电机学第三版课后习题答案解析

内容发布更新时间 : 2024/12/24 9:52:43星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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短路电阻标幺值 rk*?rk2.2132??0.0178 z1b124.031322zk*?rk*?0.0414

短路电抗标幺值 xk*?激磁阻抗标幺值 zm*?z08.3374??16.6748 z2b0.5r01.8898??3.7796 z2b0.522zm*?rm*?16.2408

激磁电阻标幺值 rm*?激磁电抗标幺值 xm*?(2)U1*?1?0

?0cos??0.8,则??36.87,I2*?0.8??36.870,

0?U2*?U1*?I2*(rk*?jxk*)?0.8682?3.890

电压变化率U??(rk*cos??xk*sin?)?100%?3.12

???异步电机

2-1 何谓异步电动机的转差率?在什么情况下转差率为正,什么情况为负,什么情况下转差

率小于1或大于1?如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状态?

答:异步电机转差率s 是指旋转磁场转速n1与转子转速 n之间的转速差(n1-n)与旋转磁场转速n1的比率,即s?n1?n 。 n1当n< n1时,转差率为正(s>0),n> n1时转差率为负(s<0); 当n1>n>0时,转差率s<1;当0>n>∞时,转差率s>1;

当+∞>s>1 时为电磁制动运行状态,当1>s>0时为电动机运行状态,当0>s>-∞时为发电机运行状态。

2-2 一台三相感应电动机:f1 =50Hz,p=2。在转差率为0.02时,求:(1)定子旋转磁场的转速n1;(2)定子旋转磁场相对转子的转速;(3)转子旋转磁场相对转子的转速;(4)转子旋转磁场相对定子的转速。

[解]:(1). 定子磁场转速:n1?60f160*50??1500r/min p2(2). 转子转速:n?(1?s)n1?(1?0.02)*1500?1470r/min

定子磁场相对转子的转速:n1?n?sn1?0.02*1500?30r/min (3). 转子磁场相对转子的转速:sn1?30r/min (4) 转子磁场相对定子的转速:n1?60f160*50??1500r/min p2 专业知识分享

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2-3 一台三相异步电动机,PN=4.5千瓦,Y/Δ接线,380/220伏,cos?N?0.8,?N?0.8,

nN?1450转/分,试求:

1. 接成Y形或Δ形时的定子额定电流; 2. 同步转速n1及定子磁极对数P; 3. 带额定负载时转差率sN; 解: (1)Y接时: UN=380V IN?PN3UNcos?N?NPN3UNcos?N?N?4.5?1033?380?0.8?0.8?10.68A

△ 接时: UN=220V IN??4.5?1033?220?0.8?0.8?18.45A

(2) nN?n1?60f p60f60?50??2.07 取p=2 nN1450磁极对数 p?同步转速n1?60f60?50??1500r/min p2(3) 额定转差率 s?n1?nN1500?1450??0.0333 n115002-4一台三相四极异步电动机,150kW,50Hz,380V,Y接法,额定负载时pcu2=2.2kW,pmec=2.6kW,附加损耗pad=1.1kW。试求

1. 额定运行时的转速、转差率; 2. 额定运行时的电磁功率和电磁转矩;

3. 如额定运行时,保持负载转矩不变,在转子绕组中串入电阻

使电机的转速降低10%,问串入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍?调速后的转子铜耗是多少?

解:(1)额定运行时的转速为nN?60f?1500(r/min) p 专业知识分享

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Pi?PN?Pmec?Pad?153.7(kW)

P1?s?i可解得s?0.0145 sPcu2(2)电磁功率为Pm?PN?Pmec?Pad?Pcu2?155.9(kW) 电磁转矩为Tm?PmPm??0.1055(NM) ?nN(1?s)(3)串入电阻后的转速为n'?nN(1?s)(1?0.1)?1330(r/min) 此时的转差率为s'?1500?1330?0.1133

1500由于T保持不变,转子电流不变,电磁转矩也不变,接入电阻后,转子铜耗为

'Pcu2?s'PM?17.6635(kW)

'Pcu?Pcu2则串入的电阻值为原电阻值的倍数为2?7.0289

Pcu22-5 当异步电动机运行时,定子电动势的频率是f1,,转子电动势的频率为f2, 由定子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切定子,又以什么速度截切转子?由转子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切转子,又以什么速度截切定子?,它与定子旋转磁动势的相对速度是多少? 答:

由定子电流产生的定子旋转磁动势以n1的速度截切定子,又以n1-n的速度截切转子。 由转子电流产生的转子旋转磁动势以n2?sn1 的速度截切转子,又以n2?n?n1 的速度截切定子,它与定子旋转磁动势的相对速度为(n2?n)?n1?0 。

2-6一台4极异步电动机,额定功率PN=5。5千瓦, f1=50Hz,在某运行情况下,自定子方面输入的功率为6.32千瓦,pcu1=341瓦,pcu2=237.5瓦,pFe=167.5瓦,pmec=45瓦,pad=29瓦,试绘出该电机的功率流程图,标明电磁功率、总机械功率和输出功率的大小,并计算在该运行情况下的效率、转差率、转速及空载转矩、输出转矩和电磁转矩 。 解:输出功率:

P2?P1?(pad?pmec?pcu2?pFe?pcu1)?6.32?(0.029?0.045?0.2375?0.1675?0.341)?5.5kW效率:??

PN5.5100%?100%?87.03% P16.32电磁功率:

Pem?P2?pad?pmec?pcu2?5.5?0.029?0.045?0.2375?5.8115kW

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转差率:s?pcu20.2375??0.041 Pem5.811560f160?50?(1?0.041)?1438.5r/min p2转速:n?(1?s)n1?(1?s)空载损耗:p0?pmec?pad?0.045?0.029?0.074kW 空载转矩:T0?9550p00.074?9550?0.49Nm n1438.5P25.5?9550?36.51Nm n1438.5输出转矩:T2?9550电磁转矩:Tem?9550Pem5.8115?9550?37Nm n11500或 Tem?T2?T0?36.51?0.49?37Nm

2-7 正序电流产生的旋转磁场以什么速度截切转子,负序电流产生的旋转磁场以什么速度

截切转子?当三相异步电动机在不对称电压运行时,转子电流会有哪几种频率?

答:正序分量电流产生的旋转磁场以n1-n的速度截切转子,负序分量电流产生的旋转磁场以n1+n速度截切转子。

―n1 n1 三相异步电动机在不对称运行时,电机内部 只有正序和负序分量电流,它们分别产生正序和负

序旋转磁动势,前者在转子绕组感应电动势和电流, 其频率为

n p(n1?n)?sf1,后者在转子绕组感应电动

60p(n1?n)?(2?s)f1.

60势和电流,其频率为:

同步电机

3-1 试述三相同步发电机准同期并列的条件?为什么要满足这些条件?怎样检验是否满足?

答: 条件是:(1)待并发电机的电压Ug与电网电压Uc大小相等; (2)待并发电机的电压相位与电网电压相位相同; (3)待并发电机的频率fg与电网频率fc相等; (4) 待并发电机电压相序与电网电压相序一致; 若不满足这些条件:

条件(1)不满足,发电机在并列瞬间会产生有害的滞后(或超前)发电机电压900(即无功性质)的巨大瞬态冲击电流,使定子绕组端部受冲击力而变形;

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