天大2020年春《电机学》离线作业考核试题第1组答案.docVIP

电机学

要求：

独立完成，下面已将五组题目列出，请任选其中一组题目作答，每人只答一组题目，多答无效，满分100分；

二、答题步骤：

使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；

在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题号；

三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word

文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；

完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;

上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;

文件容量大小：不得超过20MB。

提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！

题目如下：

第一组：

试说明转子绕组折算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的？

(15分)

答：

绕组折算：将异步电机转子绕组折算成一个相数为，匝数为，绕组系数为的等效转子绕组来替代原来的转子绕组，保持极对数不变。

频率折算：用一个等效的静止转子来代替原来的旋转的转子，在该静止转子回路中串入一个的模拟电阻，而定子方各物理量不变。

折算的条件：保持转子磁动势不变，及转子上有功，无功率不变。

2.忽略定子电阻，试分析在下列情况下电枢反应的性质。(20分)

（1）三相对称电阻负载；

（2）纯电容性负载，发电机同步电抗；

（3）纯电感性负载；

（4）纯电容性负载，同步电抗。

答：同步发电机的电枢反应主要取决于电枢电流和可载电势的夹角即内功率因数角度。

（1）三相对称电阻负载时，内功率因数角，产生的电枢磁场在交轴位置，电枢反应为交轴电枢反应，性质为磁场后偏移，磁性增强，但因磁极的几何结构导致磁场分布畸变，极前沿磁场减弱，极后沿磁场增强。

（2）当既有交轴电枢反应，又有直轴电枢反应。

（3）纯电感性负载时，内功率因数角，产生的电枢磁场在磁极的轴线上，所度以为直轴反应，性质为消磁。

（4）纯电容性负载时，内功率因数角，产生的电枢磁场在磁极的轴线上，所以为直轴反应，性质为增磁。

3.一台三相变压器，高低压绕组同名端和高压绕组的首末端标记如图所示，试将改变压器联接成Yd7。(10分)

答：

4.一台串励直流电动机，PN=4.1kW，UN=110V，IN=50A，电枢回路各绕组电阻Ra=0.4Ω(包括电刷接触电阻)，nN=1000r/min。不考虑磁路饱和的影响，试求：(25分)

电动机的额定输出转矩；

额定电流时的电磁转矩；

当电机电流减小为20A时，电机的转速是多少？

5.一台四极、380V、定子三角形连接的异步电动机，其参数为R1==4.47Ω，

=3.18Ω，=6.7Ω，=9.85Ω，Xｍ=188Ω，Rm忽略不计。试求：(30分)

最大转矩及临界转差率；

直接起动时起动电流和起动转矩；

若该电机为绕线式异步电机，欲在起动瞬间电机具有最大转矩，则转子回路中应串入电阻值Rp为多少？

解：（1）最大转矩及临界转差率

（2）直接起动时起动电流及起动转矩

直接起动时s=1，起动电流和起动转矩分别为：

（3）欲在起动瞬间电机具有最大转矩，那么起动时：n=0，=1，即

解得：

转子回路中应串入电阻值为13.69Ω。

第二组：

1.定子绕组磁场的转速与电流频率和极对数有什么关系？一台50Hz的三相电机，通入60Hz的三相对称电流，如电流的有效值不变，相序不变，试问三相合成磁动势基波的幅值、转速和转向是否会改变？(15分)

2.直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V（等于额定电压），试问在下列情况下电动势变为多少？(20分)

（1）磁通减少10%；

（2）励磁电流减少10%（考虑磁路饱和）；

（3）转速增加20%；

（4）磁通减少10%，转速增加10%。

3.试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？(15分)

4.设有一台10kV、2200/220V、单相变压器，其参数如下：r1=3.6Ω、r2=0.036Ω、xk=x1+x2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗pFe=70W，空载电流I0为额定电流的5%。假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T形等效电路和近似等效电路。(30分)

5.一台三相四极交流电机，定子三相对称绕组A、B、C分别通以三相对称电流iA=10sinωtA、iB=10sin(ωt-120)A、iC=10sin(ωt-240)A，求：(20分)

（1）当iA=10A时，写出各相基波磁动势的表达式以及三相合成磁动势基波的表达式，用磁动势矢量表示出基波合成磁动势的空间位置；

（2）当iA由10A降至5A时，