发布时间 : 星期六 文章华北电力大学电机学习题集及答案更新完毕开始阅读27a64eac7f21af45b307e87101f69e314232faf7
电机学习题集 1 概论 习题一 感应电动势和电磁力 一、思考题 1. 变压器电动势、运动电动势、自感电动势和互感电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 2. 自感系数的大小与哪些因素有关?有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个的自感系数是常数？哪一个是变数，随什么原因变？ 3. 在图1中，党给原线圈外加正弦电压u1时，线圈内要感应电动势。 （1）当电流i1按图1中方向减小时，标出此时感应电动势实际方向。 （2）如果i1在铁心中建立的磁通?=?msin?t，副线圈咂数是?2，试求副线圈内感应电动势有效值的计算公式。（用频率f1副边匝数?2和磁通最大值?m表示）。 Au1Xi1e1??w1w2e2ax 图1 4. 电磁感应定律有时写成e=-d?d?di，有时写成e=-?，有时写成e=-L。这三种表示dtdtdt法之间有什么差别？从一种写法改为另一种写法需要什么附加条件？在什么情况下把电磁感应定律写成e=d?？是分析说明之。 dt5. 如图2所示，磁通限定在虚线所围的范围内，“+”表示磁力线垂直进入纸面，在图示各种情况下，导电环移动到虚线位置时，试问在运动时环内是否产生感应电动势，若有感应电动势，是确定其方向。 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋（ a)＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋（ b)＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋（ c)＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋（ d)＋＋＋＋＋（ e)＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋（ f)图2 + 二、计算题 1. 设有100匝长方形线框，如图3所示，线框尺寸为a=0.1m，b=0.2m，线圈在均匀磁场中环绕着连接场边中心点的轴线以均匀转速n=1000r/min旋转。均匀磁场的磁密B=0.8T，试求： （1）线圈中感应电动势的时间表达式； （2）感应电动势的最大值及出现最大值的位置； （3）感应电动势的有效值。 2. 线圈匝数尺寸同图3，位于均匀的恒定磁场中，磁通密度B=0.8T，设在线圈中通以10安电流且按顺时针流动，求： （1）当线圈平面与磁力线垂直时，线圈各边所受的力是多少？作用的方向如何？作用在该线圈上的转矩为多少？ （2）当线圈平面与磁力线平行时，线圈各边所受的力是多少？作用的方向如何？作用在该线圈上的转矩为多少？ （3）线圈受转矩后便要转动，试求线圈在不同位置时转矩的表达式。 nb＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋a 图3 3. The linear motor shown in Fig.4 consists of a movable conductor that maintains electrical contact with the stationary U-spaped conductor of infinite length, whose sides are separated by 0.5m and enclose uniform magnetic field of 0.8T. A current generator maintains a constant current in the closed loop. After an accelerating period a force of 10N maintains a 10m/s steady-state velocity of the moving conductor. (a) What is the magnitude of the current? (b) What voltage is induced in the closed loop? ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ 图4 习题二 磁路计算 一、思考题 1 .试比较磁路和电路的相似点与不同点，并叙述磁路计算的一般方法。 2. 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有哪些主要特性。 二、计算题 1. 一铁环的平均半径为0.3m，铁环的横截面积为一直径等于0.05m的圆形，在铁环上绕有线圈，当线圈中的电流为5A时，在铁心中产生的磁通为0.003Wb，试求线圈应有的匝数。 铁环所用的材料为铸铁，其磁化曲线有如下数据： H?100(AB?0.1(T) H?100(AB?0.1(T) 2. 对于图5，如果铁心用硅钢片叠成，截面积Ac=12.25?0.0001 m，填充系数k=0.92，铁心的平均长度lc=0.4m，空气隙?=0.5?0.001m，线圈的匝数为600匝。试求产生磁通（不考虑气隙的边缘效应） ?=11?0.0001Wb时所需的励磁磁动势和励磁电流。 D23硅钢片磁化曲线数据如下(50Hz0.5mm厚) B(T) H?100 (A0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2m) 5 6 10 11.0 180 18.8 20 13.6 250 19.5 30 14.8 40 15.5 50 16.0 60 16.4 80 17.2 110 17.3 m) 140 18.3 m) 1.58 1.81 2.10 2.50 3.06 3.83 4.93 6.52 8.90 12.6 20.1 37.8 +I-??? 图5 3. 已知磁路如图6所示，材料是D11硅钢片，（填充系数k=0.92），若线圈接在220V，50Hz的交流电源上，线圈匝数w=200匝，求励磁电流。（忽略线圈电阻的漏磁） D11硅钢片磁化曲线数据如下： B?0.1(T) H?100(A5 ) 1.2 15 ) 17 10 3.6 16 30 5011 4.6 17 58 1705012 6 18 100 13 8 19 165 14 11.2 mB?0.1(T) H?100(Am?I60 图6 Ⅱ 变压器 习题三 变压器的空载运行 一、思考题 1. 变压器原、副边电压、电动势正方向如图7a所示，设变比k=2，原边电压u1波形如图7b所示，画出e1、e2、?和u2的时间波形，并用向量图表示E1、E2、?、U2和U1的关系（忽略漏阻抗压降）。 ??&&EU11&E2u1e0?t (a) (b) 图7 2. 图8a和b中的u、i、e等量的规定正方向不同，是分别写出两图中变压器原、副方的电压平衡方程式。 i1?u1ee11i2e2u2e?2i1?u1ee11i2e2u2e?2 (a) (b) 图8 3. 图7a中所标的正方向符合关系式e=-? d?，是问当主磁通在?(t)增加时e1和e2的瞬dt时方向如何？减小时又如何？ 二、计算题 1 某三相变压器SN=5000kVA，U1N/U2N=10/6.3kV，Y，d联结，试求原、副方的额定电流。 2 设有一500 kVA、50Hz三相变压器，10000/400V，D，yn联结，忽略漏阻抗压降，试求： 原方额定线电流及相电流，副方额定线电流； 如原方每相扰组有960匝，文副方每相绕组有几匝？每匝的感应电动势为多少？ 如铁心中磁密最大值为1.4T，求铁心截面积； 如在额定运行情况下绕组中电流密度为3A/mm，求原、副绕组各应有的导线截面积。 3 变压器铭牌数据为SN=100kVA，U1N/U2N=6300/400V，Y，yn联结，如电压由6300V改为10000V，假定用改换高压绕组的办法来满足电源电压的改变，若保持低压绕组匝数每相为40匝不变，则新的高压绕组每相匝数应改为多少？如不改变会有什么后果？ 习题四 变压器的空载运行 2