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1、电机学计算题1本讲稿第一页，共三十三页变压器部分变压器部分T型等效电路参数（实际值折算和标幺型等效电路参数（实际值折算和标幺值计算）；值计算）；电压变化率和效率；电压变化率和效率；最大效率和对应的负载系数；最大效率和对应的负载系数；原副边的电流电压计算。原副边的电流电压计算。2本讲稿第二页，共三十三页已知：已知：已知：已知：S SN N=5600kVA=5600kVA，U U1 1N N/U U2 2N N=10/6.3kV=10/6.3kV，Y/d11Y/d11，试验名称试验名称试验名称试验名称 电压电压电压电压(V)(V)电流电流电流电流(A)(A)功率功率功率功率kWkW 实验时电源加在
2、实验时电源加在实验时电源加在实验时电源加在空载空载空载空载 6300 7.4 6800 6300 7.4 6800 低压边低压边低压边低压边 短路短路短路短路 550 324 18000 550 324 18000 高压边高压边高压边高压边求：求：(1)变压器参数的变压器参数的实际值和标幺值实际值和标幺值；（2）利用）利用 型等效电路，求满载型等效电路，求满载cos 2=0.8滞后时的滞后时的副边电压及副边电压及原边电流原边电流；(3)求满载求满载cos 2=0.8滞后时的滞后时的电压变化率及效率电压变化率及效率。（4）求求cos 2=0.8（滞后）时的最大效率。（滞后）时的最大效率。3本讲稿
3、第三页，共三十三页S SN N=5600kVA=5600kVA，U U1 1N N/U U2 2N N=10/6.3kV=10/6.3kV，Y/Y/d d解：解：Y接法接法d接法接法标标么么值值空载空载短路短路110.055.01441.2110-33.2110-3试验名称试验名称试验名称试验名称 电压电压电压电压(V)(V)电流电流电流电流(A)(A)功率功率功率功率kWkW 实验时电源加在实验时电源加在实验时电源加在实验时电源加在空载空载空载空载 6300 7.4 6800 6300 7.4 6800 低压边低压边低压边低压边 短路短路短路短路 550 324 18000 550 324
4、18000 高压边高压边高压边高压边4本讲稿第四页，共三十三页标标么么值值空载空载短路短路电压电压 电流电流 功率功率(1)空载试验空载试验(2)短路试验短路试验110.055.01441.2110-33.2110-35本讲稿第五页，共三十三页rk*=0.0032 xk*=0.0548xm*=69.1rm*=5.84参数实际值参数实际值参数实际值参数实际值6本讲稿第六页，共三十三页（2）利用）利用 型等效电路，求满载型等效电路，求满载cos 2=0.8滞后时的副边电压及原滞后时的副边电压及原边电流；边电流；原边电压保持额定值原边电压保持额定值U1*=1，满载，满载I2*=1，似认为，似认为rk
5、*=0.0032 xk*=0.0548xm*=69.1rm*=5.847本讲稿第七页，共三十三页(3)求满载求满载cos 2=0.8滞后时的电压变化率及效率。滞后时的电压变化率及效率。8本讲稿第八页，共三十三页（4）求）求cos 2=0.8（滞后）时的最大效率。（滞后）时的最大效率。9本讲稿第九页，共三十三页设有一台设有一台SN=125MVA，fN=50 Hz，U1N/U2N=110/10KV，Y0/d 11的三相变压器，空载电流的三相变压器，空载电流I0*=0.02，空载损耗，空载损耗 p0=133kW，短路电压短路电压（阻抗电压（阻抗电压uk10.5，短路损耗，短路损耗PkN600kw。（
6、1）试求）试求短路阻抗和激磁阻抗短路阻抗和激磁阻抗（均用标么值），画出近似（均用标么值），画出近似 型等效型等效电路，标明各阻抗数值；电路，标明各阻抗数值；(2)求供给额定负载且求供给额定负载且cos 2 0.8滞后时的滞后时的电压变化率及效率电压变化率及效率;(3)当副边电压保持额定值，且供给功率因数当副边电压保持额定值，且供给功率因数cos 2 0.8 滞后时的额滞后时的额定副边电流，求定副边电流，求原边电流和电压原边电流和电压。10本讲稿第十页，共三十三页(1)(1)已知已知已知已知：S SN N=125MVA=125MVA，U U1 1N N/U U2 2N N=110/10KV=11
7、0/10KV，I I0*0*=0.02=0.02，p p0 0=133kW=133kW，u uk k10.510.5，p pkNkN600kw600kw。求短路阻抗和激磁。求短路阻抗和激磁。求短路阻抗和激磁。求短路阻抗和激磁阻抗（标么值）阻抗（标么值）阻抗（标么值）阻抗（标么值）解：由解：由uk*=0.105，I I0*0*=0.02=0.02，p0=133kW，pKN=6000W可得可得Zk*=0.105I0*=0.02p0*=133/125000=0.001064Ik*=1，pk*=600/125000=0.004811本讲稿第十一页，共三十三页rk*xk*xm*rm*(2)(2)求供给额
8、定负载且求供给额定负载且求供给额定负载且求供给额定负载且cos cos 2 2 0.80.8滞后时的电压变化滞后时的电压变化滞后时的电压变化滞后时的电压变化率及效率率及效率率及效率率及效率12本讲稿第十二页，共三十三页rk*xk*xm*rm*(3)U2*=1，I2*=1，cos 2=0.8 2=36.870(3)(3)当副边电压保持额定值，且当副边电压保持额定值，且当副边电压保持额定值，且当副边电压保持额定值，且供给功率因数供给功率因数供给功率因数供给功率因数cos cos 2 2 0.8 0.8 滞后滞后滞后滞后时的额定副边电流，求原边电时的额定副边电流，求原边电时的额定副边电流，求原边电时
9、的额定副边电流，求原边电流和电压。流和电压。流和电压。流和电压。13本讲稿第十三页，共三十三页异步电机极对数、转速，转子频率，定子电流；极对数、转速，转子频率，定子电流；异步电机的异步电机的T型等效电路参数计算；型等效电路参数计算；功率与转矩平衡；功率与转矩平衡；启动性能启动性能14本讲稿第十四页，共三十三页一台三相异步电动机，一台三相异步电动机，PN=75kW，nN=975r/min，UN=3000V,IN=18.5A，cos N=0.87，f=50Hz，试问：，试问：(1)电动机的极数电动机的极数是多少？是多少？(2)额定负载下额定负载下SN和和 N是多少？是多少？解：解：（1）由）由nN
10、=975r/min，可以得到，可以得到n1=1000r/min，p=3因为因为n1=60f1/p，n=(1-s)n1，s(2%-6%)p=1，n1=3000；p=2，n1=1500；p=3，n1=1000；p=4，n1=750p=5，n1=600；p=6，n1=500选最接近选最接近n1的值的值nN=975r/min，则，则n1=1000，p=3(2)sN=(n1-n)/n1=(1000-975)/1000=2.5%N=P2/P1=PN/(3UN IN cos N)=89.68%15本讲稿第十五页，共三十三页已知一台三相异步电动机的数据为：已知一台三相异步电动机的数据为：U1N=380V，定子
11、三角形联接，定子三角形联接，50Hz，额定转速，额定转速nN=1426r/min，r1=0.42 ，x1=2.0，rm忽略不计，忽略不计，xm=202。试求：。试求：(1）极数；）极数；（2）同步转速；）同步转速；（3）额定负载时的转差率和转子频率；）额定负载时的转差率和转子频率；（4）绘出）绘出T型等效电路并计算额定负载时的型等效电路并计算额定负载时的P1、I1和和cos 1和效率和效率。（1）极数；）极数；P=2P=2，即，即2P=42P=4（2）同步）同步转转速：速：16本讲稿第十六页，共三十三页（3）额额定定负载时负载时的的转转差率和差率和转转子子频频率；率；（4）利用）利用T型等效电
12、路并计算额定负载时的型等效电路并计算额定负载时的P1、I1和和cos 1。17本讲稿第十七页，共三十三页定子定子电电流流为为（滞后）（滞后）18本讲稿第十八页，共三十三页一台三相异步电动机，一台三相异步电动机，PN=4.5千瓦，千瓦，Y/接线，接线，380/220伏，伏，cos N=0.8，N=0.8，nN=1450转转/分，试求：分，试求：(1)接成接成Y形或形或形时的定子额定电流；形时的定子额定电流；(2)同步转速同步转速n1及定子磁极对数及定子磁极对数p；(3)带额定负载时转差率带额定负载时转差率sN；解：解：(1)Y接时：接时：UN=380V 接时：接时：UN=220V19本讲稿第十九
13、页，共三十三页PN=4.5千瓦，Y/接线，380/220伏，cosN=0.8，N=0.8，nN=1450转/分，试求：(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；(2)(2)磁极磁极磁极磁极对对对对数数数数同步转速同步转速同步转速同步转速 (3)(3)额额定定定定转转差率差率差率差率取取取取p p=2=220本讲稿第二十页，共三十三页已知：已知：f1=50HZ,PN=4.5KW，UN=380V,IN=9.1A,r1=1.2 空载实验数据：空载实验数据：UN=380V,IN=3.8A,p0=287W，pm=20W,短路实验数据：短路实验数据：UK=110V,IK=9.1A,
14、pK=510W求：求：rm，xm，r2，x2，x1(设设x1=x2)r1x1短路试验的电路图短路试验的电路图解：短路实验：解：短路实验：Y接法接法21本讲稿第二十一页，共三十三页r1x1=rmxm空载试验的电路图空载试验的电路图空载实验：空载实验：Y接法接法异步电动机部分：参数计算异步电动机部分：参数计算22本讲稿第二十二页，共三十三页 一台三相感应电动机，一台三相感应电动机，PN=7.5KW，额定电压，额定电压UN=380V，定子，定子 接法，接法，频率为频率为50HZ。额定负载运行时，定子铜耗为。额定负载运行时，定子铜耗为474W，铁耗为，铁耗为231W，机，机械损耗械损耗45W，附加损耗
15、，附加损耗37.5W，已知，已知nN=960r/min，cos N=0.824，试计，试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。解解解解 转差率转差率转差率转差率 转子电流频率转子电流频率转子电流频率转子电流频率 全机械功率全机械功率全机械功率全机械功率 电磁功率电磁功率电磁功率电磁功率 23本讲稿第二十三页，共三十三页转子铜耗转子铜耗转子铜耗转子铜耗 定子输入功率定子输入功率定子输入功率定子输入功率 定子线电流定子线电流定子线电流定子线电流 电动机效率电动机效率电动机效率电动机效率 一台三相感应电动机，一台三相感应电动机，PN=7.5KW
16、，额定电压，额定电压UN=380V，定子，定子 接法，接法，频率为频率为50HZ。额定负载运行时，定子铜耗为。额定负载运行时，定子铜耗为474W，铁耗为，铁耗为231W，机械损耗机械损耗45W，附加损耗，附加损耗37.5W，已知，已知nN=960r/min，cos N=0.824，试，试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。24本讲稿第二十四页，共三十三页已知：已知：f1=50HZ,P1=6.32，pcu1=0.341，pFe=0.1675，Pcu2=0.2375，pm=0.045，ps=0.029求：求：Pem，Pm，P2，s，n，T
17、，T2功率流程图功率流程图P1=6.32PemPmP2pcu1=0.341pFe=0.1675Pcu2=0.2375pm=0.045ps=0.029解：解：25本讲稿第二十五页，共三十三页 1=1/p=2 f1/p=2 n1/60 =/p=2 n/6026本讲稿第二十六页，共三十三页起动部分起动部分.设有一台设有一台380V，50Hz，nN=1455r/min，连接的三相异步电动连接的三相异步电动机，其每相参数如下：机，其每相参数如下：r1=r2=0.072，x1=x2=0.2，rm=0.7，xm=5，求：，求：(1)求在额定电压下直接起动时的转子电流及其功率因数；求出相应求在额定电压下直接起
18、动时的转子电流及其功率因数；求出相应的定子电流及其功率因数；把求的结果和在额定运行情况下的定的定子电流及其功率因数；把求的结果和在额定运行情况下的定子电流和转子电流比较求其倍数。子电流和转子电流比较求其倍数。(2)求出在额定电压下直接起动时的起动转矩以及其与额定转矩求出在额定电压下直接起动时的起动转矩以及其与额定转矩的比值。的比值。(3)设题中的异步电机为绕线式转子，如果使起动转矩有最大值（即设题中的异步电机为绕线式转子，如果使起动转矩有最大值（即s=1时），求每相转子回路应接入的电阻（归算到定子方的数时），求每相转子回路应接入的电阻（归算到定子方的数值）。这时起动电流为多少？值）。这时起动电
19、流为多少？27本讲稿第二十七页，共三十三页同步电机部分同步电机部分参数测量；参数测量；对称负载特性对称负载特性U、E0；并网运行并网运行Pem、Q、。28本讲稿第二十八页，共三十三页有一台有一台PN=15000KW，UN=10.5KV，Y联接，联接，cos=0.8（滞后）的汽轮发（滞后）的汽轮发电机，电机，xs*=2.13，电枢电阻略去不计。试求额定负载下励磁电动势，电枢电阻略去不计。试求额定负载下励磁电动势E0、夹、夹角角 以及以及 U。解解:故故 29本讲稿第二十九页，共三十三页已知，已知，SN=31250KVA，UN=10500V(Y),cos=0.8(滞后滞后)，xs=7,求：求：N，Pem，Km 解：解：Y接法接法30本讲稿第三十页，共三十三页 已知，已知，SN=31250KVA，UN=10500V(Y),cos=0.8(滞后滞后)，xs=7,求：求：N，Pem，Km31本讲稿第三十一页，共三十三页若，若，PN=1/2PN，求：求：,Pem,cos 解：解：32本讲稿第三十二页，共三十三页若若If增加增加10%，求：求：,Pem,cos 解：解：33本讲稿第三十三页，共三十三页