6.2答：转子的转速与电源的频率之间保持严格的
p
f n n 1160=
=关系的交流电机称为同步
电机。其转速与它的极数成反比。75r/min 、50Hz 的电机其极数为80。（注意：p 为极对数，而不是极数）
6.4答：汽轮发电机的主要结构特点是，外形细长。由于汽轮机等热力机械只有在高转速下
才有较高的效率，因此汽轮发电机的一般做成转速最高的两极式。由于转速较高，不
允许转子表面有凸起的磁极，因此做成隐极式。由于转速较高，离心力大，转子的直径较小。由Φ=11144.4n k fN E 知，当电枢匝数一定时，为了产生一定的电动势，电机必须有一定的磁通。为了满足对磁通的要求，电机转子的直径又比较小，只有增加电机转子的长度（τ
Bl BA ==Φ
），故隐极发电机外形细长。而水轮发电机由于转速较
低，其转子为凸极式，外形短粗。
6.7 答：电枢反应以同步转速相对于电枢顺时针旋转，相对于定子静止不动。
6.8答：电枢反应与负载的关系为：
当负载为纯电阻性时（此处的负载指的是包括电枢绕组的同步阻抗在内的总负载阻
抗），电枢反应为纯交轴电枢反应；当负载为纯电感性负载时电枢反应为直轴去磁电枢反应；当负载为纯电容性时电枢反应为直轴助磁电枢反应。
（1） 负载为纯电阻，但由于电枢绕组有同步电抗，故电枢反应既有交轴电枢反应，
又有直轴去磁电枢反应。
（2） 负载为纯电容性，但由于8.0*=C X ，而电机的同步电抗0.1*
=t X ，因此总的
负载仍呈纯电感性（忽略电枢电阻），电枢反应为直轴去磁电枢反应。 （3） 纯电感性负载，电枢反应仍为直轴去磁电枢反应。
（4） 由于容抗大于感抗，故总的负载的性质为电容性，电枢反应为直轴助磁电枢
反应。
6.12 根据隐极发电机和凸极同步发电机的相量图的几何关系证明，证明过程略。
6.17答：忽略电枢电阻时，短路时电枢反应的性质为直轴去磁电枢反应，因此磁动势平衡方
程式a f δF F F +=就变成了简单的代数相加的关系δF F F a f +=。合成电动势
δ
δδΦ∝Φ-==+=?
?
.
11.
.
44.4N t t k N j X I j X I j U E ，即短路时合成电动势仅与电枢绕组
的漏抗压降相平衡，电枢绕组的漏抗非常小，因此漏抗压降也不大，故磁路远未饱和，故δδF ∝Φ，由于I IX E t ∝=δ，所以I F ∝δ。又由于δF F F a f +=，且I ∝a F ，故
I
F f ∝。而f F 为励磁磁动势其大小与励磁电流成正比，因此f k I I ∝，也即三相同步
发电机对称稳态短路特性为一条直线。
6.18答：参阅课本第313页。
6.25答：设电源的频率为1f ，电机的频率为2f ，同步指示灯每5s 亮一次，则
)
(2.05
121Hz f f ==
-，49.8Hz or 2.502.012=±=f f 。由公式p
f n
60=
可得，同步发
电机的转速为1494r/min 或1506r/min 。由于相灯最亮时，电源的电压与电机的电压反相位，此时加在相灯两端的电压为额定电压的两倍，因此每相用两只指示灯以分压。如果采用直接接法（又称灯光明暗法）整步时却看到了灯光旋转的现象，说明电机的相序与电源的相序不同，反之亦然。只需将电机的任两相交换即可。
6.26答：当一台直流电动机拖动一台同步发电机与无穷大电网并联后，减少直流电动机的励
磁电流，电动机的转速不能升高。因为与无穷大电网并联后，电机的频率由电网的频
率决定，而无穷大电网的频率恒定不变，故电机的频率不变，转速也不会改变。在减小直流电动机的励磁电流的瞬间，由于转速不变，直流电动机的感应电动势减小（因为n C E E a Φ=），电枢电流a
a
a
R E U I -=增大，电磁转矩随之也增大。电机原运行于稳
定状态时直流电动机的输出转矩在扣除同步发电机的空载转矩后与同上贩电磁转矩相平衡，而直流电动机电磁转矩的增大将打破这种平衡状态，从而使机组加速。同步电机转子转速的增加将使功角增大（功角在空间的物理意义是转子磁场的轴线与定子合成磁场轴线之间的夹角，当同步电机运行于发电机状态时，定子磁场超前于转子磁场），根据功角特性可知，功角的增加导致同步电机电磁转矩的增加，当功角的增加使同步电机的输入转矩（也即直流电动机的输出转矩）重新与同步电机的电磁转矩以及空载转矩相平衡时，同步电机重新回到原来的同步转速。新的稳定状态下直流电动机的电枢电流增加，输入以及输出功率均增加，同步发电机的功角以及输出功率增加，但转速不变。
6.28答：一台同步发电机单独供给一个对称负载且转速不变时，定子电流的功率因数由负载
的性质决定。而当发电机并联于无穷大电网时定子电流的功率因数由原动机的输入功
率以及同步发电机的励磁电流所决定。当励磁电流相同时，原动机的输入功率不同时，或原动机的输入功率相同而励磁电流不同时，功率因数都不同。
6.36答：决定同步电机运行于发电机还是电动机状态的主要根据是由电枢电压和空载电动势
（或励磁电动势）的相位关系。当空载电动势超前于电枢电压时，转子磁场超前于定
子磁场，同步电机运行于发电机状态。当电压超前于空载电动势时，定子磁场超前于转子磁场，此时同步电机运行于电动机状态。（不能简单的用功角的正负来判断，因为对于发电机和电动机功角以及电磁功率的正负的规定是不同的二者刚好相反）。
6.40答：调相机应该装在用户附近。由该调相机直接向用户提供无功功率，而不需要通过输
电线远距离的传输无功率从而造成输电线上的损耗以及压降均增加。
6.41答：忽略定子电阻和有效应时同步电机的功角特性为θsin 0t
em
X
UE m
P =，电磁转矩
θ
sin 10Ω=t em X UE m
T ，其中10111044.4f k N f E N ∝Φ=，1212f N f X m t ∝Λ=π，
111
12f p
f p
∝==
Ωπω。
（1） 电网频率下降5%，而负载转矩不变时有θ
θsin sin 1
0'
'
1
'
'0
Ω=Ωt t X UE m
X UE m
，可
求出 36.28'=θ
（2） 电网频率下降5%，而负载功率不变由功率的计算公式可求出功角不变。 （3） 电网电压和频率和下降5%，负载转矩不变，则有
θ
θsin sin 1
0'
'
1
''0'
Ω=Ωt t X UE m
X E U m
，
其中x t X X E E U U 95.0,95.0,95.0'0'0'===，1'
195.0Ω=Ω，代入上式可得，功角
不变。
6.47答：如在定子对称运行时，转子由外加电源通入2f 电流时，只会在定子绕组中引起3f
的交流。当转子绕组中通入2f 的交流电流时，由于励磁绕组只有一相，因此产生的是一个脉振磁场，该脉振磁场可分解成两个幅值大小相等，转速相同，转向相反的两个圆形旋转磁动势。正向旋转磁场以三倍的同步转速相对于定子绕组正向旋转，因此在定子绕组中产生三相对称的频率为3f 的谐波电动势，由于电机运行于对称状态，在对称的电动势作用下，定子的谐波电流也是对称的，其转速为1
33
360n p
f n ==，与
转子磁动势中分解出来的正向旋转磁动势相对静止，因此不会在转子绕组中感应出高于2f 的交流电流，因此定子绕组中没有高于3f 的高次谐波 。
6.49答：当同步发电机发生突然短路时，定子绕组为了维持磁链守恒，因此在定子绕组的短
路电流中包括周期性的电流分量（即交流分量）以抵消由于转子继续旋转引起的定子
绕组中的磁链的交变，另外还有一个非周期性的电流分量（即直流分量）以维持短路瞬间的磁链不变。定子绕组中周期性的电流分量产生的电枢反应为直轴去磁电枢反应，使得转子绕组中的磁链减小，转子绕组为了维持磁链守恒，在转子绕组中产生了一个附加的非周期性的电流以维持转子绕组的磁链守恒，将定子绕组的电枢反应磁链挤到了转子绕组的漏磁路上，使定子短路电流增大。定子绕组的短路电流中的非周期性的电流分量产生的磁链在空间静止不动，相对于转子绕组来讲，该磁链周期性交变，因此在转子绕组中感应产生一个周期性的电流分量。定子绕组的短路电流中的超瞬变分量与阻尼绕组的非周期性的电流分量相对应，与阻尼绕组的非周期性的电流分量一同以阻尼绕组的时间常数"d T 按指数规律衰减；定子绕组的短路电流中的瞬变分量与励磁绕组的附加的非周期性的电流分量相对应，与励磁绕组中的附加的非周期性的电流分量一同以阻尼绕组的时间常数'd T 按指数规律衰减；定子绕组的短路电流中的稳态分量与励磁绕组的励磁电流相对应，不衰减，定子绕组的短路电流中的非周期性电流分量与励磁绕组和阻尼绕组的周期性的电流分量相对应，以电枢绕组的时间常数
a
T 按指数规律为衰减。当某相绕组的相轴与励磁绕组的轴线重合时发生突然短路，
该相的非周期性的电流分量最大。
6．50答：同步电机的同步电抗决定于电抗所对应的磁链所走的磁路的磁阻的大小。由于超
瞬变电抗对应的电枢反应磁链被阻尼绕组和励磁绕组中的附加的非周期性的电流分量挤到阻尼绕组和励磁绕组中的漏磁路上去，因此超瞬变电抗最小。瞬变电抗对应的电枢反应磁链被励磁绕组中的附加的非周期性的电流分量挤到励磁绕组中的漏磁路上去（电机没有阻尼绕组或阻尼绕组中的非周期性的电流分量产已经衰减完，电枢反应磁链可以穿过阻尼绕组，但必须绕过励磁绕组的漏磁路），因此瞬变电抗其次。最大的是稳态电抗，电枢反应磁链即可以穿过阻尼绕组又可以穿过励磁绕组，对应的磁
路的磁阻最小，故电抗最大。三者的关系为d d d X X X <<'"。
6.56解：由隐极同步发电机的相量图可知
8
.3667
.73cos sin arctan
)
(245.173/
5.10845.2845
.2)
sin ()cos (***
*
*
002
***
2*
*=-ψ==+=ψ=?===++=
?θ?
????
U
X I U kV U
E E X I U
U
E
t
N t
6.57 解：由凸极同步电机相量图可知：
00552718
401771073k V
*
*
*
**
*
*
*
*
s i n a r c t a n .
c o s
.c o s .*.()q
d d N
U I X U E U I X E E U ??θ?θψψ+===-==+===
6.58解：方法一：1500kW 为该同步电机的额定功率（由于其单位为kW ），故该电机的额定
电流为：
4
.2087
.368.0cos
3
.57cos sin )
(83.171cos 31
1
=-ψ====+=ψ==
--?θ?
φ
??U IX
U tg
A U
P I q
N N
N N
方法二、用标么值求。
647
.01)
(2.21**===
Ω==
q
b
d
d
N N b X
Z X
X
I U
Z ??
)
(5938%9.771779
.1cos 842
.03.57sin sin X 4
.203
.57cos sin *
00*
0**
**0*
*
*
**
*
1
V U
E E E U X
I U
E I
U
X I U
tg
N x
d d q
===-=?=+===ψ=-ψ==+=ψ-?
θ?θ?
?
＝
6.59解：（1）)(11.2293A U
S I N
N N
==
机处于欠激状态。
此时同步发电
%4.19)
(2933806
.0)
sin ()cos (91.3cos sin 6.0sin 8.0cos )2(%
49)
(542249
.1)
sin ()cos (47
.2034
.57cos sin 0045.0655
.0)
(876.1502
***
2
*
**
*
0**
*
*
*
*1
*
002
***
2
*
*
*
*
0*
*
*
**
*1
*
*
-=?==+++=
=++=ψ-===?===+++=
=-ψ==++=ψ==Ω==--U V E X I U
R I U
E R I
U
X I U tg U V U E E X I U
R I U
E R I U
X
I U tg
R X
I U
Z t a a t
N t a a
t a t N
N b ?????????θ???
?
6.64解：额定运行内功率因素角以及空载电动势为
844
.0844
.0cos 292
.12sin
4
.0,8.0cos cos )1(57
.2643
.63cos sin **
*
02
*2
*0
**
*0
*
**
1
*
*
*
*
*
**
*
1
==-+=
=======-ψ==+=ψ--I
U
E U
E X I E U
X P P I
U P U
X I U
tg
t
t
em em N N emN t
θθ???θ?
?量图以及余弦定律可得由隐极同步发电机的相功率特性公式可得：
由隐极同步电机的当功率减半时 额定功率时
55
.26sin
4.089
5.0P 90895
.05.0*789.1)2(474
.0844
.04.0cos cos *0
*
**1
*
**
*0*
max
*
0*
*==∴=>==
====
∴=-E U
X P P X
U E E I
P t
em em t
em em θθ?? 行
同步发电机可以稳定运
功率最大
时极同步电动势的电磁＝ 当 即
减小为原来的一半，也
势也励磁电动势也
减小一半时，空载电动
程度影响，当励磁电流由于不考虑磁路的饱和 .
，功率因数为超前。
，故电机处于欠激状态
由于空载电动势超前）
由余弦定律 得1895.0(895.0cos 447
.0447.0cos 2*
*
0**
*
*
*02
*2
*0**
=<=====-+=
U
E I
P I
U
E U
E X
I em t
?θ
6.66解：)(3.17183A U
S I N
N N ==
。
功率保持不变 ，仍为 弧度）
弧度）kW X
U E P E A
I I
P I
U
E U
E X
I kW S P P X
U E P E U X
P kW S P P P k kW S P P X
U E P X
I U
E kW S P P P U
X I U
tg
X
I U
Z t
emN
em t
N syn syn t
syn
t em N em em em N
M N syn syn N t
syn t
N N em em N em N t
t
N
N b 2500023
.32sin 8.0976
.2705.2*1.1)3(1534447
.0cos 893
.0773.1cos 2/(40372303
.1cos 06.17sin
)
(125004.0)2(704
.1sin 1/(34500104
.1cos 705
.2cos )(250008
.0cos 93
.358
.72cos sin )1(984
.1)
(528.3**
*0**
0**
*
*
*02
*2
*0**
***
*
0**
***
1
*
*
*
***
0***
*
*
0*
*
*
**
*
1
*
==
========-+=
====
=======
====
=+======-ψ==+=ψ=Ω==--θθ
?θθθθθθ??θ?
??
723
.0cos 2.1902107.120.2cos 2**
*
*
*
02
*2
*0*
*
==
===-+=I
P A
I I
U
E U
E X I em t ?θ
6.67解：（1）由于单位为kW ，50000kW 为该电机的额定功率，额定容量为
A
I A U
S I I
I I I
I X I U I X I U X
X
U
P E I U
E I
E X
I U
E U
X I tg
I I I
U P P kVA P S N
n N d
d
q q q d d d d
q
em f
N f
d
q
em em N N N 24408.2614317
.0cos 16.0cos 933.0427.0sin 829.0cos 40
.172sin )11(2
16.0002014.1014
.1sin cos 39
.60
16
.0cos 1cos 16
.062500
10000)(62500cos *
2
*2
**
*
*
*
*
*
*
*
***
2
**
00**
0**
*
*
0*
**
1
*
***
*
*
===
===+=
=====-
=
=======ψ+====ψ∴=====
==- 可得 由可得 由磁阻功率。
，此时电磁功率只剩下，也即）当电机失磁时，（的）
时的励磁电流作为基值
定义是
（注：励磁电流基值的，则特性为一条直线 由已知条件可知，空载＝＝，所以，由于
??θθθθ
θθ?????
6.72解：该工厂总的无功功率为：
)
(86.96)9.0(cos
)(60)(44.136)()
(64.17)(96.494
.4175.0cos
32.51625.0cos
)
(04.20457
.457.0cos
1
"
'
B B B A 1
B 1
A 1
kVAR Ptg Q
kW P P P kVAR Q Q Q Q kVAR tg P Q kVAR tg P Q kVAR Ptg Q B A N B A A A ===+==+-===========----功功率为：
电动机后，工厂总的无用同步电动机代替异步额定功率之和，即：
应等于两台异步电动机同步电动机的额定功率功率为
之外，其它负载的无功除了此两台异步电动机
＝ ＝功率分别为：
两台异步电动机的无功
??????
（超前）
为：
同步电动机的无功功率835.0cos )(88.71)
(56.392
2
"
'
==
=+=
=-=N
N N N N N N S P kVA Q P S kVAR Q
Q Q ?
6.73解：（1）由同步电动机的相量图可得：
334
.1cos 534
.0845
.01845
.0sin **
*
*
02
2
*2
**
*
***
=+==-=
-===d
d q
d q q q X
I U
E I I
I I X I U
θθ
（2）额定负载时的额定功率为：
375
.0450
0)4(616
.03
.60992.02sin 375.02cos 75.01cos 2cos 25.175.02202cos 75.0cos E 25.11992.02sin 375.0sin 6675.1)3(81
.1796
.182.128sin 375.041.64sin 6675.141
.64 1.54432.0cos 0
1cos 6675.1cos 5.102cos 75.0cos 6675.12sin 375.0sin 6675.1992
.02sin )11(
2
sin *
max *
*
0*
*
0*
0*
0*
*
*
max
*
*
max 2
*
*
**2
***
*0*=======+--
==+=+===
=+===-+=+=+==-
+
=
em em f
em em em em
M em em em N d
q
N d
em
P P E I E tg E d dP P P P k P d dP P X
X
U
X
U E P 时 当
＝法，可得 用试探 ）式中可得：
，代入（）式可得 由（
）
（
）
（＝ ：
最大电磁功率，因此有
同步时负载功率应等于 电动机能保持
运行的功角增大。
时最大电样功率减小，
功率也不变。当减小励
负载转矩不变，则负载
＝ （舍去）或－ 时电磁功率最大。
θθθθθθ
θθθθ
θθθθθθθθθ
θθθθ6.74解：（1）)(2000cos kVA P S
N ==
?
)
(17321000
2000Q S )
(1000)2(2
2
N N kVAR kVA P S N N =-=
==＝ 相机的容量为：
全由调相机提供，故调
负载的无功功率完负载的有功功率
发电机供给的容量等于
‘
G
N
N N G Q Q S kVA P kVAR P Q -===
=?=
='
)
(1250cos S )
(7506.08
.01000sin cos )3(调相机的额定功率
发电机的额定功率为：发电机提供的无功功率?
??
6.75解：由11
.1*3
*
0***0*
3
==
=
+
+
k k I
E X
X
E I
可得
139
.0333
.03***1*0*0**
2*
0*=--=-=
-
+
+
-
X
X
I
E X
X
I E X
k k ＝
路电流的计算公式可得由两相、单相短路时短
6.78解：突然短路短路电流的一般表达式为：
a
d
d
T t
m
m T t
m m
T t
m
m
e
I t I e
I I e
I I t i ---+
++-+
-
-=
ααωcos )cos(])()[()("''"'
"
其中α为短路瞬间相绕组与转子轴线之间的夹角。已知短距瞬间B 相相交链的主极磁链为最大值，则B 相的α为0。
A
i A U
P I e
e
e i
t e
t e
e t i e t e e t i e
t e e t i X
X
I X
I k N
N
N N k t
t
t
C t
t t B t
t t A d
m d
m d
m 31548)
(6.1374cos 395.2209.12cos )76.061.672.4(B 0.01s )2(05.6)120
cos()76.061.672.4()(09.12cos )76.061.672.4()(05.6)120cos()76.061.672.4()(76
.02I 37.7209.122)1(m ax 01
.017.601
.019.101
.0524.9m ax
*17.619.1524.917.619.1524.917.619.1524.9'*'*
"*"*
===
=+++-===--++-=+++-=-+++-===
==
==
?-?-?----------?
πω
πωωω 电流为：
相电流达到最大，最大
时当
6.2答：转子的转速与电源的频率之间保持严格的
p
f n n 1160=
=关系的交流电机称为同步
电机。其转速与它的极数成反比。75r/min 、50Hz 的电机其极数为80。（注意：p 为极对数，而不是极数）
6.4答：汽轮发电机的主要结构特点是，外形细长。由于汽轮机等热力机械只有在高转速下
才有较高的效率，因此汽轮发电机的一般做成转速最高的两极式。由于转速较高，不
允许转子表面有凸起的磁极，因此做成隐极式。由于转速较高，离心力大，转子的直径较小。由Φ=11144.4n k fN E 知，当电枢匝数一定时，为了产生一定的电动势，电机必须有一定的磁通。为了满足对磁通的要求，电机转子的直径又比较小，只有增加电机转子的长度（τ
Bl BA ==Φ
），故隐极发电机外形细长。而水轮发电机由于转速较
低，其转子为凸极式，外形短粗。
6.7 答：电枢反应以同步转速相对于电枢顺时针旋转，相对于定子静止不动。
6.8答：电枢反应与负载的关系为：
当负载为纯电阻性时（此处的负载指的是包括电枢绕组的同步阻抗在内的总负载阻
抗），电枢反应为纯交轴电枢反应；当负载为纯电感性负载时电枢反应为直轴去磁电枢反应；当负载为纯电容性时电枢反应为直轴助磁电枢反应。
（5） 负载为纯电阻，但由于电枢绕组有同步电抗，故电枢反应既有交轴电枢反应，
又有直轴去磁电枢反应。
（6） 负载为纯电容性，但由于8.0*=C X ，而电机的同步电抗0.1*
=t X ，因此总的
负载仍呈纯电感性（忽略电枢电阻），电枢反应为直轴去磁电枢反应。 （7） 纯电感性负载，电枢反应仍为直轴去磁电枢反应。
（8） 由于容抗大于感抗，故总的负载的性质为电容性，电枢反应为直轴助磁电枢
反应。
6.13 根据隐极发电机和凸极同步发电机的相量图的几何关系证明，证明过程略。
6.17答：忽略电枢电阻时，短路时电枢反应的性质为直轴去磁电枢反应，因此磁动势平衡方
程式a f δF F F +=就变成了简单的代数相加的关系δF F F a f +=。合成电动势
δ
δδΦ∝Φ-==+=?
?
.
11.
.
44.4N t t k N j X I j X I j U E ，即短路时合成电动势仅与电枢绕组
的漏抗压降相平衡，电枢绕组的漏抗非常小，因此漏抗压降也不大，故磁路远未饱和，故δδF ∝Φ，由于I IX E t ∝=δ，所以I F ∝δ。又由于δF F F a f +=，且I ∝a F ，故
I
F f ∝。而f F 为励磁磁动势其大小与励磁电流成正比，因此f k I I ∝，也即三相同步
发电机对称稳态短路特性为一条直线。
6.18答：参阅课本第313页。
6.25答：设电源的频率为1f ，电机的频率为2f ，同步指示灯每5s 亮一次，则
)
(2.05
121Hz f f ==
-，49.8Hz or 2.502.012=±=f f 。由公式p
f n
60=
可得，同步发
电机的转速为1494r/min 或1506r/min 。由于相灯最亮时，电源的电压与电机的电压反相位，此时加在相灯两端的电压为额定电压的两倍，因此每相用两只指示灯以分压。如果采用直接接法（又称灯光明暗法）整步时却看到了灯光旋转的现象，说明电机的相序与电源的相序不同，反之亦然。只需将电机的任两相交换即可。
6.26答：当一台直流电动机拖动一台同步发电机与无穷大电网并联后，减少直流电动机的励
磁电流，电动机的转速不能升高。因为与无穷大电网并联后，电机的频率由电网的频
率决定，而无穷大电网的频率恒定不变，故电机的频率不变，转速也不会改变。在减小直流电动机的励磁电流的瞬间，由于转速不变，直流电动机的感应电动势减小（因为n C E E a Φ=），电枢电流a
a
a
R E U I -=增大，电磁转矩随之也增大。电机原运行于稳
定状态时直流电动机的输出转矩在扣除同步发电机的空载转矩后与同上贩电磁转矩相平衡，而直流电动机电磁转矩的增大将打破这种平衡状态，从而使机组加速。同步电机转子转速的增加将使功角增大（功角在空间的物理意义是转子磁场的轴线与定子合成磁场轴线之间的夹角，当同步电机运行于发电机状态时，定子磁场超前于转子磁场），根据功角特性可知，功角的增加导致同步电机电磁转矩的增加，当功角的增加使同步电机的输入转矩（也即直流电动机的输出转矩）重新与同步电机的电磁转矩以及空载转矩相平衡时，同步电机重新回到原来的同步转速。新的稳定状态下直流电动机的电枢电流增加，输入以及输出功率均增加，同步发电机的功角以及输出功率增加，但转速不变。
6.28答：一台同步发电机单独供给一个对称负载且转速不变时，定子电流的功率因数由负载
的性质决定。而当发电机并联于无穷大电网时定子电流的功率因数由原动机的输入功
率以及同步发电机的励磁电流所决定。当励磁电流相同时，原动机的输入功率不同时，或原动机的输入功率相同而励磁电流不同时，功率因数都不同。
6.36答：决定同步电机运行于发电机还是电动机状态的主要根据是由电枢电压和空载电动势
（或励磁电动势）的相位关系。当空载电动势超前于电枢电压时，转子磁场超前于定
子磁场，同步电机运行于发电机状态。当电压超前于空载电动势时，定子磁场超前于转子磁场，此时同步电机运行于电动机状态。（不能简单的用功角的正负来判断，因为对于发电机和电动机功角以及电磁功率的正负的规定是不同的二者刚好相反）。
6.40答：调相机应该装在用户附近。由该调相机直接向用户提供无功功率，而不需要通过输
电线远距离的传输无功率从而造成输电线上的损耗以及压降均增加。
6.41答：忽略定子电阻和有效应时同步电机的功角特性为θsin 0t
em
X
UE m
P =，电磁转矩
θ
sin 10Ω=t em X UE m
T ，其中10111044.4f k N f E N ∝Φ=，1212f N f X m t ∝Λ=π，
111
12f p
f p
∝==
Ωπω。
（4） 电网频率下降5%，而负载转矩不变时有θ
θsin sin 1
0'
'
1
'
'0
Ω=Ωt t X UE m
X UE m
，可
求出 36.28'=θ
（5） 电网频率下降5%，而负载功率不变由功率的计算公式可求出功角不变。 （6） 电网电压和频率和下降5%，负载转矩不变，则有
θ
θsin sin 1
0'
'
1
''0'
Ω=Ωt t X UE m
X E U m
，
其中x t X X E E U U 95.0,95.0,95.0'0'0'===，1'
195.0Ω=Ω，代入上式可得，功角
不变。
6.47答：如在定子对称运行时，转子由外加电源通入2f 电流时，只会在定子绕组中引起3f
的交流。当转子绕组中通入2f 的交流电流时，由于励磁绕组只有一相，因此产生的是一个脉振磁场，该脉振磁场可分解成两个幅值大小相等，转速相同，转向相反的两个圆形旋转磁动势。正向旋转磁场以三倍的同步转速相对于定子绕组正向旋转，因此在定子绕组中产生三相对称的频率为3f 的谐波电动势，由于电机运行于对称状态，在对称的电动势作用下，定子的谐波电流也是对称的，其转速为1
33
360n p
f n ==，与
转子磁动势中分解出来的正向旋转磁动势相对静止，因此不会在转子绕组中感应出高于2f 的交流电流，因此定子绕组中没有高于3f 的高次谐波 。
6.49答：当同步发电机发生突然短路时，定子绕组为了维持磁链守恒，因此在定子绕组的短
路电流中包括周期性的电流分量（即交流分量）以抵消由于转子继续旋转引起的定子
绕组中的磁链的交变，另外还有一个非周期性的电流分量（即直流分量）以维持短路瞬间的磁链不变。定子绕组中周期性的电流分量产生的电枢反应为直轴去磁电枢反应，使得转子绕组中的磁链减小，转子绕组为了维持磁链守恒，在转子绕组中产生了一个附加的非周期性的电流以维持转子绕组的磁链守恒，将定子绕组的电枢反应磁链挤到了转子绕组的漏磁路上，使定子短路电流增大。定子绕组的短路电流中的非周期性的电流分量产生的磁链在空间静止不动，相对于转子绕组来讲，该磁链周期性交变，因此在转子绕组中感应产生一个周期性的电流分量。定子绕组的短路电流中的超瞬变分量与阻尼绕组的非周期性的电流分量相对应，与阻尼绕组的非周期性的电流分量一同以阻尼绕组的时间常数"d T 按指数规律衰减；定子绕组的短路电流中的瞬变分量与励磁绕组的附加的非周期性的电流分量相对应，与励磁绕组中的附加的非周期性的电流分量一同以阻尼绕组的时间常数'd T 按指数规律衰减；定子绕组的短路电流中的稳态分量与励磁绕组的励磁电流相对应，不衰减，定子绕组的短路电流中的非周期性电流分量与励磁绕组和阻尼绕组的周期性的电流分量相对应，以电枢绕组的时间常数
a
T 按指数规律为衰减。当某相绕组的相轴与励磁绕组的轴线重合时发生突然短路，
该相的非周期性的电流分量最大。
6．50答：同步电机的同步电抗决定于电抗所对应的磁链所走的磁路的磁阻的大小。由于超
瞬变电抗对应的电枢反应磁链被阻尼绕组和励磁绕组中的附加的非周期性的电流分量挤到阻尼绕组和励磁绕组中的漏磁路上去，因此超瞬变电抗最小。瞬变电抗对应的电枢反应磁链被励磁绕组中的附加的非周期性的电流分量挤到励磁绕组中的漏磁路上去（电机没有阻尼绕组或阻尼绕组中的非周期性的电流分量产已经衰减完，电枢反应磁链可以穿过阻尼绕组，但必须绕过励磁绕组的漏磁路），因此瞬变电抗其次。最大的是稳态电抗，电枢反应磁链即可以穿过阻尼绕组又可以穿过励磁绕组，对应的磁
路的磁阻最小，故电抗最大。三者的关系为d d d X X X <<'"。
6.56解：由隐极同步发电机的相量图可知
8
.3667
.73cos sin arctan
)
(245.173/
5.10845.2845
.2)
sin ()cos (***
*
*
002
***
2*
*=-ψ==+=ψ=?===++=
?θ?
????
U
X I U kV U
E E X I U
U
E
t
N t
6.57 解：由凸极同步电机相量图可知：
00552718
401771073k V
*
*
*
**
*
*
*
*
s i n a r c t a n .
c o s
.c o s .*.()q
d d N
U I X U E U I X E E U ??θ?θψψ+===-==+===
6.58解：方法一：1500kW 为该同步电机的额定功率（由于其单位为kW ），故该电机的额定
电流为：
4
.2087
.368.0cos
3
.57cos sin )
(83.171cos 31
1
=-ψ====+=ψ==
--?θ?
φ
??U IX
U tg
A U
P I q
N N
N N
方法二、用标么值求。
647
.01)
(2.21**===
Ω==
q
b
d
d
N N b X
Z X
X
I U
Z ??
)
(5938%9.771779
.1cos 842
.03.57sin sin X 4
.203
.57cos sin *
00*
0**
**0*
*
*
**
*
1
V U
E E E U X
I U
E I
U
X I U
tg
N x
d d q
===-=?=+===ψ=-ψ==+=ψ-?
θ?θ?
?
＝
6.59解：（1）)(11.2293A U
S I N
N N
==
机处于欠激状态。
此时同步发电
%4.19)
(2933806
.0)
sin ()cos (91.3cos sin 6.0sin 8.0cos )2(%
49)
(542249
.1)
sin ()cos (47
.2034
.57cos sin 0045.0655
.0)
(876.1502
***
2
*
**
*
0**
*
*
*
*1
*
002
***
2
*
*
*
*
0*
*
*
**
*1
*
*
-=?==+++=
=++=ψ-===?===+++=
=-ψ==++=ψ==Ω==--U V E X I U
R I U
E R I
U
X I U tg U V U E E X I U
R I U
E R I U
X
I U tg
R X
I U
Z t a a t
N t a a
t a t N
N b ?????????θ???
?
6.64解：额定运行内功率因素角以及空载电动势为
844
.0844
.0cos 292
.12sin
4
.0,8.0cos cos )1(57
.2643
.63cos sin **
*
02
*2
*0
**
*0
*
**
1
*
*
*
*
*
**
*
1
==-+=
=======-ψ==+=ψ--I
U
E U
E X I E U
X P P I
U P U
X I U
tg
t
t
em em N N emN t
θθ???θ?
?量图以及余弦定律可得由隐极同步发电机的相功率特性公式可得：
由隐极同步电机的当功率减半时 额定功率时
55
.26sin
4.089
5.0P 90895
.05.0*789.1)2(474
.0844
.04.0cos cos *0
*
**1
*
**
*0*
max
*
0*
*==∴=>==
====
∴=-E U
X P P X
U E E I
P t
em em t
em em θθ?? 行
同步发电机可以稳定运
功率最大
时极同步电动势的电磁＝ 当 即
减小为原来的一半，也
势也励磁电动势也
减小一半时，空载电动
程度影响，当励磁电流由于不考虑磁路的饱和 .
，功率因数为超前。
，故电机处于欠激状态
由于空载电动势超前）
由余弦定律 得1895.0(895.0cos 447
.0447.0cos 2*
*
0**
*
*
*02
*2
*0**
=<=====-+=
U
E I
P I
U
E U
E X
I em t
?θ
6.66解：)(3.17183A U
S I N
N N ==
。
功率保持不变 ，仍为 弧度）
弧度）kW X
U E P E A
I I
P I
U
E U
E X
I kW S P P X
U E P E U X
P kW S P P P k kW S P P X
U E P X
I U
E kW S P P P U
X I U
tg
X
I U
Z t
emN
em t
N syn syn t
syn
t em N em em em N
M N syn syn N t
syn t
N N em em N em N t
t
N
N b 2500023
.32sin 8.0976
.2705.2*1.1)3(1534447
.0cos 893
.0773.1cos 2/(40372303
.1cos 06.17sin
)
(125004.0)2(704
.1sin 1/(34500104
.1cos 705
.2cos )(250008
.0cos 93
.358
.72cos sin )1(984
.1)
(528.3**
*0**
0**
*
*
*02
*2
*0**
***
*
0**
***
1
*
*
*
***
0***
*
*
0*
*
*
**
*
1
*
==
========-+=
====
=======
====
=+======-ψ==+=ψ=Ω==--θθ
?θθθθθθ??θ?
??
723
.0cos 2.1902107.120.2cos 2**
*
*
*
02
*2
*0*
*
==
===-+=I
P A
I I
U
E U
E X I em t ?θ
6.67解：（1）由于单位为kW ，50000kW 为该电机的额定功率，额定容量为
A
I A U
S I I
I I I
I X I U I X I U X
X
U
P E I U
E I
E X
I U
E U
X I tg
I I I
U P P kVA P S N
n N d
d
q q q d d d d
q
em f
N f
d
q
em em N N N 24408.2614317
.0cos 16.0cos 933.0427.0sin 829.0cos 40
.172sin )11(2
16.0002014.1014
.1sin cos 39
.60
16
.0cos 1cos 16
.062500
10000)(62500cos *
2
*2
**
*
*
*
*
*
*
*
***
2
**
00**
0**
*
*
0*
**
1
*
***
*
*
===
===+=
=====-
=
=======ψ+====ψ∴=====
==- 可得 由可得 由磁阻功率。
，此时电磁功率只剩下，也即）当电机失磁时，（的）
时的励磁电流作为基值
定义是
（注：励磁电流基值的，则特性为一条直线 由已知条件可知，空载＝＝，所以，由于
??θθθθ
θθ?????
6.72解：该工厂总的无功功率为：
)
(86.96)9.0(cos
)(60)(44.136)()
(64.17)(96.494
.4175.0cos
32.51625.0cos
)
(04.20457
.457.0cos
1
"
'
B B B A 1
B 1
A 1
kVAR Ptg Q
kW P P P kVAR Q Q Q Q kVAR tg P Q kVAR tg P Q kVAR Ptg Q B A N B A A A ===+==+-===========----功功率为：
电动机后，工厂总的无用同步电动机代替异步额定功率之和，即：
应等于两台异步电动机同步电动机的额定功率功率为
之外，其它负载的无功除了此两台异步电动机
＝ ＝功率分别为：
两台异步电动机的无功
??????
（超前）
为：
同步电动机的无功功率835.0cos )(88.71)
(56.392
2
"
'
==
=+=
=-=N
N N N N N N S P kVA Q P S kVAR Q
Q Q ?
6.73解：（1）由同步电动机的相量图可得：
334
.1cos 534
.0845
.01845
.0sin **
*
*
02
2
*2
**
*
***
=+==-=
-===d
d q
d q q q X
I U
E I I
I I X I U
θθ
（2）额定负载时的额定功率为：
375
.0450
0)4(616
.03
.60992.02sin 375.02cos 75.01cos 2cos 25.175.02202cos 75.0cos E 25.11992.02sin 375.0sin 6675.1)3(81
.1796
.182.128sin 375.041.64sin 6675.141
.64 1.54432.0cos 0
1cos 6675.1cos 5.102cos 75.0cos 6675.12sin 375.0sin 6675.1992
.02sin )11(
2
sin *
max *
*
0*
*
0*
0*
0*
*
*
max
*
*
max 2
*
*
**2
***
*0*=======+--
==+=+===
=+===-+=+=+==-
+
=
em em f
em em em em
M em em em N d
q
N d
em
P P E I E tg E d dP P P P k P d dP P X
X
U
X
U E P 时 当
＝法，可得 用试探 ）式中可得：
，代入（）式可得 由（
）
（
）
（＝ ：
最大电磁功率，因此有
同步时负载功率应等于 电动机能保持
运行的功角增大。
时最大电样功率减小，
功率也不变。当减小励
负载转矩不变，则负载
＝ （舍去）或－ 时电磁功率最大。
θθθθθθ
θθθθ
θθθθθθθθθ
θθθθ6.74解：（1）)(2000cos kVA P S
N ==
?
)
(17321000
2000Q S )
(1000)2(2
2
N N kVAR kVA P S N N =-=
==＝ 相机的容量为：
全由调相机提供，故调
负载的无功功率完负载的有功功率
发电机供给的容量等于
‘
G
N
N N G Q Q S kVA P kVAR P Q -===
=?=
='
)
(1250cos S )
(7506.08
.01000sin cos )3(调相机的额定功率
发电机的额定功率为：发电机提供的无功功率?
??
6.75解：由11
.1*3
*
0***0*
3
==
=
+
+
k k I
E X
X
E I
可得
139
.0333
.03***1*0*0**
2*
0*=--=-=
-
+
+
-
X
X
I
E X
X
I E X
k k ＝
路电流的计算公式可得由两相、单相短路时短
6.78解：突然短路短路电流的一般表达式为：
a
d
d
T t
m
m T t
m m
T t
m
m
e
I t I e
I I e
I I t i ---+
++-+
-
-=
ααωcos )cos(])()[()("''"'
"
其中α为短路瞬间相绕组与转子轴线之间的夹角。已知短距瞬间B 相相交链的主极磁链为最大值，则B 相的α为0。
A
i A U
P I e
e
e i
t e
t e
e t i e t e e t i e
t e e t i X
X
I X
I k N
N
N N k t
t
t
C t
t t B t
t t A d
m d
m d
m 31548)
(6.1374cos 395.2209.12cos )76.061.672.4(B 0.01s )2(05.6)120
cos()76.061.672.4()(09.12cos )76.061.672.4()(05.6)120cos()76.061.672.4()(76
.02I 37.7209.122)1(m ax 01
.017.601
.019.101
.0524.9m ax
*17.619.1524.917.619.1524.917.619.1524.9'*'*
"*"*
===
=+++-===--++-=+++-=-+++-===
==
==
?-?-?----------?
πω
πωωω 电流为：
相电流达到最大，最大
时当
第一篇直流电机 随堂练习提交截止时间：2018-12-15 23:59:59 当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对10题。 1. （单选题）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，（） 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。 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。 答题：A. B. C. D.（已提交） 参考答案：C 问题解析： 2. （单选题）单波绕组的并联支路数应等于（） A 2 B极对数p C极数2p D换向片数k 答题：A. B. C. D.（已提交） 参考答案：A 问题解析： 3. （单选题）以下不属于并励直流发电机外特性的特点的是（）。 A端电压随负载增大下降较快B有拐弯现象 C 稳态短路电流小于额定电流D临界电流大于他励短路电流 答题：A. B. C. D.（已提交） 参考答案：D 问题解析： 4. （单选题）他励发电机外特性是指转速恒定且（） 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。 答题：A. B. C. D.（已提交） 参考答案：A 问题解析： 5. （单选题）他励发电机的调整特性是（） A下垂B上翘C水平D不一定 答题：A. B. C. D.（已提交） 参考答案：B 问题解析： 6. （单选题）下列说法错误的是（） 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。
电机学试题及答案 Revised as of 23 November 2020
《电机学（1）》模拟试题 一：填空题（每空3分，共45分） 1．一台变压器加额定电压时，主磁通为φ，空载电流为I0，励磁阻抗为Z m，现将电源的频率从50Hz改变为60Hz，其它情况不变，并假定磁路线性，则现在的磁通φ‘= φ，空载电流I’0= I0，励磁阻抗Z’m= Z m。 2．某变压器带感性负载运行时，若负载电流相同，则cosφ 2 越小，副边电压变化率越，效率越。 3．一台单相变压器，铁芯柱上有三个绕组，已知U 1=330V，W 1 =700匝，为获得 U 2=220V，U 3 =11V，应使W 2 = 匝，W 3 = 匝。若已知绕组W 1 开路， ì 3=10∠100A，忽略励磁电流，则ì 2 = A。 4．拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机，若减弱磁通，电枢电流 将。 5．交流电机绕阻高次谐波电势，如5次和7次谐波，可以通过 的方法大大削弱。 6．三相同步电机，定子上A、B两导体空间相隔200机械角度，该电机接于50Hz三相交流电源，同步转速为750r/min，则A、B两导体的空间电角度为。 二、（8分） 图1所示为三相变压器接线图，画出电动势向量图，并确定其连接组别。
三、（27分） 一台三相电力变压器额定容量S=1000 kVA，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=+，该变压器原边接额定电压，副边带Δ接对称负载，每项负载阻抗Z L=50+j85Ω，计算： （1）变压器原边线电流； （2）副边线电流； （3）副边线电压； （4）电压调整率 四、（10分） 一台他励直流电动机，P N=22KW，I N=115A，U N=220V，n N=1500r/min电枢回 路总电阻R a=Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到
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 840322A I I N ===φ
2-6、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0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。 解：在一次侧计算有： )(55.42200 1010311A U S I N N N =?== )(48455 .42200 111Ω=== N N N I U Z 10220 220021===N N U U k I 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A) )(6.3036.010222'2Ω=?==r k r )(2.76.36.3'21Ω=+=+=r r r k )(0.27262.7222 2Ω=+=+=k k k x r Z ∴ )(1347228.070 2 20Ω=== I p r Fe m )(9649228 .02200 00Ω=== I U Z m )(955513479649222 2Ω=-=-=m m m r Z x ∴ 015.0484 2 .71*=== N k k Z r r 78.24841347 1*=== N m m Z r r 054.0484 26 1*===N k k Z x x 74.194849555 1*=== N m m Z x x 056.0484 27 1*===N k k Z Z Z 94.19484 9649 1*=== N m m Z Z Z T 型等效电路 近似等效电路 2-11、设有一台50kV A ，50 Hz ，6300/400V ，Yy 连接的三相铁芯式变压器，空载电流 I 0=0.075I N ，空载损耗p 0＝350W ，短路电压u k*＝0.055，短路损耗p kN ＝1300W 。 （1）试求该变压器在空载时的参数r 0及x 0，以及短路参数r k 、x k ，所有参数均归算到高压侧，作出该变压器的近似等效电路。 （2）试求该变压器供给额定电流且cos θ2=0.8滞后时的电压变化率及效率。 '2&'' '2 &' '
第三章思考题 3-3 什么叫相带相带属性如何确定在三相电机绕组中为什么常采用60°相带而不用120°相带 【答】 相带是指把每极下的电枢表面根据相数划分，每相占一等分。我们称每一等分为一相带。由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大，故除了单绕组变极电机外，一般都用60°相带绕组。 3-6 为什么极相组A 和极相组X 串联时必须反接如果正接将引起什么后果 【答】 因极相组A 的电势与极相组X 的电势反相，反接后，两者电势相减，得到更高的电势。若正接将引起电势为0的后果。 3-8 交流绕组的感应电动势公式是如何导出的它与变压器的电动势公式有何类似和不同之处 【答】 设气隙中的主极磁场为正弦分布，即αsin 1B b =，式中1B 为气隙密度的基波幅值；设0=t 时，导体位于极间、将要进入N 极的位置，转子旋转的角频率为?，则导体中的感应电动势为t E lv B blv e ?αsin 2sin 111===；p 对极的电机一个极下的磁通量为 l B lB p D p DlB d p DlB p d D l B d D bl p τπ ππαααααπ ππ 1110 1 010 12 22sin 22sin 2=??== = ?==Φ? ??电机，感应电动势的频率60pn f =，转子的线速度f pn p D n D v τππ2602260===，故导体电动势的有效 值为11111122222222 2Φ=??? ??= == =f l B f l fB f l B v l B E πτππττ；在考虑短距和分布后，整个 线 圈 组 的 合 成 电 动 势 () ()()()11111111111222Φ=Φ=Φ==w c d p c d p c d c q k qN f k k qN f k k fN q k qE E πππ；对于双层绕 组，每相绕组有p 2个极相组，设并联支路数为a ，如果一相绕组的总串联匝数表示为，c qN a p N 2= ，则相电动势为1111112222Φ=Φ?? ? ??==w w c q ph fNk k qN a p f K a p E ππ，对于单层绕组，每相绕组总共有p 个极相组，则每相绕组的总串联匝数为c qN a p N =。而变压器一 次绕组中感应电动势的有效值m fN E Φ=π21，它们的区别主要在于，交流绕组通过短距和分布时，使合成磁动势打了折扣，体现为绕组的基波绕组因数1w k 。 3-9 试述分布因数、节距因数和绕组因数的物理意义。它们是大于1、小于1，还是等于1，为什么 【答】 分布因数是衡量每极每相的导体分布在每个槽中与集中分布在一个槽电动势或磁动势所打的折扣。节距因数表示线圈短距后电动势或磁动势对比于整距时应打的折扣。绕组因数是既考虑短距又考虑分布时，整个线圈组的合成电动势或磁动势所打的折扣。因分布绕组所产生的电动势或磁动势不能超过集中绕组产生的电动势或磁动势，因此分布因
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
《电机学》 随堂练习参考答案 1.(单选题) 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，（） 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。 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。 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 2.(单选题) 单波绕组的并联支路数应等于（） A 2 B 极对数p C 极数2p D 换向片数k 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 3.(单选题) 以下不属于并励直流发电机外特性的特点的是（）。 A 端电压随负载增大下降较快 B 有拐弯现象 C 稳态短路电流小于额定电流 D 临界电流大于他励短路电流 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析： 4.(单选题) 他励发电机外特性是指转速恒定且（） 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。 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 5.(单选题) 他励发电机的调整特性是（） A 下垂 B 上翘 C 水平 D 不一定 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 6.(单选题) 下列说法错误的是（） 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。 C 串励电动机允许空载运行。 D 串励电动机的优点是有较大的起动转矩和过载能力。 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 7.(单选题) 单叠绕组的并联支路数应等于（） A 2 B 极对数p C 极数2p D 换向片数k 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 8.(单选题) 对于能耗制动来说，下列说法错误的是（） A能量回馈到电网。B电机内仍有主磁场。
《电机学》 课后习题答案 华中科技大学辜承林主编
第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦， 消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与 磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？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，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心μ>>μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木 质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感 应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。
华南理工大学电机学第四章思考题
4-1 把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速n 高于旋转磁场的转速s n ，定子接到三相交 流电源，试分析转子导条中感应电动势和电流的方向。这时电磁转矩的方向和性质是怎样的？若把原 动机去掉，电机的转速有何变化？为什么？ 【答】 感应电动机处于发电机状态，转子感应电动势、转子有功电流的方向如图所示，应用右手定则判断。站在转子上观察时，电磁转矩e T 的方 向与转子的转向相反，即电磁转矩e T 属于制动性质 的转矩。若把原动机去掉，即把与制动性质电磁转矩e T 平衡的原动机的驱动转矩去掉，电动机将在 电磁转矩e T 的作用下减速，回到电动机状态。 4-2 有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为1 f 的三相交流电 流，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速及转子的转向。 【答】 假设转子中频率为1 f 的交流 电流建立逆时针方向旋转的气隙旋转磁场，相对于转子的转速为
p f n s 160=；若转子不转，根据左手定则，定子将受 到逆时针方向的电磁转矩e T ，由牛顿第三定律可知，定子不转时，转子为顺时针旋转，设其转速为n ，则气隙旋转磁场相对于定子的转速为n n s -。 4-3 三相感应电动机的转速变化时，转子所生磁动势在空间的转速是否改变？为什么？ 【答】 不变。因为转子所产生的磁动势2 F 相对 于转子的转速为n sn p f s p f n s ?====122 6060，而转子本身又 以转速n 在旋转。因此，从定子侧观看时，2 F 在空间的转速应为()s s n n n n n n =+-=+?，即无论转子的实际转 速是多少，转子磁动势和定子磁动势在空间的转速总是等于同步转速s n ，在空间保持相对静止。 4-4 频率归算时，用等效的静止转子去代替实际旋转的转子，这样做是否影响定子边的电流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率？为什么？ 【答】 频率归算前后，转子电流的幅值及其阻抗角都没有变化，转子磁动势幅值的相位也不变，即两种情况下转子反应相同，那么定子的所有物理量以及电磁功率亦都保持不变。
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），
2016年度第二学期学期《电机学》课程作业 （共四大题30小题：客观题15题；主观题15题） 一、判断题：10题 1 （×）直流电机电枢绕组中的电流应当是直流电流。 2 （√）直流电机被电刷短路的线圈电动势应为零。 3 （×）负载时直流电机的物理中性线与几何中性线相重合。 4 （×）感应电动机的频率归算是把转子的频率乘以转差率。 5 （×）感应电动机的转换功率就是机械功率。 6 （√）变压器的励磁电阻是表征铁心损耗的一个等效参数。 7 （√）变压器的励磁电抗是表征铁心磁化性能的一个等效参数。 8 （√）变压器漏抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。 9 （√）归算到一次绕组时，应保持二次绕组磁势不变。 10（√）变压器的外特性不可能上翘。 二、选择题：5题 1（A ）一台单相变压器一、二次绕组匝数分别为100匝、200匝，则变比为：A．0.5 B. 1 C. 1.5 D. 2 2（ A ）变压器感应电动势滞后磁通 A．90° B. 180° C. 270° D. 360° 3（A ）设极对数为4，频率为50赫兹，则旋转磁场的转速为： A．750转/分 B. 1500转/分 C. 3000转/分 D. 6000转/分 4（ B ）设极对数为3，机械角度为90°，则电角度为： A．30° B. 270° C. 90° D. 540° 5（B ）一台三相感应电动机，极对数为2，接50赫兹电源，转差率为0.04，则转子电流频率为： A．1赫兹 B. 2赫兹 C. 3赫兹 D. 4赫兹 三、简答：9题 1 三相变压器的磁路结构有哪几种？ 答：三相变压器的磁路结构有两种：1）三相磁路彼此独立，如组式三 相变压器；2）三相磁路彼此相关，如心式三相变压器。 2 设变压器变比为k，试问二次绕组归算到一次绕组时，应该如何操作？
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。。
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__和 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n S , 极对数为p ，则定子电流的交变频率为 60s n p _ ；转子电流的交变频率为 ()60 s n n p 。 二、选择题 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、一台额定条件下工作在 220V50Hz 的单相变压器，错接在220V60Hz 的交流电源上，则额定负载时的主磁通会（ B ）： A 变大 B 变小 C 几乎不变 3、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
2017年度第一学期学期《电机学》课程作业 （共四大题30小题：客观题15题；主观题15题） 一、判断题：10题 1 （×）直流电机电枢绕组中的电流应当是直流电流。 2 （√）直流电机被电刷短路的线圈电动势应为零。 3 （×）负载时直流电机的物理中性线与几何中性线相重合。 4 （×）感应电动机的频率归算是把转子的频率乘以转差率。 5 （√）感应电动机的转换功率就是机械功率。 6 （√）变压器的励磁电阻是表征铁心损耗的一个等效参数。 7 （√）变压器的励磁电抗是表征铁心磁化性能的一个等效参数。 8 （√）变压器漏抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。 9 （√）归算到一次绕组时，应保持二次绕组磁势不变。 10（√）变压器的外特性有可能上翘。 二、选择题：5题 1（ A ）一台单相变压器一、二次绕组匝数分别为100匝、200匝，则变比为：A．0.5 B. 1 C. 1.5 D. 2 2（A ）变压器感应电动势滞后磁通 A．90° B. 180° C. 270° D. 360° 3（A ）设极对数为4，频率为50赫兹，则旋转磁场的转速为： A．750转/分 B. 1500转/分 C. 3000转/分 D. 6000转/分 4（B ）设极对数为3，机械角度为90°，则电角度为： A．30° B. 270° C. 90° D. 540° 5（ B ）一台三相感应电动机，极对数为2，接50赫兹电源，转差率为0.04，则转子电流频率为： A．1赫兹 B. 2赫兹 C. 3赫兹 D. 4赫兹 三、简答： 9题 1 三相变压器的磁路结构有哪几种？ 答：三相变压器的磁路结构有两种： 1）三相磁路彼此独立，如组式三相变压器；
《电机学》随堂练习参考答案 第一篇直流电机 1. 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，（） 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。 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。 参考答案：C 2. 单波绕组的并联支路数应等于（） A 2 B 极对数p C 极数2p D 换向片数k 参考答案：A 3. 电磁转矩应等于（） A CeΦn B CTΦIa C P2/Ω D CeKfIfIa 参考答案：B 3. 电磁转矩应等于（） A CeΦn B CTΦIa C P2/Ω D CeKfIfIa 参考答案：B 4. 他励发电机外特性是指转速恒定且（） 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。 参考答案：A 5. 他励发电机的调整特性是（） A 下垂 B 上翘 C 水平 D 没准参考答案：B 6. 下列说法错误的是（） 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。 C 串励电动机允许空载运行。 D 串励电动机的优点是有较大的起动转矩和过载能力。 参考答案：C 7. 电磁功率应等于（） A Ea Ia B P1+p0 C P2-p0 D T2 Ω 参考答案：A 8. 单叠绕组的并联支路数应等于（） A 2 B 极对数p C 极数2p D 换向片数k 参考答案：C 9. 感应电动势应等于（） A CeΦn B CTΦIa C P2 /Ia D CTKfIfIa 参考答案：A 10. 对于能耗制动来说，下列说法错误的是（） A能量回馈到电网。 B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。
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。 >
我的作业列表- 《电机学》第二次作业答案 你的得分： 100.0 完成日期：2016年05月21日 14点26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. B. C. 2.交流绕组的绕组系数通常为（）。 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.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.变大 B.减小 C.不变 5.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 6.交流电机定、转子的极对数要求（）。 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.都减小 B.不变 C.基波电势不变，谐波电势减小 8. 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（）。 A. B. C.
D. 10. 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（）。 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. A. B. C. D. 13. A. B.
第1章导论 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。特点：导磁率高。 电路：紫铜线。特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片，永磁材料铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。与磁场交变频率f，磁通密度B，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。与磁场交变频率f，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的eT与磁密B，运动速度v，导体长度l，匝数N有关。 自感系数的大小与哪些因素有关？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，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。 对空心线圈：所以 自感： 所以，L的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A、磁路平均长度l有关。 闭合铁心μ??μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 在图中，若一次绕组外加正弦电压u1、绕组电阻R1、电流i1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u1为正弦电压，∴电流i1也随时间变化，由i1产生的磁通随时间变化，由电磁感应定律知产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。 (3) (4) i1增加，如右图。i1减小 在图中，如果电流i1在铁心中建立的磁通是，二次绕组的匝数是，试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式，并写出感应电动势与磁通量关系的复数表示式。
第三章思考题 3-3 什么叫相带？相带属性如何确定？在三相电机绕组中为什么常采用60°相带而不用120°相带？ 【答】 相带是指把每极下的电枢表面根据相数划分，每相占一等分。我们称每一等分为一相带。由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大，故除了单绕组变极电机外，一般都用60°相带绕组。 3-6 为什么极相组A 和极相组X 串联时必须反接？如果正接将引起什么后果？ 【答】 因极相组A 的电势与极相组X 的电势反相，反接后，两者电势相减，得到更高的电势。若正接将引起电势为0的后果。 3-8 交流绕组的感应电动势公式是如何导出的？它与变压器的电动势公式有何类似和不同之处？ 【答】 设气隙中的主极磁场为正弦分布，即，式中为气隙密度的基波幅 αsin 1B b =1B 值；设时，导体位于极间、将要进入N 极的位置，转子旋转的角频率为，则导体中0=t ?的感应电动势为；p 对极的电机一个极下的磁通量为t E lv B blv e ?αsin 2sin 111===，感应l B lB p D p DlB d p DlB p d D l B d D bl p τπππαααααπππ111010101222sin 22sin 2=??===?==Φ???电机电动势的频率，转子的线速度，故导体电动势的有效值为60pn f =f pn p D n D v τππ2602260===；在考虑短距和分布后，整个线圈111111222222222Φ=??? ??====f l B f l fB f l B v l B E πτππττ组的合成电动势；()()()()11111111111222Φ=Φ=Φ==w c d p c d p c d c q k qN f k k qN f k k fN q k qE E πππ对于双层绕组，每相绕组有个极相组，设并联支路数为，如果一相绕组的总串联匝数p 2a 表示为，，则相电动势为，c qN a p N 2= 1111112222Φ=Φ??? ??==w w c q ph fNk k qN a p f K a p E ππ对于单层绕组，每相绕组总共有个极相组，则每相绕组的总串联匝数为。而p c qN a p N =变压器一次绕组中感应电动势的有效值，它们的区别主要在于，交流绕组通 m fN E Φ=π21过短距和分布时，使合成磁动势打了折扣，体现为绕组的基波绕组因数。 1w k 3-9 试述分布因数、节距因数和绕组因数的物理意义。它们是大于1、小于1，还是等于1，为什么？ 【答】 分布因数是衡量每极每相的导体分布在每个槽中与集中分布在一个槽电动势或磁动势所打的折扣。节距因数表示线圈短距后电动势或磁动势对比于整距时应打的折扣。绕组因数是既考虑短距又考虑分布时，整个线圈组的合成电动势或磁动势所打的折扣。因分 、管路敷设技术术中包含线槽、管架等，合理利用管线敷设技气课件中调试检查所有设备高中资料试料试卷试验方案以及系工作并且进行过关运行高中资料试卷技术电，并且拒绝动作，来避免装置调试技术，要求电力