自编电机学习题及答案

第1章 磁 路 思考题与习题

1-1 磁路的基本定律有哪几条？当铁心次路上有几个磁动势同时作用时，磁路的计算能

否用叠加原理？为什么？

1-2 基本磁化曲线和初始磁化曲线有何区别？磁路计算时应用哪一种磁化曲线？ 1-3 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？ 它们各与哪些因素有关？ 1-4 电机和变压器的材料通常采用什么材料制成？这些材料有什么特点？

1-5 有一个N匝的铁心线圈，已知线圈内的电流为i，铁心内的总磁通为?，铁心磁路

的磁导为?m，不计漏磁，试导出线圈的自感L?N2?m。

1-6 图1-15所示铁心线圈，已知线圈的匝数N?800，铁心厚度为0.025m，铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成，叠片系数（即扣除叠片中的空气层以后，截面中铁的净面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁。试计算： (1)中间心柱的磁通为7.5?10?4Wb，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2)考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量是所需的励磁电流。

1-7 一电磁铁铁心的形状如图1-16所示，线圈匝数为N?1000，空气隙长度l?2.0mm，

磁路的a、b、c三段长度与截面面积都相等，气隙的磁阻比它们每段大30倍，当线圈中有电流I?1.8A时，气隙内的磁感应强度B为多少？

l10.81.232.43N匝ab50.02c 图1-15 题1-6铁心线圈 图1-16 题1-7电磁铁铁心

第2章 变压器 思考题与习题

2-1 变压器是根据什么原理进行电压变换的?变压器的主要用途有哪些? 2-2 铁心在变压器中起什么作用?如何减少铁心中的损耗?

2-3 变压器的主磁通和漏磁通的性质有何不同?在等效电路中是如何反映它们的作用

的?

2-4 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？ 2-5 为什么变压器的空载损耗可以近似看成是铁损耗，短路损耗可以近似看成是铜损

耗?

2-6 做变压器空载、短路试验时，电压可加在高压侧，也可加在低压侧。两种方法试验

时，电源输入的有功功率是否相同?测得的参数是否相同?

1.22-7 什么是标幺值，使用标幺值计算变压器问题时有何优点？用标幺值表示时，变压器

??的I0和Zk一般在什么范围之内？

2-8 变压器空载电流的性质和作用如何?其大小与哪些因素有关?

2-9 什么是变压器的电压调整率，它与哪些因素有关？?U是否能变成负值？

V，若错把二次侧当成一次侧接到2202-10 某台单相变压器，U1NU2N?220V110V的交流电源上，会产生什么现象?

2-11 变压器的理想并联运行是指什么？如何才能达到理想的并联运行？

2-12变压器的额定效率?N与最大效率?max是否同一？什么情况下才能达到最大效率？ 2-13 电压互感器和电流互感器的功能是什么?使用时须注意哪些事项?

2-14 有一台SSP?125000220三相电力变压器，YN,d接线，U1N/U2N?220/10.5kV，求①变压器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。 解：①一次、二次侧的额定电流：

U1N?220kV；U2N?10.5kV 一次、二次侧的额定电流：

I1N?SN3U1N?1250003?220?328.04A；I2N?SN3U2N?1250003?10.5?6873.22A

②一次、二次侧的额定相电流： 一次Y连接：I1N??I1N?328.04A； 二次?连接：I2N??I2N3?6873.223?3968.25A；

kVA，U1NU2N?10kV6.3kV；Y，d11连接组，空载及2-15 已知三相变压器SN?5600短路试验数据如下：(室温25℃，铜绕组)

试验名称 空载

短路

电压/V 6300 550

电流/A 7.4 323.3

功率/W 18 000 56 000

备注 低压侧加电压 高压侧加电压

试求：

(1)折算到一次侧时近似等效电路的参数（实际值和标幺值）；

(2)额定负载且功率因数cos?2?0.8 (滞后)时的二次侧端电压及效率； (3)cosφ=0.8(滞后)时的最大效率。 解：（1）变比：k?U1N?U2N??103?0.9164 6.3?5600?1033?10?103额定电流：I1N?I1N??I2N?SN3U2NSN3U1N?323A

?5600?1033?6.3?103?513A，I2N??I2N3?5133?296A

额定电压：U1N??U1N3?103?5.774kV

U2N??U2N?6.3kV

短路电阻：Rk?短路阻抗：Zk?pk23Ik?560003?323.32?2?0.179? ?0.982?

Uk3Ik5503?323.3短路电抗：XK?ZK2?rK?0.9822?0.1792?0.966?

235?75?0.179?0.213?

235?25U1N?5774??17.87? 一次阻抗基值：Z1b?I1N?323XR0.2130.966??Rk?k??0.0119，Xk?k??0.0541

Z1b17.87Z1b17.87折算到75℃的电阻：Rk75℃?''低压侧激磁电阻：Rm?''Zm?''Xm?p032I20???7.43?1800032?328.7?

U20?I20?''Zm?263007.43?1474.6?

''2?Rm?1474.62?328.72?1437.5?

''折算到高压侧（一次侧）：Rm?k2Rm?0.91642?328.7?276.0? ''Xm?k2Xm?0.91642?1437.5?1206.1?

?Rm?Rm276.0X1206.1???15.44，Xm?m??67.49

Z1b17.87Z1b17.87'U1N??U2''I2Rkcos?2?I2Xksin?2?100%??100%U1N?2）电压调整率： ?U?U1N?

'????I2Rkcos?2?Xksin?2?100%??0.0119?0.8?0.0541?0.6??100%?4.198%.5 二次侧电压：U2?U2N?1??U??6300??1?4.198%??6035??折算到75℃时的三相短路损耗：

22pkN75℃?3Ik?Rk75℃?3?323.3?0.213?66790W

效率：

Fek?N??1???100%?98.14% ?1?Scos??p?p???100%??5600?0.8?18?66.79??NNFek??3）变压器效率最大时，可变损耗等于不变损耗

?p?p??18?66.79???I??pFepkN75C??18?0.519 66.792p??2?18?最大效率：

Fe?max??1???100%?98.6% ?1??Scos??2p???100%??0.567?5600?0.8?2?18??N20??2-16 某三相变压器，SN?750kVA，U1NU2N?10kV/0.4kV，Y，yn0连接组。空载及短

路试验数据如下：(室温20?C，铜绕组)

试验名称 电压/V 电流/A 空载 400 60 短路 440 43.3

试求：

功率/W 3800 10900

备注 低压侧加电压 高压侧加电压

''(1)折算到高压侧的变压器“T”形等效电路(设R1?R2，X1??X2?)；

?和效率?。 (2)当额定负载且cos?2?0.8(超前)时的电压变化率、二次端电压U2解：(1)折算到高压侧的变压器“T”形等效电路

变比；k?Zm?低压??Rm?低压??U1N?U2N?U2N?I0P023I0??10/30.4/3?25

400/3?3.849? 602?38003?602?0.352?

Xm?低压??222Zm?低压??Rm?低压??3.849?0.352?3.833?

折算到高压侧：Zm?k2Zm?低压??252?3.849?2405.6? Rm?k2Rm?低压??252?0.352?203.1? Xm?k2Xm?低压??252?3.833?2395.6?

Uk3IkPk23Ik短路阻抗：Zk?短路电阻：Rk?短路电抗：Xk??4403?43.3?5.867?

?2109003?43.32?1.938?

Zk2?Rk?5.8672?1.9382?5.538?

折算到75℃的电阻：Rk75℃?'R1?R2?235?75?1.938?2.356?

235?2011Rk??2.356?1.178? 2211???Xk??5.538?2.769? X1??X222“T”形等效电路为

(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?2?1?750000?0.8?3800?1?13252????35kV6.6kV的三相变压器，2-17有一台5600kVA、Y，d11联结、从短路试验得Xk?5.25%，

?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 ?U?'U1N??U2U1N?'????100%??I2Rkcos?2?Xksin?2?100%?0

????cos?2?Xksin?2?0.01cos?2?0.05251?cos2?2?0 解得：cos?2?0.9823超前。 即RkY,y02-18 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，

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

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