《电机学》复习重点
各章习题为作业题（答案全部要求手写）
第一章绪论
本章介绍了有关磁场、磁路的基本概念，磁路的基本定律和电机电磁基本关系。
一、电机－能量转换装置，电机的用途广泛，种类很多，按照电机在应用中的能量转换职能来分，电机可以分为下列各类。
（1）将机械功率转换为电功率――发电机。
（2）将电功率转换为机械功率――电动机。
（3）将电功率转换为另一种形式的电功率，又可分为：①输出和输入有不同的电压――变压器；②输出与输入有不同的波形，如将交流变为直流――变流机；③输出与输入有不同的频率――变频机；④输出与输入有不同的相位――移相机。
（4）不以功率传递为主要职能，而在电气机械系统中起调节、放大和控制作用的各种控制电机。
按照所应用的电流种类，电机可以分为直流电机和交流电机。
电机还可以按原理和运动方式来分，同步速度决定于该电机的极数和频率，同步速度的确切意义将在后文说明。电机可分类如下。
（1）没有固定的同步速度――直流电机。
（2）静止设备――变压器。
（3）作为电动机运行时，速度永远较同步速度为小，作为发电机运行时，速度永远较同步速度为大――异步电机。
（4）速度等于同步速度――同步电机。
（5）速度可以在宽广范围内随意调节，可以从同步速度以下调至同步速度以上――交流换向器电机。
二、磁场、磁路
运动电荷（电流）的周围空间存在着一种特殊形态的物质，人们称之为磁场。在电机和变压器里，常把线圈套装在铁芯上，当线圈中流过电流，在线圈周围的空间就会形成磁场，如图1-1所示，其中铁芯由铁磁材料构成，导磁性能比空气好得多，磁通几乎全部在铁芯中流通，而在空气中只存在少量分散的磁通。所以在一般工程计算中，电机中的磁场常简化为磁路来处理。
三、磁感应强度（磁通密度）、磁通量
磁场的大小和方向可用基本物理量磁感应强度来描述，用符号表示，单位是（特斯拉），是一个矢量。
通过磁场中某一面积的磁感应线数称为通过该面积的磁通量，简称磁通，用符号表示。在国际单位制中它的单位是 (韦伯)，它是一个标量。
(1-1）
四、磁场强度、磁导率
表征磁场性质的另一个基本物理量是磁场强度，它也是一个矢量，用符号表示，其单位为。磁场的两个基本物理量之间存在着下列关系
（1－2）
式中称为磁导率，由磁场该点处的介质性质所决定，单位为（每米亨）。在电机中应用的材料，一般按其导磁性能分为非铁磁材料和铁磁材料。
（1）非铁磁材料如空气、铜、铝和绝缘材料等，它们的磁导率可认为等于真空磁导率，。
（2）铁磁材料如铁、镍、钴及其合金，其磁导率远大于真空磁导率数千甚至上万倍。通常以表示铁磁物质的磁导率比真空磁导率增大的倍数，称为相对磁导率，即（1－3）
存在磁绝缘而呈现的磁通扩散现象的影响是相当大的。
五、铁芯损耗
当导磁材料位于交变磁场中被反复磁化，其中B－H关系便是磁滞回线。此时导磁材料中将引起能量损耗，称为铁芯损耗。铁芯损耗分为两部分：磁滞损耗和涡流损耗。
铁芯损耗均转化为热能使铁芯温度升高，为防止电机过热，一方面采用硅钢片以减小铁芯损耗，另一方面则应采取散热降温措施。
六、安培环路定律（或称全电流定律）
在磁场中，磁场强度矢量H 沿任一闭合路径的线积分等于穿过该闭合路径的限定面积中流过电流的代数和。其数学表达式为
（1—4）
磁场强度沿一条路径的线积分定义为该路径上的磁位差（又称磁压），以符号表示，其单位为。即有
(1-5)
七、磁路基本定律
（1）磁路欧姆定律
（1－6）
（2）磁路基尔霍夫定律
八、磁场储能
（1－7）
九、电感
（1－8）
对于磁路的磁导率为恒值时，或气隙磁路起主导作用时，该磁链与流过线圈的电流之间有正比关系，可写成
（1－9（a））
或（1－9（b））
十、电磁感应定律
若电动势、电流和磁通的正方向取得一致，即电流的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋定则，正电动势倾向于产生正电流，则电磁感应定律用数学式表示时为
（1－10）
（1－11）
十一、电磁力、电磁转矩
设有一导体位于磁场中，用外力F加于导体使其以速度v运动，外力对导体作功。导体在磁场中截切磁力线，导体中便产生感应电动势。导体上所受到的电磁力,它的表达式为
(1-12)
位于磁场中的载流导体所受电磁力的方向可以很形象地按左手定则确定，
若从外电源向位于磁场中的一导体送入电流，则该导体上也将受一电磁力，在电磁力作用下，导体将沿着电磁力的方向运动，这说明了电动机的基本作用原理。
旋转电机的运动系旋转运动，设所研究的导体位于电机的转子上，如把导体上所受到的电磁力，乘以从导体至旋转轴之间的距离，便得电磁转矩T，即
(1-13)
十二、一台电机所用的各种材料的功用，不外乎下列五种：导电、导磁、绝缘、散热和机械支撑。
1、导电材料
铜是最常用的导电材料，电机中的绕组一般都用铜线绕成。
2、导磁材料
钢铁是良好的导磁材料。
3、绝缘材料
绝缘
级别
Y A E B F H C 极限
允许温度（℃）90 105 120 130 155 180
180以
上
1-1电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？
答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。1-2磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？
答：磁滞损耗由于B交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。
它与交变频率f成正比，与磁密幅值B m的α次方成正比。涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电
损耗。它与交变频率f的平方和B m的平方成正比。
1-3自感系数的大小与那些因素有关？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，哪一个的自感系数大？哪一个的自感系数是常数？哪一个是变数？随什么因素变化？
答：因为L＝ψ/i＝wФ/i＝Ф/F＝/R m，从上式可以推出L与成正比，与磁阻R m成
反比。又因两线圈W相同，铁的R m远小于木的R m，所以铁质上绕组的自感系数大，另
一个小。因木质是线性的，R m不变，铁的R m要变，所以木质上绕组L为常数，铁质上
绕组L 为变数。铁为变数是因为当H 改变时μ变化而引起的，所以根本因素是H 改变了。 1-4对于下图，如果铁心用D
23
硅钢片迭成，截面积A
Fe
＝10
4
25.12-?㎡,铁心的平均长
度
l
Fe
＝0.4m ，，空气隙10
3
5.0-?=δm ，线圈的匝数为600匝，试求产生磁通 φ＝
104
11-?韦时所需的励磁磁势和励磁电流。
解：在铁心迭片中的磁密为
A
B Fe
Fe φ
=
＝11/12.25＝0.9 (T)
根据
D
23
硅钢片磁化曲线查出
H Fe
＝306 (A/m) 在铁心内部的磁位降
F
Fe
＝
H
Fe
*
l
Fe
＝306*0.4＝122.4（A ）
在空气隙处，当不考虑气隙的边缘效应时 9.0==B
B Fe
a
（T ）
所以
10
7
49.0-?=
=
πμ
B
H a a ＝7.15105
? （A/m ）
故
10103
55.015.7-???=?=δH F a a ＝357.5（A ）
则励磁磁势F ＝F a
+F
Fe
＝357.5+122.4＝479.9 安匝
励磁电流
799.0600
9.479===
W F I
f
（A ） 1-5在图1—5中，当给线圈外加正弦电压u 1时，线圈内为什么会感应出电势？当电流i 1增加和减小时，分别算出感应电势的实际方向。
答：在W 1中外加
u 1
时在
W 1中产生交变电流
i1，i1在W1中产生交变磁通ф，ф通过W2在W2中和W1中均产生感应电势е2和e1，当i1增加时e1从b到a，е2从d 到c，当i1减少时e1从a到b，е2从c 到d。
第一篇变压器
第二章变压器的基本作用原理与理论分析
本章介绍了变压器的结构、原理、铭牌数据、空在运行、负载运行及运行特性。
一、电力变压器的基本结构
通常的电力变压器大部分为油浸式。电力变压器主要由五个部分组成：①铁芯，②带有绝缘的绕组，③变压器油，④油箱，⑤绝缘套管，以下将对每一部分分别加以叙述。
二、变压器的额定值
在变压器铭牌上常标注有它的额定值。计有额定容量、额定电压、额定电流和额定频率。额定容量SN>是制造厂所规定的在额定条件下使用时输出能力的保证值。单位为VA或kVA。对于三相变压器而言是指三相的总容量。
额定电压是由制造厂所规定的变压器在空载时额定分接头上的电压保证值。单位为V或kV。对于三相变压器而言，铭牌上的额定电压是指线电压。
额定电流是额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线电流值。单位用A或kA。
对于单相变压器
初级额定电流（2－1）
次级额定电流（2－2）
对于三相变压器，如不作特殊说明，铭牌上所标注的额定电流是指线电流。即有初级额定线电流
（2－3）
次级额定线电流（2－4）
我国的标准工业频率为50Hz，故电力变压器的额定频率是50Hz。
此外，在变压器的铭牌上还标注有相数、接线图、额定运行效率、阻抗压降和温升。对于特大型变压器还标注有变压器的总质量、铁芯和绕组的质量以及储油量，供安装和检修时参考。
三、变压器空载运行
1、空载是指它的一个绕组接到电源，另一个绕组开路。
2、正方向的规定
因为变压器中的电压、电流、电动势、磁动势和磁通都是时间函数，是正负交替变化的量。在列电路方程时，需给它们分别规定参考正方向，否则所列出的电路方程，其物理意义便含混不清。所以在电路图中，都需用箭头方向来表示其正方向。
图2－6 变压器空载运行示意图
3、感应电动势、电压变化
(2－5）
(2—6)
4、电路方程
(2-7)
四、变压器负载运行
1、变压器负载运行是指一个绕组接至电源，另一绕组接负载时的运行方式。线路示意图如图2－14所示，各物理量均按习惯标注。
2、基本方程式
由以上电磁物理分析得到一组表示式，即
(2－8）
3、归算常用一假想的绕组替代其中一个绕组使之成为k＝1的变压器，这种方法称之为绕组归算或称为绕组折算。归算后的量在原来的符号加上一个上标号“’”以示区别，归算后的值称为归算值或折算值。归算的目的纯粹是为了计算方便。因此，归算不应改变实际变压器内部的电磁平衡关系。
4、归算后的基本方程、等效电路和相量图
归算后，基本方程组可写成
（2-9）
五、标么值定义：就是对各个物理量选一个固定的数值作为基值，取实际值与基值之比称为该物理量的标么值。即
六、参数测定方法
1、空载试验
可以测定励磁电阻rm和励磁电抗xm
2、短路试验
用来求参数r k和x k
【例2－1】三相变压器额定容量为2500kVA，额定电压为60/6.3kV,联接（即联接），室温为时测得试验数据如表2－1所示。试求：
（1）高压和低压测的额定电压和电流。
（2）等效电路参数的欧姆值和标么值,画出近似等效电路图。
（3）励磁支路用导纳表示的数值和标么值。
试验类型电压（V）电流（A）功率（W）备注
短路4800 20.46 26500
在高压侧测量
空载6300 11.46 7700
在低压侧测量
解（1）高压绕组Y联接，额定线电压＝60kV
额定相电压
额定相电流等于额定线电流
低压绕组三角联接，相电压和线电压相等，即
额定线电流
额定相电流
（2）空载试验在低压方测量，线电流为11.46A
相电流
励磁电阻
励磁阻抗
励磁电抗
对于归算至高压测的值为
低压测阻抗基值
高压测阻抗基值
励磁阻抗标么值
励磁电阻标么值
励磁电抗标么值
短路试验在高压测测量，高压测Y接，相电流等于线电流为24.06A，线电压为4800V。短路阻抗
短路电阻
短路电抗
为测得的数值，应折算至时的电阻，即
折算至时的短路阻抗值
短路阻抗标么值
短路电阻标么值
短路电抗标么值
（3）励磁支路用导纳表示（归算至高压方）。
导纳
电导
电纳
（4）短路试验电流为额定值，短路电压标么值与短路阻抗标么值相等。即，且有，。
七、变压器的运行性能：反映变压器运行性能的主要指标有电压变化率（又称电压调整率）和效率。
1、电压变化率
由于变压器内部存在着电阻和漏抗，负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致次级电压随负载电流变化而变化。电压变化程度通常用电压变化率表示。设外施电压为额定电压，取空载与额定负载两种情况下的次级电压的算术差与空载电压之比定义为电压变化率，即
（2－10）
2、变压器的效率
（2－65）
（2－11）
习题
2-1、某三相电力变压器的S e =500KVA ，U 1e /U 2e =10000V/400V ，Y/Y 0—12接法，二次侧额定电流I 1e 的数值是（ ）。答案：C
A 、28.87A
B 、50A
C 、72.17A
D 、10A
2-2、已知一电力拖动系统，在任意时刻t 侧得M=180N ·M ，M fz =60 N ·M ，则该系统处于何种运动状态（ ）。答案：D
A 、静止
B 、减速
C 、匀速
D 、加速
2-3为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？变压器实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别？为什么？
答：因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。 而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。 实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其它损耗。
2-4一台3KV A ，230/115伏单相变压器，原线圈电阻Ω=3.01
r
，副线圈电阻Ω=05.02r ，
原线圈漏抗
Ω=8.01
x σ，副线圈漏抗Ω=1.02
x σ，铁耗45=P
Fe
w ，额定负载时铜耗
85=P
cu
w 。求
（1） 副方功率因数为0.9（滞后）时的不要变化率；
（2） 供给3.04kw ，功率因数为0.95（滞后）负载时的效率。
解：（1）
A S
I
N
N
043.13230
3000
230
1==
=
A S
I
N
N
087.26115
3000
115
2==
=
Ω==634.17111I
U Z
N
N N
Ω==408.4222I
U Z
N
N N
所以
0284.0408
.405
.0634.173.022
11
21=+=
+
=
+=*
**Z
r Z
r r r r
N
N
k
0681.0408
.41
.0634.178.021
=+=
+=
*
*
*
x x x k
σσ
故副方Cos
?
2
＝0.8（滞后）时电压变化率
??2
2
Sin Cos u x r k k *
*
+=
?
＝5.524％
（2）供给负载3.04kw 时，如不考虑电流对u ?的影响时， ??2
2
'
Sin Cos x r u
k k *
*
+=?
＝0.028×0.95+0.0681×95
.02
1-
＝4.78％ 此时端电压
V u U
U N
5.109)0478.01(115)1(2'
=-?=?-=
此时负载电流
A U
P I 76.275
.1093040
'2
2'
2==
=
这个电流对电压变化率的影响为u I u '
'2?=
?*
所以考虑电流变化对电压变化率的影响后电压变化率 %09.5%78.4087
.2676
.27=?=?u
端电压
V U
17.109)0509.01(1152
=-?=
负载电流
A U
P I 85.2717
.1093040
2
22==
=
在这个负载时变压器的铁耗不变，铜耗为
88.96852
)087
.2685.27(
2
2
=?=*=P
I P k
cu w
所以供给3.04kw 、功率因数为0.95（滞后）负载时的效率为
%1000
2
2
?++=
P
P P P cu
η
＝
%54.95%10088
.964530403040
=?++
2-5 一台Hz 50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？副边开路或短路对原边电流的大小有无影响？（均考虑暂态过程）
答：因是直流电，变压器无自感和感应电势，所以加压后压降全由电阻产生，因而电流很大，为
r
U N 1
1。如副边开路或短路，对原边电流均无影响，因为φ不变。
第三章三相变压器及运行
本章介绍了三相变压器的磁路、三相变压器的连接组别、变压器并联运行条件
一、连接组别及标准连接组
1、单相变压器的组别
用时钟表示法便为I i6。其中I i表示初级、次级都是单相绕组，0和6表示组号。我国国家标准规定，单相变压器以I i0作为标准连接组。
2、三相变压器的组别
三相变压器的连接组别用初级、次级绕组的线电动势相位差来表示，它不仅与绕组的接法有关，也与绕组的表示方法有关。
（1）Y y连接
Y y连接有两种可能接法。如图3-7(a)所示，图中同极性端有相同的首端标志，初级、次级相电动势同相位，次级线电动势与初级线电动势也同相位，便标定为Y y0。如图3-7(b)所时，图中的同极性端有相异的首端标志，次级线电动势与初级线电动势
相位差180゜，便标定为Y y6。
图3-7 Y y连接组
( a ) Y y0; ( b ) Y y6
（2）Y d连接
在Y d连接中，d有两种连接顺序如图3-8所示。在图3-8(a)中，滞后330゜，属于
图3-8 Y d 连接组 ( a ) Y d11； ( b ) Y d1
Y d11连接组。在图3-8(b)中，
滞后
30゜，属于Y d1连接组。
此外，三相变压器还可以接成D y 或D d 。 3、标准组别
为统一制造，我国国家标准规定只生产五种标准连接组：①Y yn0；②Y d11；③YN d11；④YN y0；⑤Y y0，其中最常用的为前三种。
二、变压器的并联运行条件
1、空载时，各变压器相应的次级电压必须相等且同电位。
2、在有负载时，各变压器所分担的负载电流应该与它们的容量成正比例。
3、各变压器的负载电流都应同相位，如此，则总的负载电流便是各负载电流的代数和。
习题
3-1已知一台三相绕组接线图如下所示，每相均为I/I —6联接组别。求：⑴用“·”号标明副绕组对原绕组的同名端；⑵作向量图，判定联接组别。
3-2
画出图示变压器的联接组相量图，并指出联接组别。
Y ，y6
Y，y0
3-3试述变压器并列运行条件
答：（1）变比相等，即原、副边的额定电压相等；
（2）联接组别相同；
（3）短路阻抗标幺值相等。
第四章三相变压器的不对称运行及瞬态过程
本章以三相变压器Y yn连接的单相运行为例，介绍了不对称运行的分析方法，瞬态过程
一、对称分量法
1、变压器有时会处于不对称运行状态。产生不对称运行的原因有：①外施电压不对称；
②各相负载阻抗不对称；③外施电压和负载阻抗均不对称。
2、在变压器及交流电机中不对称运行的分析常采用对称分量法，
二、三相变压器的各序阻抗及其等效电路
1、分析变压器和交流电机的不对称运行，应用对称分量法不仅有优越性且是必要的。其理由如下：
（1）由不对称系统分解而得到的正序、负序和零序系统都是对称系统。对称系统容易求解。当求得各个对称分量后，再把各相的三个分量叠加便得到不对称运行情形。
（2）不同相序电流流经电机和变压器具有不同物理性质，换言之，具有不同阻抗参数。
2、正序阻抗Z＋和正序等效电路
正序电流所遇到的阻抗称为正序阻抗。正序阻抗为
（4－9）
3、负序阻抗Z－和负序等效电路
负序电流所遇到的阻抗称之为负序阻抗。负序阻抗为
（4－10）
4、零序阻抗Z0和零序等效电路
零序电流所遇到的阻抗称为零序阻抗。
三、变压器二次级侧突然短路时的瞬态过程
1、瞬态过程
变压器突然短路之前可能已有负载电流，但与短路电流相比是很小的，在分析突然短路的瞬态过程时，通常略去短路前的负载电流，而认为突然短路发生在空载。
图4-11变压器突然短路电流波形
2、过电流的影响
过电流所造成的影响有两方面：发热和机械力。
四、变压器空载合闸时的瞬态过程
1、瞬态过程
需强调指出：①求得磁通波后再求相应的励磁电流只能是近似估算。因为变压器正常运行时的磁路已经饱和，而磁通增大一倍的这条磁化曲线是很难测量的。②由于磁路的非线性，电感并非常数，从而励磁电流也并非按指数函数衰减。而磁路越饱和则电感越小，实际的衰
减速度要比按计算值快得多，一般来讲，小型变压器的电阻较大，电抗较小，衰减也较快，约几个周期就可达到稳态。大型变压器的电阻较小，电抗较大，衰减也慢些，可能延续几秒。
2、过电流的影响
虽然无法精确计算最大可能的冲击电流值，但实用结果表明，在最不利的时刻合闸，其冲击电流只不过是几倍额定电流，比短路电流要小得多。虽然瞬态过程持续时间较长，也只不过在最初几个周期内冲击电流较大，在整个瞬态过程中，大部分时间内的冲击电流值都在额定值以下。无论从电磁力或温度来考虑，对变压器本身直接危害不大。但在最初几个周期的冲击电流有可能使过电流保护装置误动作。为防止这种现象发生，装设有过电流保护装置的大型变压器，合闸时可在变压器的输入端与电网间串联适当电阻以限制冲击电流，且有利于合闸冲击电流快速衰减。待冲击电流衰减到额定电流以内再把限流电阻切出。
习题
4-1一台Y/?连接的三相变压器，原边加对称正弦额定电压，作空载运行，试分析：
（1） 原边电流、副边相电流和线电流中有无三次谐波成分？
（2） 主磁通及原副边相电势中有无三次谐波成分？原方相电压及副方相电压和
线电压中有无三次谐波成分？
答：（1）由于原方Y 接，三次谐波电流无通路。所以原边电流没有三次谐波成分。 副边三角形接，相电流中有三次谐波成分，而线电流中没有三次谐波成分。（2）主磁通中有三次谐波，原副方相电势中也有三次谐波成分。原方的相电压中有三次谐波成分，副边相电压及原副方线电压中均无三次谐波成分。
4-2将下列不对称三相电流和电压分解为对称分量
（1） 三相不对称电压，
?
U
A
=220V ，
1000
220-∠=?
U
B
伏，
2500
210-∠=?
U
C
伏；
（2） 三相不对称电流，
?
I
A
=220A ，
1500
220-∠=?
I
B
A ，
2400
180-∠=?
I
C
A ；
解：（1）分解后的各对称分量
)(312?+?
+?=?
+U a U U U C B A A a =351020
00
6.211)210220220(3
1∠=∠+∠
+-伏
)(312?+?+?=?
-U U a U U C B A A a =9.166130140
00
58.28)210220220(3
1--∠=∠+∠
+伏
)(310?+?+?=?
U U U U C B A A =97.9250100
00
22.37)210220220(3
1---∠=∠+∠
+伏
（2）
)(312?+?
+?=?
+I a I I I C B A A a =55.1030
23.200)180220220(3
1--∠=+∠
+ A
)(312?+?+?=?
-I I a I I C B A A a =25.2612090
00
32.48)180220220(3
1∠=∠+∠
+- A
)(310?+?+?=?
I I I I C B A A =8.142240150
00
32.25)180220220(3
1∠=∠+∠
+-- A
4-3 用对称分量法分析Y/Y 连接的三相变压器两相短路时，原、副方电流的相互关系。此种情况下是否有中点移动现象？为什么？ 解：设副方a 、b 两相短路，并令短路电流为
?
I
k
，则由对称分量法得出：
?
I a
=
?
-I b
=
?
I
k
，
0=?
I
c
所以
)(312?+?+?=?
+I a I I I C B A A a =?-I k a )1(31
)(312?
+?+?=?
-I I a I I C B A A a =?-I a k )1(312
)(310?+?+?=?I I I I C B A A =0 所以
?
?+
-=+
I
I A A '
=?
-I
k
a )
1(3
1
??--=-
I I A A '=?-I a k
)1(312 0''
'
=?+??=I I I Co
Bo Ao 则
=?+?+?
?
-+=
I I I I
A A A A
''''
?-I k a )1(31+?-I a k )1(312=?
-I k
=?+?+?
?
-+=I I I a I A A A a B
''''
2
?-I a k )1(312+?-I k a )1(31=?
I k =?
+?+?
?
-+
=
I I a
I
I A A A a C
''''
2
?-I a k a )(312+?-I a k a )(312=0 原方实际电流
k I I I
k B A
?
-=?
-
=?
，0=?
I C
因
00
=?
I
A 没有零序分量
所以
00
=E
此种情况下没有中点移动现象
由?
+?
=
?
-
+
+
+
I
Z U U a k A a ， ?
+?
=
?
-
-
-
-
I
Z U
U
a k
A a
?
+?
=
?
-+
+
+
I
a Z U
U
a k
B b 2
，?
+?
=
?
-
-
-
-
I
Z U
U
a k B
b a
得02=+=+?-
??I Z U
U U k k AB
b
a
故
Z U I
k
AB k
2?
?= 4-4有一台100千伏安，Y/Y 0-12，三相心式变压器，U 1N /U 2N =6000/400伏，Z *k =0.055，R *k =0.02，Z *m0=1+j6，如发生单相短路，试求：（1）原线圈的三相电路；（2）副线圈三相电压；（3）中点移动的数值。 解：（1）当短路时Z l =0时，则有在单相短路时
32
.800
1
*0
*2
*
4846.0610055
.002
.0055.023
23
3-∠=+++∠?=
++?
=-=--+*
+?
*j Cos
Z
Z Z U
I I m k
A a
所以
32.8032.800
0322.04846.03
232-∠=-∠?=?*-
=*
*
I I
A 32.8032.800
01615.04846.03
131-∠-=-∠?-===
?
*?*?*I I
I
C
B
一、 填空（每空1.5分，共30分） 1．并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 2．若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。 答：减小， 减小 3．深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。 答：集肤效应， 功率因数 4．绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。 答：减小， 增大 5．三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时 m s = ，转子总电阻值约为 。 答：1， σσ21X X '+ 6．在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。 答：交轴 7．同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。 答：超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁 8同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。 答：主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压 二、 选择（每题2分，共20分） 1．联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 A:电压变化率太大； B:空载环流太大； C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。 答：B 2．两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。 A ：大小成反比 B ：标么值成反比 C ：标么值成正比 答：B 3． 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。 A ．能 B ．不能 C ．不一定 D ．不改接也能 答：A 4． 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（ ）。 A 由于2R 增大，增大了损耗； B 由于2X 减小，使无功电流增大； C 由于2X 的增加，使2cos ?下降； D 由于2R 减少，使输出功率减少。 答：B 5． 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻2R 时，电动机的（ ）。 A st I 减少, st T 增加, max T 不变, m s 增加； B st I 增加, st T 增加, max T 不变, m s 增加； C st I 减少, st T 增加, max T 增大, m s 增加； D st I 增加, st T 减少, max T 不变, m s 增加。 答：C 6． 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（ ）。 A 与转差率反比 ； B 与转差率无关； C 与转差率正比 ； D 与转差率成某种函数关系。 答：A 7． 一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻22R R '=,测得转差率将为（ ）（R 已折算到定子边）。 A 等于原先的转差率s ； B 三倍于原先的转差率s ； C 两倍于原先的转差率s ； D 无法确定。 答：B
电机学模拟试题一 一、单项选择题 1、一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ ）。 （Ａ）１６； （Ｂ）１６００； （Ｃ）０.１６。 2、三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（ ）电压。 A 空载线 B 空载相 C 额定负载时的线 3、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差α为（ ）。 （A ）15°； （B ）30°； （C ）45°； （D ）60°。 4、单相绕组的基波磁势是（ ）。 (A) 恒定磁势； （B ）脉振磁势； （C ）旋转磁势。 5、同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性80.cos =?，则其电枢反应的性质为（ ）。 （A ）交轴电枢反应； （B ）直轴去磁电枢反应； （C ）直轴去磁与交轴电枢反应； （D ）直轴增磁与交轴电枢反应。 二、填空题 1、变压器主要结构部件是（ ）和（ ）。 2、一台单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路时，测得A I 20=，W P 200=；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得=0I （ ）A ，=0P （ ）W 。 3、交流电机的电角度与机械角度的关系是（ ）。 4、同步发电机电枢反应的性质取决于（ ）时间向量的相位差。 5、同步发电机外功率因素角?定义为（ ）之间的夹角，内功率因素角0ψ为（ ）之间的夹角。 6、同步发电机内功率因素角?=00ψ时，电枢反应的性质为（ ）电枢反应，此时电磁转矩将对转子产生（ ）作用。 三、名词解释 1、电角度 2、每极每相槽数 3、槽距角 4、分布因数 四、简述题 单相绕组基波磁动势具有什么性质？它的幅值等于什么？
直流电机部分 1 . 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直 流电流？ 答：换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流，“换向”成直流电。 如果没有换向器，电机不能发出直流电。 2 . 试判断下列情况下，电刷两端电压性质 （1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。 答：(1)交流 ∵电刷与电枢间相对静止，∴电刷两端的电压性质与电枢 的相同。（2）直流 电刷与磁极相对静止，∴电刷总是引出某一极性下的电枢 电压，而电枢不动，磁场方向不变 ∴是直流。 3. 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置； 但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？ 答： 直流电动机中，换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电，以 使电枢无论旋转到N 极下，还是S 极下，都能产生同一方向的电磁转矩。 4 . 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？ 这些部件的功能是什么？答：有7个主磁极换向极，机座电刷电枢铁心，电枢 绕组，换向器。 5 . 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电 机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？ 答： 一个线圈产生的直流脉动太大，且感应电势或电磁力太小，线圈愈多， 脉动愈小，但线圈也不能太多，因为电枢铁心表面不能开太多的槽，∴线圈太 多，无处嵌放。 6. 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？ 答：主磁通： 从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极下的气隙和主极铁 心，最后经定子绕组磁轭闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢中感应 电动势，实现机电能量转换。 漏磁通： 有一小部分不穿过气隙进入电枢，而 是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合，不参与机电能量转换，δΦ与饱和系数有关。 7. 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲 线开始弯曲的所谓“膝点”附近？ 答：磁化曲线：00()f F Φ= 0Φ-主磁通， 0F 励磁磁动势设计在低于“膝点”，则没有充分利用铁磁材料，即 同样的磁 势产生较小的磁通0Φ，如交于“膝点”，则磁路饱和，浪费磁势，即使有较大
The three-phase induction motor speed control method Three-phase asynchronous motor speed formula: N = 60f / p (1-s) Can be seen from the above formula, change the power supply frequency f, motor pole number p and the slip s may be too much to change the speed of purpose. From the speed of the essence of view, is simply a different way to change speed synchronous AC motor does not change the sync transfer speed or two. Widespread use in production machines without changing the synchronous speed of motor speed control method Wound Rotor Series Resistance Speed, chopper speed control, cascade control, and application of electromagnetic slip clutch, fluid couplings, clutches and other film speed. Change the synchronous speed of change on the number of stator pole multi-speed motor to change the stator voltage and frequency to frequency conversion with no change to the motor speed and so on. Energy from the speed point of view when, with high speed method and inefficient methods of two kinds of speed: high speed when the slip refers to the same, so no slip losses, such as multi-speed motors, Slip frequency control and loss can speed recovery methods (such as cascade control, etc.). A deteriorating loss of speed control methods are inefficient speed, such as series resistance of the rotor speed method, the energy loss in the rotor circuit on; Electromagnetic Clutch The speed method, the energy loss in the clutch coils; fluid coupling speed, energy loss in the fluid coupling of the oil. General deterioration in loss increased with the expansion speed range, if not speed range, the energy loss is minimal. 1, variable speed control method of pole pairs This speed is then used to change the stator winding way to change the red cage motor stator pole pairs to achieve speed control purposes, the following featuresWith hard mechanical properties, good stability; No slip loss, high efficiency; Wiring simple, easy to control, low price; A level speed, differential large, can not get smooth speed control; With pressure and speed adjustment, with the use of electromagnetic slip clutch, smooth and efficient access to high speed characteristics. This method is suitable for the production does not require variable speed machinery, such as metal cutting machine Bed , Lift , Lifting equipment, Fans Water Pump And so on. 2, Frequency Control Method Frequency control is to change the motor stator Power supply Frequency, thus changing the speed of its synchronous speed method. Frequency control system main equipment is to provide variable frequency power supply Inverter , Inverter can be divided into AC - DC - AC inverter and AC - AC converter two categories, most of the current domestic use of AC - DC - AC inverter. Its characteristicsHigh efficiency, speed the process without additional loss; Wide range of applications, can be used for cage induction motor;
10.（单选题） 《电机学》作业及其答案 第一篇直流电机 在直流发电机中，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时, D 直轴和交轴电枢反应磁势都有, 而且直轴电枢反应为助磁性质。 电磁转矩应等于（ 电磁转矩应等于（ 他励发电机外特性是指转速恒定且（ A A 励磁电流恒定时，发电机端电压与线路电流之间的关系。 B 发电机端电压恒定时，励磁电流与线路电流之间的关系。 C 发电机线路电流恒定时，发电机端电压与励磁电流之间的关系。 D 发电机端电压恒定时，励磁电压与线路电流之间的关系。 他励发电机的调整特性是（ 下列说法错误的是（C A 直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。 B 直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。 D 串励电动机的优点是有较大的起动转矩和过载能力。 电磁功率应等于（A ） 单叠绕组的并联支路数应等于（ 感应电动势应等于（ 对于能耗制动来说，下列说法错误的是（ A 能量回馈到电网。 电机内仍有主磁场。 C 电机变成他励发电机。 D 电磁转矩为制动性转矩。 1.（单选题） A 只有直轴电枢反应磁势。 B 只有交轴电枢反应磁势。 C 直轴和交轴电枢反应磁势都有, 而且直轴电枢反应为去磁性 质。 2.（单选 题） 单波绕组的并联支路数应等于（ 极对数P 极数 2p D 换向片数k 3.（单选题） A C e ① n B C T ① a C P 2/ Q D C e K f |f |a 5.（单选 题） A 下垂 B 上翘 C 水平 D 没准 11.（多选题） 直流电机的励磁方式有（ ABCD )。 3.（单选题） A C e ① n B C T ①I C P 2/Q D C e K f I f l a 4.（单选题） 6.（单选题） C 串励电动机允许空载运行。 7.（单选题） A Ea Ia B P1+p0 C P2-p0 D T2 8.（单选题） 极对数P 极数2p D 换向片数k 9.（单选题） A Ce ①n CT ① Ia P2 /la D CTKfIfIa
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P2 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 22. DM的调速方法：电枢回路串电阻、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 NηN(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：21112 100%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 2T j a j a a ) (T Φ C C R R ΦC U Φ C 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 5. 空载运行，主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角 6. Φ、i 、e 正方向的规定。 7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压 8. 励磁电抗X m 、励磁电阻R m 、一次侧漏电抗X 1σ、二次侧漏电抗X 2σ
一、 填空（每空1.5分，共39分） 1．三相变压器理想并联运行的条件是（1） ，（2） ， （3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 2．深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。 答：集肤效应， 功率因数 3. 可以从三个方面来调节感应电动机的转速: （1） ；（2） ； （3） 。 答：改变定子和转子绕组的极对数p ，改变电源频率f1，改变转差率s . 4. 从磁势的观点来看，可以把单相绕组等效地看成由两套匝数相同，并且流过同一电流，但相序不同的 所串联组成。 答：三相绕组 5．凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 （减少，不变，增大）。 答：不变 6．一台同步电机与大电网并联运行发电，适当增大电机输入的机械功率，则电机的功率角将______（减少，不变，增大）；增大电机的励磁电流 （输入功率保持不变），则电机的功率角将______（减少，不变，增大）。 答案：增大；减少 7．同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。 答：发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致 8. 一台同步发电机并联在大电网上运行。过励时电机输出______无功功率；欠励时电机输出______无功功率；正常励磁时电机输出______无功功率。 （答案：感性；容性；零） 9．同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。 答：2q d U 11m ()sin22X X δ- 10．同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。 答： 励磁电动势，电压；主极轴线，气隙合成磁场轴线 11. 同步发电机实用的并网方法有两种，分别是________和________。 答：准确整步法 自整步法 12. 在同步电机中，只有存在________ 电枢反应才能实现机电能量转换。 答：交轴 二、 选择题（每题2分，共20分） 1. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 A:电压变化率太大； B:空载环流太大； C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。 答：B 2. 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。 A ．能 B ．不能 C ．不一定 D ．不改接也能 答：A 3. 鼠笼式感应电动机采用星-三角起动法，起动过程中起动电压与额定电压、起动电流与额定电压起动时的电流、起动转矩与额定电压起动时的起动转矩之比分别为： A: 1、、； B: 1 1、 、； C: 1、 、 D: 13 1 、。 答：B
第一篇直流电机 一. 直流电机(DC Machines)概述 直流电机是电机的主要类型之一。直流电机可作为发电机使用，也可作为电动机使用。 用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。 直流电机的用途:作电源用:发电机；作动力用:电动机；信号的传递:测速发电机,伺服电机 作电源用:直流发电机将机械能转化为直 流电能 作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能 信号传递:直流测速发电机将机械信号转 换为电信号 信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机 械信号 二. 直流电机的优缺点 1.直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。 2.直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 3.直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。 4.由于存在换向器，其制造复杂，成本较高。 第1章直流电机的工作原理和结构
1-1 直流电机工作原理 一、原理图(物理模型图) 磁极对N、S不动, 线圈（绕组）abcd 旋转, 换向片1、2旋转, 电刷及出线A、B不动 二、直流发电机原理（机械能--->直流电能）( Principles of DC Generator) 1.原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转； 2.电机内部有磁场存在；或定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流 I f)时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场） (magnetic field, field pole) 3.电枢线圈的导体中将产生感应电势 e = B l v ，但导体电势为交流电，而经过换向 器与电刷的作用可以引出直流电势E AB，以便输出直流电能。（看原理图1，看原理图2） (commutator and brush)
同步电机章节作业： 1. 有一台TS854-210-40的水轮发电机，P N =100兆瓦，U N =13。8千伏，9.0cos =N ?，f N =50赫兹，求（1）发电机的额定电流；（2）额定运行时能发多少有功和无功功率？（3）转速是多少？ 解：（1）额定电流A U P I N N N N 6.46489.0108.13310100cos 336=????==? （2）有功功率MW P N 100= 无功功率 var 4.48)9.0tan(arccos 100tan M P Q N N =?==? （3）转速 min /15020 506060r p f n N N =?== 2.同步发电机的电枢反应性质主要决定于什么？在下列情况下（忽略电机自身电阻），电枢反应各起什么作用？ 1） 三相对称电阻负载； 2） 电容负载8.0*=c x ，发电机同步电抗 0.1*=t x ； 3） 电感负载 7.0*=L x 答： 电枢反应的性质取决于内功率因数角ψ， 而ψ角既与负载性质有关，又与发电机本身的参数有关。 由等效电路图可知（忽略电枢绕组电阻r a ）： ①当负载阻抗为Z L =R 时，阻抗Z=jx t +R ，其阻抗 角ψ在900>ψ>00范围内，即空载电动势. 0E 和 电枢电流。I 之间的相位角ψ在900>ψ>00范围内， 所以电枢反应既有交轴又有直轴去磁电枢反应； ②当负载阻抗为Z L =-jx c 时，阻抗Z=jx t -jx c ，由于x t *=1.0>x c *=0.8, 阻抗角ψ=900，即空载 电动势.0E 和电枢电流。 I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应； ③当负载阻抗为Z L =jx L 时，阻抗Z=jx t +jx L 的阻抗角为ψ=900，即空载电动势. 0E 和电枢电流。 I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应。 3. 试述直轴和交轴同步电抗的意义。X d 和X q 的大小与哪些因素有关？ 直轴（交轴）同步电抗表征了当对称三相直轴（交轴）电流每相为１Ａ时，三相联合产生的直轴电枢反应磁场和漏磁场在一相电枢绕组中感应的电动势。 直轴（交轴）同步电抗是表征对称稳态运行时直轴（交轴）电枢反应基波磁场和漏磁场综合效应的电磁参数。 Xd 正比于频率f,电枢相绕组的串联匝数的平方N ２以及直轴气隙磁导Λd ；
一、单项选择题。本大题共23个小题，每小题 2.5 分，共57.5分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.三相四极36槽交流绕组，若希望尽可能削弱5次空间磁势谐波，绕组节距取 （）。 ( A ) A. B. C. 2.交流绕组的绕组系数通常为（）。 ( A ) A.<1 B.>0 C.=1 3.相对称交流绕组的基波电势幅值为E1,绕组系数为 k w1，3次谐波绕组系 数为k w3，则3次谐波电势幅值为（） ( A ) A.0 B. C. 4.一台50Hz的三相电机通以60 Hz的三相对称电流，并保持电流有效 值不变，此时三相基波合成旋转磁势的转速（）。 ( A ) A.变大 B.减小 C.不变 5.单相绕组的基波磁势是（）。 ( B )
A.恒定磁势 B.脉振磁势 C.旋转磁势 6.交流电机定、转子的极对数要求（）。 ( B ) A.不等 B.相等 C.不可确定 7.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势（）。 ( A ) A.都减小 B.不变 C.基波电势不变，谐波电势减小 8. ( D ) A. B. C. D. 9.与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差 一些，主要是（）。 ( C ) A. B. C. D. 10.
( A ) A. B. C. D. 11.三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运 行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（）。 ( B ) A.与转差率反比 B.与转差率无关 C.与转差率正比 D.与转差率成某种函数关系 12. ( C ) A. B. C. D. 13. ( B ) A. B. C. D.无法确定。 14.对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（）。 ( D )
《电机学》习题三答案 一、单项选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分） 1、在电机和变压器铁心材料周围的气隙中（ A ）磁场。 A、存在； B、不存在； C、存在均匀； C、不好确定。 2、直流发电机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为（ B ）。 A、去磁与交磁； B、增磁与交磁； C、去磁； D、增磁。 3、直流电动机的基本结构主要由（ B ）两大部分构成。 A、静止的铁心，旋转的绕组； B、静止的磁极，旋转的电枢； C、静止的电枢，旋转的磁极； D、静止的绕组，旋转的铁心。 4、他励直流电机并联于220V电网上，已知支路对数为1，极对数为2，电枢总导体数为372，转速1500r/min，磁通0.011wb，该直流电机为（ B ）。 A、发电机状态； B、电动机状态； C、能耗制动状态； D、反接制动状态。 5、直流电动机的额定功率指（ B ）。 A、转轴上吸收的机械功率； B、转轴上输出的机械功率； C、电枢端口吸收的电功率； D、电枢端口输出的电功率。 6、原动机拖动直流并励发电机空载运行，正转时能够建立起稳定的端电压，则反转时（ C ）。 A、能够建立起与正转时极性相反的稳定端电压； B、能够建立起与正转时极性相同的稳定端电压 C、不能建立起稳定的端电压 D、无法确定 将（ B ）。 7、若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U A、升高20％； B、升高大于20％； C、升高小于20％； D、不变。 8、直流电机的铁损、铜损分别( C )。 A、随负载变化，随负载变化； B、随负载变化，不随负载变化； C、不随负载变化，随负载变化； D、不随负载变化，不随负载变化。 9、一台变比为k＝5的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为10，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ A ）。
电机学_在线作业_2 交卷时间：2016-05-06 13:43:20 一、单选题 1.(5分)给变比为2的单相变压器一次边绕组加220V的直流的电压, 则其二次边输出电压为( ) ? A. 110V ? B. 55V ? C. 0V ? D. 440 纠错 得分：5 知识点：电机学 2.(5分)准确判断变压器的联结组别，是为了( ) ? A. 解决电流稳定问题 ? B. 解决多台变压器能否并联的问题 ? C. 解决相序一致的问题 ? D. 解决电压稳定问题 纠错 得分：5 知识点：电机学 3.(5分)一台三相感应电动机其额定值为0.75(功率因数)，0.8(效率)，3Kw，380V(Y)。额定运行时定子电流为( ) ? A. 7.3A ? B. 6.08A ? C. 7.6A
纠错 得分：5 知识点：电机学 4.(5分)一台变压器，当外施电压低于额定值时，变压器铁心的饱和度相对于外施电压为额定值时将( ) ? A. 升高 ? B. 不变 ? C. 过饱和 ? D. 降低 纠错 得分：0 知识点：电机学 5.(5分)一台与大电网并联运行的隐极同步发电机，其功率角θ为200，求（1）：增加励磁使E0增加一倍，θ变为( ) ? A. 9.84° ? B. 40° ? C. 10° ? D. 12.5° 纠错 得分：5 知识点：电机学 6.(5分)当电网电压降低时，变压器的激磁电抗值变( ) ? A. 为0 ? B. 不变
? D. 小 纠错 得分：5 知识点：电机学 7.(5分)同步发电机正常工作时，它的( ) ? A. 转速与频率同步 ? B. 转速与频率不同步 ? C. 转速与频率无关 ? D. 转速等于频率 纠错 得分：5 知识点：电机学 8.(5分)通常电机容量越大，其效率越( ) ? A. 与容量无关 ? B. 高 ? C. 不变 ? D. 低 纠错 得分：5 知识点：电机学 9.(5分)一台并网中运行的变压器，当由空载至满负载运行时，其铁心主磁路所需励磁功率( ) ? A. 不需要 ? B. 由小变大
我的作业列表- 《电机学》第一次作业答案 你的得分： 97.5 完成日期：2016年05月21日 13点49分 说明：每道小题选项旁的标识是标准答案。 一、单项选择题。本大题共19个小题，每小题 2.5 分，共47.5分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中五次和七次谐波磁势时，应选 绕组节距为（）。 A. B. C. D. 2. A.0 B. C. 3.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势（）。 A.都减小 B.不变 C.基波电势不变，谐波电势减小 4. A.
B. C. D. 5. A. B. C. D.无法确定。 6. A.2极 B.4极 C.6极 D.8极 7. A.25％的转子铜耗 B.75％是转子铜耗 C.75％是输出功率 D.75％是全机械功率 8.同步发电机的额定功率指（）。 A.转轴上输入的机械功率 B.转轴上输出的机械功率 C.电枢端口输入的电功率
D.电枢端口输出的电功率 9. A.交轴电枢反应 B.直轴去磁电枢反应 C.直轴去磁与交轴电枢反应 D.直轴增磁与交轴电枢反应 10.同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（）。 A.漏阻抗较大 B.短路电流产生去磁作用较强 C.电枢反应产生增磁作用 D.同步电抗较大 11.一台串励直流电动机，若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度，设电机的 电枢电流保持不变，此时电动机转速（）。 A.降低 B.保持不变 C.升高 12.一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30？，而励磁电流 及电枢电流不变，则（）。 A.E 下降30？ a B.T下降30？ C.E 和T都下降30？ a D.端电压下降30？ 13.一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是（）。 A.改变原动机的转向 B.改变励磁绕组的接法 C.改变原动机的转向或改变励磁绕组的接法
专业： 年级： 学区： 姓名： 学号： 考试日期： 装 订 线 电机学 试卷A 题 号 一 二 三 四 五 总 分 评卷人 复核人 分数 一、填空题（每空 1分，总共 20 分）。 1．变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为__主磁通__和 漏磁通 ，其中__漏磁通___不参与变压器的能量传递。 2．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 。 3．三相同步电动机通过调节___励磁电流__可调节无功功率。 4．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_______。 5．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。 6．三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。 7．一台单相变压器一次、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 。 8．一台直流发电机，其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 9．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φ ；改 变电枢端电压U 。 二、选择题（每小题 2 分，共30 分）。 1、两相对称绕组通以两相对称电流，将产生（ A ）；三相感应电机通以三相对称电流，若一相绕组断线（绕组无中线），将产生脉振磁场。 A 圆形旋转磁场 B 脉振磁场 C 椭圆形旋转磁场 2、直流电动机定子励磁绕组中电流为（ A ）： A 直流电流 B 交流电流 C 尖顶波形 3、改变三相感应电动机转向的方法是( C )。 A 改变电源频率 B 改变电源电压 C 改变定子绕组中电流的相序 D 改变电机的极数 4、变压器变比是指（ A ）。 A 一次、二次侧绕组匝数之比 B 一次、二次侧绕组功率之比 C 一次、二次侧绕组电流之比 5、下列方法中不属于单相感应电机启动方法的是( A )。 A 变频启动 B 裂相启动 C 罩极启动 6、若他励直流发电机额定点时转速升高20%，则空载时发电机的端电压将升高( A ) A.小于20% B.20% C.大于20% D.40% 7、一台直流发电机，其电枢绕组内的电流为( B ) A.直流电流 B.交流电流 C.正弦电流 8、欲使变压器的ΔU =0，那么负载性质应为( D ) A.电阻电感性负载 B.纯电阻负载
《电机学》系列材料电机学 作业参考答案 福州大学电气工程与自动化学院 电机学教研组黄灿水编 2008-3-3
2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。 解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有： 高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =??= = 低压侧： )(7.721400 3105003322A U S I N N N =??== 2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。 解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有： 高压侧 额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.8410 1103101633 611A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 5.633 110311== =φ 额定相电流： )(8411A I I N ==φ 低压侧 额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010 113101633 622A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853 8403 22A I I N == =φ
一、单项选择题 1、一台单相变压器进行空载实验，在高压侧加额定电压测量或在低压侧加额定电压测量，所测得的空载功率（ ）。 （A ）不相等，且相差较大； （B ）相等。 （C ）折算后相等； 2、一台变压器在（ ）时效率最高。 （A ）1=β ； （B ）常数=k P P /0； （C ）Fe Cu p p =； （D ）N S S =。 3、若在三相对称绕组中通入)30sin(?-=t I i m U ?，)90sin(?+=t I i m V ?，)150sin(?-=t I i m W ?的三相对称电流，当?=240t ?时三相基波合成磁动势幅值位于（ ）。 （A ）U 相绕组轴线上； （B ）V 相绕组轴线上； （C ）W 相绕组轴线上； （D ）三相绕组轴线以外的某一位置。 4、三相绕组的基波磁动势是（ ）。 （A ）旋转磁势。 （B ）恒定磁势； （C ）脉振磁势。 5、凸极同步发电机的直轴电枢反应电抗ad x （ ）交轴电枢反应电抗aq x 。 （A ）小于； （B ）大于； （C ）等于。 二、填空题 1、变压器二次侧的额定电压是指变压器一次侧加（ ），二次侧（ ）时的端电压。 2、根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为（ ）和（ ），前者在铁芯内闭合，起传递能量作用。 3、有一台4极24槽的三相交流电机，则用槽数表示该电机的极距时，极距τ=（ ），每极每相槽数q=（ ）。 4、同步发电机对称负载下正常运行，（ ）磁动势与（ ）磁动势，在空间始终保持相对静止。 5、单相绕组通入单相正弦电流产生脉振磁动势，其基波最大幅值=Φ1m F （ ），位置恒处于（ ）。 三、名词解释 1、相带 2、极距 3、节距 4、节距因数 四、简述题 同步电机的气隙磁场，空载时如何激励的？负载时如何激励的？ 五、计算题 1、一台三相变压器，kVA S N 10000=， N U 1/N U 2=10kV/6.3kV ，Yd 联结。当外施额定电压时，
电机学教学视频全集 电机学教学视频全集 评分：0.41(很差)分 视频类型：大学理工 人气：4777 次点播 在线播放和下载地址：[ 无需安装任何插件即可快速在线观看和下载] 电机学1 电机学2 电机学3 电机学4 电机学5 电机学6 电机学7 电机学8 电机学9 电机学10 电机学11
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课程的学习，学生能够获得电机基本理论和电机稳态分析等方面的知识和实验技能，并为之后的的专业课程的学习做好充分的准备。下面我们就对电机的相关知识进行学习。 主要用途 1、伺服电动机 伺服电动机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。 伺服电动机有直流和交流之分，最早的伺服电动机是一般的直流电动机，在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电动机。直流伺服电动机从结构上讲，就是小功率的直流电动机，其励磁多采用电枢控制和磁场控制，但通常采用电枢控制。 2、步进电动机 步进电动机主要应用在数控机床制造领域，由于步进电动机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。 除了在数控机床上的应用，步进电机也可以用在其他的机械上，比如作为自动送料机中的马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在打印机和绘图仪中。 3、力矩电动机
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)