下载文档原格式
绪论0—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。
0—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 的平方和的平方成正比。
0—3． 在图0—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u1时在 W 1中产生交变电流i 1，i 1在W 1中产生交变磁通ф，ф通过W 2在W 2中和W 1中均产生感应电势е2和e 1，当i 1增加时e 1从b 到a ，е2从d 到c ，当i 1减少时e 1从a 到b ，е2从c 到d 。
0—4． 变压器电势、运动电势（速率电势）、自感电势和互感电势产生的原因有什么不同？其大小与那些因素有关？答：在线圈中，由于线圈交链的磁链（线圈与磁势相对静止）发生变化而产生的电势就叫变压器电势。
它与通过线圈的磁通的变化率成正比，与自身的匝数成正比。
由于导体与磁场发生相对运动切割磁力线而产生的感应电势叫做运动电势，它与切割磁力线的导体长度、磁强、切割速度有关。
由线圈自身的磁场与本身相交链的磁通发生改变而在本线圈内产生的感应电势叫自感电势，它与L 有关。
互感电势是由相邻线圈中，由一个线圈引起的磁通变化，使邻近线圈中的磁通发生变化而引起的其它线圈中的感应电势。
它与两线圈的匝数、相隔距离、磁通（互感磁通）变化率等有关。
0—5． 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 ＝/，从上式可以推出L 与成正比，与磁阻成反比。
些主要特性？答：电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。
这类材料应具有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。
0.2在图0.3中，当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 和2N 中各感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？答：当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 中便有交变电流流过，产生相应的交变的磁动势，并建立起交变磁通，该磁通可分成同时交链线圈1N 、2N 的主磁通和只交链线圈1N 的漏磁通。
这样，由主磁通分别在线圈1N 和2N 中感应产生交变电动势21,e e 。
由漏磁通在线圈1N 中产生交变的σ1e 。
电动势的大小分别和1N 、2N 的大小，电源的频率，交变磁通的大小有关。
0-3 感应电动势=e dt d ψ-中的负号表示什么意思？ 答：dt d e ψ-=是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为dtd Ne Φ-=；当磁路是线性的，且磁场是由电流产生时，有L Li ,=ψ为常数，则可写成dt diL e -=。
0.4试比较磁路和电路的相似点和不同点。
答：磁路和电路的相似只是形式上的，与电路相比较，磁路有以下特点：1）电路中可以有电动势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通；2）电路中有电流就有功率损耗；而在恒定磁通下，磁路中无损耗3）由于G 导约为G 绝的1020倍，而Fe μ仅为0μ的4310~10倍，故可认为电流只在导体中流过，而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通；4）电路中电阻率ρ在一定温度下恒定不变，而由铁磁材料构成的磁路中，磁导率μ随B 变化，即磁阻m R 随磁路饱和度增大而增大。
0.5电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？答：电机运行时，热量主要来源于各种损耗，如铁耗、铜耗、机械损耗和附加损耗等。
第二篇 变压器曾令全主编 电力出版社出版的《电机学》书后习题解答参考答案第一章 变压器的基本工作原理及结构1-1 易于绝缘散热，铁心：导磁，构成磁路、绕组：导电，构成电路、油箱：支撑变压器本体，起到绝缘散的作用、套管：电的导入和导出。
1-2 导磁，构成磁路，降低铁损。
1-3 额定电压，额定电流、额定容量，一次侧加额定电压二次侧的空载电压。
1-4 A 51N =I A 4.2172N =I1-5 A 5.161N N 1==I I φ A 65.912N =I A 91522N .=φI第二章 变压器的运行原理2-1 能量传递媒介的作用，漏磁压降的作用，激磁电抗和漏电抗。
2-2 激磁电抗、漏电抗、短路电抗；激磁电抗不相等，漏电抗和短路电抗相等；因电压不变，可以认为参数不变；短路阻抗影响短路电流、电压变化率。
2-3 不饱和，为正弦波；饱和为尖顶波，非线性的原因。
2-4 空载电流小，忽略了空载铜耗；短路时电压低，忽略铁耗；略有差别。
2-5 励磁电流下降、铁耗下降、漏抗增大、电压变化率增大。
2-6 一样但计算值差K 2倍。
2-7 去耦合、保持有无功功率（损耗）不变，磁势不变；低压到高压的折算为：电压乘K 、电流除K 、阻抗乘K 2；用标幺值表示时无需折算。
2-8（1）匝匝222 40721==N N（2）A 74.571N =I k VA 1000N =S（3）kW 10002=P kW 9002=P kW 8502=P2-9 （1）Ω=Ω=Ω=724.19 747.17 607.8k k k Z x r（2）Ω='Ω='Ω='029.0 02608.0 01265.0k k kZ x r （3）02458.0 0247.0 01191.0 012.02121====****x x r r0548.0 04928.0 02391.0k k k ===***Z x r（4）%928.4 %391.2 %48.5kx kr k ===u u u（5）2.39% 4.87% -1.046%2-10 36818kV 53.5A 0.77（滞后）2-11 （1）1.16Ω 3.83Ω 4Ω （2）389.7V2-12 10490 27151 000520 0528k m k m ....====****x x r r2-13 98.38% 0.5672-14 （1）0549.0 3.62 0032.0 69.4k m k m ====****x x r r（2）容性 0.998（超前） （3） 99.6%2-15（1）高压侧励磁参数和短路参数分别为： Ω=Ω=Ω=Ω=9823.0 1234 0574.0 3.104k m k m x x r r 0549.0 27.151 0052.0 05.28k m k m ====****x x r r（2） 99.45% 3.55%U% kV 076.62==∆=ηU（3）%51.99m ax =η第三章 三相变压器3-1（a ）Y ，y10 （b ）Y ，d3 （3）D ，y1 （d ）D ，d63-23-3 空载无环流、负载按各自的容量的比例分配负荷，各相的电流同相位；变比相同、组别一致、短路阻抗的标幺值相同（短路阻抗角相等）3-4 复合分配不合理，大的有利。
习题集目录第1章绪论 (1)第2章变压器的运行原理及理论分析 (2)第3章三相变压器及运行 (13)第4章三相变压器的不对称运行 (16)第5章特种变压器 (22)第6章交流绕组及其感应电动势 (27)第7章交流绕组及其感应磁动势 (32)第8章（略） (36)第9章三相异步电机的理论分析与运行特性 (37)第1章 绪论P17：1-1解：T S B 53.1025.0003.02==Φ=π14.3748.155.1304048.153.130=⇒--=--x x H H 匝1400530214.37≈⨯⨯===πI l H I F N xP17：1-2 解：(1)匝16435.2434.139951.010453.151.030214.37721=+=⨯⨯+-⨯⨯=+=-ππN N N(2)设B 在（1.48~1.55）之间()()（与假设相符）486.1417.34180651.26913715.79570001.03023048.148.155.13040101045140037=⇒-+=⇒-⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-⨯--+⨯⨯=⨯==--B B B B B NI F ππw b 10918.2025.0486.1BS 32-⨯=⨯==ΦπP18：1-4解：2621020m s -⨯=(1)t dt td dt dB NS dt d Ne 314cos 096.20314sin 8.010*******-=⨯⨯⨯-=-=Φ-=- (2) t dt dBNS dt d N e 314cos 048.1060cos -=︒-=Φ-=(3)s rad n /31006010002602πππ=⨯==Ω()tcos cos 1cos 0t cos cos t Ω='='=+Ω=''θθθθθ则时，当，，则为时刻平面与磁力线夹角设ttt t t dtt t d dt dB NS dt d N e 314cos 72.104cos 096.20314sin 72.104sin 699.63100cos314sin 8.020200cos 2-=⋅⨯⨯-='-=Φ-=πθ第2章 变压器的运行原理及理论分析p42:2-1 设有一台500kV A 、三相、 35000/400V 双绕组变压器，一、二次绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。
《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。
绪 论Δ0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性0-2 在图0-3中，当给线圈N 1外加正弦电压u 1时，线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势电动势的大小与哪些因素有关 0-3 感应电动势=edtd ψ-中的负号表示什么意思Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。
0-5 电机运行时，热量主要来源于哪些部分为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度电机的温升与哪些因素有关0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么0-7 在图0-2中，已知磁力线l 的直径为10cm ，电流I 1 = 10A ，I 2 = 5A ，I 3 = 3A ，试求该磁力线上的平均磁场强度是多少 ∨0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N 1、N 2中通入直流电流I 1、I 2，试问： （1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少（2） N 2中电流I 2反向，总磁动势又为 多少（3） 若在图中a 、b 处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少 （4） 比较1、3两种情况下铁心中的B 、H 的图0-9 习题0-8附图相对大小，及3中铁心和气隙中H 的相对大小解：1）22111N I N I F -= 2）22112N I N I F +=3）221113N I N I F F -==不变4）由于31F F =，而31m m R R <<，所以31φφ>>，31B B >>，31H H >>。
在3）中，δB B Fe =，由于0μμ>>Fe ，所以0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<=∨0-9 两根输电线在空间相距2m ，当两输电线通入的电流均为100A 时，求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。
解：由H B I R H 0,2.μπ==，得每根输电线单位长度上所受的电磁力为m N lI R I BlI f .1022110010423270--=⨯⨯⨯⨯===πππμ当电流同向时，电磁力为吸力；当电流反向时，电磁力为斥力。
《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 EfN 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 Le dt Lψ=- 对空心线圈：L Li ψ= 所以die L L dt=-自感：2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am lμ∧=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。
第8章 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 334362=⨯==pm Z q8.2 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 334362=⨯==pm Z q8.3 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=7.5×10-3Wb ，求每相绕组基波感应电动势的大小。
解： 20363602360=⨯=⨯=Z p α 334362=⨯==pm Z q 94.070sin )9097sin()90sin(1==⨯=⨯= τyk y 96.010sin 330sin 220sin 32203sin 2sin 2sin 1==⨯==ααq q k q 9.096.094.01=⨯=W k 240120342=⨯⨯==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？解：（1）Hz pn f 50603000160=⨯== （2）302602===p Z τ 6603601360=⨯=⨯=Z p α 1032602=⨯==pm Z q 因为采用整距绕组，故 11=y k 95537.03sin 1030sin 26sin 102610sin 2sin 2sin 11==⨯=== ααq q k k q w V fNk E W 6384505.195537.0205044.444.4111=⨯⨯⨯⨯=Φ=（3）取τ54=y 951.072sin )9054sin()90sin(1==⨯=⨯= τy k y V fNk E W 16.6071505.1951.095537.0205044.444.4111=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=8.7 为什么说交流绕组产生的磁动势既是时间的函数，又是空间的函数？答：单相绕组产生的磁动势沿空间（气隙圆周）按余弦规律分布，所以是空间的函数，其幅值大小又随时间按正弦规律变化，所以又是时间的函数。
