《电机学》交流电机绕组及其感应电动势练习题
班级 学号 姓名 成绩
一、填空
1. 有一个三相双层叠绕组，2p =4，Z =36，支路数a =1，那么极距τ= 槽，每极每相槽数
q = ，槽距角α= ，分布因数k d1= ，y =8，节距因数k p1= ，绕组因数k N1= 。
2. ★若消除相电势中 次谐波，在采用短距方法中，节距y = τ。
3. 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度为 ，如果电机有p 对极，那么它
们在空间上相距的机械角度为 。
二、选择填空
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 τ
B 4τ/5
C 6τ/7
D 5τ/6
2. 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 y =7
B y =8
C y =9
3. 一般情况下，中大容量交流电机的绕组系数通常为 。
Ａ <1 Ｂ >0 Ｃ =1
4. ★三相对称交流绕组的基波电势幅值为E 1,绕组系数为 k N1，3次谐波绕组系数为k N3，则3
次谐波线电势幅值为 。
Ａ ０ Ｂ 1311/3
N N E k k Ｃ 131E /N N k k 5. ★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
三、判断
1.
★采用分布短距的方法，可以削弱交流绕组中的υ次谐波电势。 （ ） 2.
三相对称交流绕组相电势中无三及三的倍数次谐波。 （ ） 6.
要想得到最理想的电势，交流绕组应采用整距绕组。 （ ） 7.
交流电机励磁绕组中的电流为交流量。 （ ） 8. 分布、短距绕组能改善电动势波形，每根导体中的感应电动势也相应得到改善。 （ ）
四、简答
1. ★★有一台三相交流电机，Z =36，2p =4，节距y =7，并联支路数a =2。试绘制：
(1) 槽电势星形图，并标出60°相带分相情况；
(2) 一对极下A 相双层迭绕组展开图。
2.试述短距系数和分布系数的物理意义，为什么这两系数总是小于或等于1？
3.★在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关？这些因
素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
4.★同步发电机电枢绕组为什么一般不接成△形，而变压器却希望有一侧接成△接线呢？
五、计算题
1.（P112，习题6-3）有一台三相电机，Z=48，2p=4，并联支路数a=1，每相串联导体数N=96，
f=50Hz，双层短距绕组，星形连接，每极磁通Φ1=1.115×10-2Wb，Φ3=0.365×10-2Wb，Φ=0.24×10-2Wb，Φ7=0.093×10-2Wb。试求：
5
(1) 力求削弱5次和7次谐波电动势，节距y应选多少？
(2) 此时每相电动势E ph；
(3) 此时线电动势E L。
2.（P114，习题6-7）有一台三相电机，Z=72，2p=4，并联支路数a=2，节距y=14，N c=3，
f=50Hz，双层绕组，基波每极磁通Φm=0.185Wb，谐波磁场与基波磁场之比B m5/B m1=1/8，
B m7/B m1=1/25，三相绕组星形连接。试求：
(1) 每相绕组的感应电动势E ph；
(2) 线电动势E L。
第二篇 交流电机的共同理论 第6章 ▲6-1 时间和空间电角度是怎样定义的？机械角度与电角度有什么关系？ ▲6-2 整数槽双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有何关？ 6-3 为什么单层绕组采用短距线圈不能削弱电动势和磁动势中的高次谐波？ ▲6-4 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组，而不用120°相带绕组？ ▲6-5 试说明谐波电动势产生的原因及其削弱方法。 ▲6-6 试述分布系数和短距系数的意义。若采用长距线圈，其短距系数是否会大于1。 6-7 齿谐波电动势是由于什么原因引起的？在中、小型感应电机和小型凸极同步电机中，常用转子斜槽来削弱齿谐波电动势，斜多少合适？ ∨6-8 已知Z=24，2p=4，a=1，试绘制三相单层绕组展开图。 解：2)34/(242/=?==pm Z q ，取单层链示，绕组展开图如下：
∨6-9 有一双层绕组，Z=24，2p=4，a=2，τ6 51=y 。试绘出：（1）绕组的槽电动势星形图并分相；（2）画出其叠绕组A 相展开图。 解：（1）槽电动势星形图如右： 2 )34/(242/=?==pm Z q 54 2465651=?==τy （2）画出其叠绕组A 相展开图如下 ： 6-10 一台两极汽轮发电机，频率为50H Z ，定子槽数为54槽，每槽内有两根有效导体，a=1，y 1=22，Y 接法，空载线电压为U 0=6300V 。试求基波磁通
量Φ1。 ∨6-11 一台三相同步发电机，f=50H Z ，n N =1500r/min ，定子采用双 层短距分布绕组：q=3，τ9 81=y ，每相串联匝数N=108，Y 接法，每极磁通量Φ1=1.015×10-2Wb ，Φ3=0.66×10-3Wb ，Φ5=0.24×10-3 Wb ， Φ7=1.015×10-4Wb ，试求： (1)电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数k N 1、k N 3、k N 5、k N 7； （4）相电动势E φ1、E φ3、E φ5、E φ7及合成相电动势E φ和线电动势E l 。 解：（1）电机的极对数 2=p ；（2）定子槽数 363342=??==pmq Z ； （3）绕组系数 9452.0)9098sin(2 20sin 3260sin 2sin 2sin 2sin 000 111=???=?==πααy q q k k k y q N 577.0)90983sin(2 203sin 32603sin 23sin 23sin 23sin 000 333-=??????=?==πααy q q k k k y q N 1398.0)90985sin(2 205sin 32605sin 25sin 25sin 25sin 000 555=??????=?==πααy q q k k k y q N 0607.0)90987sin(2207sin 32607sin 27sin 27sin 27sin 000777=??????=?==πααy q q k k k y q N （4）电动势
6.1交流绕组的基本知识 1、交流电机的电角度与机械角度的关系是。 2、有一态极24槽的三相交流电机，则该电机的极距= ，每极每 相槽数，槽距角。 3、一个整机线圈的两个有效边，在空间相距电角度为，如果电机为对磁极，在空间相距的机械角度为。 4、一台三相四极单层链式绕组，定子槽数，则其，。 5、整数槽单层绕组的每相并联支路数为，极对数为，它们间的关系是。（A）（B）（C） 6、有一台交流电机，定子绕组接线，，并联支路数，双层短距叠绕组，此时电机的极对数为。 7、一台三相六极双层短距叠绕组，定子槽数，节距，则其， 。 8、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为。 （A）（B）（C）（D） 6.2交流绕组的电动势 1、交流电机绕组基波电动势的表达式，其大小取决 于、、、 和。 2、改善交流电机绕组感应电动势波形的四个主要措施 是、、、。 3、采用短距绕组，取节距，可同时削弱绕组相电动势中5次谐波和7次谐波分量，欲要消除线电动势中的3次谐波分量，定子三相绕组可以接成。 4、三相异步电动机定子绕组采用分布短距以后，感应电动势基波基波分量有所减小，但带来的优点主要是。 （A）改善电动势波形；（B）可增加某次谐波电动势；（C）可增加电动机的转速；（D）可改善磁动势波形。 5、同步发电机电枢绕组一般不接成角形接线，而变压器总希望有一侧接成角形接线，为什么？ 6.3交流绕组的基波磁动势 1、单相绕组通入单相正弦电流产生磁动势，其基波磁动势最大幅值F φm1= ，位置恒处于。 2、一个单相基波脉振磁动势可分解成两个旋转磁动势，每个磁动势的幅值 = ，转 为，两旋转磁动势的转速相等，均为n 1 向，当脉振磁动势幅值为最大时，两个旋转磁动势在空间与脉振磁动势幅 值。 3、三相交流电机，电枢绕组为△接线，当一相绕组断线（电源仍为三相对称电源），回产生什么样的合成磁动势？电源断线呢？
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？70104-?=πμH/m 。 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,Rm=3026Ω,Xm=32083Ω) 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)。(I1N=157.48A,Rk= 5.202Ω,Xk=58.44Ω) 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（按负载电流滞后电源电压计算）。(Z 总=645.08Ω+j483.81Ω，Z L =639.8Ω+j425.4Ω) 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 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 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=806.4Ω,4.86%) 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？
电机学试题库+答案 一、单选题（共40题，每题1分，共40分） 1、感应电动势的大小一般用（）表示。 A、最大值 B、最小值 C、瞬时值 D、有效值 正确答案：D 2、三相异步电动机的最大转矩与（）。 A、电压平方成正比 B、电压平方成反比 C、电压成正比 D、电压成反比 正确答案：A 3、并网运行的同步发电机带阻感性负载运行，若负载增大，原动机输入功率（）。 A、变大 B、不变 C、变小 D、不确定 正确答案：A 4、变压器的效率是指变压器的（）之比的百分数。 A、输出有功功率和输入视在功率 B、输出有功功率与输入有功功率 C、输出有功功率与输入总功率 D、总输出与总输入 正确答案：B 5、当绕线式异步电动机的电源频率和端电压不变，仅在转子回路中串入电阻时，最大转距Tm和临界转差率Sm将（）。 A、Tm和Sm均保持不变 B、Tm减小，Sm不变 C、Tm不变，Sm增大 D、Tm和sm均增大 正确答案：C
6、同步补偿机的作用是（）。 A、作为同步发电机的励磁电源 B、作为用户的各用电源 C、改善电网功率因数 D、补偿电网电力不足 正确答案：C 7、硅钢片中含硅量越高导磁性能（）。 A、越差 B、不变 C、越好 D、无影响 正确答案：A 8、同步电机当铁芯饱和程度提高时，同步电抗将( A、不确定 B、增加 C、不变 D、减小 正确答案：D 9、分布绕组的电动势（）集中绕组的电动势。 A、远大于 B、小于 C、大于 D、等于 正确答案：B 10、时的转速为（）一台三相异步电动机，口二1，在频率为 f =50il2 下运行，当转差率S=0.02时的转速为（). A、735r/min B、2940r/min C、1470r/min D、980r/min 正确答案：B 11、当并网运行的同步发电机发生短路时，会引起（)。 A、转子转速上升 B、转子转速下降
《电机学》交流电机绕组及其感应电动势练习题 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1. 有一个三相双层叠绕组，2p =4，Z =36，支路数a =1，那么极距τ= 槽，每极每相槽数 q = ，槽距角α= ，分布因数k d1= ，y =8，节距因数k p1= ，绕组因数k N1= 。 2. ★若消除相电势中 次谐波，在采用短距方法中，节距y = τ。 3. 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度为 ，如果电机有p 对极，那么它 们在空间上相距的机械角度为 。 二、选择填空 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 τ B 4τ/5 C 6τ/7 D 5τ/6 2. 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 y =7 B y =8 C y =9 3. 一般情况下，中大容量交流电机的绕组系数通常为 。 Ａ <1 Ｂ >0 Ｃ =1 4. ★三相对称交流绕组的基波电势幅值为E 1,绕组系数为 k N1，3次谐波绕组系数为k N3，则3 次谐波线电势幅值为 。 Ａ ０ Ｂ 1311/3 N N E k k Ｃ 131E /N N k k 5. ★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 三、判断 1. ★采用分布短距的方法，可以削弱交流绕组中的υ次谐波电势。 （ ） 2. 三相对称交流绕组相电势中无三及三的倍数次谐波。 （ ） 6. 要想得到最理想的电势，交流绕组应采用整距绕组。 （ ） 7. 交流电机励磁绕组中的电流为交流量。 （ ） 8. 分布、短距绕组能改善电动势波形，每根导体中的感应电动势也相应得到改善。 （ ） 四、简答 1. ★★有一台三相交流电机，Z =36，2p =4，节距y =7，并联支路数a =2。试绘制： (1) 槽电势星形图，并标出60°相带分相情况； (2) 一对极下A 相双层迭绕组展开图。
2020年电机学理论知识考试模拟试卷及答 案（四） 一、填空 1. 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幅值大小 ，转速 ，极数 。 答：不变，变大，不变。 2. ★单相绕组的基波磁势是 ，它可以分解成大小 ，转向 ，转速 的两个旋转磁势。 答：脉振磁势，相等，相反，相等。 3. 有一个三相双层叠绕组，2p=4, Q=36, 支路数a=1，那么极距 τ= 槽，每极每相槽数q= ，槽距角α= ，分布因 数1d k = ，18y =，节距因数1p k = ,绕组因数1w k = 。 答：9，3，20°，0.96，0.98，0.94 4. ★若消除相电势中ν次谐波，在采用短距方法中，节距1y = τ。 答： ν ν1 - 5. ★三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中t i a ωsin 10=，当Ia=10A 时，三相基波合成磁势的幅值应位于 ；当Ia =-5A 时，其幅值位于 。 答：A 相绕组轴线处，B 相绕组轴线处。 6. ★将一台三相交流电机的三相绕组串联起来，通交流电，则合成
磁势为 。 答：脉振磁势。 7. ★对称交流绕组通以正弦交流电时，υ次谐波磁势的转速为 。 答： ν s n 8. 三相合成磁动势中的五次空间磁势谐波，在气隙空间以 基波旋转磁动势的转速旋转，转向与基波转向 ，在定子绕组中，感应电势的频率为 ，要消除它定子绕组节距1y = 。 答：1/5,相反，f 1,4 5 τ 9. ★★设基波极距为τ，基波电势频率为f ，则同步电机转子磁极磁场的3次谐波极距为 ；在电枢绕组中所感应的电势频率为 ；如3次谐波相电势有效值为E 3，则线电势有效值为 ；同步电机三相电枢绕组中一相单独流过电流时，所产生的 3 次谐波磁势表达式 为 。三相绕组流过对称三相电流时3次谐波磁势幅值为 。 答：3 τ ，3f,0,3F cos3cos x t φπ ωτ ,0 10. ★某三相两极电机中，有一个表达式为δ=F COS （5ωt+ 7θS ）的气隙磁势波，这表明：产生该磁势波的电流频率为基波电流频率的 倍；该磁势的极对数为 ；在空间的转速为 ；在电枢绕组中所感应的电势的频
电机学试题（含参考答案） 一、单选题（共40题，每题1分，共40分） 1、鼠笼式异步电动机转子磁极数（）。 A、与定子磁极数不一定相同 B、比定子磁极数小 C、与定子磁极数始终保持一致 D、比定子磁极数多 正确答案：C 2、当有交变的磁通通过电机的绕组时，在绕组中会产生（）。 A、直流电流 B、交流电流 C、直流电动势 D、交流电动势 正确答案：D 3、同步发电机的参数中，反映定子漏磁通大小的是（。 A、同步电抗Xt B、电枢绕组电阻 C、电枢漏电抗Xα D、电枢反应电抗Xa 正确答案：C 4、三相交流绕组的对称原则，除了三相绕组完全一样外，还有在电机的圆周空间错开〔）。 A、120 B、60 C、120 D、60度电角度 正确答案：C 5、当同步发电机的电枢电流I与空载电势E同相位时，其电枢反应性质是(， A、直轴助磁 B、纯交轴 C、直轴去磁 D、直轴去磁兼交轴 正确答案：B
6、同步发电机进相运行时，有功输出受（）限制。 A、电机发热 B、转子转速 C、静态稳定 D、动态稳定 正确答案：C 7、磁滞损耗的大小与周波（）。 A、无关 B、成正比 C、成反比 D、的平方成正比 正确答案：B 8、电力变压器是常用于改变（）的电气设备。 A、交流电源频率大小 B、电能大小 C、交流电压大小 D、直流电压大小 正确答案：C 9、如果把磁路和电路对比，磁动势比作电动势，磁阳比作电阻，那么应该把（）比作电流。磁感应强度 A、磁场强度 B、磁导率 C、磁通量 正确答案：A 10、同步电动机负载运行时，励磁磁动势和气隙合成磁动势间的相位关系是（). A、同相位 B、湍后 C、不能确定 D、超前 正确答案：B 11、三相绕线型异步电动机带恒转矩负载运行，当转子回路电阻适当增大，且电机在稳定运行后其定子电流（） A、增大
第一篇 变压器 一、思考题 （一）、变压器原理部分 1、变压器能否用来变换直流电压？ 不能。磁通不变，感应电动势为零，1 11R U I =，1R 很小，1I 很大，烧毁变压器。 2、在求变压器的电压比时，为什么一般都用空载时高、低压绕组电压之比来计算？ 电压比应为绕组电动势之比，绕组电动势的分离、计算和测量比较困难。空载时 22202E U U U N ===，11011Z I E U N &&&+-=，10I 很小，一次侧阻抗压降很小，1 1E U N ≈，所以N N U U E E k 2121≈=，变压器一、二侧电压可以方便地测量，也可以通过铭牌获得。 3、为什么说变压器一、二绕组电流与匝数成正比，只是在满载和接近满载时才成立？空载时为什么不成立？ 012211I N I N I N &&&=+，0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相比很小，02211≈+I N I N &&，所以k N N I I 11221=≈。空载时，02=I ，比例关系不成立。 4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的？ 在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。从一侧看L e Z k I U k k I kU I U Z 22 222211====（21kU U =，忽略了1Z 、2Z 。k I I 21=，忽略了0I ）。 （二）、变压器结构部分 1、额定电压为V 230/10000的变压器，是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上工作？ 不允许。（1）此时，V U 3802=，V U 7.16521230 100003801=?=，一、二侧电压都超过额定值1.65倍，可能造成绝缘被击穿，变压器内部短路，烧毁变压器。(2)m fN U Φ=2244.4，磁通超过额定值1.65倍，磁损耗过大，烧毁变压器。 2、变压器长期运行时，实际工作电流是否可以大于、等于或小于额定电流？ 等于或小于额定电流。铜耗和电流平方成正比，大于额定电流时，铜耗多大，发热烧毁变压器。 3、变压器的额定功率为什么用视在功率而不用有功功率表示？ 因变压器的有功功率是由交流负载的大小和性质决定的。 （三）、变压器运行部分
电机学模拟练习题与参考答案 一、单选题（共40题，每题1分，共40分） 1、若一个整距线圈的感应电动势为 10V，将其改成短距后，其感应电动势变为（ A、不确定 B、小于 C、等于 D、大于 正确答案：B 2、同步电动机能耗制动时，将运行中的定子绕组电源断开，并保留（）的直流励磁。 A、线路 B、转子励磁绕组 C、定子励磁绕阻 D、定子 正确答案：B 3、双速三相交流鼠笼式异步电动机常用的改变转速的方法是（）。 A、改变电压 B、改变转子绕组电阻 C、将定子绕组由三角形连接改为星形连接 D、改变极对数 正确答案：D 4、磁场强度H的大小取决于（）的大小， A、外加磁场大小 B、外加电流大小 C、外加电压大小 D、介质自身性质 正确答案：B 5、一台 50Hz 的三相电机通以 60Hz 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极数（。 A、不确定 B、不变 C、变大 D、减小
正确答案：B 6、三相铁芯式变压器是由铁轭把三相（）联在一起的三相变压器 A、铁芯柱 B、绕组和铁芯 C、上述说法都不对 D、绕组 正确答案：A 7、异步电动机转子回路串电阻调速属于（）调速。 A、变频 B、改变转差率 C、改变电流 D、变极 正确答案：B 8、为了降低铁芯损耗，铁芯选用叠片方式，叠片越厚，其损耗（）。 A、越小 B、越大 C、不变 D、无法确定 正确答案：B 9、隐极同步发电机静态稳定运行极限对应的功率角8为（）。 A、<90° B、>90° C、<180° D、90° 正确答案：D 10、当异步电动机运行在S＞Sm范围时，随着负载增加，电机转速（）. A、降低 B、不变 C、升高 D、不确定 正确答案：A 11、异步电动机功率因数低对电网的影响主要是（）。 A、电网频率波动 B、电网电压波动
《电机学》第08章在线测试 A B C D 、三相对称交流绕组中通入大小相等的直流电流时，则三相绕组的合成磁动势的基波为（） A B C D 个元件串接的分布绕组通入正弦电流时产生的脉振磁势为（） A B C D 、将交流电机三相绕组接成星形 A B C D 、为削弱谐波磁势中五次和七次谐波磁势的幅值交流电机双层绕组的线圈节距一般为 A B C D
2、在交流绕组的基波合成的磁势中（） A、若正反转磁势中有一个幅值为零，则为圆形旋转磁势 B、若正反转磁势不相等且都不为零，则为椭圆形旋转磁势 C、若正反转磁势相等且不为零，则为椭圆形旋转磁势 D、若正反转磁势不相等且都不为零，则为脉振磁势 E、若正反转磁势相等且都不为零，则为脉振磁势 3、三相异步电动机定子绕组采用分布短距以后，感应电动势基波分量有所减小，但带来的优点主要是（） A、改善电动势波形 B、可增加某次谐波电动势 C、可增加电机转速 D、可改善磁动势波形 E、可减小电机转差率 4、下面正确的有（） A、交流电机绕组因通入电流而产生磁势，由于绕组在空间分布位置的原因，该磁势为空间位置函数 B、交流电机绕组因通入电流产生磁势，由于电流随时间交变的原因，该磁势为时间变化函数 C、同步电机的空载磁化曲线之所以为非线性关系，原因在于磁路存在饱和 D、在同步电机主磁路的各部分中，考虑磁路不饱和时，可以略去定子转子铁心中的磁压降，认为励磁磁势全 部消耗在练歌气隙中 5、改善交流电机电枢绕组感应电动势波形的主要措施（） A、使气隙磁密在空间尽可能按正弦分布 B、三相绕组结成Y接线 C、采用短距绕组 D、采用分布绕组 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、由于三相交流绕组对称性的要求,三相绕组的引出线在圆周必须保证相差120度空间几何角度（）。
大学《电机学》试题库及答案 单选题 直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）。 收藏 A. 电枢绕组和励磁绕组 B. 电枢绕组 C. 励磁绕组 D. 换向极绕组 回答错误!正确答案： B 一台三相六极的交流电机，定子绕组为单层叠绕组，则该定子绕组共有（）个线圈组 收藏 A. 6 B. 12 C. 8 D. 9 回答错误!正确答案： D 如果三相异步电动机电源电压下调10％，此时负载转矩不变,则转子电流（）。收藏 A. 增大
B. 不变 C. 减小 D. 不一定 回答错误!正确答案： A 一台他励直流电动机拖一台同步发电机运行，当发电机负载增加时，电动机电枢电流的变化为( ) 收藏 A. 变大 B. 变化不确定 C. 变小 D. 不变 回答错误!正确答案： A 直流电机的电枢绕组（）。 收藏 A. 每个线圈相互独立 B. 每个极下的线圈相互独立 C. 不确定 D. 全部闭合 回答错误!正确答案： D
三相绕线式异步电动机采用转子串电阻起动时（）。收藏A. 起动电流减小，起动转矩也减小 B. 起动电流减小，起动转矩增加 C. 起动电流减小，起动转矩不变 D. 起动电流减小，起动转矩可能增大 回答错误!正确答案： D (Y,d11)联接的三相变压器中，存在三次谐波的有（）。收藏A. 一次绕组的相电流 B. 二次绕组的线电流 C. 二次绕组的相电流 D. 一次绕组的线电流 回答错误!正确答案： C 同步发电机带容性负载时，其调整特性是一条（）。 收藏 A. 下降曲线 B. 水平直线 C. 上升的曲线 D. 有拐点的曲线
回答错误!正确答案： A 若电枢回路中串入同样大小的电阻，比较能耗制动初瞬与电枢反接制动初瞬时的电枢电流大小为( )。 收藏 A. 无法确定 B. 二者相等 C. 前者小于后者 D. 前者大于后者 回答错误!正确答案： C 一台三相六极异步电动机，接到50赫兹额定电源上，额定运行时转差率为0.0 2，此时转子电流的频率（）。 收藏 A. 49Hz B. 1Hz C. 0Hz D. 50Hz 回答错误!正确答案： B 直流电机电枢反应的发生原因是（）。 收藏 A. 与发电机或电动机运行状态有关 B.
第一篇变压器 1- 1变压器依据什么原理工作的？变压原理是什么？ 答：（1）变压器是依据电磁感应原理工作的； （2）变压原理是利用一、二次绕组匝数比来改变二次侧电压数值。 1- 8有一台单相变压器的铭牌数据 S N =500kVA ，U iN /U 2N =35/11kV ，试求变压器 的额定电流。 解：（1）一次侧额定电流I 1N 丑 500 14.29A U 1 N 35 （2）二次侧额定电流—N 如 印0 45.45A U 2N 11 1-10 一台三相变压器 S N =3200kVA ，U 1N /U 2N =35kV/10.5kV ，一次侧 Y 接法， 次侧△接法。试求： （1） 一、二次侧额定线电压、线电流及额定相电压、相电流； （2） 若负载功率因数cos 血=0.85 （滞后），则该变压器额定运行时带多少有功功 率和无功功率？ 解：（1）额定电压、电流 一次侧额定电压、电流（丫） 线电流：I 11 I 1N S N 3200 52.79A V3U 1N V '3 35 相电压：—ph 孕 孚 20.21kV <3 w3 二次侧额定电压、电流（△） 线电压：U 2l U 2N 10.5kV 线电流: 相电压：5" U 2l 10.5kV 相电 流：gh （2）额定运行时有功功率和无功功率 有功功率：P N S N cos 2 3200 0.85 2720kW 无功功率：Q N S N sin 2 3200 ,1 0.852 1685.7kvar 2- 3变压器变比K 可使用以下三式：K=N 1/N 2, K=U 1N /U 2N ，K= I 2N /I 1N ，这三个 变比式有何不同？哪一个是准确的？ 答：（1） K=N 1/N 2是变比定义式； K=U 1N /U 2N 是空载情况下依据电压方程 U 1 E 1 I 1乙和U 2 E 2 I 2Z 2忽略绕组 漏阻抗乙和Z 2由变比定义式K= E 1/E 2推得； K= I 2N /I 1N 是依据磁动势方程 叫匚N 2I 2 NA 忽略激磁电流I 0推得，适用于重 载（即接近满载情况）时使用，轻载时误差较大。 （2） K=N 1/N 2是准确的。 2- 4激磁电阻r m 和激磁电抗x m 的物理意义是什么？铁心饱和程度对 r m 和x m 有 何影响？从空载运行到满载运行，它们是否改变？为什么？ 答：（1）激磁电阻r m 是反映铁心损耗的模拟电阻，激磁电抗 x m 表示单位激磁电 流产生主磁通的能力； 相电流: I 1 ph I 1l 52.79A 2l I 2N S N 3U 2N 3200 175.95A .3 10.5 线电压：Un U 1N 35kV 一 101.59A
重庆大学《电机学（1）》课程试卷 2014— 2015学年 第一学期 开课学院： 电气工程学院 课程号：15012650 考试日期：2014.12.17 考试方式： 「开卷 介闭卷广其他 考试时间：45分钟 考试提示 1•严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试； 2•考试作弊，留校察看，毕业当年不授学位；请人代考、 替他 人考试、两次及以上作弊等，属严重作弊，开除学籍。 1 .若交流旋转电机定、转子的极对数相等，而相数不相等。那么 B 一。 A .不能产生电磁转矩； B .能产生恒定电磁转矩； C .不能产生恒定电磁转矩； D .无法确定。 2. —台三相感应电动机，当转速下降时，该电动机转子电流产生的旋转磁 动势相对于定子的转速将 B 。 A .上升； B .不变； C .下降； D .无法确定。 3. 在其它条件不变的情况下，三相感应电动机满载起动时的电流 B 空载 起动时的电流。 A .大于； B .等于； C .小于； D .无法确定。 4. 一台丫接的三相感应电动机，接到对称三相电源上，当有一相绕组断线 时，产 生的磁动势是 A A .脉振磁动势； B .圆形磁动势； C .椭圆形磁动势； D .无法确定。 5. —台三相感应电动机运行在转差率 s=0.03，由定子通过气隙传递给转子 的功率中有 D 转子铜耗。 A.100%； B.97%; C.32.3%； D.3%。 6. —台 极对数为p 的三相感应电动机，其定子绕组并联支路数最大为 C 。 A . p/2; B . p ； C . 2p ； D . 4p 。 7. 一台三相感应电动机的额定频率为 60Hz 、额定转速为582r/min ，其极数 为 D 。 A . 6； B . 8； C . 10； D . 12。 8. —台三相感应电机，在其它条件不变的情况下，若将其气隙 S 减小，则 关于激磁电抗X m 和定子漏抗X 1.的正确说法是 B 。 A . X m 增大，X 1』曾大； B . X m 增大，X 1.减小； C . X m 减小，X 1。增大； D . X m 减小，X 1.减小。 9. 一台过载能力为2.2倍的三相感应电动机在额定状态下运行，如果电网电 压下降33%，而其它条件不变，则电动机将 D 。 A .转速升高； B .转速不变； C .转速降低； D .停转。 10 .三相绕线型感应电动机转子回路中串入电阻起动，在一般情况下可 A 。 A .减小起动电流，增大起动转矩； B .减小起动电流，减小起动转矩； C .增 大起动电流，增大起动转矩； D .增大起动电流，减小起动转矩。 二、 填空题（每空1分，共20分） 1 .三相感应电动机电磁转矩的大小与 电磁 功率成正比，转子电流频率的 大小与 转差率 成正比。 2. 集中整距绕组产生的磁动势波形是 矩形波，短距分布绕组产生的磁动 势波形 是阶梯形波，其基波磁动势的波形是正弦波。 3. 基波节距因数的物理含义是线圈短距时的感应电动势对比于整距时应打 的折 扣，基波分布因数的物理含义是 分布线圈相对于集中线圈合成电 动势所打的折扣 。 4 . 一台三相感应电机从空载运行到负载运行， 输出功率 增大、转速 减小、 定 子电流增大、功率因数增大、电磁转矩增大。（填“增大”、 “减小”或“不变”） 5.若将一台三相感应电动机接到额定电压、1.2倍额定频率的电网上运行， 则铁耗 将减小，起动转矩将减小，最大转矩将减小，起动电流将减 小，功率因数将减小。（填“增大”、“减小”或“不变”） 室教试考 弊作绝拒、纪考肃严、信守实诚、争竞平公 名姓 号学 级年 班、业专 院学 题号 -一一 -二二 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一、单项选择题（每小题2分，共20 分） 命题人： 组题人： 审题人： 命 题时间： 教务处制
绕组电势磁势 一、选择 １设同步电机稳定运行时，定子电枢电流产生的旋转磁势相对定子的转速为ｎ a ，转子励磁电流产生的旋转磁势相对定子的转速为ｎb ，则: ⑴ｎa ＞ｎb ； ⑵ｎa ＜ｎb ； ⑶ｎa ＝ｎb ； ⑷都有可能，与电机的运行状态有关. ２当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波磁势时,下列那一种绕组是我们应该选用的： ⑴绕组跨距为(４／５）τ； ⑵绕组跨距为(５／６）τ； ⑶绕组跨距为（６／７)τ； ⑷绕组跨距为（７／８）. ３交流绕组每相感应电势公式Ｅ1＝４．４４ｆＮｋw1φ1中的φ1是： ⑴磁通随时间交变的最大值； ⑵一台电机的基波磁通量； ⑶一个极的基波磁通量。 ４公式Ｆ＝１．３５（Ｎｋw1／ｐ）Ｉ1是指: ⑴一相的磁势振幅； ⑵三相一对极的合成磁势振幅； ⑶三相一个极的合成磁势振幅。 ５由三相定子绕组基波电流产生的五次空间磁势谐波，它的转速是: ⑴静止不动;⑵是基波磁场转速的１／５； ⑶等于基波磁场转速； ⑷五倍于基波磁场转速。 ６由三相定子绕组基波电流产生的七次空间磁势谐波，它产生的磁通切割定子绕组感应电势的频率是： ⑴等于零; ⑵等于基波频率; ⑶等于基频的１／７； ⑷等于基频的七倍。 ７三相异步电动机定子绕组做成分布及短距以后，虽然感应电势的基波分量有所减少，但是它带来的优点主要是: ⑴改善了电势的波形； ⑵可以增加某次谐波电势； ⑶可以增加电机的额定转速；
⑷可以改善磁势的波形。 ８整数槽双层迭绕组最大并联支路数为ａ ｍ ，极对数为ｐ,它们之间的关系是： ①ａ ｍ＝２ｐ；②ａ ｍ ＝ｐ；③ａ ｍ ＝０．５ｐ。 ①（６０°相带）;②（１２０°相带） ９整数槽单层绕组的最大并联之路数为ａ ｍ ，极对数为ｐ,它们之间的关系是： ①ａ ｍ＝２ｐ；②ａ ｍ ＝ｐ；③ａ ｍ ＝０．５ｐ。 ①（ｑ为偶数)；②（ｑ为奇数） １０整数槽双层波绕组的最大并联之路数为ａ ｍ ，极对数为ｐ，最大并联支路数为： ①２ｐ; ②ｐ；③２. ①（ｙ＝２τ＋１时）；②（ｙ＝２τ时) １１单层交流绕组中，每相串联匝数Ｎ 1 同每个线圈的匝数Ｎy ，每极每相槽数 ｑ，极对数ｐ，并联支路数ａ之间的关系是：①２ｐｑＮy ／ａ＝Ｎ 1 ；②ｐｑＮy ／ ａ＝Ｎ 1 ； ③２ｐｑＮy ａ＝Ｎ 1；④ｐｑＮy ａ＝Ｎ 1 . １２交流双层绕组中，每相串联匝数Ｎ 1 同每个线圈的匝数Ｎy ,每极每相槽数ｑ，极对数ｐ，并联支路数ａ之间的关系是： ①２ｐｑＮy ／ａ＝Ｎ 1 ; ②ｐｑＮ y ／ａ＝Ｎ 1 ; ③２ｐｑＮy ａ＝Ｎ 1；④ｐｑＮ y ａ＝Ｎ 1 。 １３三相同步发电机额定运行时，定子基波电势频率为ｆ 1 ，转子直流励磁磁势产生的ν次空间谐波磁通，在定子绕组中感应电势的频率为： ①ｆ 1 ; ②νｆ 1 ；③ｆ 1 ／ν. 二、填空 １有一台三相交流同步发电机,１０极，若转子磁场以６００转／分的转速相对三相绕组旋转,那么绕组中产生感应电势的基波频率为________赫，产生的五次谐波电势频率为__________赫。 ①５０②２５０ ２有一旋转磁势的表达式为ｆ＝ＦＣＯＳ(７ωｔ＋５ｘ),那么此磁势是由频率为 ____________赫的电流所产生，此磁势在空间的转速为____________转／分，此磁势是空间_________次谐波。（设ω＝２πｆ，ｆ＝５０赫，２Ｐ＝４） ①３５０②２１００③５ ３在任一瞬间，脉振磁场基波的空间分布是____________,圆形旋转磁场的空间分布是____________,椭圆形旋转磁场的空间分布是____________. ①正弦②正弦③正弦
第8章三相交流绕组感应电动势及磁动势思考题与习题参考答案 8.1 有一台交流电机，Z =36，2p =4，试绘出单层等元件U 相绕组展开图。 解： 94362===p Z τ 33 4362=⨯==pm Z q 8.2 有一台交流电机，Z =36，2p =4，y =7，试绘出U 相双层叠绕组展开图。 解： 94362===p Z τ 33 4362=⨯==pm Z q 8.3 试述短距系数和分布系数的物理意义。若采用长距绕组，即τ>y ，短距系数是否会大于1，为什么？ 答：短矩系数是短矩线圈电动势与整矩线圈电动势之比，因为整矩线圈电动势等于两线圈边电动势的代数和，而短矩线圈电动势等于两线圈边电动势的相量和,所以短矩系数小于1。 分布系数是q 个分布线圈的合成电动势与q 个集中线圈的合成电动势之比，因为分布线圈的合成电
动势等于q 个线圈电动势的相量和，而集中线圈的合成电动势等于q 个线圈电动势的代数和，所以分布系数数小于1。 即使采用长矩绕组，短矩系数仍然小于1。因为长距线圈电动势仍然等于两线圈边电动势的相量和，它一定小于两线圈边电动势的代数和。 8.4 一台三相交流电机接于电网，每相感应电动势的有效值E 1=350V ，定子绕组的每相串联匝数N =312，基波绕组系数k w 1=0.96，求每极磁通1Φ。 解：根据11144.4Φ=W fNk E 可知 00526.096 .03125044.435044.4111=⨯⨯⨯==ΦW fNk E Wb 8.5 一台三相交流电机, f N =50H Z ，2p =4，Z =36，定子为双层叠绕组，并联支路数a =1，τ97= y ，每个线圈匝数N c = 20，每极气隙磁通1Φ=7.5×10-3 Wb ，求每相绕组基波感应电动势的大小。 解： 20363602360=⨯=⨯=Z p α 33 4362=⨯==pm Z q 94.070sin )9097sin()90sin(1==⨯=⨯= τy k y 96.010sin 330sin 2 20sin 32203sin 2sin 2sin 1==⨯== ααq q k q 9.096.094.01=⨯=W k 2401 20342=⨯⨯==a pqN N c V fNk E W 360105.79.02405044.444.43111=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=- 8.6 有一台三相同步发电机，2极，转速为3000r/min ，定子槽数Z=60，每相串联匝数N =20，每极气隙磁通1Φ=1.505Wb ，求：(1)定子绕组基波感应电动势的频率；（2）若采用整距绕组，则基波绕组系数和相电动势为多少？（3）如要消除5次谐波电动势，则线圈节距y 应选多大，此时的基波电动势为多大？
《电机学》各章练习题与自测题参考答案 第1章 思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt d N e φ=可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。 1.2变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？ 答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。
计算题 直流电机 1. 一台直流发电机数据：62=p ，总导体数N=720，62==a ，运行角速度 π40=Ωrad/s ，每极磁通Φ=0.0392Wb 。试计算： （1）发电机的感应电动势； （2）当转速n=900r/min ，但磁通不变时的感应电动势； （3）当磁通Φ=0.0435Wb ，n=900r/min 时的感应电动势。 2. 一台四极、82kW 、230V 、971r/min 的他励直流发电机，如果每极的合成磁通等于空载额 定转速下具有额定电压时每极磁通，试求当电机输出额定电流时的电磁转矩。 3. ★★一台并励直流发电机，35=N P kW ，V U N 115=，min /1450r n N =，电枢电路各 绕组总电阻Ω=0243.0a r ，一对电刷压降V U b 22=∆，关励电路电阻Ω=1.20f R 。求额定负载时的电磁转矩及电磁功率。 4.一台并励直流电动机的额定数据如下：P N ＝17kw ，U N ＝220V ，n ＝3000r/m ，I N ＝88.9A ，电枢回路电阻R a =0.0896欧，励磁回路电阻R f ＝181.5欧，若忽略电枢反应的影响，试求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）额定负载时的效率；（4）在理想空载（I a ＝0）时的转速；（5）当电枢回路串入电阻R ＝0.15欧时，在额定转矩时的转速。 解（1） 1.543000 26017000=⨯⨯=Ω= πN N N P T N ·m （2） Ω=== 212.15 .181220R U I f N fN 688.87212.19.88=-=-=fN N aN I I I A 14.2120896.0688.87220=⨯-=-=R I U E a aN N aN V 13.18602688.8714.212=⨯==I E P aN aN eN w 2.592601 3.18602=⨯⨯=Ω=N N eN eN n P T π N·m （3） 1.51.542.590=-=-=T T T N eN N·m
电机学历年来各部分试题 直流电机部分 选择题 1•一台直流电动机的部分额定数据为：P N=100kW,U N=220V, n N=80%, 其额定电流应为：（安培） A. 455 B. 364 C. 568 2. 一台直流发电机的部分额定数据为：P N=110kW，U N=220V， n=80%，其额定电流应为： A. 500A B. 625A C. 288.7A 3. 一台直流电机，磁极固定，电刷与电枢同时旋转，电刷两端电压性质为： A.直流 B.交流 C.不确定 4. 一台他励直流发电机,当原动机转速上升10%时,其感应电动势: A 上升10% ; B 下降10%; C 上升0~~10% 5. 一台他励直流发电机,当励磁电流上升10%时,其感应电动势: A 上升10% ; B 下降10%; C 上升0~10% 6. 一台直流发电机若励磁电流增大10%，其空载电压如何变化： A. 增大10% B. 增大大于10% C. 增大小于10% 7. 一台正常运行的直流他励发电机，将其转子转速提高，其主极磁通会： A. 不变 B. 提高 C. 降低 8. 一台正常运行的直流并励发电机，将其转子转速提高，其主极磁 通会： A. 不变 B. 提高 C. 降低 9. 一台并网正常运行的直流他励发电机，仅将其主极磁通提高，其转子转速
会： A. 不变 B. 略微提高 C. 略微降低 10. 他励直流电动机，带恒转矩负载，在不超过额定电压的情况下，调高端电压，其转速会： A、减小；E、不变；C、增大。 11. 他励直流电动机，带恒转矩负载，在不超过额定电压的情况下，调低端电压，其电枢电流会： A、减小；E、不变；C、增大。 12. 并励直流电动机，带恒转矩负载，在不超过额定电压的情况下，调低端电压，其电枢电流会： A、减小；E、不变；C、增大。 13. 一台他励直流电动机拖动恒负载运行,当所加电压上升10%时,稳定后其电枢电流将: A 上升10% ; B 下降10%; C 不变. 14. 一台他励直流电动机拖动恒负载运行,当所加磁通量减少10%时, 稳定后其电枢电流将: A 上升10% ; B 下降10%; C 不变. 15. 一台直流电机,当感应电动势比端电压大时说明此电机处于: A 发电机状态; B 电动机状态; C 电磁制动状态. 16. 一台直流电机的电枢电动势比端电压要小，这台电机是属于： A、电动机； B、发电机； C、难以判断。 17. 一台直流电机,当其电磁转矩属于驱动性质时，说明此电机处于 A 发电机状态; B 电动机状态; C 电磁制动状态.