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电机学复习资料第一章 基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的，掌握这些基本定律，是研究电机基本理论的基础。
▲ 全电流定律全电流定律 ∑⎰=I Hdl l式中，当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时，电流取正号。
在电机和变压器的磁路计算中，上式可简化为∑∑=Ni Hl▲电磁感应定律①电磁感应定律 e=- dtd N dt d Φ-=ψ 式中，感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。
②变压器电动势磁场与导体间无相对运动，由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。
电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的，线圈中感应电动势的有效值为m fN E φ44.4=③运动电动势e=Blv④自感电动势 dt di Le L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dt di 1 ▲电磁力定律f=Bli▲磁路基本定律① 磁路欧姆定律Φ=A l Ni μ=mR F =Λm F 式中，F=Ni ——磁动势，单位为A ；R m =Al μ——磁阻，单位为H -1； Λm =l A R m μ=1——磁导，单位为H 。
② 磁路的基尔霍夫第一定律0=⎰sBds 上式表明，穿入（或穿出）任一封闭面的磁通等于零。
③ 磁路的基尔霍夫第二定律∑∑∑==m R Hl F φ上式表明，在磁路中，沿任何闭合磁路，磁动势的代数和等于次压降的代数和。
磁路和电路的比较第二章 直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。
穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通；仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。
直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。
空载时，主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f （F 0）为电机的磁化曲线。
从磁化曲线可以看出电机的饱和程度，饱和程度对电机的性能有很大的影响。
▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关，而与电机的励磁方式无关。
四、计算题〔A〕〔1〕一台并励直流发电机，额定功率P N=10KW，额定电压U N=230V，额定转速n N=1450r/min,电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.532Ω；励磁绕组电阻R f=215Ω;额定负载时的电枢铁损耗P Fe=442W；机械损耗P m=104W,杂散损耗略去不计。
试求：①额定负载时的电枢绕组电动势E aN; 〔4分〕②额定负载时的电磁转矩；〔4分〕③额定负载时的效率。
〔4分〕〔2〕并励直流电动机，额定功率P N=7.5KW，额定电压U N=220V，额定电流I N=41.2A，额定转速n N=1500r/min,额定励磁电流I fN=1.2A，电枢绕组回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕Ra=0.55Ω,略去电枢反响影响，且C TΦ=9.55C eΦ。
试求：①额定情况下，励磁回路的电阻；〔2分〕②额定负载时的电磁转矩；〔4分〕③如果电网压降低到200V，求此时电机的转速为多少？〔该电动机在200V电压下运行时，励磁电流I f=1.09A，对应的C eΦ=0.127Wb,并设负载转矩保持不变。
〕〔4分〕四、计算题〔B〕〔1〕一台并励直流发电机，励磁回路电阻R f=44Ω，负载电阻R L=4Ω，电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.25Ω，端电压U=220伏。
试求：①励磁电流I f和负载电流I；〔4分〕②电枢电流I a和电枢电动势E a；〔4分〕③电磁功率P e和输出功率P2；〔4分〕〔2〕一台并励直流电动机，P N=17KW，U N=220V，n N=3000r/min，I N=88.9A电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.114Ω,励磁回路电阻R f=181.5Ω,略去电枢反响影响。
试求：①额定负载时的电磁转矩〔C TΦ=9.55C eΦ〕；〔4分〕②额定负载时的效率；〔2分〕③当电枢回路串入电阻r a=0.15Ω时，在额定输出转矩时的转速。
〔4分〕B卷：程小华电机学下试题直流电机之第4和5两章22分判断题5个：5分〔Yes / No〕1. 空载特性是指n＝n N＝常值，I＝0时，电枢的空载端电压与励磁电流之间的关系。
1、 一台变压器,额定容量为1000kVA, 额定电压为10000/400伏,Yd11接法,则变比为 ，原边额定电流为 。
2、 在铁芯饱和的情况下，施加于单相变压器的电压为正弦波时，励磁电流波形为 （①正弦波； ②尖顶波； ③平顶波）。
3、 一台三相同步电机，极对数p ＝2，双层绕组，每极每相的槽数ｑ＝3，此电机的定子总槽数为 ，绕组的分布因数为 。
4、 当变压器原边匝数增加10％时，在原边电压不变的情况下，副边电压 。
（①增加；②减小；③不变。
）原边漏电抗将 （①增加10％；②不变；③减小。
④增加21％）。
5、 变压器接感性负载时，随负载（即负载系数）增加，副边电压的变化情况是_______( ①不变；②减小；③增大；④不一定)。
6、 一台单相变压器，U 1N /U 2N =220/110伏,不慎将110伏绕组接到220伏电源上，则空载电流______(① 大增；②大减；③不变；④增加１倍；⑤减半)。
7、变压器空载合闸时，电压瞬时值为 时，空载合闸电流最大，其原因是 。
8、有两台联结组相同，额定电压相等的变压器并联运行，其中1000N S α=千伏安，k Z α=0.05，2200N S β=千伏安，K Z β＝0.055，当第一台满载时第二台输出的容量为 千伏安。
9、变压器的效率随负载变化而变化，当满足 条件时效率最高。
10、一台自耦变压器运行时，其传导容量和输入容量之比为_________( ①xy k ；②1xy k ；③1xy k -；④以上都不是)。
11、 台额定容量为1000／1000／1000kVA 的三绕组变压器，在不计有功及无功损耗的情况下，在所列运行状态中，不允许的是 。
（①S 2＝1000KVA,S 3=800KVA ； ②S 2＝600KW （纯有功），S 3＝600KVAr （纯无功） ③S 2＝1000KVA ，S 3＝0； ④S 2＝600KW（纯有功），S 3＝600（纯有功）。
第一章导论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 电机的定义 (1)1.1.2 电机的主要类型 (1)1.1.3 电机中使用的材料 (2)1.1.4 电机的作用和地位 (2)1.2 电机发展简史 (3)1.2.1 直流电机的产生和形成 (3)1.2.2 交流电机的形成和发展 (4)1.2.3 电机理论和设计、制造技术的逐步完善 (5)1.2.4 电机的发展趋势 (7)1.3 电机中的基本电磁定律 (8)1.3.1 全电流定律 (8)1.3.2 电磁感应定律 (9)1.3.3 电磁力定律 (11)1.4 铁磁材料特性 (12)1.4.1 铁磁材料的磁导率 (12)1.4.2 磁滞与磁滞损耗 (13)1.4.3 涡流与涡流损耗 (15)1.4.4 交流铁心损耗 (16)1.5 磁路基本定律及计算方法 (17)1.5.1 磁路基本定律 (18)1.5.2 铁心磁路计算 (21)1.5.3 永磁体磁路计算 (24)1.5.4 交流磁路特点 (27)1.6 电机中的机电能量转换过程 (28)1.7 电机的分析研究方法 (30)1.7.1 分析步骤 (30)1.7.2 研究方法 (31)习题 (32)电机学 第一章 导 论 1第一章 导 论1.1 概 述1.1.1 电机的定义广义言之，电机可泛指所有实施电能生产、传输、使用和电能特性变换的机械或装置。
然而，由于生产、传输、使用电能和实施电能特性变换的方式很多，原理各异，如机械摩擦、电磁感应、光电效应、磁光效应、热电效应、压电效应、记忆效应、化学效应、电磁波等等，内容广泛，不可能由一门课程包括，因此，作为电类相关学科，特别是电气工程学科的主要技术基础课，电机学的主要研究范畴仅限于那些依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量转换和信号传递与转换的装置。
依此定义，严格地说，这类装置的全称应该是电磁式电机，但习惯上已将之简称为电机。
虽然涵义上是狭义的，但就目前来说，能够大量生产电能、实施机电能量转换的机械主要还是电磁式电机，因此，在理解上不会有歧义。
华北电力大学2005—2006学年第二学期考试试卷(A)
一、选择与填空题 1、 一台变压器,额定容量为1000kVA, 额定电压为10000/400伏,Yd11接法,则变比为 ，原边额定电流为 .
2、 在铁芯饱和的情况下，施加于单相变压器的电压为正弦波时，励磁电流波形为 （①正弦波； ②尖顶波； ③平顶波）.
3、 一台三相同步电机，极对数p ＝2，双层绕组，每极每相的槽数ｑ＝3，此电机的定子总槽数为 ，绕组的分布因数为 .
4、 当变压器原边匝数增加10％时，在原边电压不变的情况下，副边电压 .（①增加；②减小；③不变.）原边漏电抗将 （①增加10％；②不变；③减小.④增加21％）.
5、 变压器接感性负载时，随负载（即负载系数）增加，副边电压的变化情况是_______( ①不变；②减小；③增大；④不一定).
6、 一台单相变压器，U 1N /U 2N =220/110伏,不慎将110伏绕组接到220伏电源上，则空载电流______(① 大增；②大减；③不变；④增加１倍；⑤减半).
7、变压器空载合闸时，电压瞬时值为 时，空载合闸电流最大，其原因是 .
8、有两台联结组相同，额定电压相等的变压器并联运行，其中1000N S α=千伏安，k Z α=0.05，2200N S β=千伏安，K Z β＝0.055，当第一台满载时第二台输出的容量为 千伏安.
9、变压器的效率随负载变化而变化，当满足 条件时效率最高.
10、一台自耦变压器运行时，其传导容量和输入容量之比为_________( ①xy k ；②1xy k ；③1xy k -；④以上都不是).
11、 台额定容量为1000／1000／1000kVA 的三绕组变压器，在不计有功及无功损耗的情况下，在所列运行状态中，不允许的是 .（①S 2＝1000KVA,S 3=800KVA ； ②S 2
＝600KW （纯有功），S 3＝600KVAr （纯无功） ③S 2＝1000KVA ，S 3＝0； ④S 2＝600KW
（纯有功），S 3＝600（纯有功）.
12、在三相对称的交流绕组中通入三相对称的交流电流时，其合成磁势波除基波外还主要有 次和 次谐波磁势（列出次数最低的两个谐波）.
13、在电机定子上放有相距１２０°空间电角度的两根导体，转子绕组通入直流产生一对极的气隙磁场，当转子恒速旋转时，每根导体中感应的基波电势有效值为8伏；若把两根导体组成线匝，则该线匝产生的基波电势有效值为 伏.
14、有一台三相交流同步发电机，１０极，若转子磁场以６００转／分的转速相对三相绕组
旋转，那么绕组中产生感应电势的基波频率为赫，产生的五次谐波电势频率为赫.
15、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：(①绕组节距为（4／5）τ；②绕组节距为（6／7）τ；③绕组节距为（５／６）τ).
16、旋转磁场的转向取决于通入三相定子绕组中的三相交流电源的(①相序；②幅值；③频率).
17、一个整距线圈的两个线圈边，在空间上相距电角度，如果电机为p对极，在空间上相距机械角度.
18、同步发电机的短路比是表征其性能和造价的一项重要指标，当短路比大时：
(①电压变化率小，稳定性好，造价高②电压变化率小，稳定性好，造价低
③电压变化率大，稳定性好，造价高④电压变化率大，稳定性差，造价低).
19、并网运行的同步发电机的V形曲线如下图所示，假设该同步发电机可能运行在曲线上的
a、b、c、d、e、f、g或h点，那么如果该发电机空载运行（I＝0），则应该对应曲线上的点；该发电机过励运行，则可能对应曲线上的点；该发电机发出最大的有功功率，则对应曲线上的点；发电机静态稳定能力最弱，则对应曲线上的点.
x x x x x）.
20、请由大到小排列某凸极式同步发电机参数数值大小（,,,,
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21、一台同步电动机运行在过励状态，那么它一定会从电源吸收性质的无功功率.
22、一台并网运行的同步发电机，在正常励磁情况下，逐渐增加励磁电流则电机无功功率（①吸收感性，②吸收容性，③不吸收）.
23、一台并网运行的同步发电机，要调节其有功功率大小，必须调节；要调节无
功功率大小，可调节 .
24、一台并网运行的同步发电机，增加它的励磁电流，则其静态稳定能力将（①增
加，②减小，③不变）.
25、一发电厂供应一远距离用户，为改善功率因数添置一台调相机，此机应装在
（①发电厂内；②用户附近；③在输电线路中间；④装哪儿都可以）.
26、变压器负载运行时，铁心中的主磁通的大小取决于__________________
27、变压器并联条件中必须满足的条件是（）
①．变比相等②．级别相等③．短路阻抗相等④．短路电压标么值相等
二、作图题
1、利用相量图确定下图三相变压器的联接组别号：
2、一台两极同步发电机其示意图如下所示，图中标出了电流、电动势的正方向和转子的位
置，如果电流I &落后于电动势E 0 30度时间电角度.试在统一的时空相矢图中作出F f1，F a ，E 0
（A 相），I &（A 相）的矢量和相量，并说明电枢反应的性质.
三、实验题
试述三相同步发电机并联电网的条件；采用旋转灯法怎样来判断并网条件？
四、计算题
1、一台三相凸极同步发电机的额定数据如下：Y 接法，
N P =400Kw,N U =6300V,cos N ϕ=0.8(滞后),f=50Hz, N n =750r/min, d x =103.1Ω,q x =62Ω,忽略电枢电阻，试求额定运行时的功率角θ以及励磁电动势0E 的大小.
2、一台125000KVA 、50Hz 、110/11KV 、Y N 、d 联接三相变压器、空载电流00.02N I I =空载损耗P0＝133KW ，短路电压K U ＝0.015，短路损耗PKN ＝600KW ，求额定状态时的激磁阻抗和短路阻抗标么值，并画出T 等效电路
3、 有一台两极50Hz 汽轮发电机数据如下：
N S =31250kVA ，N U =10.5Kv(Y 接法)，ϕcos =0.8(滞后)，定子每相同步电抗c X =7.0Ω（不饱和值），而定子电阻忽略不计，此发电机并联运行于无限大电网，试求：
（1） 当发电机在额定状态下运行时，功率角N θ，电磁功率N P ，过载能力m k 为多大？
cos将变为多少？（2）若维持上述励磁电流不变，但输出有功功率减半时，θ、M P、ϕ输出无功功率将怎样变化？。
