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？
4
2
..........................
1-
4：有一闭合磁路，由铁心和气隙组成。铁心截面积
S = 9^10 m ,磁路平均长度
I =0.3m ，铁心磁导率 ％=5000她；气隙长度6 = 0.0005m ，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？
卜0 =4兀=<10^7 H/m o
----------------------------------------------------------------- 交作业 1——
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=20000kVA,U 1W 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47k 叫不计环境温度影响，计算变压器
归算到高压侧的激磁阻抗参数 (实际值)。(k=11.5455,R=3026,X=32083)
2
U 2 2 11勺03
-
Z m =k 2
K 二=11.552 K --------------- = 32225.77。
12 45.5
2
P 2 47 10 R m =k 2 2=11.552 — =3028.58' 1 12 45.52
X m = jZ m f-H =J32225.772-3028.582 =32083.14Q
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
U 1N
U 2N
127
11
=11.55
抗参数(实际值)。(I=157.48,R=5.202,X=58.44)
!IN S N 20000=157.5A 127 Z k U 1N U ik 9240 ------- =58.67"
I 1k 157.5 P 1k 129000 = _2
I 1k 157.5 =5.2" X k =\；
'|Z k |2-Rk =v'58.72 -5.22
=58.47。 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 4 =0.8。(Z=645.08+483.81j,z=639.8+425.4j)
----------------------------------------------------------------- 交作业 2-
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。 2-6:三相变压器，额定容量 5000kVA ，额定电压10kV/6.3kV , Yd 连接，计算 1) 一、二次侧的额定电流； 288.7A,458.2A
I 1N _ S N
5000 一 3U 1N 一 1.732 10 = 288.68A I 2N
S N ■3U 2N 5000 -- =458.23A 1.732 6.3 2) 一、二次侧的额定相电压和额定相电流。 5.774kV,6.3kV,288.7A,264.6 因为是 Yd 接法，所以 I 1N = I 1^ = 288.68A ,U@ = U 1N
= ——— =5.774kV '
'、3 1.732
U 2必=U 2N =6.3kV 12小=，^ = 458.23 = 264.57 A " ' 3 1.732
2-7:变压器的并联运行条件是什么？ 2- 8 : 2-4中变压器，满负荷运行时， cos? =0.8,利用简化等效电路，利用标幺值计算该变 压器的电压调整率。(Zb=806.4, 0.0486) ----------------------------- 交作业 3—— 第三章：直流电动机
3- 1:简述直流电动机结构。什么是直流电动机的励磁方式？直流电动机有哪些励磁方式？ 3-2:什么是直流电动机的额定功率、额定电压和额定电流？ 3-3:什么是直流电动机的电枢反应，电枢反应对直流电动机什么性能有影响？ 3-4: 一台并励直流电动机，额定功率 2.6kW ，额定电压110V ，额定电流 28A,额定转速 1470r/min ，电枢总电阻 Ra=0.15 Q ,励磁电阻 R fN =140 Q 。计算该电动机额定运行时的电动 势和电磁转矩。
U =Ea
R a i a
E a E10-0.15 (28-0.786) =106V P =E a Ia
e a
a
P 106 27.214
T e =圣= ---------------- =18.75N *m e 2 二 %
60
交作业 ---------------------- 4—— 3- 5 : 一台他励直流电动机，额定功率
P N =22kW 额定电压 U=220V,额定电流I N =115A,额
定转速n N =1500r/min ，电枢回路总电阻 Ra=0.1 Q,忽略空载转矩 用。计算电机特性
1 . C e ①N 和理想空载转速； 2. 固有机械特性斜率； 3. 额定电磁转矩； 4. 电动机带恒转矩负载 T L =0.85T N 运行时的电机转速；
5. 电枢串1.5 Q 电阻时的人为特性（理想空载转速和曲线斜率） 3-
6 :直流电动机参数如 3-5 ,进行起动参数计算
直接起动时的电流和电磁转矩； 限制起动电流在 限制起动电流在 3-
7 :直流电动
机参数如 1 .电枢串1 Q 电阻，
2. 电压为100V,转速为多少；
3. 欲把转速调至 1000 r/min ,电枢串电阻值。
4. 欲把转速调至 800r/min ,电压值。
3- 8:直流电动机参数如 3-5,负载为位能性恒转矩负载（数值上等于额定电磁
转矩）
-200r/min 下放重物，计算电枢回路串电阻大小？
1. 能耗制动运行方式；
2. 倒拉反转制动运行方式。
交作业
第四章：交流绕组
4-
1:两导体（A , B ）位于四极交流电机定子上，沿转子旋转方向， A 超前B 10°
（空间机
I f
110 R fN
= 0.786A
T 0和电枢反应的去磁作 1. 2. 3. 2I N 时，电枢串电阻值； 2I N 时，电压值； 3-5 ,电机在额定状态下运行，进行调速计算
转速为多少；
械角度），则这两导体电动势相位差为多少，如果把这两导体首尾相连组成一个线圈，则该线圈电动势与导体A电动势相位关系如何，用向量图说明。
4- 2：交流绕组A位于四极交流发电机定子上，电机转速1400r/min ,绕组中感应正弦电动势，
则电动势频率为多少？
4- 3:单相交流绕组中通交流电，产生的磁动势性质如何？对称三相交流绕组中通三相交流 电，产生的磁动势性质如何？
答：单相交流绕组中产生的是脉振磁动势；对称三相交流绕组中产生的是旋转磁动势。
4- 4:三相交流电机(50 Hz )，当该电机分别为2极、4极、6极和8极时，该电机中旋转磁 场的转速分别为多少？
pn = 60 f
交作业
第五章：三相异步电动机
5- 1:简述三相感应电动机的结构。笼型转子与绕线型转子有什么区别？
5- 2： 一台50Hz 感应电动机，额定
转速730r/min 。则该电机极对数和同步转速为多少？电机 额定运行时的转差和转差率又为多少？当电机转速降低时， 电机的转差和转差率分别如何变
化？
5- 3:感应电机为什么功率因数总是滞后的？感应电机负载增大时，定子电流为什么会增 大？ 5-
4 : 一台三相四极的绕线型感应电动机 (50Hz),电机转速
1470r/min ,则转子电动势和转
子电流频率为多少，转子磁动势相对转子转速为多少，相对定子的转速又为多少？
f 2 = f 1 S =50 0.02 = 1Hz n =n s S =1500 0.02 =30r/min
转子磁动势相对定子的转速为
0 。
5-5 : 一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率
10k 叫额定电压380V, Y 接，电机转速
1450r/min ，定子每相电阻 R=1.33 Q ，漏抗X1, =2.43 Q ，转子电阻归算值 R' =1.12 Q ,漏 抗归算值X 2O =4.4Q,不计激磁回路，计算电机运行时的定子电流。
1500-1450 「Me 0.033 1500
交作业 7—— 5-6 : 一台三相四极的笼型感应电动机， 额定功率10kW 额定电压380V,额定转差率0.032,
f P n f = -------
60 2 1400 60
=46.67 Hz
s=q
n s
1500-1470
1500
= 0.02
S=^^
n s
I 1 =12
R 1
修 X K X^2
s
220
1.33
1.12
2.43 4.4 2
0.033
= 6.12A
定子每相电阻R=1.33 Q,转子电阻归算值R' =1.12 Q,激磁电阻R=7Q ,额定运行时的定子相电流I i=11.47A，转子电流归算值成=10.02A，激磁电流W3.917A,机械和杂散损耗共计200W试计算该电机的电磁功率、输入功率和效率？
P 产P N%耗=10000 200 =10200W
P] 10200
R = 一'"- = ---------- =10537W
1-S 0.968
_ 2 R2 _2 1.12 -
R=3I22=3 10.02 ——=10542W
S 0.032
舄〔=312& =3 11.472 1.33 =525W
品=31沉=3 15.7688 7 =331
P =R +?或+P Fe =10537 +525 +331 =11385 W
P N 10000
N% =87.8%
P 11385
5-7 :写出感应电动机电磁转矩的三种表达式。
1）电磁功率表达；T e= 里
,■1S
P
2）总机械功率表达；T e-
3）主磁通、转子电流和转子的内功率因数表达。T e =Cr'I
5-8 :转子电阻对感应电机的Te-s曲线有什么影响？适当增大转子电阻对感应电机的起动
电流、起动转矩有什么影响？
5-9:什么是感应电动机的工作特性？当负载增大时，这些特性如何变化？
5- 10:试述笼型感应电动机的起动和调速方法？绕线型感应电动机在起动和调速时有什么独特的方法？
---------------------------------------------------------------- 交作业8——
第六章：同步电机
6- 1:简述同步电机隐极和凸极转子有什么特点？
6- 2:同步发电机空载运行时，激磁电动势E O都与哪些因素有关？与励磁电流之间是什么关
系？
6- 3: 一台汽轮发电机，额定容量15000kVA，额定电压6.3kV （Y 接），额定功率因数cos?
=0.8 （滞后），同步电抗标幺值为1.968,不计磁饱和与电枢电阻，则额定负载时发电机的激磁电动势E O为多少？（U=3634V,I N=1374.6A,9783V）