改接為Y，yn0。則三臺(tái)變壓器中，由于第一臺(tái)，Uk＝4％最小，所以最先達(dá)到滿載 則S1＝SN320kVA。
故 所以 所以 9. 兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行均為Y，d11聯(lián)結(jié)標(biāo)號(hào)，U1N/U2N＝35/，第一臺(tái)1250kVA，uk1＝％，第二臺(tái)2000kVA，uk1＝6％，試求： 總輸出為3250kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器的負(fù)載是多少？ 在兩臺(tái)變壓器均不過載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出為多少？此時(shí)并聯(lián)組的利用率達(dá)到多少？ 解： 所以 所以 所以 kVA kVA 兩臺(tái)變壓器均不過載，則第二臺(tái)滿載， kVA 并聯(lián)組利用率： 10. 有一臺(tái)的鋁線變壓器，，連接方式為Y，yn，鐵心截面積，取鐵心最大磁密，試求： （1） 一、二次繞組的匝數(shù)； （2）按電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)要求，二次側(cè)電壓應(yīng)能在額定上、下調(diào)節(jié)，希望在高壓繞組邊抽頭以調(diào)節(jié)抵壓繞組邊的電壓，試問如何抽頭？ 解：（1）先由算出，即： （2）高壓繞組抽頭匝數(shù) 設(shè)高壓繞組抽頭匝數(shù)為，因?yàn)? 所以 11. 額定轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)，若將轉(zhuǎn)速調(diào)整到3060轉(zhuǎn)/分運(yùn)行，其它情況不變，問定子繞組三相電動(dòng)勢大小、波形、頻率及各相電動(dòng)勢相位差有何改變？ 答：本題題意為轉(zhuǎn)速升高(升高倍) （1）頻率 , 。
(2) 大小 (N、kw、Φ1=C),。
（3） 波形和各相電動(dòng)勢相位差不變，因它們與轉(zhuǎn)速無關(guān)。
12. 一臺(tái)4 極，Q=36的三相交流電機(jī)，采用雙層迭繞組，并聯(lián)支路數(shù)2a=1， ，每個(gè)線圈匝數(shù)NC=20，每極氣隙磁通=103Wb，試求每相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢。
解： 極距 節(jié)距 每極每相槽數(shù) 槽距角 基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 每條支路匝數(shù) 匝 基波相電動(dòng)勢 13. 有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，2p=2，n=3000轉(zhuǎn)/分，Q=60，每相串聯(lián)總匝數(shù)N=20，fN=50赫，每極氣隙基波磁通=，求： （1） 基波電動(dòng)勢頻率、整距時(shí)基波的繞組系數(shù)和相電動(dòng)勢； （2） 如要消除5次諧波，節(jié)距y應(yīng)選多大，此時(shí)的基波電動(dòng)勢為多大？ 解：(1) 基波電動(dòng)勢頻率 極距 每極每相槽數(shù) 槽距角 整距繞組基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 基波繞組系數(shù) 基波相電動(dòng)勢 (2) 取 基波短距系數(shù) 基波相電動(dòng)勢 14．一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，2p=6，Q=36，定子雙層迭繞組， ，每相串聯(lián)匝數(shù)N=72，當(dāng)通入三相對(duì)稱電流，每相電流有效值為20A時(shí)，試求基波三相合成磁動(dòng)勢的幅值和轉(zhuǎn)速？ 解：每極每相槽數(shù) 槽距角 基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 基波繞組系數(shù) 三相基波合成磁動(dòng)勢幅值 安匝/極 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 15. 三相雙層繞組，Q=36，,，,。
試求： （1） 導(dǎo)體電動(dòng)勢； （2） 匝電動(dòng)勢； （3） 線圈電動(dòng)勢； （4） 線圈組電動(dòng)勢； （5） 繞組相電動(dòng)勢； 解：極距 槽距電角 每極每相槽數(shù) 短距系數(shù) 分布系數(shù) 繞組系數(shù) （1） 導(dǎo)體電動(dòng)勢 （2） 匝電動(dòng)勢 （3） 線圈電動(dòng)勢 （4） 線圈組電動(dòng)勢 （5） 相繞組電動(dòng)勢 16. 一臺(tái)、八極的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率，問該機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在起動(dòng)時(shí)， 轉(zhuǎn)差率是多少？ 解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 17. 有一臺(tái)三相四極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，，接法，，，機(jī)械損耗與附加損耗之和為。設(shè)，求此電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
解： 全機(jī)械功率 輸出功率 電磁功率 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 電磁轉(zhuǎn)矩 或 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 18. 一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定電壓，定子接法，頻率為。額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，定子銅耗為，鐵耗為，機(jī)械損耗，附加損耗，已知，試計(jì)算轉(zhuǎn)子電流頻率、轉(zhuǎn)子銅耗、定子電流和電機(jī)效率。
解 轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子電流頻率 全機(jī)械功率 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子輸入功率 定子線電流 電動(dòng)機(jī)效率 19. 一臺(tái)三相四極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，，，定子接法。已知額定運(yùn)行時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的。試計(jì)算額定運(yùn)行時(shí)的電磁功率、輸入功率和功率因數(shù)。
解 轉(zhuǎn)差率 輸出轉(zhuǎn)矩 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子銅耗 輸入功率 功率因數(shù) 20. 三相繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子開路時(shí)，在定子上加額定電壓，從轉(zhuǎn)子滑環(huán)上測得電壓為，轉(zhuǎn)子繞組接法，每相電阻，每相漏抗，當(dāng)時(shí)，求轉(zhuǎn)子電流的大小和頻率、全機(jī)械功率。
解 轉(zhuǎn)差率 開路時(shí)，轉(zhuǎn)子相電勢 當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率為 轉(zhuǎn)子電流 全機(jī)械功率 21. 已知三相鋁線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為，定子接法，，定子鋁耗（），轉(zhuǎn)子鋁耗()，鐵耗，機(jī)械損耗，附加損耗。
試計(jì)算此電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速、負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、空載的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。
解 同步轉(zhuǎn)速為 全機(jī)械功率為 電磁功率為 額定負(fù)載試的轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)速 負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩 22. 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓為，Y聯(lián)接，頻率為，額定功率為，額定轉(zhuǎn)速為，額定負(fù)載時(shí)的功率