电 机 学 习 题 集
备注：作业时抄写题目，题与题之间空一行。
…………………………………………………………………………………………………….. 绪论和第一章：磁路
1-1：简述右手螺旋法则，左手定则和右手定则，以及电磁感应定律。
1-2：简述什么是磁路、磁动势、磁路的基尔霍夫第二定律。假定作用在某段磁路上的磁动势为HL ，该段磁路磁阻为Rm ，则通过该段磁路的磁通量是多少？
1-3：电机中为什么要使用铁磁材料，直流磁路和交流磁路有什么区别？
1-4：有一闭合磁路，由铁心和气隙组成。铁心截面积2
4109m S -?=，磁路平均长度m l 3.0=，铁心磁导率05000μμ=Fe ；气隙长度m 0005.0=δ，气隙截面积按1.1S 计算。套装在铁心上的励磁绕组500匝，问电流0.5A 时，磁路中磁通为多少？作用在铁心磁路和气隙上的磁动势分别为多少？7
0104-?=πμH/m 。
—————————————————————————————————交作业1—— 第二章：变压器
2-1：简述变压器的组成。变压器的最基本组成是什么？
2-2：什么是变压器的额定容量、额定电压和额定电流？
2-3：什么是变压器的主磁通？什么是变压器的漏磁通？主磁通的大小主要取决于哪些因素？
2-4：单相变压器计算
1）一台单相变压器，S N =20000kVA,U 1N /U 2N =127kV/11kV ，50Hz ，高压侧开路，在低压侧施加额定电压并进行测量，测得电流45.5A ，损耗47kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的激磁阻抗参数(实际值)。(k=11.5455,R=3026,X=32083)
55.1111
12721===N N U U k Ω=??=?=77.322255
.45101155.1132222I U k Z m Ω=??=?= 3028.585.45104755.112322222
I P k R m Ω===14.3208358.3028-77.32225-2222
m m m R Z X 2）上述变压器，低压侧短路，在高压侧施加一电压使电流达到额定电流，进行测量，测得电压9.24kV ，损耗129kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的短路阻抗参数(实际值)。(I=157.48,R=5.202,X=58.44)
A U S I N N N 157.5127
2000011=== Ω===67.585
.157924011k k k I U Z Ω===2.55
.1571290002211k k k I P R Ω===
47.582.5-7.58-2222k k k R Z X 3）上述变压器，利用简化等效电路计算该变压器满负荷时的负载阻抗大小，额定功率因数cos φ=0.8。(Z=645.08+483.81j,z=639.8+425.4j)
—————————————————————————————————交作业2—— 2-5：什么是时钟表示法，组号表达了变压器的什么性能？说明联结组别Yd11的含义。 2-6：三相变压器，额定容量5000kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Yd 连接，计算
1）一、二次侧的额定电流；288.7A,458.2A
A U S I N N N 288.6810
1.7325000311=?== A U S I N N N 458.236.31.7325000322=?==
2）一、二次侧的额定相电压和额定相电流。5.774kV ,6.3kV ,288.7A,264.6
因为是Yd 接法，所以A I I N 288.6811==Φ,kV U U N 5.774732
.110311===Φ kV U U N 6.322==ΦA I I N 264.571.732
458.23322===Φ 2-7：变压器的并联运行条件是什么？
2-8：2-4中变压器，满负荷运行时，cos φ=0.8，利用简化等效电路，利用标幺值计算该变压器的电压调整率。(Zb=806.4, 0.0486)
—————————————————————————————————交作业3——
第三章：直流电动机
3-1：简述直流电动机结构。什么是直流电动机的励磁方式？直流电动机有哪些励磁方式？ 3-2：什么是直流电动机的额定功率、额定电压和额定电流？
3-3：什么是直流电动机的电枢反应，电枢反应对直流电动机什么性能有影响？
3-4：一台并励直流电动机，额定功率2.6kW ，额定电压110V ，额定电流28A ，额定转速1470r/min ，电枢总电阻Ra=0.15Ω，励磁电阻R fN =140Ω。计算该电动机额定运行时的电动势和电磁转矩。
A R U I fN N f 786.0140110===
a a a I R E U +=
106V 0.786)-(2815.0-110=?=a E
a a e I E P ?=
m N n P T s s e e ?=???=Ω=75.1860
2214.27106π —————————————————————————————————交作业4—— 3-5：一台他励直流电动机，额定功率P N =22kW ，额定电压U N =220V ，额定电流I N =115A ，额定转速n N =1500r/min ，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω，忽略空载转矩T 0和电枢反应的去磁作用。计算电机特性
1．C e ΦN 和理想空载转速；
2．固有机械特性斜率；
3．额定电磁转矩；
4．电动机带恒转矩负载T L =0.85T N 运行时的电机转速；
5. 电枢串1.5Ω电阻时的人为特性（理想空载转速和曲线斜率）；
3-6：直流电动机参数如3-5，进行起动参数计算
1．直接起动时的电流和电磁转矩；
2．限制起动电流在2I N 时，电枢串电阻值；
3. 限制起动电流在2I N 时，电压值；
3-7：直流电动机参数如3-5，电机在额定状态下运行，进行调速计算
1．电枢串1Ω电阻，转速为多少；
2．电压为100V ，转速为多少；
3．欲把转速调至1000 r/min ，电枢串电阻值。
4．欲把转速调至800r/min ，电压值。
3-8：直流电动机参数如3-5，负载为位能性恒转矩负载（数值上等于额定电磁转矩），以-200r/min 下放重物，计算电枢回路串电阻大小？
1.能耗制动运行方式；
2.倒拉反转制动运行方式。
—————————————————————————————————交作业5——
第四章：交流绕组
4-1：两导体（A ，B ）位于四极交流电机定子上，沿转子旋转方向，A 超前B 10°（空间机械角度），则这两导体电动势相位差为多少，如果把这两导体首尾相连组成一个线圈，则该线圈电动势与导体A 电动势相位关系如何，用向量图说明。
4-2：交流绕组A 位于四极交流发电机定子上，电机转速1400r/min ，绕组中感应正弦电动势，则电动势频率为多少？
Hz n p f 67.4660
1400260=?=?= 4-3：单相交流绕组中通交流电，产生的磁动势性质如何？对称三相交流绕组中通三相交流电，产生的磁动势性质如何？
答：单相交流绕组中产生的是脉振磁动势；对称三相交流绕组中产生的是旋转磁动势。
4-4：三相交流电机（50 Hz ）,当该电机分别为2极、4极、6极和8极时，该电机中旋转磁场的转速分别为多少？
f pn 60=
—————————————————————————————————交作业6——
第五章：三相异步电动机
5-1：简述三相感应电动机的结构。笼型转子与绕线型转子有什么区别？
5-2：一台50Hz 感应电动机，额定转速730r/min 。则该电机极对数和同步转速为多少？电机额定运行时的转差和转差率又为多少？当电机转速降低时，电机的转差和转差率分别如何变化？
5-3：感应电机为什么功率因数总是滞后的？感应电机负载增大时，定子电流为什么会增大？
5-4：一台三相四极的绕线型感应电动机（50Hz ），电机转速1470r/min ，则转子电动势和转子电流频率为多少，转子磁动势相对转子转速为多少，相对定子的转速又为多少？ 02.01500
1470-1500-===s N s n n n S Hz S f f 102.05012=?=?=
min /3002.01500r S n n s =?=?=
转子磁动势相对定子的转速为 0 。
5-5：一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率10kW ，额定电压380V ，Y 接，电机转速1450r/min ，定子每相电阻R 1=1.33Ω，漏抗x 1σ=2.43Ω，转子电阻归算值R 2’=1.12Ω，漏
抗归算值Ω
=4.4'2σx ，不计激磁回路，计算电机运行时的定子电流。 033.01500
1450-1500-===s N s n n n S ()()A X X S R R U I I 126.4.42.430.0331.121.332203
/22221221121=++??? ??+='++??? ??'+='=σσ
—————————————————————————————————交作业7—— 5-6：一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率10kW ，额定电压380V ，额定转差率0.032，定子每相电阻R 1=1.33Ω，转子电阻归算值R 2’=1.12Ω，激磁电阻R m =7Ω，额定运行时的定子相电流I 1=11.47A ，转子电流归算值I 2’=10.02A ，激磁电流I m =3.917A ，机械和杂散损耗共计200W ，试计算该电机的电磁功率、输入功率和效率？
W P P P N 1020020010000
=+=+=Ω损耗 W S P P 10537968
.010200-1e ===Ω
W S R I P 10542032
.012.102.10332222e =??=''= W R I P 52533.147.113321
211cu =??== 3317.768815332e =??==m m F R I P
W 11385
331525537101e 1=++=++=Fe cu P P P P %87.8%11385100001
=?==P P N η 5-7：写出感应电动机电磁转矩的三种表达式。
1）电磁功率表达；S
e P T Ω=e 2）总机械功率表达；Ω=
ΩP T e 3）主磁通、转子电流和转子的内功率因数表达。I C T T e Φ=
5-8：转子电阻对感应电机的Te-s 曲线有什么影响？适当增大转子电阻对感应电机的起动电流、起动转矩有什么影响？
5-9：什么是感应电动机的工作特性？当负载增大时，这些特性如何变化？
5-10：试述笼型感应电动机的起动和调速方法？绕线型感应电动机在起动和调速时有什么独特的方法？
—————————————————————————————————交作业8——
第六章：同步电机
6-1：简述同步电机隐极和凸极转子有什么特点？
6-2：同步发电机空载运行时，激磁电动势E 0都与哪些因素有关？与励磁电流之间是什么关系？
6-3：一台汽轮发电机，额定容量15000kV A ，额定电压6.3kV （Y 接），额定功率因数cos φ=0.8（滞后），同步电抗标幺值为1.968，不计磁饱和与电枢电阻，则额定负载时发电机的激磁电动势E 0为多少？（U=3634V ,I N =1374.6A,9783V ）
3637V 3/63003/===ΦN N U U
N N N I U S 3=
A U S I I N N N N 1374.686300
3101500033
=??===Φ 5.231374.6836371.968*=?=?
=ΦΦN N S S I U X X
()()()9775V 5.231367.680.636372909.6sin cos 222
20=?+?+=?+Φ?+Φ?=ΦΦΦS N N N X I U U E
6-4：有一台额定容量70000kVA 、额定功率60000kW 、额定电压13.8kV （星形连接）的三相
水轮发电机，交、直轴同步电抗的标幺值分别为X d *=1.0，X q *=0.7,试求额定负载时发电机的
内功率因数角Ψ0、功率角δ、激磁电动势E 0*（不计磁饱和和定子电阻）。(Φ=31。，54.8,23.8，
Id=0.8171,1.7321)
857.070000
60000cos 0===ψS P 031=ψ
—————————————————————————————————交作业9—— 6-5：同步发电机单独负载运行和与电网并联运行时，性能上有什么差别？简述原因。 6-6：投入并联的同步发电机应满足哪些条件？如何调节发电机向电网传送的无功功率？ 6-7：简述直流电动机、异步电动机和同步电动机的各有什么特点？
6-8：某工厂电力设备所消耗的总功率为2400kW ，cos φ=0.8（滞后），今添置一台功率为400kW 的同步电动机，cos φ=0.8（超前），试计算添置设备后，工厂的总有功功率、总无功功率和功率因数分别为多少。(2800kW,1500kW,S=3176kVA,0.8816)
—————————————————————————————————交作业10—kW kW P S 30008
.02400cos ==Φ= kW
an P Q 1800t =Φ?= kW kW P S 0058
.0400cos 111==Φ= kW an P Q 300
t 111=Φ?= kW P P P N 2800
1=+= kW Q Q Q N 1500300-18001==-=
kVA Q P S N N N 3176.522=+=
881.05
.31762800===N N S P η
《电机学》期末复习材料 第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值：m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ①节距因数：190sin 90)1(cos 11 ≤?? ??????=????? ???- =ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。
②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机，Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=，定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组）
电机学考试试卷A卷 一、填空题（每空1分共40分） 1 构成电机主磁路的主要材料为，其磁导率远远真空的磁导 率，并且随磁路饱和程度的增加而。 2 一台额定频率为50Hz的变压器，接于60Hz、6/5倍变压器额定电压的电网上运行，则磁 路的饱和程度，激磁电流，激磁电抗，漏电抗，铁耗。（填增大、减小或不变） 3 一台三相变压器，额定电压为6000/380V，Y，d联接，其变比为；如果把原边 匝数减少10%，外加电压仍为6000V，此时变压器的副边开路相电压为（忽略漏阻抗压降）。 8 电流互感器副边绝对不允许，电压互感器副边绝对不允许。 9 一台三相同步发电机，极对数为2，定子总槽数为36，双层绕组，则每对极下每相绕组 包括 个线圈组，每个线圈组由个线圈串联组成，一相绕组的最大可能并联支路数为。 10 采用、分布绕组可以削弱绕组电动势与磁动势的高次谐波分量，改善其波形。 为了同时削弱5、7次谐波分量，对于双层绕组，应选取节距等于倍极距。 11 三相同步发电机，定子三相对称绕组流过三相对称电流，则其每相绕组产生的磁动势性 质为 磁动势，而三相绕组的基波合成磁动势性质为磁动势。 12 分析同步发电机电枢反应的性质，可以采用图。 13 从时间概念而言，同步电机功率角是。 14 同步发电机并网运行。若原动机不做调节而调节励磁电流，则同步发电机的输出有功功 率 、输出无功功率；若励磁电流不做调节而调节原动机则同步发电机输出有功功率、输出无功功率（填改变或不变）。 15 变压器的正序电抗负序电抗；同步电机的正序电抗负序电抗（填大于、
小于或等于）。 二、作图题（共30分） 1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T ”型等效电路，标注其电阻、电抗参数，并说明 其物理意义。（10分） 2 指出下图所示三相变压器各相原副绕组同名端，并做相量图判断其联接组标号。（10分） 3 一台并联于无限大电网的隐极同步发电机，调节其励磁电流而原动机不做调节，做出此时 的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹（忽略电枢电阻与饱和）。 （5分） 4 一台凸极同步发电机，已知其X d *＝1、X q *＝0.8、U*=1、I*=1、功率因数角φ＝90o，做 出其电动势相量图，并标注d 、q 轴以及励磁电动势相量的具体数值（不考虑磁路的饱和并 忽略电枢电阻）。（5分） 三、计算题（共30分） 1 一台三相变压器， S N =25kV A ，U 1N /U 2N =6/0.4kV ，阻抗电压u k =4%，额定负载时的短路损 耗p kN =300W ， Y ，y0联接， (1) 求短路参数的有名值及标么值；（7分） (2) 负载电流为额定电流的0.6倍且负载为纯电阻性质，求此时的电压调整率。（3分） 2 两台额定电压相同的变压器并联运行，已知：S NI =3000kV A ，u KI =5%；S NII =3000kV A ， u KII =10%。 (1) 总负载为3000kV A 时，两台变压器的负载分别是多少？（2分） (2) 为了不使任一台变压器过载，两台变压器的最大总输出容量是多少。（3分） 3 一台三相交流凸极同步发电机，额定电流100A ，Y 接法，极对数p=3，双层绕组，每相绕 组串联匝数为100匝，同步转速1000转/分钟，基波绕组因数0.9456，三次谐波绕组因数 0.578，空载情况下气隙基波与三次谐波每极磁通量分别为1Φ=0.197Wb 、3Φ=0.003Wb ， 忽略其它高次谐波分量。 (1) 求基波感应电动势的频率；（1分） (2) 空载情况下，求每相绕组基波感应电动势与三次谐波感应电动势的有效值；（2分） (3) 在三相绕组通过三相对称额定电流情况下，求三相绕组合成基波与三次谐波磁动势 的幅值。（2分） 4 一台三相汽轮发电机数据如下，S N =31250kVA ，U N =10.5kV （Y 接），cos ΦN =0.8（滞后），
电机学主要知识点复习提纲 一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua
励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM ）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、 软特性 20. 稳定性 21. DM 的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动； 启动电流 22. DM 的调速方法：电枢串电阻、调励磁、调端电压 23. DM 的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式： 发电机：P N ＝U N I N (输出电功率) 电动机：P N ＝U N I N ηN (输出机械功率) 反电势： 60E a E E C n pN C a Φ==
电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率：2111 2100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?=? DM 的机械特性：em 2 T j a j a a ) (T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-= . 并联DM 的理想空载转速n 0： 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器； 干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组
电机原理试题及答案（仅供参考） 一、填空(每空1分，共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率S N=，则额定转速为n N=_____、额定工作时， 将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。 ~ 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了 ___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。 5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距τ＝＿＿＿、每极每 相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角α＝＿＿＿。 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 … 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。 10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。 》 13. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则 U1应随f1按______规律调节。 14、可用下列关系来判断直流电机的运行状态。当_________时为电动机状态，当________ 时为发电机状态。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。 二、判断正误(对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分) 【 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.( ) 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变 3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 - 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因 此变压器的主磁通也大。 >
考 试 卷（ A 卷） 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的 物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β= ）___时，变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允 许____开路____。 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势 ____________波形。设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱
电机学Ｉ试题 （华南理工大学电力学院２００５．６） 姓名班级学号（指班内序号）成绩 注意： 1. 一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置； 2. 四、五、六题写在答题纸上； 3. 不得自带草稿纸； 4．答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）右下角写上自己的名字，才可拆开试卷。 一、填空（25分） 1. 电机是 装置。 2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，不变； 不变。 3. 变压器的效率在达到最大值。 4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为： 。 5. 自耦变压器功率传递的特点为 。 6. 短距因数的物理意义为 。 7. 一相绕组的感应电动势计算公式为；其中的匝数N是指。 8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。其旋转的规律为：；其幅值为单相磁动势的倍。 9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n= 。 10. 感应电机转子反应的物理意义为 。 11. 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进行和归算。 13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为。 14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率P em，可以分割成转子铜耗p cu2、总机械功率（转换功率）PΩ。二者同P em的关系为p cu2= ；PΩ = 。 15. 同步电机的电枢反应是指 。 16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时， 之间的关系。 17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是 之间的夹角；从磁场角度看，它是 之间的夹角。 18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cos?、X d、X q，求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势E Q来求取I和E0的夹角ψ0。。
选择题 1一台双绕组单相变压器，其主磁通在一、二次侧线圈中产生的每匝电动势分别为 ec1和ec2，则应有（ C ） (A)ec1>ec2 (B)ec1 1、变压器的铁心损耗包括：磁滞损耗 、涡流损耗。 2、感应电机经两次折算后得到等效电路，这两次折算为：频率折算、绕组折算。 3、直流电机按励磁方式可分类为：他励式、并励式 、串励式 、复励式。 4、变压器开路试验可以获得哪些等效电路参数：激磁电阻、激磁电抗。 4、同步电动机的起动方法有：变频起动、辅助起动、异步起动。 5、变压器等效绕组折算的一般原则是：归算前、后二次侧绕组磁动势保持不变。 6、并励直流发电机希望改变他电枢两端的正负极性，采用的方法是改变励磁绕组的接法。 7、直流发电机的电磁转矩与转速方向相反，转子电枢导体中的电流是交流电。 8、变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将增大。 9、一台感应电机，其转差率s>1，转速n<0，则电机运行状态是电磁制动。 10、一台三相感应电机接在50Hz 三相交流电源上运行，额定转速为1480r/min ，定子上A 、B 两导体空间相隔20°机械角度，则A 、B 两导体的空间电角度为：40°。 11、简述改变他励直流电动机、三相鼠笼异步电动机转子转向的方法。 答：他励直流电动机：将电枢绕组的两个接线端对调；三相鼠笼异步电动机：将三相电源线的任意两根线换接。 12、简述并励直流发电机的自励条件。 答：1.磁路中必须有剩磁；2.励磁磁动势与剩磁两者的方向必须相同；3.励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 13、已知直流他励电机的额定电流I N 、额定电压U N 、额定效率ηN ，简述直流电动机和直流发电机额定功率的定义，并写出表达式。 答：对于发电机，额定功率是指线端输出的电功率，I U P ;对于电动机，额定功率是指轴上输出的机械功率，N N N N =。 14、简述单相变压器的工作原理。 15、为什么同步电动机不能自启动？说明原因。 16、一台三相绕线型感应电动机，若将定子三相短路，转子绕组通入频率为f1的三相交流电，试问：空载时电机转子能否转动，分析其工作原理。 17、简述直流电机、鼠笼异步电机、绕线异步电机和同步电机的原理和结构异同？ 18、在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的，要遵循哪些原则？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠，电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路。 归算原则：归算前、后二次侧绕组磁动势保持不变。 19、一台并励直流发电机不能正常输出电压，试分析其可能原因。 答：1.磁路中没有剩磁；2.励磁回路与电枢回路之间接线错误；3.励磁回路的总电阻大于临界电阻。 20、一台他励直流电动机拖动一台他励直流发电机在额定转速下运行，当发电机电枢电流增加时，电动机的电枢电流有何变化？并说明其原因。 答：直流电动机的电枢电流也增加。因为直流发电机电流增加时，则制动转矩即电磁转矩增大，要使电动机在额定转速下运行，则必须增大输入转矩即电动机的输出转矩，那么，电动机的电磁转矩增大，因此电枢电流也增大。 电机学期末考试试卷大全(附答案) 考试卷（ A 卷）《电机学》课程试卷 一、填空： 1．一台直流电动机，PN=10KW,UN=220V,?=0.86，nN=980r/min，则额定电 流为＿＿＿52.85A ＿＿＿，额定输出转矩为＿＿＿97.44N.m＿＿＿＿。 2．电机铁心采用0.35或0.5mm的硅钢片，其目的是:＿＿提高磁路的磁导率,降低电机的铁耗＿＿＿＿＿＿＿ 3．YYn联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形为:＿接近正弦波＿＿ ＿＿，这是因为:三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合，只能沿油或空气及油 箱壁闭合，磁阻大，故三次谐波磁通小，且负载时副方YO联接，使副方可感应、 流通较小的三次谐波电流，此电流也会对三次谐波磁通有所削弱，使磁通接近 正弦波，故相电势接近正弦波。 4．变压器的空载损耗主要是＿铁＿＿＿损耗，短路损耗主要是＿＿＿铜＿＿ 损耗。 5．选择交流绕组节距时，主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势，故 通常采用y1=＿＿＿5/6τ＿＿＿。 6. 一台隐极同步发电机并联于无穷大电网，额定负载时功率角 =200，现因外线发生故障，电网电压降为60%*UN，为使角保持在小于250范围内，应加大励磁，使E0为：E0/E0＿＿＿E0*/E0>1.35＿＿＿＿。 二、选择题： 1．下列关于直流电动机说法错误的是：（ c ） A 串励电动机不允许空载或轻载运行 B 并励电动机不允许励磁回路开路 C 同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向 D 其它条件不变，仅降低他励电动机电枢端电压，其转速下降 2．在两相对称绕组中分别通入i1=Imsinwt,i2=Imsin(wt 1200)，则此时产生的磁场（ b ） A 圆形旋转磁场 B 椭圆形旋转磁场 C 脉振磁场 D 无法确定 电机学期末复习总结 Last updated on the afternoon of January 3, 2021 《电机学》期末复习材料 第三篇交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值： m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2== = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ①节距因数： 190sin 90)1(cos 11≤??? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联 匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效 值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场 分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层 绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路 数） 【练习2】有一双层三相短距绕组， 24=z ，42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别 画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组 展开图；（2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： 单相磁势的特点是：磁势轴线（即 磁势幅值所在的位置）在空间固定不 动，而各点磁势的大小则随时间在变 化，因此称为脉动磁势。 单相绕组所产生的脉动磁势可以分 解成 基波 20１4年安徽大学电机学考试卷 （小题目每年基本不变,考前一定要看) 得分 一、选择题（每小题1分，共10分) １.以下是有关变压器的论述,唯一错误论述为（)。 变压器的磁路可以闭合，而电机的磁路必有气隙 三相变压器的额定电压指的是线电压 三相变压器的额定电流指的是相电流 推导变压器的等效电路必须遵循磁动势守恒和功率守恒的原则 ２．变压器做空载试验时，在一、二次侧分别进行，并且都加额定电压,则两侧的铁耗（)。 A.相等 B. 不相等 C.一次侧大 D.二次侧大 3. 变压器运行时,当二次电流增加到额定值，若此时二次电压恰好等于其开路电压,即,其中,那么,二次阻抗的性质为（ )。 A.感性B．纯电阻性C.容性D.任意 ４.已知一双层交流绕组的极距,今欲利用短距消除５次谐波电动势,其线圈节距应设计为( ）。 A.的某个值 B. C. D. 5．三相感应电动机定子绕组，联结,接在三相对称交流电源上,如果有一相断线，在气隙中产生的基波合成磁动势为（）。 A．不能产生磁动势Ｂ．脉振磁动势C．椭圆形旋转磁动势D．圆 形旋转磁动势 6.改变A、B、C三根电源线与异步电动机的连接关系可以改变电动机的转向,正确方法是()。 A.Ａ、B、C 三线逆时针轮换一遍B．A、B、Ｃ三线顺时针轮换一遍 C．A、B、Ｃ三线中任意两根互换一次Ｄ．Ａ、B、C三线中任意两根互换两次 ７．绕线式异步电动机拖动恒转矩负载运行，当转子回路串入不同电阻，电动机转速不同，而串入电阻与未串电阻相比，对转子的电流和功率因数的影响是（）。 A．转子的电流大小和功率因数均不变Ｂ.转子的电流大小变化，功率因数不变 Ｃ．转子的电流大小不变,功率因数变化D.转子的电流大小和功率因数均变化 8.一台正向旋转的直流并励发电机接在直流电网上运行，若撤掉原动机,则发电机将( )。 A.停转B．作为电动机反向运行Ｃ.作为电动机正向运行D.不能继续运行 9．一台并励直流电动机拖动一台并励直流发电机,当电动机的电压和励磁回路的电阻均不变时,若增加发电机输出的功率,此时电动机的电枢电流和转速将（)。 A．减小，降低B．减小，增高Ｃ.增大，增高D. 增大,降低 1０．一台积复励直流发电机与直流电网连接向电网供电,欲将它改为积复励直流电动机运行，若保持电机原转向不变，设电网电压极性不变,需要采取(）。 A．反接并励绕组Ｂ．反接串励绕组C.反接电枢绕组D.所有绕组接法不变 华侨大学 电机学期末考试试卷A 考试日期： 年 月 日 院（系） 班级 学号 姓名 成绩 一. 填空题。【每空一分，共30分，将答案直接填在题中．．．．．．．．．括号中．．． 】 3．凸极同步电机的转子绕组为（集中）（分布、集中）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（矩形）（正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。 5．有一台三相交流电机，定子有36个槽，极数为4，节距为7。则每极每相槽数q 为（3），槽距角为（20°），极距τ为（9），短距因数p k 为(0.9397)，分布因数d k 为（0.9598），绕组因数w k 为（0.9019） 6．一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为a r ,电枢电流为a I ,可知此单迭绕组有(p 2)条并联支路，其每条支路电阻为(a pr 2)；若为单波绕组其每条支路电阻为(a r p 22)，电枢电阻为(a r p 2)。 7. 同步发电机在过励时从电网吸收(超前)无功功率，产生(直轴去磁)电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出(滞后) 无功功率，产生(直轴增磁)电枢反应。 8. 一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将(减小)，铁耗将(减小)。 以下各题在答题纸上作答，并在每张答题纸上写上：班级、姓名、学号．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 二. 简答题。【每小题5分，共25分。】 1. 变压器为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？ 答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。 一、填空题 1. 变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为主磁通漏磁通，其中漏磁通不参与变压器的能量传递。 2. 他励直流电动机常用的调速方法有：_改变电枢回路里的串 联电阻；减小气隙磁通;改变电枢端电压U。 3. 鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子串接电抗器起动 ; Y —起动 ; 自耦减压起动。 4. 三相同步电动机通过调节励磁电流可调节无功功率。 5. 异步电动机的电源电压降低10%,电机的过载能力降低到80, 临界转差率不变，负载不变时，电机的转速将降低_____ 6. 直流电动机常用的调速方法有： 电枢控制和磁场控制。 7. 变压器负载运行时，二次电流的大小决定着一次电 流的大小。 8. 削弱齿谐波电动势的方法有斜槽、分数槽（半闭口 槽）___ 以及其它措施。 9. 单相绕组的磁动势是脉动磁动势;对称三 相绕组的磁动势为旋转磁动势。 10. 三相感应电动机的调速方法有：改变转差率调速、改变电 压_____ 调速、 变频________ 调速。 11. 变压器空载实验选择在低压侧压侧进行, 原因是安全和仪表 选择方便。短路实验选择在高压侧压侧进行,原因是—安 全和仪表选择方便。 12. 一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10，则将二次绕 组进行归算后，归算前后的二次侧电阻之比为 1 : 100 ;归 算前后的二次侧磁势之比是1 : 1 。 13. 并励直流发电机自励的三个条件是有剩磁、剩磁与励 磁方向相同（电枢和励磁绕组接法正确）、励磁电阻小于临 界电阻。 14 . 一台直流发电机，其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 15. 三相感应电动机转子转速为n定子旋转磁场的转速为,极对数为P,则定子电流的交变频率为上￡ ；转子电流 的交变频率为5s —n）P。 电机学1复习 1所有作业题和书中的例题 填空题 直流电机由 和 部分组成。其中换向极属于 部分，其作用是 。直流电枢绕组可分 为 、 。电枢绕组感应的电势是 ，通过 换向成 。交流绕组按层数分为 和 及 。从绕组的节距看分为 、 和 。单相交流绕组的磁动势为 ，通有对称三相交流 电的三相交流绕组磁动势形式为 、交流电机中，为削 弱或消除谐波的影响，绕组通常采用 、 的形式。 直流电动机的电势Ea 比端电压U ，电磁转矩Tem 与转速n （方向） , Ia 与 Ea （方向）。欲改变直流电动机的转向， 可采用的方法有 、 或 。 电机和变压器的磁路一般用 （材料）制成，变压器的铁芯导磁性 能越好，其励磁电抗 ，励磁电流就 。直流电机由 和 两大部分组成。其中 部分主要 有 、 、 ； 部分主要 有 、 、 。基波脉振磁势可以分解成两 个 、 、 的圆形旋转磁势。变压器的参数由 和 实验测得，其中由 试验可测出 然后计算出 ；由 实验可算 出 。交流电机单相绕组流过电流后产生 磁势； 三相绕组流过电流后产生 磁势。方向 。 直流电动机的电气制动方法有 、 、 调速方法有 、 、 直流电枢绕组 可分为 、 。 铁芯损耗包括2各部分，分别为____________________，铁芯损耗的大小与铁芯 材料特性Fe k 、磁通密度m B 、频率f 有关，写出 1.8m B T 时它们之间的关系式 _________________________。已知一台交流电机的极距为10槽，如果希望电枢 绕组中不包含五次谐波电动势，那么线圈的节距应当选为__________槽。铁心损 耗是__________和__________之和,一台并励直流电机，接到220伏的直流电网上， 作电动机运行时，电枢电势为210伏，若改为发电机运行，并保持电网电压，电 枢电流不变，则电枢电势为__________伏，电枢回路总电阻压降（包括电刷的接 触电压降）为________伏。 若外加电压随时间正弦变化，当磁路饱和时，单相变压器的激磁电流随时间 变化的波形是_____；磁路饱和时，激磁电流正弦时，主磁通波形是______。（尖 顶波、平顶波、正弦波） 三相交流电机定子绕组设计成分布及短距以后，其优点主要是_____。 考 试 卷（ A 卷） 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是_A/m _电磁感应定律的物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场_阻碍原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越小 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和铁耗_，后者又包括涡流和磁滞损耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为_0.5~0.6_之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β = ）时，变压器效 率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组__。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波___电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大_。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_，而电流互感器二次侧不允许____开路_ 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势波形。设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱5次和7次谐波，绕组的节距应取____10_槽。单层绕组的短距系数为____1.0__ 9. 脉振磁动势可以分解为两个__圆形旋转________磁动势，它们的旋转方向相反，幅值是脉振磁动势的____1/2（一半）_________。三相不对称电流流过三相对称绕组产生__椭圆形_________磁动势，当它的幅值最小时，速度最_____大_______。 10. 设异步电动机磁场基波频率为f 1，同步速为n 1，转速为n ，则气隙中的ν次谐波磁场在定子绕组 电机学（上）主要知识点复习提纲 20130619 一、绪论 1. 电机的概念：基本理论、基本结构、基本功能 2. 全电流定律（安培环路定律） 3. 电磁感应定律、磁通正弦变化时电磁感应定律表达式 4. 电磁力定律 5. 电机中常用材料 6. 铁磁材料的性质：磁化曲线、磁滞回线 7. 铁耗：磁滞损耗、涡流损耗 8. 磁路基本定律 9. 自感与互感 二、直流电机 A. 主要概念 1. 直流电机的基本原理：磁极和电刷静止，电枢和换向器旋转。 2. 直流电机主要结构 3. 直流电机额定值：额定功率、电动机、发电机 4. 电枢：电枢铁心（硅钢片）、电枢绕组的特点 5. 元件：实槽、虚槽、节距 6. 单叠、单波绕组：并联支路对数a 7. 电枢绕组展开图（不考但应清楚） 8. 换向器：换向器片数=元件数=虚槽数 9. 电刷放置原则 10. 励磁与励磁方式 11. 空载磁场、主磁通、漏磁通、每极磁通 12. 直流电机磁化曲线、气隙线、饱和系数 13. 电枢磁场与电枢反应：（交轴、直轴）电枢反应及其性质 14. 几何中性线、物理中性线 15. 感应电动势与电磁转矩：感应电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua 励磁铜耗p Cuf 电机铁耗p Fe 机械损耗p mec 附加损耗p ad 输出机械功率P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 效率 17. 直流电动机（DM）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 电力拖动机组稳定性判据 21. DM的起动方法：直接起动、电枢回路串电阻起动、降压起动；起动电流 电机学考试卷（ A 卷） 课程名称电机学考试学期得分 适用专业电气工程及其自动化考试形式考试时间长度120分钟 一、填空题（30分，每空1分） 1．从外形上区分，汽轮发电机是瘦长形，水轮发电机是扁短形。2．同步发电机电枢反应的性质取决于E0与I间的夹角，内功率因数角，ψ。3．同步发电机投入电网并列运行的理想条件有：①相序一致，②电压大小相等，③频率一致，④相角一致。（没有先后顺序之别） 4．并网运行的同步发电机，通过调节输入机械功率可以控制输出的有功功率，通过调节励磁电流可以控制输出的无功功率。 5．同步电机的同步电抗包括两部分，电枢反应电抗对应于电枢电流产生的三相合成磁通，漏抗对应于漏磁通，其中电枢反应电抗的大小与磁路的饱和程度有关。 6．同步发电机的短路特性呈直线形状，此时电枢反应是纯去磁作用。7．同步电机不对称运行时，正序旋转磁场不在转子绕组中感应电势，负序旋转磁场能在转子绕组中感应电势。 8．设I k(1)、I k(2)、I k(3)分别为同步发电机在单相、两相、三相稳定短路时的电流值，则其大小关系为Ik(3)< Ik(2)< Ik(1)。 9．当同步发电机发生突然短路时，其定子电流分量中可能有直流分量，此直流分量产生的原因是维持短路瞬间磁链不变，其大小会（会、不会）衰减。 10．直流电机的电枢绕组从结构特点上看是闭合绕组，当直流电机运行时，电枢的每个绕组中感应的是交变电势，通过电刷和换向器的作用，在电机外表现的是直流电势。 11．直流电机的电枢反应对主磁场的影响主要有：①使每极磁通有所减小，②磁场分布发生畸变。 共 5 页第 5 页 12．直流电动机的调速方法主要有：①改变电源电压，②改变励磁电流，③电枢回路串电阻。其中第 3 种调速方式效率最低。（对应于串电阻调速效率最低） 二、分析题（40分，每题10分） 1．比较下列情况下同步电机的稳定性，并说明理由： （1）当有较大的短路比和较小的短路比时； （2）在过励状态下或在欠励状态下运行时； （3）在轻载状态下或在满载状态下运行时。 答：关键1——指出电机的稳定性与电机运行时的功角有关，功角越小，电机稳定性越好。 关键2——写出电机的功角关系式P = E0 U sinδ/ Xs （1分） （1）短路比较大，则对应于同步电抗值越小，在相同负载及其他条件下，对应的功角越小，电机稳定性越好；（3分） （2）过励状态相比与欠励状态，励磁电流大，因此对应的空载电动势E0大，在相同负载及其他条件下，对应的功角越小，电机稳定性越好；（3分） （3）轻载即输出有功功率小，因此对应的功角小，电机稳定性好。（3分） 2．试分析下列情况下，同步电机的转子电流中有没有交流分量： （1）同步运转，定子电流三相对称且有稳定值； （2）同步运转，定子电流有稳定值，但三相不对称； （3）稳定异步运转； （4）同步运转，定子电流突然变化。 答：（1）定子电流三相对称，则仅有正序分量，其旋转速度为同步速。电机以同步速旋转，则定子磁场与转子励磁绕组没有相对运动，没有运动电动势；定子电流有稳定值，即定子磁场幅值不变，则转子绕组中亦没有变压器电动势。因此，此时转子绕组中无交流分量。 （2）定子电流三相不对称，则可以分解出正序分量和负序分量，负序分量产生负序旋转磁场，其运动速度为同步速，方向与转子运动方向相反，则与转子绕组有2倍同步速的相 共 5 页第 5 页 一、简答 1、电枢磁动势与磁场相互作用才产生电磁转矩。若电枢磁动势有交、直两个分量，那么是那个分量产生，那个分量不产生？还是两个都产生？答: 产生直轴电枢磁动势的电流沿电枢表面对称分布在几何中性线两侧，受到异极性磁场的作用，合成电磁力为零，即不产生电磁转矩。产生交轴电枢磁动势的电流对称分布在主极轴线两侧，产生的电磁转矩是同一方向的。可见，只有交轴电枢磁动势才产生电磁转矩。 2、请写出磁路基尔霍夫定律的数学表达式。书P23 3、为什么三相组式变压器不宜采用Yyn联结，而三相心式变压器又可采用Yyn 联结？ 4、感应电动机定子绕组与转子绕组没有直接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载，电机主磁通有无变化？答负载增加时，电动机转速下降，转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增加，转子磁动势也增加。由磁动势平衡关系，定子磁动势增加，定子电流上升，即从电网吸收的电功率增加。这一过程直到转子电流产生的转矩与负载转矩重新平衡为止。 在U1不变的情况下，I1的增加导致I1Z1增加，使E1减小，主磁通略有减小。 5、并励发电机正转能自励，反转能否自励？ 答发电机正转时能够自励，表明发电机正转时满足自励条件，即：①有一定的剩磁；②励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻；③励磁绕组的接线与电机转向的配合是正确的。这里的正确配合就是说当电机以某一方向旋转时，励磁绕组只有一个正确的接法与之相对应。如果转向改变了，励磁绕组的接线也应随之改变，这样才能保证励磁电流所产生的磁场方向与剩磁方向相同，从而实现电机的自励。当电机的转向改变了，而励绕组的接线未改变，这样剩磁电动势及其产生的励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场方向必将与剩磁的方向相反。电机内磁场被削弱，电压不能建立，所以并励发电机正转时能自励；反转时，不改变励磁绕组的两个端头的接线，是不能自励的。 6、什么是软磁材料？什么是硬磁材料?（第一张导论18）软磁材料：磁滞回电机学第五版汤蕴璆复习重点带答案
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