16年春《电机学》第一次作业答案

《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cosφ2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U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，应使W2= 匝，W3= 匝。

若已知绕组W1开路，Ì3=10∠100A，忽略励磁电流，则Ì2= 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。

7．两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Z k不同，则Z k 越小，I k 。

8．为改变他励直流电动机的转向，可以改变。

9．交流电机p=12，在一相绕组中通入正弦交流电流，产生基波和三次谐波磁动势，则三次谐波电动势与基波电动势之比为，基波磁动势幅值和三次谐波磁动势幅值之比为。

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。

z图1三、（27分）一台三相电力变压器额定容量S=1000 kV A，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=0.015+j0.053，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=0.1Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到1000r/min，计算：1、采用电枢串电阻调速需串入的电阻值；2、采用降低电源电压调速，电源电压应为多大。

2010－2011学年度第1学期 电机学第一次测验题答案及评分标准1、有一台三相变压器，额定容量kVA S N 10000=，额定电压12/35/10.5N N U U kV kV =，d Y ,联接，试求：（1）这台变压器一次、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流和相电流；（2）若负载的功率因数为0.85（滞后），则这台变压器额定运行时能带多少有功负载？输出无功功率又是多少？（15分）解：（1）135=N U kV ，2105=N U .kV；12021φ==N U .kV ，22105φ==N N U U .kV（4分）。

3116496===N S I .A （２分）；32100001054986⨯===N S I .A （２分）； 1216496φ==N N I I .A （１分）；231746φ==N I I .A （１分）； （２）310000100858500==⨯⨯=P S cos .kW ϕ（２分）；()331000010085100001005275270==⨯⨯=⨯⨯=P S sin arccos ..kVar ϕ（３分）。

2、一台三相变压器的额定数据如下：10000N S kVA =,12100006300N NU UV V =,一、二次绕组为星形、三角形联结，已知空载损耗0 4.9p kW =,短路损耗15kN p kW =。

求： （1）当该变压器供给额定负载且cos 0.8ϕ=（滞后）时的效率； （2）当负载cos 0.8ϕ=（滞后）时的最高效率； （3）当负载cos 1.0ϕ=时的最高效率；（15分）解：（１）2022120222022021114900150001997536300529108490015000++=-=-=-+++++=-=⨯⨯⨯++∑*Fe C ukN*Fe C u kNpp p p I p P m U I cos p p m U I cos p I p .%..ηϕϕ（５分）；（２）20572===*I .，3220224900119988210000100824900⨯=-=-=+⨯⨯+⨯m ax *N p .%S I cos p .ηϕ（５分）；（３）20572===*I .，32202249001199902210000101024900⨯=-=-=+⨯⨯+⨯m ax *N p .%S I cos p .ηϕ（５分）。

试卷要求:答题要求:每题只有一个正确的选项1(5.0分)若变压器的原边线圈匝数减少，变压器的励磁电流将（）。

•A)升高••B)降低••C)不变•2(5.0分)一台三相异步电动机运行在s=0.02时，则由定子通过气隙传递给转子的电磁功率中（）。

•A)有2%是转子铜耗••B)有2%是机械损耗••C)有2%是机械功率•3(5.0分)活塞式压缩机负载属于（）。

•A)恒功率负载••B)恒转矩负载•4(5.0分)电源电压不变，仅将降压变压器绕组反接，作升压变压器使用，则变压器的（）。

•A)励磁电流不变••B)励磁电流增加，甚至有可能烧坏变压器••C)励磁电流减小•5(5.0分)变压器的副边负荷电流产生的磁势和原边电流产生的磁势之间的关系（）。

•A)方向相反，起到去磁作用••B)方向相同，起到增磁作用•6(5.0分)异步电机的转子回路串对称三相电阻后，最大转矩的变化情况是（）。

•A)不变••B)正比下降••C)平方关系升高••D)开方关系下降•解析：无7(5.0分)直流电动机起动时，电枢回路的电流很大，可达额定电流的（）。

•A)4～7倍••B)10～20倍•8(5.0分)串励直流电动机没有理想空载转速，因而不能实现（）。

•A)能耗制动••B)反接制动••C)回馈制动•9(5.0分)当电动机的不变损耗等于可变损耗时，其效率（）。

•A)为零••B)最高••C)最低••D)等于1•10(5.0分)三相异步电动机气隙越大，空载励磁电流（）。

•A)越大••B)越小••C)不变•11(5.0分)他励直流电动机带恒转矩负载，升高电枢回路的电源电压，电机转速、电枢电流变化情况（）。

•A)升高；升高••B)升高；减小••C)升高；不变••D)降低；升高•12(5.0分)他励直流电动机拖动恒转矩负载额定运行，若励磁电流下降，其电枢电流将（）。

•A)升高••B)降低••C)不变•13(5.0分)直流发电机电磁转矩是（）。

•A)动力转矩••B)阻力转矩•14(5.0分)有一台两极绕线式异步电动机，要把转速调高，下列哪一种调速方法是可行的（）。

最新版电机学在线作业12016年满分答案
1.一台直流电机在220V电网上运行，空载电势为145V，略电枢反应。

当转速从1000r/min上升到XXX时，这台电机处于发电机状态。

2.一台正常运行的感应电动机，定子绕组接380V的三相电源。

如果起动时将定子绕组转换为Y接法，则直接起动的相电压为220V。

3.在应用T型等效电路进行变压器分析、计算时，电压与电流均应采用相值。

4.直流电动机换向器的作用是将直流电变换为交流电。

5.对称三相交流绕组中通入对称的三相正弦交流电流，产生圆形的基波旋转磁势。

6.磁路饱和时，磁通的增加将小于励磁电流的增加。

7.一台在电网中运行的变压器，其主磁通由一次侧外施电压决定。

8.一台正常运行的感应电动机，额定转速为1420(1/min)，则其同步转速为1500(1/min)。

B.功率因数将降低
C.效率将提高
D.转速将增加
E.温度将下降
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得分：5
知识点：电机学
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答案A,B解析：随着负载的增加，电动机的输入电流和功率因数都会增加，效率会下降，转速和温度都会增加。

8.在使用电流互感器时，二次侧绕组绝对不能开路，应该可靠接地。

9.如果一台满载运行的三相感应电动机，额定电压值为380V，机端电压下降10%继续运行，将会出现出力下降、发热增加和输入电流增大的现象。

10.经过修理后，每相匝数减少的三相感应电动机再运行时，与原电动机相比，输入电流增大，每相磁通减少。

其他选项与修理后的电动机无关。

《电机学》作业题解（适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》）1-5 何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。

1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采用硅钢片？答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。

1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m，铁心的相对磁导率为1000。

问：要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。

磁路段1长度和截面积：()120.050.20.0250.55m =⨯++=l ，210.050.150.0075m =⨯=A ；41m1710.55 5.83610A wb 10004100.0075π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+⨯=l ，220.050.100.005m =⨯=A ；42m2720.30 4.77510A wb 10004100.005π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+⨯=l ，230.050.050.0025m =⨯=A ；43m3730.309.54910A wb 10004100.0025π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 总磁阻：45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++⨯=⨯R R +R +R磁动势：5m 0.003 2.01610604.8A φ==⨯⨯=F R 励磁电流：604.8 1.512A 400===F i N在此电流下，铁心各部分的磁通密度分别为：110.030.4 0.0075φ===B TA220.030.6 0.05φ===B TA330.031.2 0.0025φ===B TA2-5 变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率主要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗？为什么？答：做空载试验时，变压器的二次侧是开路的，所以变压器输入的功率消耗在一次测的电阻和激磁（励磁）支路电阻上，空载时，变压器的一次侧电流仅为额定负载时的百分之几，加之一次侧电阻远远小于激磁电阻，所以输入功率主要消耗在激磁电阻上。

第一章 变压器基本工作原理和结构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？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1,U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。

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？答：由dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。

又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以1122N U N U =将增大。

或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。

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？答：不会。

因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。

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？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。

为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的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？答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。

电机学习题（附参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.所有非铁磁材料磁路都没有铁损耗。

()A、正确B、错误正确答案：B2.对于三相变压器而言，只要有角接绕组，二次侧感应电动势波形就是正弦波。

()A、正确B、错误正确答案：A3.大容量变压器的高压绕组一般采用纠结连续式绕组，以改普在大气过电压作用下绕组上的初始电位分布，防止绕组击穿。

()正确错误A、正确B、错误正确答案：A4.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。

()A、正确B、错误正确答案：A5.定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。

（）A、正确B、错误正确答案：A6.发电机失磁后，电磁功率减小。

（）A、正确B、错误正确答案：A7.由三绕组变压器等效电路可知，一次漏阻抗压降会直接影响二、三次主电动势，进而影响二、三次绕组端电压。

（）A、正确B、错误正确答案：A8.磁极数为2的电机，转子旋转一周，电角度改变720°。

（）A、正确B、错误正确答案：B9.变压器一、二次侧感应电动势之比可近似认为等于一、二次侧电压有效值之比。

()A、正确B、错误正确答案：A10.异步电动机运行过程中，如果转子突然被卡住，转子电流会下降。

（）A、正确B、错误11.同步调相机不带机械负载，只向电力系统送出或吸收无功功率。

（）A、正确B、错误正确答案：A12.理论表明，交流磁路损耗随交流绕组的频率增加而增大，也随磁通密度的最大值增加而增大。

()A、正确B、错误正确答案：A13.同步发电机作调相运行时，功角δ≈0。

（）A、正确B、错误正确答案：A14.绕线式异步电动机带恒功率负载稳定运行，若适当增大定子绕组电阻后电机重新稳定运行，则此时电机定子电流保持不变。

（）A、正确B、错误正确答案：B15.三相同步发电机感应电动势的相序是由直流励磁电源正负极顺序决定的。

（）A、正确B、错误16.根据磁路欧姆定律可知，任何磁路中的磁通量和磁路磁阻是成反比关系的。

《电机学》第一次作业答案一、单项选择题。

本大题共19个小题，每小题2.5 分，共47.5分。

在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.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（）。

( D )A.B.C.D.2.( A )A.0B.C.3.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势（）。

( A )A.都减小B.不变C.基波电势不变，谐波电势减小4.( C )A.B.C.D.5.( B )A.B.C.D.无法确定。

6.( B )A.2极B.4极C.6极D.8极7.( A )A.25％的转子铜耗B.75％是转子铜耗C.75％是输出功率D.75％是全机械功率8.同步发电机的额定功率指（）。

( D )A.转轴上输入的机械功率B.转轴上输出的机械功率C.电枢端口输入的电功率D.电枢端口输出的电功率9.( C )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10.同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（）。

( B )A.漏阻抗较大B.短路电流产生去磁作用较强C.电枢反应产生增磁作用D.同步电抗较大11.一台串励直流电动机，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（）。

( C )A.降低B.保持不变C.升高12.一台直流发电机，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 )A.E a下降30？B.T下降30？C.E a和T都下降30？D.端电压下降30？13.一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是（）。

( C )A.改变原动机的转向B.改变励磁绕组的接法C.改变原动机的转向或改变励磁绕组的接法14.( B )A.B.C.15.( A )A.B.C.16.( C )A.不变B.转速降低到原来转速的0.5倍C.转速下降D.无法判定17.( A )A.每极合成磁通B.所有磁极的总磁通C.主磁通每极磁通D.以上都不是18.一台并励直流电动机将单叠绕组改接为单波绕组，保持其支路电流不变，电磁转矩将（）。