电机习题答案

电机学复习题一、选择题1. 如果变压器的外特性曲线上升，则变压器的2U 与2I 的相位关系为（ ） A.2U 超前2I B.2U 滞后2I C.2U 与2I 同相位 D. 前三种情况都可能 2. 采用Y ，d 联接的三相变压器空载运行时，建立主磁通的电流为（ ）A. 一次侧基波电流B. 二次侧3次谐波电流C. 一次侧尖顶波电流D. 一次侧基波电流和二次侧3次谐波电流3. 三相双层叠绕组，采用短距和分布的目的是( )。

A ．获得较大的相电动势 B. 获得较大的磁动势C. 改善电动势和磁动势波形D. 获得较大的线电动势4. 三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于（ ）。

A. 电源电压大小B. 气隙大小C. 定、转子铁心材质D. 定子绕组的漏阻抗5. 同步发电机对称稳定运行时，电枢反应磁通（ ）。

A. 在励磁绕组中产生感应电动势，在电枢绕组中不产生感应电动势B. 在电枢绕组中产生感应电动势，在励磁绕组中不产生感应电动势C. 在励磁绕组和电枢绕组中均产生感应电动势D. 在励磁绕组和电枢绕组中均不产生感应电动势6. 一台并联于无穷大电网的同步发电机运行于正常励磁状态，欲增加发电机的有功输出，并保持功率因数不变，则应（ ）。

A. 增大输入转矩，增大励磁电流B. 增大输入转矩，减小励磁电流；C. 减小输入转矩，增大励磁电流D. 减小输入转矩，减小励磁电流。

7. 变压器铁心采用导磁性能好的硅钢片叠成，其目的是为了（ ）。

A. 减小磁路的磁滞损耗；B. 减小磁路的涡流损耗；C. 增加磁路的导磁性能；D. 前三个选项都对。

8. 变压器带负载后，电压变化率为０，则所带负载性质为（ ）。

A. 纯阻性B. 阻感性C. 阻容性D. 纯容性9. 三相异步电动机中，定子磁场与转子磁场之间（ ）。

A. 相对速度为1nB. 相对速度为nC. 相对速度为n n 1D. 相对速度为010. 异步电动机进行降压起动的目的是（ ）。

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，τ651=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 q542465651=⨯==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，τ981=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=0.24×10-3Wb ， 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 。

电机课后习题答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电力拖动基础部分课后习题答案1-8 某起重机电力拖动系统如图1-13所示。

电动机kW P N 20＝,950/min n r =，传动机构转速比13j =，2 3.5j =，34j =，各级齿轮传递效率1230.95ηηη===，各轴的飞轮矩221125GD N m =•，22250GD N m =•，22340GD N m =•，224460GD N m =•，卷筒直径0.5D m =，吊钩重01900G N =,被吊重物49000G N =,忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量和滑轮传递的损耗，试求：(1)以速度0.3/v m s =提升重物时，负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速；(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩； (3) 以加速度为20.1/m s 提升重物时，电动机输出的转矩。

解：（1）卷筒速度：'12360600.3n 11.46/min 22 3.140.2511.463 3.54481/min v r R n n j j j r ⨯'===∏⨯⨯==⨯⨯⨯=折算到电机转矩： ()039.559.55353.64810.95L G G v FvT N m n η+===* （另： ()()031900490000.25353.43 3.540.95L G G R G R T N m j j ηη++⨯'*====⋅⨯⨯⨯） 电机输出功率： 353.448117.895509550L T n P kw ⨯=== （2）负载飞轮矩：()()22202509000.2512725L G D G G R N m =+*=⨯=⋅ 折算到电机轴总飞轮矩：（3）∵ 20.1/a m s = ∴20.1/dvm s dt= 而 6060j 0.142159.622 3.140.25dn dv dt R dt π==⨯⨯=⨯⨯∴ 138.4159.6353.4412375T N m =⨯+=⋅1-9 某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。

同步电机 一、填空题： 1. 同步电机_____________对_____________的影响称为电枢反应。

同步发电机电枢反应的性质取决于__________________________。

电枢磁动势；励磁磁动势；内功率因数角2. 同步发电机当=0°时，除产生____________________电枢反应外，还产生__________________________电枢反应。

交轴电枢反应；直轴去磁电枢反应3. 利用同步发电机的_____________和_____________曲线可以测量同步发电机的同步电抗，利用____________和_____________曲线可以测量同步发电机的定子漏电抗。

空载特性；短路特性；空载特性；零功率因数负载特性4. 利用_________可以同时测量凸极同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。

转差法5. 同步发电机与电网并联运行的条件是：（1） ；（2） ；（3） ；（4） 。

发电机的频率等于电网的频率；发电机的电压幅值等于电网电压的幅值且波形一致；发电机的电压相序与电网的电压相序相同；在合闸时，发电机的电压相位与电网电压的相位一样6. ★同步电机的功率角有双重物理含义，在时间上是 和 之间的夹角；在空间上是和 之间的夹角。

励磁电动势0E ；电压U ；励磁磁动势1f F ；等效合成磁动势F δ'7. 同步发电机静态稳定的判据是___________，隐极同步发电机静态稳定极限对应的功率角= 。

0dT d θ>，90 8. 同步发电机并联在无穷大容量电网上运行时，要调节输出的有功功率，必须调节___________________________；如果只调节其输出的无功功率，可通过调节______________实现。

原动机的输入功率（或输入转矩）；励磁（电流）9. 一台并联在无穷大容量电网上运行的同步发电机，功率因数是超前的，则电机运行在______状态，此时发电机向电网发出__________的无功功率；若不调节原动机的输入功率而使励磁电流单方向调大，当发出的无功功率为零时，励磁状态为 状态；进一步增大励磁电流，电机变化到_____状态，此时发电机向电网发出_______无功功率。

《电机学(高起专)》习题一、单选题1、一台三相电力变压器，S N=20kV A, U1N/U2N=10000V/400V，采用Yd(星形/三角形)连接，当此变压器额定运行时，二次侧每相电流为( D )A(A) 50; (B) 28.87; (C) 2; (D) 16.67;2、升压变压器一次绕组的每匝电动势(A)二次绕组的每匝电动势。

(A) 等于(B) 大于(C) 小于(D) 不能确定3、如果变压器的电压和频率都增加5%，穿过铁心线圈的主磁通将(C)(A) 增加(B) 减小(C) 基本不变4、一台三相电力变压器，二次侧带对称负载运行时的端电压恰好等于变压器二次侧的空载电压，则该负载一定是(C)。

(A) 纯电阻负载(B) 电感性负载(C) 电容性负载(D) 无法判断5、三相异步电动机最大转矩的大小与(B)。

(A)转子电阻无关；(B)转子电阻有关；(C)转子漏电抗成正比；(D)转子漏电抗成反比。

6、同步电机三相突然短路时(D)。

(A) 三相短路电流的稳态值中，除了周期性分量外，还含有非周期性分量(B) 三相短路电流的每相瞬态电流中一定都含有非周期分量(C) 三相短路电流的每相瞬态电流中不含有非周期分量(D) 三相短路电流的每相瞬态电流中不一定都含有非周期分量7、一台50Hz的三相异步电动机，额定转速为720 r/min，则电动机的同步转速为(A)r/min(A) 750 (B) 720 (C) 600 (D) 10008、由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度(D)。

(A) 等于零(B) 是基波磁场转速的ν倍(C) 等于基波磁场转速(D)是基波磁场转速的1/ν倍9、异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩(C)(A) 变小(B) 变大(C) 不变(D) 不确定10、如果一台三相感应电动机运行时的转差率为0.25，则此时通过气隙传递的功率有(A)(A) 25%是转子铜耗(B) 75%是转子铜耗(C) 25%是定子铜耗(D) 75%是输出功率11、异步电动机运行时，总要从电网吸收一个(B)的无功功率。

= 317.5 49.78 kU 2 =205. 0.9164U 2 j242.4电机学（十五课本） 第二章变压器3 —5600 0__— - 513 A ， I 2^ - I 2N 3 = 513 , 3 = 296 A 3U 2N 3 6.3 103 额定电压：U 1N =U 1N ”3 =10 , 3 =5.774kV U 2N =U2N - 6.3kV 1低压侧开路实验： p 0 3 6800 3 0 1242」I 2N 二 S NR m I! Z m I2^ （7.4, 732U 20 ■■I 7.4、3 6300=1474“ J 11 Z V~m11X m2 -R^ = 1474.62 -124.22 =14694」 折算到高压侧（一次侧）： R m =k 2R m =0.9164 124.2 = 1042」 x m =k 2x m =0.9164 1469.4 -1232.8' 1一次阻抗基值： Z 1b=U 1N y 眄11N © 323 R m 104-25 83 x * Xm R m 5.83 , X m m Z 1b 17.87 mZ 1b 高压侧短路实验：18000 3 2 =0.05750 3232竺^69.02 仃.87 Z kP k 3 112k '■ U 1k I 1k U 1k 3 550 311k '■ X kR k二Z k 2 -R? = 0.9832 -0.05752 =0.981" R k 0.0575 1b - 17.87 “00325, Xk 6 Z1b 叫 0.0549仃.872采用近似等效电路，满载且 2 = arccoS 0.8 二 36.870, cos 2 -0.8 （滞后）时，取-U^U 2 00，贝U:0.9164一36・870= 323-36.870296f\• U 神=z k 乂-I 20 + -U2=0.983乂86.65° 汇323N -36.87° +k■ -U 2< ）< ）'、、JT ； I 2N - 2=~2^k2 2 2若U i =U 代上 4，贝U: U r — 205 kU 2 242.4 ，而 U q-U qN-5774V从而：U 2 =6073V ，-U 2 =6073 00，242 691205.24 99164 6073 ==5774认丨1=1神=歸+ -I 2© =3.915Z-82.76° +323/-36.87 = 326.6/ - 37.46 0 Al 丿 3)电压调整率：%= 5774 ^U 2 100%= 5774』9164 6073 100%= 3.56% 5774二 I 2 R k cos®2 + X k sin W 2 k 100% =(0.00325 x 0.8 + 0.0549 x 0.6 W 100% = 3.554% 输出功率：P 2 = S N cos 2 = 5600 0.8 =4480kW输入功率：P 1 = P 2 p cu P Fe =4480 18 6.8 =4504.8kWPc 4480额定效率： 二显 100% ----- 100% = 99.45%P 1 4504.8第二章直流电机3-11 一台他励发电机的转速提高 20%空载电压会提高多少（设励磁电流保持不变）？若为 并励发电机，则电压升高的百分值比他励发电机多还是少（设励磁电阻不变）？解：他励发电机u 0二E 二C e n 」，励磁电流不变，磁通不变，转速提高 20%空载电压会提 高20% 并励发电机，U 0二E 二c e n ：」=1 fRf ，转速提高，空载电压提高，空载电压提高，励磁电流 提高，磁通提高，空载电压进一步提高，所以，并励发电机，转速提高 20%空载电压升高的百分值大于他励时的20%。

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24109m 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。

一、填空题1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 。

答：交流的。

2. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流f I 不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 。

串入电阻后，电动机的输入功率1P 将 ，电枢电流a I ，转速n 将 ，电动机的效率η将 。

答：不行，不变，不变，下降，下降。

3．电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流a I 增加时，转速n 将 ，转矩T e 将 。

答：下降，增加。

4. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 损耗；对于直流电动机包括 损耗。

答：空载损耗功率，绕组铜损耗。

5．一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（假设磁路不饱和）。

答：1.25倍。

二、选择题1． 把直流发电机的转速升高２０℅，他励方式运行空载电压为01U ，并励方式空载电压为02U ,则 。

Ａ：01U = 02U ， Ｂ：01U < 02U ， Ｃ：01U > 02U 。

答：B2．一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U 降为0.5N U ,忽略电枢反应和磁路饱和的影响，此时电机的转速 。

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。

答：C3． 在直流电机中，公式n C E e a Φ=Ф和a T I C T Φ=中的Φ指的是 。

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 。

答：A4．在直流电机中，右行单叠绕组的合成节距c y y == 。

A ：p Q u 2,B ：ε±pQ u 2, C ：1, D ：2. 答：C 5．直流电动机的额定功率指 。

A:转轴上吸收的机械功率, B:转轴上输出的机械功率,C:电枢端口吸收的电功率, D:电枢端口输出的电功率。

《电机学》习题解答(吕宗枢)-11章-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1第11章 思考题与习题参考答案11.1 同步发电机感应电动势的频率和转速有什么关系? 在频率为50H Z 时，极数和转速有什么关系答:频率与转速的关系为：60pn f = 当频率为Hz 50时，30005060=⨯=pn 。

11.2 为什么汽轮发电机采用隐极式转子，水轮发电机采用凸极式转子？答：汽轮发电机磁极对数少（通常p =1），转速高，为了提高转子机械强度，降低转子离心力，所以采用细而长的隐极式转子；水轮发电机磁极对数多,转速低，所以采用短而粗的凸极式转子。

11.3 试比较同步发电机与异步电动机结构上的主要异同点。

答：同步发电机和异步电动机的定子结构相同，都由定子铁心、定子三相对称绕组、机座和端盖等主要部件组成。

但这两种电机的转子结构却不同，同步发电机的转子由磁极铁心和励磁绕组组成，励磁绕组外加直流电流产生恒定的转子磁场。

转子铁心又分为隐极式和凸极式两种不同结构。

异步电动机的转子分为笼型和绕线型两种结构形式，转子绕组中的电流及转子磁场是依靠定子磁场感应而产生的，故也称为感应电动机。

11.4 一台汽轮发电机，极数22=p ，MW 300=N P ，kV 18=N U ，85.0cos =N ϕ，Hz 50=N f ，试求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率。

解：（1）A U P I N N NN 6.1132085.010********cos 336=⨯⨯⨯⨯==ϕ（2）MW P N 300= MVA P S N N N 94.35285.0/300cos /===ϕv ar 186527.094.352sin M S Q N N N =⨯==ϕ11.5一台水轮发电机，极数402=p ，MW 100=N P ，kV 813.U N =，9.0cos =N ϕ，Hz 50=N f ，求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率；（3）发电机的转速。