华北电力大学电机学习题集及答案Word格式文档下载.doc
- 文档编号:8702651
- 上传时间:2023-05-13
- 格式:DOC
- 页数:45
- 大小:7.13MB
华北电力大学电机学习题集及答案Word格式文档下载.doc
《华北电力大学电机学习题集及答案Word格式文档下载.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《华北电力大学电机学习题集及答案Word格式文档下载.doc(45页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
(a)Whatisthemagnitudeofthecurrent?
(b)Whatvoltageisinducedintheclosedloop?
图4
习题二磁路计算
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。
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:
H100()
5
10
20
30
40
50
60
80
110
B0.1(T)
6
11.0
13.6
14.8
15.5
16.0
16.4
17.2
17.3
140
180
250
18.3
18.8
19.5
2.对于图5,如果铁心用硅钢片叠成,截面积Ac=12.250.0001,填充系数k=0.92,铁心的平均长度lc=0.4m,空气隙=0.50.001m,线圈的匝数为600匝。
试求产生磁通=110.0001Wb时所需的励磁磁动势和励磁电流。
(不考虑气隙的边缘效应)
D23硅钢片磁化曲线数据如下(50Hz0.5mm厚)
B(T)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
H100()
1.58
1.81
2.10
2.50
3.06
3.83
4.93
6.52
8.90
12.6
20.1
37.8
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:
11
12
13
14
3.6
4.6
8
11.2
15
16
17
18
19
58
100
165
图6
Ⅱ变压器
习题三变压器的空载运行
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)。
(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。
图8
3.图7a中所标的正方向符合关系式e=-,是问当主磁通在(t)增加时e1和e2的瞬时方向如何?
减小时又如何?
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设有一500kVA、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/,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
1.试述激磁阻抗Zm=rm+jxm的物理意义。
磁路饱和与否对xm和rm有何影响?
为什么要求xm大、rm小?
为了使xm大、rm小,变压器铁心应该用什么材料制造?
rm能用伏安法测量吗?
2.变压器空载时,一方加额定电压,虽然线圈电阻很小,电流仍然很小,为什么?
3.一台50Hz的单相变压器,如接在直流电源上,其电压大小和铭牌电压一样,试问此时会出现什么现象?
副方开路和短路对原方电流的大小有无影响(均不考虑暂态过程)?
4.变压器的额定电压为220/110V,若不慎将低压方误接到220V电源上,试问励磁电流将会发生什么变化?
变压器将会出现什么现象?
1单相变压器电压为220/110V,设高压侧加220V电压,空载激磁电流为I0,主磁通为0。
若Xa联在一起,在Ax端加电压330V,问此时激磁电流多大?
若X、x联接在一起,在Aa端加电压110V,问激磁电流和主磁通又为多大?
(见图9)
图9
2将一台1000匝铁心线圈接到110V50Hz的交流电源上,由安培表和瓦特表的读数可得知I1=0.5A,P1=10W;
把铁心取出后电流和功率就变为100A和10000W,设不计漏磁,试求:
(1)两种情况下的参数,等效电路和向量图;
(2)有铁心时的磁化电流和铁耗电流,无铁心时的无功电流和有功电流;
(3)二种情况下磁通的最大值。
习题五变压器的负载运行
1若规定变压器电压、电动势、电流和磁通的正方向如图10所示。
(1)写出变压器的基本方程式;
(2)若副边带电容负载,画出相量图。
图10
2变压器副方加电阻、电感或电容负载时,从原方输入的无功功率有何不同?
为什么?
3变压器副方加电感性负载及电容性负载时,副方电压有何不同?
副方电压在什么情况下才会高于空载值?
1、两台变压器的数据如下:
第一台:
1kVA,240/120V,归算到高压边短路阻抗为4。
第二台:
1kVA,120/24V,归算到高压边短路阻抗为1。
现将它们按图11联结,再接于240V交流电源作连续降压,忽略励磁电流。
(1)所接负载为ZL=10+j,求各级电压和电流的大小;
(2)若负载边短路,求各级电压和电流。
图11
2一台20kVA的单相变压器,原方额定电压2400V,副方有两个独立线圈,分别按图12(a)、(b)、(c)、(d)接负载,其中箭头表示线圈两端的电压相量。
试求:
(a)、(b)、(c)、(d)图各线圈中的电流值;
(忽略漏阻抗和激磁电流,图中负载电阻单位为欧姆)。
(a)(b)
(c)(d)
图12
3变压器原、副边匝数比/=3.5/1.5,已知i1=10sintA,写出图13(a)、(b)两种情况下副边电流i2的表达式(忽略激磁电流)。
图13
习题六变压器的负载运行
一思考题
1何谓标幺值?
在变压器中如何选区基准值?
选额定制作为标值有什么好处?
工程分析计算为什么常用标幺值?
2变压器的电压调整率与阻抗电压有什么联系?
阻抗电压的大小决定与那些因素?
其大小对变压器有什么影响?
3一台额定频率60的电力变压器,接于50,电压为变压器额定电压的5/6倍的电网上运行,试问此时变压器的磁饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、漏电抗以及铁耗等的实际值和标幺值于原设计值是否相同?
4铁耗合铜耗相等的变压器效率最高,但在设计时常是铁耗远小于额定电流下的铜耗,例如铁耗为铜耗的1/3,这是为什么?
1三相变压器的额定容量=750kVA,额定电压,Y,d联结,在低压边做空载试验的数据为:
电压,电流,空载损耗。
在高压边做短路试验的数据为:
电压,电流,短路损耗。
求变压器参数的实际值和标幺值,画出T型等效电路(假设漏阻抗,其中电阻和电抗,实验室室温)。
求出满载且(滞后)时的电压调整率。
2三相变压器的额定容量,额定电压,联结,空载损耗和短路损耗,求:
(1)当输出电流,(滞后)时的效率;
(2)效率最大时的负载系数。
3一台三相压器,连接。
(1)求短路参数及阻抗电压的有功和无功分量;
(2)做满载且(滞后)的简化向量图;
(3)计算按
(2)运行时副方电压及。
习题七三相变压器
1根据图14接线图,按电势位形图定出联结组别;
图14
2根据下列联结组别按电势位形图画出接线图:
(1)Y,y2
(2)Y,d5
(3)D,y1
(4)Y,y8
3设有一台Y,y5联结的三相铁心式变压器,原方线电压与副方线电压之间的变比为k,设把原绕组的A点与副绕组的a点相接,然后把外电源合闸。
试证明在Bb间测得的电压为:
=
3设三相铁心式变压器的绕组标志如图15,现把原绕组接成星形,副绕组接成三角形,如每一铁柱上原、副绕组之间的变比为k,问线电压间的变比为多少?
由于副方个绕组联结的不同,实际上可得两种不同的Y,d联结法,试为每种联结法画接线图,并证明若一种联结法为Y,d11,另一种为Y,d1。
图15
5Y,d接法的三相变压器原边加上额定电压,将副边的三角接开路,用伏特计量测开口处的电压,再将三角形连接闭合,用安培计量测回路电流,试问在三相变压器组和三铁心柱变压器中各次量测电压,电流的大小有何不同?
6Figure16showsaD,dbankof2400:
240-volttransforms.ThesecondAriesab,bc,cahave
centertapsp,q,r.Neglectleakage-impedancevoltagedrops,andassumedratedprimaryimpressedvoltage.WithsecondaryvoltageVabasreferencephasordrawaphasordiagramshowingvoltageab,bc,ca,pq,qr,rp,ap,bp,cp.Findthemagnitudesofthesevoltages.
(a)(b)
图16
习题八
1试述变压器的正序、负序、零序阻抗的物理意义?
为什么变压器的正序阻抗和负序阻抗值相等?
变压器零序阻抗的大小与什么因素有关?
2如何测定变压器的零序阻抗?
若变压器线圈的接法和铁心结构如下,试分析测得的零序阻抗的大小?
(1)三相心式变压器Y,y联结;
(2)三相变压器组,Y,y联结;
(3)三相变压器组,D,y联结。
3为什么三相变压器组不宜用Y,yn联结,而三相心式变压器却可以采用Y,yn联结?
1将不对称系统分解成对称分量。
已知:
(1)三相不对称电流=200A,=200A,=200A;
(2)三相不对称电压=220V,=220V,=0V。
2Y,yn0联结,已知原边对称相电压、、及参数。
当低压边b和c之间短路,试求原副边每相电压与电流。
(图17)
图17
3,D,y1联结,已知原边对称电压、、及参数。
当低压边(副边)b和c与其中点之间短路,试求原副边的每相的电压与电流以及中线电流。
(图18)
图18
习题九
1为什么三绕组变压器副边一个绕组的负载变化对另一个副绕组的端电压会产生影响?
在升压变压器中,为什么把低压绕组放在高压绕组与中压绕组之间,可以减小这种影响?
2三绕组变压器副边额定容量之和为什么可以比原边的大?
3三绕组变压器的两个副边绕组均短路,原绕组接到额定电压的电源上。
试问这时如何计算三个绕组的短路电流?
4自耦变压器的绕组容量(即计算容量)为什么小于变压器额定容量?
容量是如何传递的?
这种变压器最适合的变比范围是多大?
5与普通变压器相比,自耦变压器有哪些优缺点?
6使用电流互感器和电压互感器时,必须注意些什么?
1单相三绕组变压器电压为:
高压侧100kV,中压侧20kV,低压侧10kV。
在中压侧带上功率因数为0.8(滞后),10000kVA的负载,在低压侧带上6000kVA的进相无功功率(电容负载)时,求高压侧的电流(不考虑变压器的等效漏阻抗及激磁电流)。
2有一台三相变压器,铭牌数据为:
=31500kVA,/=400/110Kv,Y,yn0联结,=14.9%,空载损耗=105kW,短路损耗=205kW,改装前后的线路如图19(a)(b)所示。
求:
(1)改为自耦变压器后的总容量及电磁容量传导容量,改装后变压器增加了多少容量?
(2)改为自耦变压器后,在额定负载及cos=0.8(滞后)时,效率比未改前提高了多少?
改为自耦变压器后在额定电压时稳态短路电流是改装前的稳态短路电流(也是在额定电压下)多少倍?
上述的改装前后稳态短路电流各为其额定电流的多少倍?
图19
3Fortestingequipmentwithhighvoltageandcurrentratingsinstrumenttransformersnormallyareusedtostepdownactualquantitiesandallowreadingon150Vand5Ameters.Fortheshortcircuittestonatransformer,theconnectionofinstrumentsandinstrumenttransformersisshowninfig.20.Theturnsratioofthepotentialtransformer(PT)is10:
1andthecurrenttransformer(CT)is150:
1.Theinstrumentreadingduringthetestconductedontheprimarysideare105.8V,4.9A,and33.3W.Find(equivalentimpedanceontheprimaryside)ReqandXeq.
图20
习题十变压器的并联运行
一、思考题
1并联运行的变压器,若短路阻抗的标幺值或变比不相等,试问将会出现什么情况?
如果各变压器的容量不相等,那么以上二量对容量大些的变压器,是大些还是小些好?
2两台三相变压器组并联运行。
由于原边输电线电压升高一倍(由3300V升为6600V),为了临时供电,利用两台原有变压器,将原边绕组串联,接到输电线上,副边仍并联供电。
如果两台变压器的激磁电流相差一倍,副边并联时是否会出现很大的平衡电流?
3两台三相变压器,组号分别为Y,d11,和Y,d5,变比相等试问能否经过适当改变标号进行并联运行。
若可行,应如何改变其标号。
(内部接线不改)
1如图21所示,将一台Y,y联结的三相心式变压器和一台Y,d联结的三相心式变压器高压边接到同一电网上,线电压比均为6000/400V,试问:
(1)这两台变压器各是什么联结组号?
(2)如将两台变压器的副边和端点连在一起,试问和端电压各为多少?
图21
2.某变电所共有三台变压器,其数据如下:
(a)=3200kVA,=kV,=6.9%;
(b)=5600kVA,=kV,=7.5%;
(c)=3200kVA,=kV,=7.6%;
变压器均为Y,yn0联结,求:
(1)变压器a与变压器b并联输出总负载为8000kVA时,每台变压器分担多少负载?
(2)三台变压器一起并联时,求输出的最大总负载?
注意不许任何一台变压器过载。
3.某工厂由于生产发展,用电量由500kVA增为800kVA。
原有变压器=5600kVA,=V,Y,yn0联结,=6.5%,今有三台备用变压器数据如下:
(a)=320kVA,=kV,Y,yn0联结,=5%;
(b)=240kVA,=kV,Y,yn0联结,=6.5%;
(c)=3200kVA,=kV,Y,yn0联结,=6.5%;
试计算说明在不允许变压器过载情况下,选哪一台运行恰当?
如负载增加后需用三台变压器并联运行,选两台变比相等的与已有的一台并联运行,问最大总负载容量可能是多少?
哪能一台变压器最先满载?
Ⅲ同步电机
习题十一交流绕组的电动势
1试求电机转子表面励磁气隙磁密分布的波形是怎样的?
转子表面某一点的气隙磁密大小随时间变化吗?
定子表面某一点的气隙磁密随时间变化吗?
2定子表面在空间相距电角度的两根导体,它们的感应电动势大小与相位有何关系?
1试求一台f=50Hz,n=3000r/min的汽轮发电机的极数为多少?
一台f=50Hz,2p=110的水轮发电机的转速为多少?
2已知图22所示同步电机的气隙磁密分布为:
=1,3,5,……
导体的有效长度为l,切割磁通的线速度为v,求:
(1)在t=0时,处于坐标原点的导体及离坐标原点为1处的导体中的感应电动势随时间变化的表达式=f(t)及=f(t);
(2)分别画出两导体中的基波电动势相量及三次谐波电动势相量。
图22
3有一台同步发电机,定子槽数Z=36,极树2p=4,如图23所示,若已知第一槽中导体感应电动势基波瞬时值为,分别写出第2槽,第10槽,第19槽,28槽和第36槽中导体感应电动势基波瞬时值的表达式,并写出相应的基波电动势相量。
图23
4已知条件同第二题,求:
(1)t=0时,离坐标原点为(+)电角度的导体I中感应电动势=f(t)的表达式,及离坐标原点为(-)的导体Ⅱ中感应电动势=f(t)的表达式(见图24)。
(2)把导体Ⅰ和Ⅱ组成的一匝线圈,写出=f(t)。
(3)画出导体、线匝基波电动势相量图。
图24
5试由导出上题一匝线圈的基波电动势的表达式。
习题十二交流绕组及其电动势
1何谓相带?
在三相电机中为什么常用相带绕组而不用绕组?
2试述双层绕组的优点,为什么现代大,中型交流电机大多采用双层绕组?
3同步发电机中采用分布和短距绕组为什么能减少或消除电动势中的高次谐波?
为了消除电动势中的5次谐波,绕组的节距应选为多少?
为什么分布因数总小于1,节距因数呢?
节距的绕组节距因数会不会大于1?
4为什么相带A与相带X的线圈串联时必须反向连接,不这样会引起什么后果?
1已知一个线圈的两个边感应的基波分别为和,求这个线圈的基波节距因数和基波电动势的大小.
2一交流绕组Z=36,2p=4,=3,a=2,=100匝,单层绕组,定子内径D=0.15m,铁心长=0.1m,Y接法,=50,气隙磁密分布为.
(1)作出绕组展开图(交叉式);
(2)求每根导体的瞬时值表达式;
(3)求一相绕组的(A相)电动势的有效值。
(4)求相电动势和线电动势的有效值。
3有一三相同步发电机2p=2,3000r/min,电枢的总槽数Z=30,绕组为双层绕组,每相的总串联匝数=20,气隙基波磁通=1,505,试求:
(1)基波电动势的频率,整距时基波的绕组因数和相电动势?
(2)整距时五字写拨绕组的因数;
(3)如要消除五次写拨,绕组的节距应选多少?
此时基波电动势变为多少?
(4)作出消除五次写拨电动势的绕组展开图.
4已知相数m=3,极对数p=2,每极每相槽数q=1,线圈节距为整距.
(1)画出并联支路a=1,2和4三种情况的双层绕组展开图;
(2)若每槽有两根导线,每跟导线产生一伏的基波电动势(有效值),以上的绕组每相能产生多大的基波电动势.
(3)五次谐波磁密在每根导线上感应0,2伏(有效值)电动势,以上绕组每相能产生多大的五次谐波电动势.
习题十三交流绕组的磁动势
1为什么说交流绕组所产生的磁动势既是空间函数,又是时间函数,试用单相整距集中绕组的磁动势来说明。
2磁动势相加为什么能用矢量来运算,有什么条件
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 华北电力 大学 电机 习题集 答案