第三部分交流机
14－1在交流电机中，那类电机叫同步电机？那类电机叫异步电机？它们的基本工作原理和激磁方式有什么不同？
14－2整数槽双层迭绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？整数槽双层波绕组的最大并联支路数是多少？如何才能达到？
14－3在电势相加的原则下，交流迭绕组和波绕组的连接规律有什么不同？并说明二者的主要优缺点和应用范围。
14－4试说明谐波电势产生的原因及其削弱方法。
14－6一台三相同步发电机，f＝50Hz，nN＝1500r/m，定子采用双层短矩分布绕组。Q＝3，y1/ ＝，每相串联匝数w＝108，Y连接，每极磁通
量Wb，Wb，Wb，Wb，试求：
（1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1，kw3，kw5，kw7；（4）相电势，，，及合成相电势和线电势E。
4－7一台汽论发电机，两极，50Hz，定子54槽，每槽内两极导体，a＝1，y1＝22槽，Y接法。已知空载线电压U0＝6300V，求每极基波磁通量。
14－9为什么采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势？为什么削弱5次谐波和7 次谐波电势，节距选多大比较合适？
14－11齿谐波电势使由于什么原因引起的？在中小型异步电机和小型凸极同步电机中，场采用转子斜槽或斜极削弱齿谐波电势，斜多少合适？
14－12在低速水轮发电机中，定子绕组常采用分数槽绕组，为什
么？
14－13何谓相带？在三相电机中为什么常采用600相带绕组而不用1200相
带绕组？
14－14交流电机的频率、极数和同步转速之间有什么关系？试求下列交流电机的同步转速或极数。
（1）汽论发电机f＝50Hz，2P＝2，n＝？
（2）水轮发动机f＝60Hz，2P＝32，n＝？
（3）同步发电机f＝50Hz，n＝750r/m，2P＝？
14－15交流绕组和直流绕组的基本区别在哪里？为什么直流绕组必须用闭合绕组，而交流绕组却常接成开启绕组？
14－16为什么相带A与相带X的线圈组串联时必须反向连接，不这样会引起什么后果？
14－17试求双层绕组的优点，我是现代中、大型电机的交流绕组一般都采用双层绕组？
14－19试诉分布系数和短矩系数的意义。若采用长距线圈y1> ,其短矩系数是否会大于1，为什么？试计算24槽4极电机中，当选取不同节距，y1＝，y1＝，y1＝，y1＝，y1＝时的短矩系数。
14－20试证明在槽数相等的情况下，无论每极每相槽数等于多少，三相600相带和1200相带绕组的分布系数总有下列关系：kq1（600相带）＝1.16 kq1（1200相带）
14－21一台JDM型二、四极三相交流双速电机，定子共24槽，只有一套双层迭绕组，节距为1～7，每相有二个线圈组，每一线圈组由4个线圈串联组成。试求这绕组在：
（1）电机磁场为二极时的基波绕组系数；
（2）电机磁场为四极时的基波绕组系数。
14－22设有一三相，380V，50Hz，Y联结的两极异步电动机，定子冲片共有24槽，定子绕组为一双层绕组，线圈的节距为7槽。
（1）试作该绕组的三相展开图；
（2）设每一圈边中有31根导体，求当外施电压为额定值时的每极基波磁通量（略去漏抗压降）
解：
14－25有一台三相异步发电机2P＝2，转速为3000r/m，电枢槽数Z＝60，双层绕组，单支路，每个线圈为单匝，设气隙磁场的基波Wb，五次谐波磁密幅值Bm5为基波幅值的20％。试求：
（1）基波电势的频率；整距线圈时基波的绕组系数和一相的基波电势；五次谐波的绕组系数和一相的五次谐波电势。
（2）如要消除五次谐波，绕组的节距应选为多少？此时一相的基波电势降变成多少？
14－26一台三相同步发电机f＝50Hz，nN＝1000r/m，定子采用双层短矩分布绕组q＝2，，每相串联匝数W＝72，Y连接，每极基波磁通Wb，Bm1：Bm3：Bm5：Bm7＝1：0.3：0.2：0.15。
试求（1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kw1；kw3；kw5；kw7。
（4）相电势；；；及合成相电势和线电势E。
14补充：
某电机二极双层绕组，Y接，30槽，y1＝，Nc＝8。（1）如果将C相断开，由A、B相通入单相交流电10A（有效值）；（2）将C相断开，由A、B相通入直流10A，试计算绕组合成磁势。
15－3把一台三相交流电机定子绕组的三个首端和三个末端分别联在一起，再通以交流电流，合成磁势是多少？如将三相绕组依次串联起来后通以交流电流，合成磁势又是多少？
15－4一台三角形连接的定子绕组，当绕组内有一相断线时，产生的磁势是什么磁势？
15－6试述三相绕组产生的高次谐波磁势的极对数、转向、转速和幅值。它们建立的磁场在定子绕组内感应电势的频率是多少？
15－12试分析下列情况下是否会产生旋转磁势，转向是顺时针还是逆时针？
（1）a、b两图中，三相绕组内通正负对称电流。
（2）a、b两图中通以A，A，A
（3）在c、d中通以三相对称正序电流。
（4）e中有一相接反了，通以三相正序对称电流。
（5），
15－10JQ282－4三相异步电动机，PN＝40 kw，UN＝380伏，IN＝75A，定子绕组采用三角形连接，双层迭绕组，四极，48槽，y1＝10槽，每槽导体数Nc＝22，a＝2。试求：
（1）计算脉振磁势基波和3、5、7次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁势的表达式。（2）当B相电流为最大值时，写出各相基波磁势的表达式；
（3）计算三相合成磁势基波及5、7、11次谐波的幅值，并说明各次谐波的转向、极数和转速；（4）写出三相合成磁势的基本及5、7、11次谐波的表达式；（5）分析基波和5、7、11次谐波的绕组系数，说明采用短距和分布绕组对磁势波形有什么影响？
15―11一台50000kw的两极汽论发电机，50Hz三相，Un＝10.5kV，Y 连接，
Cos ＝0.85，定子为双层迭绕组，Z＝72槽，y1＝28槽，每个线圈一匝，a＝2。试求当定子电流为额定值时，三相合成磁势的基波、3、5、7次谐波的幅值和转速，并说明转向。
15－17JO3L－31型六极电动机，定子有36槽，每槽导体数Nc＝36，是三相单层绕组，
a＝1，已知电机所需每极基波空载磁势幅值为326A/P，求所需三相激磁电流每相电流值。
15－17一台六极单相迪纳吉，定子有36槽，每槽导体数Nc＝36，是三相单层绕组，
a＝1，已知电机所需每极基波空载磁势幅值为326A/P，求所需激磁电流
值。
15－18有一1000kw三相绕线式异步电动机，f＝50Hz，电机得同步速度n ＝187.5r/m，
Un＝6kV，Y接法，，额定效率，定子为双层绕组，Z＝288，
y1＝8槽，每槽内有8根有效导体，每相有两条支路，已知电动机的激磁电流Im ＝45％IN，
试求三相基波激磁磁势幅值。
15-22一电机（如图所示）当在不动的转子上的单相绕组中通以50Hz电流后，将在定子三相对称绕组中感应电势。今如将定子三相绕组端点短路，问此时定子三相绕组中流过的电流产生的合成磁势是脉振的还是旋转的？
18－6一台JQ2－52－6异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，额定功率7.5kw，额定转速960r/m，额定负载时，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45w，附加损耗37.5w，试计算额定负载时，（1）转差率；(2)转子电流的频率；
（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。
18－7一台四极笼式异步电动机，PN＝200kw，U1N＝380V，定子三角形接法，定子额定电流I1N＝234A，频率50Hz，定子铜耗5.12kw，转子铜耗2.85kw，铁耗3.8kw，机械损耗0.98kw，附加损耗3kw，，，产生最大转矩时，，，起动时由于磁路饱和集肤效应的影响，，，。试求：（1）额定负载下的转速，电磁转矩和效率。
（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数。
18－8一台50Hz、380伏的异步电动机的数据为：PN＝260kw，U1N＝380伏，f1＝50Hz，nN＝722r/m，过载能力km＝2.13。试求：（1）产生最大转矩时的转差率；（2）S＝0.02时的电磁转矩。
18－18有一台三相四极绕线式异步电机，U1N＝380伏，Y接法，f1＝50Hz。已知r1＝，，并设，在输入功率为155kw时，测得转子铜耗为2210w，机械损耗为1640w，附加损耗为1310w。试求：（1）此时的，S，n和；（2）
当负载转矩不变时（设电磁转矩也不变），在转子中每相串入电阻，那时的S，n，各为多少？
18－19设有一台380伏、50Hz，1450r/m、15kw，三角形联结得三相异步电机，定子参数与转子参数如折算到同一边时可作为相等，，每相漏抗为每相电阻的4倍，，，并且电流增减时漏抗近似为常数。试求：
（1）在额定运行时的输入功率，电磁功率，总机械功率，一极各项损耗；（2）最大电磁转矩，过载能力，以及出现最大转矩时的转差率。
（3）为了在起动时得到最大转矩，在转子回路中应接入的每相电阻，并用转子电阻的倍数表示之。
19－21一台JQ2－41－6型三相50Hz笼式异步电动机，PN＝3kw，U1N ＝380V，定子Y接法，定子额定电流I1N＝6.81A，频率50Hz，额定转速nN ＝957r/m，起动时电机参数，，，，，试求：
（1）直接起动时的起动电流倍数和起动转矩倍数；
（2）若自耦变压器降压起动，自耦变压器的变比kA＝2，此时的起动电流倍数和起动转矩倍数为多少？
（3）若定子串电抗器降压起动，降压值与（2）相同，其起动电流和起动转矩倍数时多少？
（4）一般当应用Y－换接降压起动时，电网供给的起动电流和起动转矩减小为直接起动的多少？该电机能否应用Y－▲起动？
19－22一台笼式异步电动机由自耦变压器降压起动，已知自耦变压器变比2：1，并知自耦变压器内阻抗欧姆值（从高压边看）等于异步电机短路阻抗欧姆值（从定子边看）。认为两路短阻抗角相等，忽略激磁电流影响。问此时电网供给
的起动电流和电机的起动转矩为直接起动时的多少倍？
19－27一台三相绕线式异步电机，PN＝7.5kw，nN＝1430r/m，r2＝0.06欧。今将此电机用在起重装置上，加在电机轴上的静转矩Mc＝4kg?m，要求电机以500r/m的转速将重物降落。问此时在转子回路中每相应串入多大电阻（忽略机械损耗和附加损耗）？
23－3同步发电机电枢反应的性质主要决定于什么？在下列情况下电枢反应各起什么作用？（1）三相对称电阻负载；（2）纯电容性负载，发电机同步电抗；
（3）纯电感负载
23－4三相同步发电机对称额定运行时，在电枢电流滞后和超前于励磁电势的相位差大于900的两种情况下，电枢磁势两个分量和各起什么作用？23－9有一台PN＝25000kw，UN＝10.5kV，Y接法，（滞后）的汽论发电机，其同步电抗标么值为，。试求额定负载下发电机的励磁电势，与的夹角以及与的夹角。
23－10有一台PN＝72500kw，UN＝10.5kV，Y接，滞后的水轮发电机，参数为：，，忽略电枢电阻。试求额定负载下发电机励磁电势和与的夹角。
23－11有一台三相1500kw水轮发电机，额定电压是6300V，Y接法，额定功率因数（滞后），已知额定运行时的参数：，，电枢电阻可略去不计。试计算发电机在额定运行时的励磁电势，并按比例作出矢量
图。
23－64有一台磁路不饱和的凸极同步电机，Y接法，运行在UN＝6600 V，
IN＝200A，Cos ＝0.8（滞后）时，若电抗标么值，，电枢电阻可以忽略不计。
（1）试用作图法求出磁势的及直轴电枢电流所产生的总电势
（2）求出上列电抗的实际数值和各相电势的实际值。
24－10有一台三相8750kVA，11kV，Y接法，Cos ＝0.8（滞后）的水轮发电机。已测得它的定子漏抗的标么值，，，用励磁电流（按直轴计算）表示的额定负载时的电枢磁势为112安，电机的空载特性如下：
0.370.50.740.965 1.115 1.21 1.275 1.315
（A）
50100150200250300350400
试求：额定励磁电流及电压变化率。用两种方法计算并比较之。
24－12一台三相8750KVA的水轮发电机，UN＝11KV，Y接法，Cos ＝0.8（滞后）。已知，，并由实验测得空载特性
（V）
5000100001100012000130001400015000
（A）
90186211241284340456
短路特性
（A）
115230345460575
（A）
34.774113152191
当I＝460A且Cos ＝0时的负载特性为
（V）
9370980010310109001140011960
（A）
345358.5381410.5445486
设，试求：（1）与（不饱和）和它们的饱和值（饱和）与（饱和）（2）与及短路比；（3）额定负载时的励磁电流及电压变化率。（提示：）
25－13有一台汽论发电机数据如下：，UN＝10.5kV（Y接法），（滞后），定子每相同步电抗，而定子电阻忽略不计，此发电机并联运行于无穷大电网。试求：
（1）当发电机在额定状态下运行时，功率角，电磁功率Pem，比整步功率Psyn以及静态过载倍数kN；
（2）若维持上述励磁电流不变，但输入有功功率减半时，，电磁功率Pem，比整步功率Psyn以及将变为多少？
（3）发电机原来在额定运行时，现仅将其励磁电流加大10％，，Pem，，I将变为多少？
第三部分交流机部分
14－1答：在交流电机中，凡是转子速度与电机同步转速相同的电机叫做同步电机，反之，转子速度与电机同步转速不一致的叫做异步电机。同步机磁极由直流励磁。同步发电机工作原来就是，转子磁极被原动机带动旋转起来，使磁场
相对定子旋转，切割定子绕组产生感应电势发出交流电。异步电动机当在三相对称绕组中统入对称的三相电流后，它们共同作用产生一个旋转磁场，这个磁场的励磁是由电流的无功产生。旋转磁场切割转子导体产生感应电势，通过短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电动机转动，这就是异步机工作原理。14－2答：整数槽双层迭绕组的最大并联支路数a＝极数2P。将每相的线圈组并联在一起即可达到2P条并联支路数。整数槽单层绕组最大并联支路数a＝P，同前一样的联法。整数槽双层波绕组最大可能并联支路数a＝2P，联时让y＝即可。
14－3答：交流迭绕组连接规律是任何两个相邻的线圈都是后一个跌在前一个上。然后将同属一相的相邻线圈直接串联起来，形成迭绕组，它使用于10kw 以上中小型异步电机及大型同步机定子绕组中。它的优点是短矩时端点节铜，能获得较多的并联支路数。波绕组是依次把同极下的线圈串联起来，每次前进约这种绕组就是波绕组。它可以减少线圈之间的连接线，短矩时不能节铜，多用于水轮机和绕线式异步机的转子中。
14－4答：谐波电势是由于磁极磁场非正弦分布以及电枢表面齿槽分布影响产生的。削弱的方法有：（1）改变磁极的极化形状使之电枢表面磁场分布接近正弦。（2）在三相电机中采用或Y接消除三次谐波。（3）采用短矩绕组削弱高次谐波。（4）采用分布绕组削弱高次谐波电势。（5）采用鈄槽削弱齿谐波电势。（6）采用分数槽绕组削弱齿槽谐波电势。
14－6解：（1）根据n＝60f/P得电机极对数P＝2 （对极）
(2) 定子槽数Z1＝2Pmq＝2×2×3×3＝36 （槽）
（3）绕组系数
（4）相电势
所以
V
＝4.44×108×(－0.5774)×3×50×0.66×102
＝－274.1V
＝40.236V
＝9.163V
相电势＝360.2 V
线电势中相互抵消了，所以
E＝V
14－7解：发电机极距＝Z÷2P＝27
每极每相槽数q＝Z÷2Pm＝54÷（2×1×3）＝9
槽角度
所以
每极串联的匝数为W＝Z×2/（2m）＝（2×54）/（2×3）＝18
空载时每相感应的电势V
根据得每极基波磁通量
Wb
14－9答：从绕组系数公式可知，采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势，这是因为每槽电势随着谐波次数的增加，相邻槽的电势相位差增大倍，所以采用它们可以削弱谐波电势。从知，要削弱5次和7次谐波电势，选y1＝比较合适，此时，，，使它们削弱都比较大。
14－11答：齿谐波电势是由于定子槽开口或转子槽开口使气隙磁导不均所引起的。在采用转子斜槽或斜极来削弱齿谐波电势时斜一个定子齿距t1比较合适。
14－12答：在低速送水轮发电机中，由于电机极数很多，每极每相槽数很少，财开口磁导不均影响也较大，为了削弱高次谐波（包括齿谐波）电势，所以常采用分数槽绕组。
14－13答：将极下的电枢表面分成三等分，每相占一等分，我们称每一等分为一相带。在三相电机中采用600相带绕组可以产生比1200相带绕组高的感应电势，分布系数也大于1200相带，所以采用600相带。
14－14解：交流电机的频率、极数和同步转速之间的关系是
n＝60f/P＝120f /2P
（1）汽论发电机n＝120×50/2＝3000r/m
（2）水轮发电机n＝120×50/32＝225r/m
（3）同步电动机2P＝120f/n＝120×50/750＝8
14－15 答：基本区别在于交流绕组分相，不闭合。直流绕组不分相，但必须闭合。直流绕组由于换向，使电刷与换向器之间有相对运动，所以为了保证电机运行，就必须使直流绕组用闭合绕组。而交流绕组是在绕组中通电后产生旋转磁场，不存在换向问题，所以常将其接成开启绕组。
14－16答：由于相带A与相带X的线圈相当于电机中N、S极的励磁绕组，所以必须将它们反向连接，否则，A、X相带线圈产生的磁势相互抵消，不能形成旋转磁场，在电动机中，不能转动，如果是发电机将不能产生电势，不能发电。电动机中，由于不能激磁，所以流过绕组的电流很大，这是哟于电压降仅由绕组电阻及很小的La产生。
14－17答：双层绕组可以恨灵活的选择线圈节距来削弱谐波电势和磁势，并且漏抗较小，电压中、大型电机一般都采用它。
14－19解：分布系数kq＝，表明一个相带由q个元件组成时，由于每相邻两个元件中电势相差电角度，当它们迭加在一起时与每个电势算术相加小，kq表示几何相加与算术相加时的一个比较系数。
短矩系数表明，同一元件两个元件边相位相差的系数。
对于24槽四极电机，。
当y1＝时，
当y1＝时，
当y1＝时，
当y1＝时，
当y1＝时，
若采用长距线圈y1> 时其短矩系数不会大于1，这是因为采用长距后，两元件边的感应电势相位不相等，迭加后不会与算术和相等。所以ky不会大于1。至于这个结论，从上计算可以得出同样的结论。
14－20解：设每极每相槽数为q，槽位角为，则有600相带分布的绕组分布系数
kq1（600）＝，
1200相带分布的绕组分布系数kq1（1200）＝，
所以
又因为，每相每极占600电角度
所以＝2Sin300/Sin600＝1.155
故不论每极每相槽数q等于多少，总有kq1（600相带）＝1.16 kq1（1200相带）成立。
14－21解：（1）电机磁场为二极时，，而y1＝6，
每相每极槽数q＝24/（3×2）＝4
所以此时的基波绕组系数
（2）电机磁场为四极时，
所以此时的基波绕组系数
14－22设有一三相，380V，50Hz，Y联结的两极异步电动机，定子冲片共有24槽，定子绕组为一双层绕组，线圈的节距为7槽。
（1）试作该绕组的三相展开图；
（2）设每一圈边中有31根导体，求当外施电压为额定值时的每极基波磁通量（略去漏抗压降）
解：
14－25解：（1）基波电势的频率Hz
每相每极槽数q＝60/（2×3）＝10
槽角度
基波绕组系数
每相绕组串联匝数W＝60/3＝20 T
所以V
五次谐波绕组系数
V
（1）要消除五次谐波则应使
即使
而，故
所以要使五次谐波为零，则必须
解得：或或或
根据绕组的实际连接情况，消除五次谐波时应使或，此时
所以V
14－26解：（1）电机的极对数P＝60f/nN＝3000/1000＝3
（2）定子槽数Z＝m×2P×q＝36 槽
（3）绕组系数
而槽角度
所以
（4）
V
V
V
V
所以V
V
14补充：解：每极每相槽数q＝槽
槽距角
每相串联匝数W＝匝
(1)相绕组基本磁势
则
所以
则
＝567.54A/P
为幅值的脉振荡磁势波。
（2）通以直流时相绕组基波磁势幅值
所以
则
故
15－3答：不论是串、并联，绕组中均通以的电流为同相
的，所以三相合成的磁势为零。
15－4答：如假定C相断开，则A、B两相中通以的交流电时间上相差1200，合成磁势为椭圆旋转磁势。
15－6答：对次谐波磁势，极对数为P，转速为n1/ ，当＝2mk－1时与n1转向相反。当＝2mk＋1时与n1方向相同。其幅值为。它们所建立的磁场在定子绕组内感应电势的频率仍为f1。（＝3k时，F ＝0）15－12
（1）a、b两图中，三相绕组内通正负对称电流。
答：通正序电流：a 逆，b顺；通负序：a顺，b逆。
（2）a、b两图中通以A，A，A
答：a逆时针，b顺时针，椭圆旋转磁场。
（3）在c、d中通以三相对称正序电流。
答：c中产生脉振磁势，d中产生逆时针旋转磁势。
（4）e中有一相接反了，通以三相正序对称电流。
答：产生顺时针旋转的椭圆磁场。
（5），
答：＝，故顺时针转。
15－10解：（1）每相每极槽数q＝48/（3×4）＝4
每相串联匝数W＝匝
而
极距
所以
则脉振磁势的幅值为：
其脉振磁势的表达式为（以A相为例，且）
（2）当B相电流最大时wt－1200＝900，即wt＝2100
所以
（3）三相合成磁势的基波幅值为
基波
则（对极）
（对极）
（对极）
转速前负号表示与基波磁场转向相反。
（4）
（5）从绕组系数可以看出，采用短距和分布系数之后，使磁势高次谐波削弱很多，使磁势波形更接近于正弦波。
15―11解：q＝72/6＝
12
每相串联匝数W＝
相电流
三相合成磁势的基波幅值
顺相序为正转方向
三相合成磁势的三相谐波幅值为0
因为
所以合成磁势
＝116.673
＝116.673
116.673
电机学试题 课程代码：02271 一、单项选择题（本大题共18小题，每小题1分，共18分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．直流并励电动机起动时，励磁回路的调节电阻阻值应置于（） A．任意位置B．中间位置 C．零位置D．最大位置 2．同步电机中参数 d X'表示为（B） A．同步电抗X c B．直轴暂态电抗 C．直轴漏抗D．直轴次暂态电抗 3．并联于大电网上的同步发电机，当电流落后于电压运行时，若逐渐增大励磁电流，则电枢电流（）A．渐大B．减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 4．如果不计定子电阻效应，同步发电机运行在什么条件下有ψ=?（） A．电阻性负载B．电阻、电感性负载 C．纯感性负载D．电阻、电容性负载 5．要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出，可以（） A．增加励磁电流使E0增加B．增加原动机的动力因素，使功角增加 C．减小励磁电流使E0减小D．加快原动机转速使n＞n1 6．判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是（） A．E0＞U B． ? E0滞后于 ? U C．E0＜U D． ? E0领先于 ? U 7．三相异步电动机负载增加时，会使（） A．转子转速降低B．转子电流频率降低 C．转子电流产生的磁势对转子的转速减小D．转子电流产生的磁势对定子的转速增加8．异步电动机空载电流比同容量变压器大的原因是（） A．异步电动机的损耗大B．异步电动机是旋转的 C．异步电动机有气隙D．异步电动机的漏抗大 9．三相异步电动机转子转速减小时，转子磁势对空间的转速将（） A．增加B．保持不变 C．减小D．为0 10．三相异步电动机的最大转矩大小（） A．与转子电阻无关B．与电源电压无关 C．与电源频率无关D．与极对数无关 11．转差率为s的异步电动机，其sP em将等于（） A．定子铜耗B．总机械功率 C．机械功率D．转子铜耗 12．三相异步电动机定子通入频率为f1的电流，当转子不动时，其转子频率f2为（）
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
直流电机 一、填空 1.直流电机的电枢绕组的元件中的电动势与电流就是。 答:交流的。 2.一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩,做额定运行时,如果将电源电压降低了20℅,则 稳定后电机的电流为倍的额定电流(假设磁路不饱与)。T em=C T0、8φIa 答:1、25倍。 3.并励直流电动机,当电源反接时,其中I a的方向,转速方向。 答:反向,不变。 4.直流发电机的电磁转矩就是转矩,直流电动机的电磁转矩就是转矩。 答:制动,驱动。 5.直流电动机电刷放置的原则就是: 。 答:空载时正、负电刷之间获得最大的电动势,这时被电刷短路的元件的电动势为零。 6.直流电动机调速时,在励磁回路中增加调节电阻,可使转速,而在电枢回路中增加调 节电阻,可使转速。 答:升高,降低。 7.电磁功率与输入功率之差对于直流电动机包括损耗。 答:绕组铜损耗。 I;当负载增加 8.串励直流电动机在负载较小时, a I;负载增加时,n下降的程度比并励电动机要。 时,T e, a 答:小,增加,增加,严重。 9.并励直流电动机改变转向的方法有, 。 答:将电枢绕组的两个接线端对调,将励磁绕组的两个接线端对调,但二者不能同时对调。 10.串励直流电动机在电源反接时,电枢电流方向,磁通方向,转速n的方 向。 答:反向,反向,不变。 11.当保持并励直流电动机的负载转矩不变,在电枢回路中串入电阻后,则电机的转速 将。 答: 12.直流电机单叠绕组的并联支路数为 答:2p。 13.直流发电机,电刷顺电枢旋转方向移动一角度,直轴电枢反应就是;若为电动机,则直轴电枢反应就是。 答:去磁的,增磁的。 二、选择填空 1.一台串励直流电动机,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。 答:C 2.一台直流发电机,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 a下降30℅,
河北农业大学2012级函授试题 电机学 专业姓名成绩 一：填空题（每空3分，共48分） 1、隐极汽轮发电机励磁磁动势沿气隙分布波形是____________，其最大值为F0，其基波磁动势 为k f F0。 2、同步发电机励磁磁动势方向处于沿转子旋转方向领先电枢绕组A相轴线+A900电角度时，在时 空向量图上k F F0位置在______________处，E0位置在_______________ 处。 3、同步发电机_________ ______之间的相位角Ψ称为内功率因数角，时空向量图上若k F F0 在+A轴上时，当ψ= ，电枢反应磁动势F a位在沿旋转方向上落后于+A轴1100处。 4、并联于无限大电网的同步电动机运行时，若吸收领先性的无功功率，励磁电流处于 _______________状态。 5、一台输出有功功率和领先性无功功率的同步发电机，有功功率不变时，若增大其励磁电流，电 枢电流的变化是___________，处于过励状态时，输出__________性无功功率。 6、同步电机负序电抗标幺值的大小，转子上有阻尼绕组的比无阻尼绕组的____________，负序电抗 标幺值比正序电抗的______________。 7、并联于无限大电网的一台凸极同步发电机当它失去励磁后，电机最大的电磁功率出现在功率角 等于______________电角度处。 8、三相步电动机采用Y--Δ起动，电机正常现运行时定子绕阻接法是_______________。 9、三相六极异步电动机额定转差率为0.04，电源的频率为50Hz，额定转速应为r/min， 若运行于转速为-200 r/min，转子旋转磁势相对于转子的转速应为___ ____ r/min，转子电流频率为__________ Hz。 二、（本题25分） 一台凸极式同步发电机额定运行时U=1，I=1，x d=1，x q=0.8，r=0，电流超前电压 cosφ=0.707，请: 1、出磁动势电动势向量图（电动机惯例）（10分） 2、计算空载电动势E0（12分） 3、计算过载能力（3分） 三、（本题15分） 一台三相异步电动机额定数据如下：P N=100kW，U N=380V，I N=136A，n N=1420r/min，起动电流倍数k I=6.5，起动转矩倍数k T=1.1，请计算： 1、转差率S N 2、采用Y-?起动时的起动电流和起动转矩 3、若电源电压降到额定电压的80%，能否起动480Nm的负荷。 四、（本题12分） 一台隐极式同步电动机运行时，忽略电阻r，按电动机惯例，cosφ=0.866， 1、电流领先电压； 2、电流落后电压； 请分别画出两种情况下的磁动势电动势向量图（用电动机惯例）。 1
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
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
1、励磁直流电动机与异步电动机同轴，分别接电网且直流电机电枢电流为0，增大直流电机励磁，则直流电机作 发电机 运行，机组转速将 ↓ 。 同轴→不会两个同为发电机/同为电动机 直流电机做发电机，则异步做电动机，给直流电机提供转矩带动转轴转动，直流电机负载增加，n ↓。 电枢电流为0 →Ea=U 增大励磁电流，Ea ↑，＞U 发电机运行 ；减小励磁电流，Ea ↓，＜U ，电动机运行 2、交流电机电枢和频率恒定，空载时电枢损耗将为 铁耗 。 3、励磁直流电动机与同步电动机同轴，分别接电网且同步电机电枢电流为0，减小直流电机励磁，则直流电机作 电动机 运行，增大同步电动机励磁，则同步电机作 调相机 运行。 4、交流电机气隙磁场相对定子转速n1，相对转子转速n2，电磁转矩Tem ，则转子转速为 n1-n2 ，定子侧电磁功率为 ，转子侧总机械功率为 。 5.同步电机的主要运行状态有：发电机， 电动机 和 调相机 。 同步电机的转子绕组可以经滑环和电刷外接直流电源励磁，也可以采用 换流器 永磁 励磁方式。 6.与无穷大电网并联的同步发电机，若电枢电流无直轴分量，则电枢电压U > 励磁电势Ef*，若励磁磁动势Ff 与电枢磁动势Fa 空间相位相差50°，则直轴电枢反应性质是 助磁 。 7.同步发电机欠励时向电网输出 容 性无功功率。异步电动机则从电网吸收 感 性无功功率。因此同步发电机通常运行在功率因数 滞后 的励磁状态。 8.测定同步发电机的空载特性和短路特性时，若转速降为额定的百分之八十，则相同来励磁电流时的空载特性将 E0降为80% ，短路特性将 不变 (因为短路电流也降为80%） 。 9.利用灯光黑暗法（直接接法）将同步发电机投入电网并联运行时，发现三组指示灯同时忽明忽暗，表明电网侧和发电机电压的 频率 不同，需要调节 原动机转速 。 10.相同结构尺寸，电压，频率和容量的三相异步电机，转子采用深草与普通鼠笼结构相比，启动转矩将 ↑（起动电流↓） ，原因是 深槽式集肤效应使Rst ↑ 。 11.异步电机由额定状态减小负载，效率将 ↓ ，功率因数将 减小 。 6012em n T π60 )21(2em n n T -π
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
期末 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____。
第一章 , 第二章 磁路 电机学 1-1 磁路的磁阻如何计算磁阻的单位是什么 答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的 1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪 些因素有关 答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化， 磁畴间相互摩擦引起的损耗。经验公式V fB C p n m h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关； 涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流 （涡流），通过电阻产生的损耗。经验公式G B f C p m Fe h 2 3.1≈。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。 1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为（铁 心由的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为4 105.7-?Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。 , 解： 磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁
路的情况: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --?=???==δ (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 41052-?==δδ 铁 心长度 铁心、气隙中的磁感应强度 (1) 不计铁心中的磁位降： （ 磁势A A l H F F I 500105100.146=???=?==-δδδ (2) 考虑铁心中的磁位降： 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=??=?=- 1-4 图示铁心线圈，线圈A 为100匝，通入电流，线圈B 为50 匝，通入电流1A ，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。 解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ 段的磁阻
哈工大2007年秋季学期电机学I 试题 题号一二三四卷面 成绩 平时 成绩 实验 成绩 总分分数 评卷人 一. 填空题(每题2分，共10分) 1．直流电动机常用的调速方法有：控制和控制。 2．变压器负载运行时，次电流的大小决定着次电流的大小。 3．削弱齿谐波电动势的方法有、以及其它措施。 4．单相绕组的磁动势是磁动势；对称三相绕组的磁动势为磁动势。 5．三相感应电动机的调速方法有：改变转差率调速、调速、 调速。 第1 页（共7 页） 班、学号 姓名 本题得分
二. 选择题(每题2分，共20分，直接填在括号内。) 1. 直流电机电刷处在几何中性线上，当磁路不饱和时的电枢反应是( ) A.交轴电枢反应 B.直轴去磁 C.交磁和直轴去磁 D.直轴加磁 2. 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.小于20% B.20% C.大于20% D.40% 3. 有一台两极绕线式感应电动机要想把转速调高，采取下列哪一种调速方法 是可行的( ) A.变极调速 B.转子中串入电阻 C.变频调速 4. 一台直流发电机，其电枢绕组内的电流为( ) A.直流电流 B.交流电流 C.正弦电流 5. 设感应电动机定子旋转磁动势的转速为n1, 转子电流产生的旋转磁动势相 对定子的转速为n2, 则( ) A. n2＞n1 B. n2＜n1 C. n2＝n1 6. 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，下列那一种绕组 是我们应该选用的( ) A.绕组跨距为（4/5）τ B.绕组跨距为（6/7）τ C.绕组跨距为（5/6）τ
7. 欲使变压器的ΔU =0，那么负载性质应为( ) A.电阻电感性负载 B.纯电阻负载 C.纯感性负载 D.电阻电容性负载 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（ ） A.减小 B.不变 C.增大 D.不确定 9. 深槽和双笼感应电机的共同特点是( ) A.改善运行特性 B.改善起动特性 C.提高效率 10. 变压器一次侧阻抗为1Z ，二次侧阻抗为2Z ，变比为12()a a N N =，则折算到 二次侧的等效阻抗为( ) A. 2121Z Z a + B.22 11 Z a Z + C.212 Z Z a + D.22 1Z a Z + 三、论述及画图题(每题4分，共20分) 1．试简述抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法。
《电 机 学》试题库 第一章 磁路 1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？ 1-2 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？ 1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？ 1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？ 1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？ 1-6变压器原、副方和额定电压的含义是什么？ 1-7 有一台D-50/10单相变压器，V U U kVA S N N N 230/10500/,5021==，试求变压器原、副线圈的额定电流？ 1-8 有一台SSP-125000/220三相电力变压器，YN ，d 接线，kV U U N N 5.10/220/21=，求①变压器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。 第二章 变压器 2-1为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？ 2-2变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？ 2-3 变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？ 2-4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？ 2-5 一台220/110伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压220伏时，空载电流I 0呈什么波形？加110伏时载电流I 0呈什么波形，若把110伏加在低压侧，I 0又呈什么波形? 2-6 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？当电源电压降到额定值的一半时，它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么？这两个电抗谁大谁小，为什么？ 2—7 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r 1很小，为什么空载电流I 0不大？如 将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？ 2—8 一台380/220伏的单相变压器，如不慎将380伏加在二次线圈上，会产生什么现象？ 2—9一台220/110伏的变压器，变比22 1==N N k ，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？ 2-10 变压器制造时：①迭片松散，片数不足；②接缝增大；③片间绝缘损伤，部对变压器性能有何影响？ 2-11变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响？ 2—12 如将铭牌为60赫的变压器，接到50赫的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏抗及电压变化率有何影响？ 2-13变压器运行时由于电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、铁损和铜损有何影响？ 2-14两台单相变压器，V U U N N 110/220/21=，原方匝数相同，空载电流II I I I 00≠，今将两台变压器原线圈顺向串联接于440V 电源上，问两台变压器二次侧的空载电压是否相等，为什么？ 2-15变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写出它们的表达式，并写出电动势平衡方程？ 2-16变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？ 2-17试绘出变压器“T ”形、近似和简化等效电路，说明各参数的意义，并说明各等效电路的使用场合。 2-18 当一次电源电压不变，用变压器简化相量图说明在感性和容性负载时，对二次电压的影响？容性负载时，二次端电压与空载时相比，是否一定增加？
电机学 一、选择题（本大题共18小题，每小题1.5分，共27分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题多选或未选均无分。 1．直流并励电动机起动时，励磁回路的调节电阻阻值应置于（）A．任意位置；B．中间位置；C．零位置；D．最大位置 2．同步电机中参数X d’表示为（） A．同步电抗；B．直轴瞬态电抗；C．直轴漏抗；D．直轴超瞬态电抗3．并联于大电网上的同步发电机，当电流落后于电压运行时，若逐渐增大励磁电流，则电枢电流（） A．渐大；B．减小；C．先增大后减小； D．先减小后增大 4．如果不计定子电阻效应，同步发电机运行在什么条件下有△U=0（） A．电阻性负载B．电阻、电感性负载 C．纯感性负载D．电阻、电容性负载 5．要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出，可以（）A．增加励磁电流使E 增加; B．增加原动机的动力，使功角增加; C．减小励磁电流使E 0减小; D．加快原动机转速使n＞n 1 6．判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是（） A．E 0＞U; B．E 滞后于U; C．E ＜U; D．E 领先于U
7．三相异步电动机负载增加时，会使（） A．转子转速降低; B．转子电流频率降低 C．转子电流产生的磁动势对转子的转速减小 D．转子电流产生的磁动势对定子的转速增加 8．异步电动机空载电流比同容量变压器空载电流大的原因是（） A．异步电动机的损耗大;B．异步电动机是旋转的; C．异步电动机有气隙;D．异步电动机的漏抗大; 9．三相异步电动机转子转速减小时，转子磁势对空间的转速将（） A．增加; B．保持不变; C．减小; D．为0; 10．三相异步电动机的最大转矩大小（） A．与转子电阻无关; B．与电源电压无关; C．与电源频率无关; D．与极对数无关; 11．转差率为s的异步电动机，其sP e 将等于（） A．定子铜耗; B．总机械功率; C．机械功率; D．转子铜耗; 12．三相异步电动机定子通入频率为f 1的电流，当转子不动时，其转子频率f 2 为 （） A．f 2=f 1 ;B．f 2 =0; C．f 2 ＜f 1 ;D．f 2 ＞f 1 13．交流双层绕组中，每相串联匝数N同每个线圈的匝数N c 、每极每相槽数q、极对数p、并联支路数a之间的关系是（） A．N=（2a/p）qN c B．N=（2p/ a）qN c C．N=apqN c D．N=2apqN c 14．变压器负载运行时与空载运行时相比，变比K（） A．变大; B．变小; C．相等; D．基本不变; 15．若外加电压随时间正弦变化，当磁路饱和时，单相变压器的励磁电流随时间变化的波形是（） A．矩形波; B．平顶波; C．正弦波; D．尖顶波; 16．变压器空载时，线路电压增加，则铁耗将（）
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
一、填空题:(30％,每空1分) 1. 电机技术中磁性材料的铁损耗主要包括 磁滞损耗 、 涡流损耗 。 2. 电机和变压器常用的铁芯材料为 软磁材料 ，铁磁材料的磁导 远大于 非铁磁材料的磁导 率。 3. 变压器的二次侧是通过 电磁感应 对一次侧产生作用的。 4. 要在变压器的中产生正弦波的磁通波形，所需要的励磁电流波形应该是 尖顶波 。 5. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 1 。 6. 在 不变损耗等于可变损耗(或铁耗等于铜耗) 的情况下，变压器的效率最高。 7. 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 。 8. 如将额定电压为220/110V 的变压器的低压侧误接到220V 电压，则励磁电流将 增大很多 ，变压器将 烧毁 。 9. 三相组式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此独立，互不相关，各相主磁通以各自的铁芯为 回路。 10. 三相芯式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此相关，任一相必须通过另外两相方能闭合。 11. 既和一次侧绕组交链又和二次侧边绕组交链的磁通为 主磁通 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 漏磁通 。 12. 变压器的一次侧绕组接入交流电源后，将在铁芯磁路中产生交变的磁通，该磁通可分为主磁通 和漏磁通两种。 13. 单相绕组的基波磁势是脉振磁势。 14. 交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都 减小 (填增大、减小或不变)。 15. 一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 0.02 ，转子电势的频率为 1Hz 。 16. 一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，当转差率为0.04时，转子的转速为 720r/min ， 转子的电势频率为 2Hz 。 17. 异步电动机电磁转矩参数表达式 M= 。 答:[]22012112112 2f 2pU m )()(x x r s r s r '+++''π
华南理工大学试卷《电机学Ⅱ》试题 (电气工程及其自动化01级) 班级：电气工程01（）班顺序号姓名分数总 评分 考试时间：2003年11 月27日 一、断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。 本题共15分，每题1分）（ｔ为对，ｆ为错） 1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。（错）2．直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。（错）3．直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。（对）4．自励是电动机的一种励磁方式。（错） 5．在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。（对）6．单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。（对） 7．直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。（错）8．在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。（对）9．当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。（对）10．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。（错）11．直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。（错） 12．并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。（错） 13．变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。（错） 14．在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程（对）15．在dq0坐标系中，同步电机的d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势3部分组成 的。（对） 二、填空题（本题共15分，每空1分） 1．在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿励磁绕组的漏磁路闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大。 2．在有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流又远大于没有阻尼绕组时的忽然短路电流,其原因在于：在短路瞬间，除了励磁绕组的阻碍作用以外,阻尼绕组也对电枢反应磁通起阻碍作用,从而使电枢反应的磁阻更大、电抗更小，电流更大。 3．同步电机忽然短路时,定子绕组的短路电流可以分为：周期性的稳态分量、周期性的瞬态分量、周期性的超瞬态分量，以及衰减的非周期分量、二次谐波分量等。 4．同步电机忽然短路时,在定子绕组的短路电流中：周期性稳态分量同励磁绕组的非周期稳态励磁电流I 相对应；周期性瞬态分量和励磁绕组 错0 的非周期电流衰减分量对应，时间常数为对d'；周期性超瞬态分量和直轴阻
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。 >
华南理工大学试卷 《电机学Ⅰ》试题 (电气工程及其自动化01级) 班级：学号姓名 分数考试时间：命题教师： 说明：本试卷满分为90分,另外10分由实验老师评分。 一、判断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。本题共 15分，每题1分） 1. 变压器一次侧接额定电压，二次侧从空载到负载时，负载时主磁通比空载时主磁通大。（F ） 2．如果变压器二次侧绕组与一次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，二次绕组归算到一次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。（ F ） 3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通激磁电流也是正弦波。（F ） 4．三相变压器高压绕组和低压绕组的连接为Y/d时，总共可得到1、3、5、7、9、11六个奇数组号。（ T ） 5．三相单层绕组中，为了使绕组端部尽可能短，每极每相槽数q=2时，采用链式绕组；q=3时，采用交叉式绕组；q=4时，采用同心式绕组。（ T ） 6．对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。（ F ） 7．对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。（ T ） 8．只要电源电压不变，感应电动机的铁耗基本不变。（ F ） 9．当感应电机定子接电源而转子短路堵住不转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。（ F ） 10．绕线型感应电动机转子绕组串电阻可以增大起动转矩，笼型感应电动机定子绕组串电阻也可以增大起动转矩。（ F ） 11．感应电动机恒转矩变频调速时基本上要求电源电压随频率正比变化。（ F ）12．若同步电机定子合成磁场超前于转子主磁场，此时转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行。（ F ） 13．隐极同步发电机的同步电抗是表征对称稳态运行时电枢反应效应的参数。（ F ）14．凸极同步电机直轴同步电抗的饱和值等于短路比的倒数，即X d(饱和)=1/k c。（F）15．通常同步电动机在过励状态下运行，以便从电网吸收超前电流，改善电网的功率因数。（T） 二、填空题（本题共10分，每题1分） 1．变压器空载运行时，空载电流就是激磁电流。 2．变压器绕组的归算，实质是在保持功率和磁动势为不变的条件下，对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。 3．当不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对时，变压器的效率达到最大值。 4．一台单相变压器，S N=20000kVA,U1N/U2N=127kV/11kV,一次和二次绕组的额定电流分别为 157.48a 、 1818.18 。 5．如果采用短距绕组消除ν次高次谐波，则绕组的节距y1应该为 y= t-t/v 。 6．感应电动机的三种调速方法分别为变极调速、变频调速和变转差率调速。 7．同步发电机的零功率因数负载特性和空载特性之间相差一个由电枢漏抗压降和电枢等效磁动势组成的直角三角形，此三角形称为特性三角形。 8．同步发电机与无穷大电网并联运行时，调节原动机的输入功率可以调节发电机发出的有功功率。
第二章 变压器 一、填空： 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到 380V 上，则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电 网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 3. 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。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ， U= ，空载电流将 ，空载损耗将 。 答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★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 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流 将 ，变压器将 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。 答：采用d 接。 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。