曾成碧、赵莉华《电机学》书号ISBN978-7-111-25251-1CH23 直流电动机

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。

第一章电机的基本原理习题解答：1、何为相对磁导率？答：材料的磁导率定义为该位置处的磁通密度与磁场强度之比，决定于磁场所在点的材料特性，单位为H/m。

根据材料的导磁性能，可将其分为铁磁材料和非铁磁材料。

非铁磁材料的磁导率可认为与真空的磁导率μ0相同，为4π⨯10-7H/m。

铁磁材料主要是铁、镍、钴以及它们的合金，其磁导率是非铁磁材料磁导率的几十倍至数千倍。

由于材料的磁导率变化范围很大，常采用相对磁导率μr来表征材料的导磁性能，μr为材料的磁导率与真空磁导率的比值。

2、磁路的磁阻如何计算？答：磁路的磁阻可用公式R m=L/(μA)计算，其中L为磁路的长度，单位为m，μ为材料的磁导率，单位为H/m，A为磁路的截面积，单位为m2。

从公式可以看出，磁路的磁阻主要取决于磁路的几何尺寸和材料的磁导率，大小上与磁路长度成正比，与磁路的截面积和磁导率成反比。

3、叙述磁路与电路的类比关系。

答：从电路和磁场的方程上看，两者形式上非常相似。

电路和磁路的类比关系可用下表表示：4、为什么希望磁路中的空气隙部分尽可能小？答：与磁路中铁磁材料相比，空气的磁导率小得多，如果磁路中的气隙部分长度增加，使得磁路的总磁阻大大增大，要想产生同样大小的磁通，需要的磁动势大大增加。

5、何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？答：铁磁材料包括铁、镍、钴及它们的合金、某些稀土元素的合金和化合物、铬和锰的一些合金等。

根据铁磁材料的磁化过程可知，当铁磁材料放置到磁场中之后，磁场会显著增强，表现为铁磁材料的导磁能力更强，因此磁导率大。

6、何为铁磁材料的饱和现象和磁滞现象？答：将未磁化的铁磁材料置于外磁场中，当磁场强度很小时，外磁场只能使少量磁畴转向，磁通密度增加不快，此时磁导率 较小；随着外磁场的增强，大量磁畴开始转向，磁通密度增加很快，磁导率很大；当外磁场增大到一定程度时，大部分磁畴已经转向，未转向的磁畴较少，继续增大外磁场时，磁通密度增加缓慢，磁导率逐渐减小，这种现象称为饱和。

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电力系统微机保护培训教材第2版杨新民，杨隽琳编著243 电力系统稳定性及发电机励磁控制——刘取著244 电力系统稳定与控制（加）PrabhaKundur著245 电力系统稳态分析陈珩编246 电力系统谐波247 电力系统谐波分析、测量、评估计算与抑制及滤波新技术实务全书248 电力系统谐波基本原理、分析方法和滤波器设计（奥）GeorgeJ.Wakileh著徐政译249 电力系统以可靠性为中心的维修——束洪春著250 电力系统暂态分析李光琦编2006年版251 电力系统中性点接地问题赵智大编1965版252 电力系统自动装置原理杨冠城主编253 电力系统自组织临界特性与大电网安全—梅生伟，薛安成，张雪敏著254 电力英语应用口语·供电篇255 电力营销管理手册第二版——丁毓山主编256 电力用互感器和电能计量装置设计选型与应用白忠敏编著257 电路（第5版）同步辅导及习题全解258 电路第五版[259 电路分析基础第4版学习指导260 电路分析基础上261 电路分析基础下262 电路基础263 电能计量基础及新技术264 电能系统基础,单渊达和相关的习题参考答案265 电能质量266 电气安装工程便携手册267 电气安装技术手册268 电气传动技术原理与应用269 电气传动技术原理与应用娄国焕，郝成，王均术编著270 电气传动自动化技术手册第2版271 电气电路快速识图技巧272 电气二次回路信号分析及处理273 电气工程安装及调试技术手册(新版)(上、下册)274 电气工程必备数据一本全275 电气工程及自动化专业英语建筑电气类301刘剑主编中国电力出版社2004.09276 电气工程设计与绘图277 电气工程设计与绘图工业与民用电气变配电设备成套及绘图识图_11868518278 电气工程师手册（第三版）王建华主编279 电气工程施工方案编制指导与范例精选280 电气工程图库大全高压电器产品卷281 电气工程专业毕业设计指南电力系统分册第2版282 电气工程专业毕业设计指南继电保护分册第2版283 电气技术禁忌手册和电子电气工程师必知必会284 电气绝缘结构设计原理（上、中、下）机械工业出版社285 电气设备及其系统华东六省一市电机工程（电力）学会编286 电气设备检修及试验287 电气设备试验及故障处理实例单文培主编288 电气设备手册上289 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发电厂电气设备及运行第2版宗士杰黄梅330 发电厂及变电站的二次回路戴宪滨，杨志辉主编331 发电厂空冷技术温高主编332 发电厂热力设备及系统谢诞梅，刘勇，戴义平主编333 发电机变压器继电保护应用265王维俭编中国电力出版社2004 334 发电机变压器继电保护整定算例王维俭编著335 发电机出口断路器性能分析与选择336 发电机励磁技术问答及事故分析孟凡超，吴龙编著337 防爆电气概论--张昌力2008338 防雷与接地技术339 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求辅导教材340 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则341 非有效接地电网选线保护技术贾清泉著342 风力发电机组的控制技术343 风力发电机组的控制技术：机械工业出版社高水平著作出版基金资助项目.第2版344 风力发电系统低电压运行技术345 风力发电系统低电压运行技术346 风力发电中的电力电子变流技术347 风能与太阳能发电系统:设计、分析与运行348 符号计算系统Maple教程张韵华，王新茂编著349 感悟设计：电子设计的经验与哲理350 钢结构通信塔设计与施工[沈之容主编]清晰PDG351 钢铁企业电力设计手册（上、下）钢铁企业电力设计手册编委会编1996版352 高等电力网络分析习题解答——张伯明353 高等数学上354 高等数学下第6版355 高电压工程基础施围，邱毓昌，张乔根编著356 高电压工程邱毓昌等编357 高电压技术电力系统绝缘与过电压（苏）拉里昂诺夫（Ларионов，В.П.）主编赵智大等译358 高电压技术吴广宁主编机械工业出版社359 高电压技术杨保初等编著重庆大学出版社2002年360 高电压技术张一尘主编；章建勋，屠志健编写2007年版361 高电压技术赵智大主编2007年362 高电压技术周泽存等编2004年版363 高电压技术作者:张红主编中国电力出版社364 高电压绝缘技术第2版严璋朱德恒主编365 高耸结构设计手册[王肇*****编]366 高压变频调速技术应用实践徐甫荣编著367 高压大功率变频器技术原理与应用倚鹏主编368 高压大功率交流变频调速技术张皓，续明进，杨梅编著369 高压电缆线路370 高压电器产品手册371 高压电网继电保护原理与技术朱声石编著372 高压断路器、变压器、防污闪管理制度和技术措施373 高压断路器弹簧操动机构苑舜编著374 高压隔离开关设计与改造苑舜，崔文军编著375 高压架空输电线路架线施工计算原理李博之编著2008年376 高压架空输电线路施工操作指南377 高压架空输电线路施工甘凤林，李光辉主编378 高压架空输电线路施工技术手册第3版架线工程计算部分379 高压架空输电线路施工技术手册杆塔组立计算部分李博之著380 高压架空线及电缆网络的过电压及其防护（苏）М.В.科斯坚科（M.B.Костенко）等著；马家炯，王秉钧译381 高压交流熔断器及其应用王季梅编著382 高压绝缘子的设计与应用383 高压配电的继电保护及其整定384 高压输电系统的中性点接地作者:R.维尔罕姆M.华德斯著；吴维诚毛钧焘王一宇等译385 高压输电线路巡视手册刘亚新主编386 高压输配电设备实用手册387 高压直流输电工程技术赵畹君编著388 高压直流输电与柔*****流输电控制装置静止换流器在电力系统中的应用——作者:（加）VijayK.Sood著徐政译389 高压直流输电原理与运行韩民晓等编著390 给水排水设计手册第8册电气与自控中国市政工程中南设计研究院主编；王江荣等（册主编）391 工厂常用电气设备手册392 工厂供电第四版刘介才393 工程电磁场394 工程电磁场数值分析与综合--谢德馨，杨仕友编著395 工程电磁场数值计算理论方法及应用周克定等著396 工程建设执业资格注册管理文件汇编397 工程设计中的电线裕量分析398 工程与科学数值方法的MATLAB实现（美）StevenC.Chapra著399 工程造价管理基础理论与相关法规400 工程造价管理基础理论与相关法规2009年版401 工程造价计价与控制2009版402 工业结构和房屋的防雷保护403 工业结构和房屋的防雷保护(前面已有人悬殊。

直流电机拖动5-6什么是固有机械特性和人为机械特性？试说明他励直流电动机的各种人为机械特件的变化特点。

答：他励直流电动机的固有机械特性是指在电源电压U =U N ，气隙磁通Ф=ФN ，电枢外串电阻R c =0时，n =ƒ(T )的机械特性，2N ae N e T NU R n TC C C 。

人为机械特性：改变电气参数如变电源电压、或变气隙磁通、或变电枢外串电阻时，所得到的机械特性。

（1）电枢回路串电阻时的人为机械特性。

理想空载点n 0与固有机械特性的相同；斜率b 随外串电阻R c 的增大而增大，使特性变软。

（2）改变电枢电源电压时的人为机械特性。

与固有机械特性比，斜率b 不变，即特性硬度没变；特性的理想空载转速n 0随电压的下降而变小，是一簇平行特性。

（3）减弱气隙磁通时的人为机械特性。

与固有机械特性比，斜率β随磁通Ф减少而增大，特性变软；特性的理想空载转速n 0随气隙磁通Ф减弱而增大，特性上移。

5-7直流电动机起动有哪些要求？直流电动机常用的起动方法有哪些？各种起动方法的主要特点是什么？为什么一般直流电动机不能采用直接起动？答：直流电动机起动要求：①起动电流的大小合适，(1.5 2.0)s N I I ；②起动转矩的大小合适,(1.1 1.2)T s L T ；③起动时间的长短合适；④起动过程的平稳性好；⑤起动过程的经济性好。

直流电动机常用起动方法：1）直接起动。

起动电流大，为额定电流I N 的10～20倍，造成换向困难，严重时出现环火；引起电网电压的波动，影响接于同一电网的其他用电设备的正常运行；过大的起动电流产生过大的起动转矩，使传动机构受冲击，易造成设备损坏。

故不宜直接起动。

2）减压起动。

起动平稳，起动过程中能量损耗小，可实现软起动，实现无级起动；缺点：需一套专用调压设备，投资大。

3）电枢回路串电阻起动。

设备简单，操作方便；缺点：起动过程中能量损耗大，是有级起动，不适用于频繁起动的场合。

同步电机篇2015/5/111昆明石林本篇主要内容•同步发电机的基本电磁关系•同步发电机对称运行时的特性•同步发电机并网运行2015/5/112概述◆同步电机：交流旋转电机。

◆用途：主要作发电机用，也可作电动机带动具有恒速要求的机械，还可作调相机，向电力系统发出无功功率，用于改善电力系统的功率因数及调整电网电压。

现代发电厂中所发出的交流电能几乎全部是同步发电机发出，尽管目前有其他发电型式，如磁流体发电，太阳能发电等，但电力系统中仍是同步发电机占绝对优势。

2015/5/113◆同步电机指电机转子的转速n与旋转磁场转速n1相同的交流电机。

◆同步电机的转速：n=60f1/p f1--电网频率。

概述2015/5/114第十四章三相同步发电机的基本工作原理与结构2015/5/115本章主要内容第一节三相同步发电机的基本工作原理及分类第二节同步发电机的基本结构第三节大型同步发电机的基本系统第四节同步发电机的型号与额定值2015/5/116•同步发电机(synchronous generator)是将机械能转变为交流电能的设备。

在火电厂，发电机用汽轮机作原动机，称为汽轮发电机；在核电站是以核反应堆来代替火电站的锅炉，原动机仍然是汽轮机；在水电厂，发电机用水轮机作原动机，称为水轮发电机；有的地方用柴油机用作原动机，称为柴油发电机。

2015/5/1172015/5/118SNnI f •同步发电机基本工作原理：导体切割磁力线感应电动势。

•转子：转动的部分，转子上有磁极和励磁绕组，产生磁场。

•定子（又叫电枢）：固定的部分，定子铁心上有齿和槽，槽内设置有绕组，是切割磁场的导体。

•气隙：定转子之间有气隙。

•定子：有三相定子绕组，每相结构完全相同，它们在空间上互差120°电角度对称分布放置在定子铁心槽内。

•转子：有p对磁极，磁极上有直流励磁绕组，当直流电流通过电刷和滑环流入转子绕组后，产生主磁通，主磁通由N极经气隙，定子铁心，再经气隙进入S极，构成主磁路。

《电机学》课程学习指导资料编写曾成碧适用专业: 电气工程及自动化使用层次: 网络学院专科学生四川大学网络教育学院二003年11月《电机学》课程学习指导资料编写: 曾成碧审稿（签字）:审批（主管教学负责人签字）:本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求, 参考现行教材《电机学》（严震池主编, 中国电力出版社出版, 2000年）以及课程学习光盘, 并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规进行编写, 适用于电气工程专业专科学生。

第一部分课程的学习目的及总体要求一、课程的学习目的《电机学》是电气工程类专业的一门主干课和必修技术基础课, 通过这门的学习, 使学生掌握各类电机的运行性能和实验技巧, 一方面为学习本专业的有关专业课准备必要的基础知识, 另一方面为学生在今后从事专业技术工作中, 保证电机工作稳定、可靠和经济运行打下扎实基础。

二、应先修课程: 电路、磁路、高等数学、线性代数。

熟悉各种电路、磁路参数的物理意义及其规交流电路分析（含相量图）及计算（含复数运算）、电磁感应原理、电磁力定及特磁性物质的磁化性能等；掌握微分、一阶线性微分方程、傅立叶级数、线性代数的矩阵运算。

三、电气工程专业的后续课程有: 发电厂电气主系统、电力系统基础、电力系统继电保护、电力系统自动装置、高电压技术、同步电机励磁系统等。

四、课程的总体要求1、《电机学》是理论性、实践性、综合性均较强的一门课程, 通过本课程的学习, 使学生在理论基础、基本知识和基本技能方面得到较好的培养和锻炼。

2、全面深入理解各种电机的电磁作用原理和机、电能量转换关系, 既要掌握各种电机的共性, 又要掌握各种电机的个性和特点；3、系统的获得电机学中电动势平衡、磁动势平衡和转矩平衡关系。

能应用自如地用基本方程、相量图和等效电路三个工具来分析奠基的各种运行状态、并掌握的运行特性4、掌握这种电机主要参数的物理意义及其对运行性能的影响5、获得用工程观点来处理工程实际问题的初步锻炼通过实验, 应具备掌握电机的基本试验技能和操作技能第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一篇变压器本篇的主要内容:变压器的基本工作原理与结构；单相变压器运行原理与运行特性；三相变压器；变压器运行；其它变压器；（1）1.本篇学习要求应熟悉的内容:熟悉变压器的基本工作原理、结构及分类；变压器的额定容量、额定电压和额定电流的关系；三相变压器的磁路系统、绕组连接方式和铁心结构对空载电势波形的影响；变压器的不对称运行；三绕组变压器；自耦变压器。

《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 L e d t 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 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。

四川大学期末考试试题（A卷）
（2007-2008学年上期）
课程号：30332860 课序号：0，1，2 课程名称：电机学任课教师：赵莉华，曾成碧，张代润成绩：适用专业年级：电气工程及自动化05级学生人数：340 印题份数：345 学号：姓名：
m
、同步发电机在过励时向电网发出，产生
有双重含义，一是和之间的夹角；二是
注：1 试题字迹务必清晰，书写工整。

2 题间不留空格，一般应题卷分开本题共3页，本页为第1页
3 务必用A4纸打印教务处试题编号：
图 1
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教务处试题编号：
本题共3页，本页为第3页教务处试题编号：。