计算题
直流电机
1. 一台直流发电机数据：62=p ，总导体数N=720，62==a ，运行角速度π40=Ωrad/s ，
每极磁通Φ=0.0392Wb 。试计算： （1）发电机的感应电动势；
（2）当转速n=900r/min ，但磁通不变时的感应电动势； （3）当磁通Φ=0.0435Wb ，n=900r/min 时的感应电动势。
2. 一台四极、82kW 、230V 、971r/min 的他励直流发电机，如果每极的合成磁通等于空载额定
转速下具有额定电压时每极磁通，试求当电机输出额定电流时的电磁转矩。
3. ★★一台并励直流发电机，35=N P kW ，V U N 115=，min /1450
r n N =，电枢电路各绕组总电阻Ω=0243.0a r ，一对电刷压降V U b 22=?，关励电路电阻Ω=1.20f R 。求额定负载时的电磁转矩及电磁功率。
4.一台并励直流电动机的额定数据如下：P N ＝17kw ，U N ＝220V ，n ＝3000r/m ，I N ＝88.9A ，电枢回路电阻R a =0.0896欧，励磁回路电阻R f ＝181.5欧，若忽略电枢反应的影响，试求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）额定负载时的效率；（4）在理想空载（I a ＝0）时的转速；（5）当电枢回路串入电阻R ＝0.15欧时，在额定转矩时的转速。 解（1） 1.54300026017000=??=Ω=
πN N N P T N ·m
（2） Ω===
212.15
.181220R U I f N fN 688.87212.19.88=-=-=fN N aN I I I A
14.2120896.0688.87220=?-=-=R I U E a aN N aN V
13.18602
688.8714.212=?==I E P aN aN eN w 2.5926013.18602=??=Ω=
N N
eN eN n P T π N·
m （3） 1.51.542.590=-=-=T T T N eN N·m
2.160260
3000
21.500=??
=Ω=πT P w
P P P P cuf cua eN N ++=1
R I R I P f f a a eN 2
2++=
＝18602.13+87.6882×0.0896+1.2122×181.5 ＝19557.7 w
%9.86%1001=?=P P N
N N η
（4）m r E n U C U n aN
N N e N
/2.311114.21230002200=?==Φ=
（5）因为调速前后T e 不变，所以I a 不变
V R R I U E a a N a 199
)15.00896.0(688.87220)('=+?-=+-= m r E E n n a aN
N
/2.281419914.2123000''=?=?=
5.★★一台并励发电机，P N ＝6kW ，U N ＝230V ，n ＝1450r/m ，电枢回路电阻Ω=921.075R a ，励磁回路电阻Ω=177R f ，额定负载时的附加损耗60=?P W ，铁耗5145.P Fe =W ，机械损耗
4.168=ΩP W ，求额定负载下的输入功率、电磁功率、电磁转矩及效率。
解：发电机 09.262306000===
U P I N
N N A 39.2717723009.26=+=+
=R U I I f
N N aN A
23.255921.039.27230=?+=+=R I U E a aN N aN V
所以 75.699039.2723.255=?==I E P aN aN eN W
04.46145026075.6990=??=Ω=
πN
eN eN P T N ·m
P P P P P Fe eN N +++=?Ω1
6990.75168.4601
7364.65
=+++=
%5.8165
.73646000
1==
=P P N
N N η 6.已知一台并励直流发电机,额定功率10N P KW =额定电压230N U V = ,额定转速
1450/min N n r =，电枢回路总电阻0.486a R =Ω,励磁绕组215f R =Ω 一
对电刷上压降为2V ,额定负载时的电枢铁耗 442e F p W = ,机械损耗104m p W = ,求:
(1)额定负载时的电磁功率和电磁转矩;
(2)额定负载时的效率
7. ★★有一台17KW ，220V 的并励电动机，额定转速1450/min N n r =，
95, 4.3,0.09,
N fN I A I A R ===Ω额定电流和励磁电流分别为
95, 4.3,0.09,N fN I A I A R ===Ω 试求额定负载时
（1）电枢电流和电枢电动势； （2）电磁转矩和电磁功率；
（3）输入功率和效率。
8 ★★一台并励直流电机并联于220V 直流电网运行，已知电机支路对路1a =，极对数2p =，
电枢总导体数372Z =，额定转速1500/min N n r =，每极磁通2
1.110Wb -Φ=?，电枢回路
总电阻0.2a R =Ω，励磁回路总电阻120f R =Ω，铁损362Fe p W =，机械损耗204m p W =，试求：（1）此直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？ （2）电机的电磁转矩T ；
（3）输入功率和电机的效率；
（1204.6;100.3(.);17343();87.6%a E V T X m P W η====）
变压器
1. ★一台单相变压器，KVA S N 1000=，
kV U U N
N 3.660
21=，Hz f N 50=，空载及短路实验的结果如下：
试计算：（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假定2'
21k R R =
=，2
'
21k X X X ==σσ （2）画出折算到高压边的T 型等效电路； （3）计算短路电压的百分值及其二分量；
（4）满载及8.0cos 2=φ滞后时的电压变化率及效率; （5）最大效率。
2.★一台3kVA ，230/115V 单相变压器，原线圈电阻Ω=
3.01R ，副线圈电阻Ω=05.02R ，原线圈漏抗Ω=8.01σX ，副圈漏抗Ω=1.02σX ，铁耗W p Fe 45=，额定负载时铜耗W p cu 85=。
求：(1) 副方功率因数为0.9（滞后）时的电压变化率；
(2) 供给3.04kw ，功率因数为0.95（滞后）负载时的效率。
3．★一台单相变压器50kV A 、7200/480V 、60Hz 。其空载和短路实验数据如下
试求：（1）短路参数及其标么值；
（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；
（3）额定负载电流、功率因数9.0cos 2=φ滞后时的电压变化率、副边电压及效率。
（注：电压变化率按近似公式计算）
4.★一台单相变压器，50kV A ，7200/480V ，60Hz 。其空载和短路实验数据如下：
试求：（1k k k （2）空载和满载时的铜耗和铁耗；
（3）额定负载电流，功率因数9.0cos 2=φ（滞后）时的电压变化率，二次侧电压及效率。（注：电压变化率用近似公式计算）
5.★★三相变压器的额定值为S N ＝1800kV A ，U 1N /U 2N ＝6300/3150V ，Y ，d11联结，空载损耗P 0＝
6.6kW ，短路损耗P k ＝21.2kW ，求
（1） 当输出电流I 2＝I 2N ，8.0cos 2=φ时的效率； （2） 效率最大时的负载系数βm 。
6.★★一台三相变压器的铭牌数据如下，S N ＝750kV A ，U 1N /U 2N ＝10000/400V ，Y ，yn0联结。低压边空载实验数据为：U 20＝400V ，I 20＝60A ，P 0＝3800w 。高压边短路实验数据为：U 1k ＝440V ，I 1k ＝43.3A ，P k ＝10900w ，室温200C ，试求：
（1） 变压器的参数，并画出等值电路；
（2） 当：a ）额定负载8.0cos 2=φ，b ）8.0)cos(2=-φ时，计算电压变化率u ?、二
次侧电压U 2及效率。
7.★★有一台三相变压器容量S N ＝100kV A ，U 1N /U 2N ＝6000/400V ，Y ，yn0联结，数据：u k ＝4.5％，P k ＝2270w ，此变压器二次侧接至三角形联结的平衡三相负载，每相负载阻抗Z L ＝3.75+j2.85Ω，求：
（1）在此负载下的负载电流及二次侧端电压； （2）一次侧功率因数（不计励磁电流）。
8★★某工厂由于生产的发展，用电量由500kV A 增加到800kV A 。原有一台变压器S N =560kV A, U 1N /U 2N ＝6000/400，Y ，yn0联结，u k ＝4.5％。现有三台变压器可供选用，它们的数据是：
变压器1：320kV A ，6300/400V ，u k ＝4％，Y ，yn0联结； 变压器2：240kV A ，6300/400V ，u k ＝4.5％，Y ，yn4联结； 变压器1：320kV A ，6300/440V ，u k ＝4％，Y ，yn0联结；
1、试计算说明，在不使变压器过载的情况下，选用那一台投入并联比较适合？
2、如果负载增加需选两台变比相等的与原变压器并联运行，试问最大总负载容量是多少？
那台变压器最先达到满载？
9★两台变压器并联运行均为Y ，d11联结标号，U 1N /U 2N ＝35/10.5kV ，第一台1250kV A ，u k1＝6.5％，第二台2000kV A ，u k1＝6％，试求：
1、总输出为3250kV A 时，每台变压器的负载是多少？
2、在两台变压器均不过载的情况下，并联组的最大输出为多少？此时并联组的利用率达到多少？
10. ★★如图所示，单相变压器高压绕组12220110N N U U V =出线端为A 、X ，低压绕组出线端为a 、x ，A 和a 为同极性端，在A 和X 两端加220V ， ax 开路时的励磁电流为 0
I ,主磁通
为 m Φ励磁磁动势为 0F ，励磁阻抗为 m Z 求下列三种情况下的主磁通、励磁磁动势、励磁电流和励磁阻抗。
(1) AX 侧开路,ax 端加110V 电压; (2)X 和a 相连,Ax 端加330V 电压; (3) X 和x 相连,Aa 端加110V 电压
11★★一台单相变压器, 1220000,/127/11,50N N N S kVA U U kV kV Hz ==在二次侧做空载试验，测得数据为: 22220011,45.5,47N U U kV I I A p kW =====在一次侧做短路试验，测得数据为
11119.24,157.5,k N U U kV I I A ==== 129k p kW =室温15C ?求：
(1) 归算到高压侧时的激磁阻抗的漏阻抗。
(2) 已知 '
121(75) 3.9,,C R X X σσ?=Ω= 画出T 形等效电路
12 一台三相变压器, 一、二次绕组均12/10000/400N N U U V =为星形联结，在二次侧做空载试验，测得数据为222200400,60,3800N U U V I I A p W =====在一次侧做短路试验，测得
数据为1111440,43.3,k N U U V I I A ==== 10900k p W =室温20C ?
求：该变压器每一项参数
13.
一台三相变压器 121000,/10/6.3,
N N N S kVA U U kV kV ==
Yd 联结.当外施额定电压
时,变压器的空载损耗, 0 4.9P kW
=
,空载电流为额定电流的5%.当短路电流为额定值时,
短路损耗15k P kW =(已换算到 75度) 短路电压为额定电压的5.5%.试求归算到高压侧的激磁阻抗和漏阻抗的实际值和标么值. 14. ★★一台三相变压器，125600,/35/6.3,N N N S kVA U U kV ==一、二次绕组分别为星形、三角形联结，在高压侧做短路试验，测得112610,92.3,53k k k U V I A p kW ===
122,N N U I I ==1当U 时，测得二次电压2N U U =2求此时负载的性质及功率因素角的大小。
异步电机
1. ★★一台三相感应电动机，额定功率kW P N 4=，额定电压V U N 380=，?型接法，额
定转速min /1442r n N =，定、转子的参数如下：
Ω=47.41R Ω='18.32
R Ω=9.11m R ； Ω=7.61σX Ω='85.92
σX Ω=7.6m X 。
试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。 解：转差率 0387.01500
1442
150011=-=-=
n n n s 额定转速时的电磁转矩 22
12212
2
1
1
)()(31
σσX X s R R s
R U T em '++'
+'Ω=
m N m N T em
?=?+++?
??=14.29)85.97.6()0387
.018.347.4(0387.018
.33803601500212
2
2π 最大转矩为 ]
)([231
2212112
11m a x σ
σX X R R U T '+++Ω=
m N m N ?=?+++??=77.63])85.97.6(47.447.4[2380360
150021222
π
起动电流为 2
212
2
11
)()(σσX X R R U I st '++'+=
A A 84.20)
85.97.6()18.347.4(380
2
2
=+++=
起动线电流 A A I I st stl 05.3684.2033=?==
起动转矩 22122
122
11)()(31
σσX X R R R U T '++'+'Ω=
m N m N ?=?+++???=39.26)85.97.6()18.347.4(18
.3380360
1500212
22π 2. ★有一台三相四极感应电动机，Hz 50，V U N 380=，Y 接法，83.0cos =N ?，
Ω=35.01R ，Ω='34.02
R ，04.0=N s ，机械损耗与附加损耗之和为W 288。设A I I N N 5.202
1='=，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。 解： 全机械功率 W W R s s I m P N 1028834.004
.004
.015.2031222
2
1=?-??='-'=Ω 输出功率 W W p p P P ad 10000)28810288()(2=-=+-=ΩΩ
电磁功率 W W s P P em 1071604
.0110288
1=-=-=
Ω 同步转速 min /1500min /2
50
606011r r p f n =?==
额定转速 min /1440min /1500)04.01()1(1r r n s n N N =?-=-= 电磁转矩 m N m N n P P T em em em ?=????==Ω=
26.68150016.32601071660
21
1π
或 m N m N P T em ?=??
=Ω
=
Ω
26.6860
1440210288
π 负载转矩 m N m N P T ?=??
=Ω
=
35.6660
1440210000
2
2π 3. ★★一台三相感应电动机，W P N 5.7=，额定电压V U N 380=，定子?接法，频率为Hz 50。额定负载运行时，定子铜耗为W 474，铁耗为W 231，机械损耗W 45，附加损耗W 5.37，已知min /960r n N =，824.0cos =N ?，试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。
解 转差率 04.01000
960
100011=-=-=
n n n s 转子电流频率 Hz Hz sf f 25004.012=?==
全机械功率 W W p p P P ad 7583)5.37457500()(2=++=++=ΩΩ 电磁功率 W W s P P em 789804
.017583
1=-=-=
Ω 转子铜耗 W W sP p em Cu 316789804.02=?==
定子输入功率 W W p p P P Fe Cu em 8603)2314747898(11=++=++= 定子线电流 A A U P I N 86.15824
.038034.8603cos 31
11=??=
=
?
电动机效率 %17.878603
7500
12===
P P η 4. ★一台三相四极Hz 50感应电动机，kW P N 75=，min /1450r n N =，V U N 380=，
A I N 160=，定子Y 接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的%90，21Cu Cu p p =，kW p Fe 1.2=。试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。
解 转差率 0333.01500
1450
1500=-=
s
输出转矩 m N m N P P T N N ?=????=Ω=Ω=2.4941450
260
1075322π
电磁功率 kW kW T T P em em 21.8660
1500
29.02.4949.0121=??=Ω=
Ω=π 转子铜耗 W W sP p em Cu 2870862100333.02=?== 定子铜耗 W p p Cu Cu 287021==
输入功率 W W P p p P em Fe Cu 91180)8621021002870()(11=++=++= 功率因数 867.0160
3803911803cos 11=??=
=
N
N I U P ?
5. 有一台三相感应电动机，Hz 50，380V ，?接法，其空载和短路数据如下： 空载试验 V U U N 3800== ，A I 2.210= kW P 34.10= 短路试验 V U k 110=， A I k 8.66= ， kW P k 14.4=
已知机械损耗为W 100，σσ2
1X X '=，求该电机的T 型等效电路参数。 解 由空载损耗求得铁损耗为
W
W p I mR P p Fe 1060)100)3
2.21(
4.031034.1(2
3
2
010=-??-?=--=Ω
励磁电阻 Ω=Ω???
? ???=
=
36.232.21310602
2
mI p R Fe m
空载总电抗 Ω=Ω???
?
??==
+=3132.21380
0010I U X X X m σ 由短路试验求得 短路阻抗 Ω=Ω???
?
??==
85.238.66110
k k k I U Z
短路电阻 Ω=Ω???
? ??=
=
928.038.66414032
2
k
k k I P R
短路电抗 Ω=Ω-=-=
69.2928.085.2222
2
k k k R Z X
转子电阻 k
k X X X R R R --='00
12
)(
Ω=Ω-?
-=578.069
.23131
)4.0928.0(
转子漏抗 )(2022
0012
X R X X X X X X k
+'--=='σσ Ω=Ω??
???
?+?--
=37.1)31578.0(3169
.2313122 励磁电抗 Ω=Ω-=-=63.29)37.131(10σX X X m
6. 已知三相铝线感应电动机的数据为kW P N 10=，V U N 380=，定子?接法，
A I N 36.11=，Hz 50，定子铝耗（ 75）W p Cu 557
1=，转子铝耗( 75)W p Cu 3142=，铁耗W p Fe 276=，机械损耗W p 77=Ω，附加损耗W p ad 200=。
试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。 解 同步转速为 m i n /1500m i n /2
5060601r r p f n =?==
全机械功率为 kW kW p p P P ad 28.10)2.0077.010(2=++=++=ΩΩ 电磁功率为 kW kW p P P Cu em 59.10)314.028.10(2=+=+=Ω 额定负载试的转差率 02965.059
.10314.02===
em Cu N P p s 额定转速 min /1456min /1500)02965.01()1(1r r n s n N N =?-=-=
负载制动转矩 m N m N P T ?=??
?=Ω
=
61.6560
1456210103
22π
空载制动转矩 m N m N p p T ad ?=??
+=Ω
+=
Ω817.160
14562200
770π
电磁转矩 m N m N T T T em ?=?+=+=42.67)817.16.65(02
7. ★一台三相四极Hz 50绕线式感应电动机，转子每相电阻Ω=015
.02R 。额定运行时，转子相电流为A 200，min /1475r n N =，计算额定电磁转矩。若保持额定负载转矩不变，在转子回路串电阻，使转速降低到min /1200r ，求转子每相应串入的电阻值，此时定子电流、电磁
功率、输入功率是否变化？ 解 0167.01500
1475
150011=-=-=
n n n s N kW kW s R I m s p P N N Cu em 8.1070167
.0015
.02003222
222=??===
m N m N P T em ?=???=Ω=
5.6861500
2608.1071π 当min /1200r n =时 2.01500
1200
150011=-=-=
n n n s 因
s
R R s R t
N +=22 所以 Ω=Ω????
??-=???
?
??-=165.0015.010167.02.012R s s R N t 从感应电机的T 型等效电路可知，由于
s
R R s R t
N +=22，电路中的1Z 、2Z 以及m Z 均未变化。当1U 、1f 不变时，则定子电流、定子功率因数、定子电动势、气隙磁通、电磁功率、定子输入功率均未变化。转子电流、转子功率因数也未变化。
接入电阻后，转子铜耗
kW kW sP p em Cu 56.2178.1072.02=?==
所以，接入电阻后，转子总的铜耗增加，输出功率减小，电机效率降低。
8. ★★一台三相异步电动机，额定电压为V 380，Y 联接，频率为Hz 50，额定功率为kW 28，额定转速为min /950r ，额定负载时的功率因数为88.0，定子铜损耗及铁损耗共为kW 2.2，
机械损耗为kW 1.1，忽略附加损耗，计算额定负载时的：
（1） 转差率；（2） 转子铜损耗； （3）效率； （4）定子电流；（5）转子电流的频率。 解 （1）05.0min;/1000601
11
1=-===
n n n s r p f n N N （2）kW p P P 1.292=+=ΩΩ kW s P P N
em 63.301=-=
Ω
kW P s p em N cu 53.12==
kW p p P P Fe cu e 83.3211=++= （3）%3.85%1001
2
=?=
P P N η （4）A U P I N
67.56cos 3111==
φ
（5） Hz sf f 5.212==
9. ★★有一台三相四极Hz 50绕线式感应电动机额定功率kW P N 150=，额定电压
V U N 380=，转子铜耗W p Cu 22102=，机械损耗W p 2600=Ω，附加损耗W p ad 1000=。
试求：
（1）额定运行时的电磁功率，额定转差率的额定转速。
（2）已知每相参数012.021='=R R ，06.021='=σσX X ，求产生最大转矩时的转差率。
（3）若要求在起动时产生最大转矩，转子每相绕组应串入多大的电阻 解 （1）电磁功率 kW p p p P P ad Cu N em )121.26.2150(2+++=+++=Ω kW 8.155= 额定转差率 0142.08
.15521
.22===
em Cu N P p s 额定转速 p
f
s n s n N N N 60)
1()1(1-=-= min /1478min /2
50
60)
0142.01(r r =?-= （2） 1.012
.0012.0012.0)(2
2
2
2
11
22
=+=
'++'≈
σσX X R
R s m
（3）112
.0012.0012.0)(2
2
2
2
11
22
=+'+=
'++'+'=
t t m R X X R
R R s σσ
故 Ω=Ω-='108.0)012.012.0(t R
10. ★★一台四极笼式感应电动机，kW P N 200=，V U N 3801=，定子三角形接法，定子额定电流A I N 2341=，频率Hz 50，定子铜耗kW 12.5，转子铜耗kW 85.2，铁耗kW 8.3，机械损耗kW 98.0，附加损耗kW 3，Ω=0345.01R ，Ω=9.5m X ，产生最大转矩时
Ω=202.01σX ，Ω='022.02
R ，Ω='195.02σX ，起动时由于磁路饱和集肤效应的影响，Ω=1375.01σX ，Ω='0715.02
R ，Ω='11.02σX 。试求：（1）额定负载下的转速，电磁转矩和效率。
（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数 解：（1）电磁功率
ad Cu N em p p p P P +++=Ω2
kW 83.206398.085.2200=+++=
0138.083
.20685
.22===
em Cu P p s min /15002
50
601r n =?=
所以
min /1479)1(1r s n n N =-?=
m N P T em em
?=??=Ω=7.1316150060
21083.2063
1
π
kW p p P P Fe Cu em 75.2158.312.583.206
11=++=++= %7.92%10075
.215200
%10012=?=?=
P P N η （2）
034.19
.5202
.01111=+=+
=m X X σσ
m N X X R R f pU m T ?=+++=
6.3033)
([42
21121
1112
11max σσσσπ
所以N
m T T k max
= 为过载能力 而
m N n P T N N N ?=???=
=
3.12911479
21000
2006060
2ππ
所以
36.23
.12916
.3033max ===
N m T T k m N X X R R R f R pU m T st ?=++'++'=
4.2633)()([22
21122
11112
211σσσσπ
所以
04.23
.12914.2633===
N st st T T k 14．★有一台三相4极感应电动机15.5,50,N P kw f Hz ==116.32,341,Cu P kW p w ==
2237.5,167,Cu Fe p w p w ==45,29m a p w p w ==，试求: 2,,,,,,M m P P s n T T η
15．★★有一台三相4极Y 联结绕线型异步电动机, 150,150,380N N f Hz P kW U V ===， 额定负载时测得其转子铜损耗 22210cu p W =,机械损耗，2640m p W =附加损耗
1000a p W =，,并已知电机的参数为： ''
12120.012,0.06R R X X ==Ω==Ω
忽略励磁电流，求：
(1) 额定运行时的,,,M P S n T ；
(2) 当电磁转矩不变时,在转子每相绕组回路串入电阻'20.1R =Ω 后的转差率、
转速和转子铜耗 （3）产生最大电磁转矩时的转差率
（4）欲使起动转矩最大，应在转子回路中串入电阻是多大（折合到定子边的值）？
电机学考试试卷A卷 一、填空题（每空1分共40分） 1 构成电机主磁路的主要材料为，其磁导率远远真空的磁导 率，并且随磁路饱和程度的增加而。 2 一台额定频率为50Hz的变压器，接于60Hz、6/5倍变压器额定电压的电网上运行，则磁 路的饱和程度，激磁电流，激磁电抗，漏电抗，铁耗。（填增大、减小或不变） 3 一台三相变压器，额定电压为6000/380V，Y，d联接，其变比为；如果把原边 匝数减少10%，外加电压仍为6000V，此时变压器的副边开路相电压为（忽略漏阻抗压降）。 8 电流互感器副边绝对不允许，电压互感器副边绝对不允许。 9 一台三相同步发电机，极对数为2，定子总槽数为36，双层绕组，则每对极下每相绕组 包括 个线圈组，每个线圈组由个线圈串联组成，一相绕组的最大可能并联支路数为。 10 采用、分布绕组可以削弱绕组电动势与磁动势的高次谐波分量，改善其波形。 为了同时削弱5、7次谐波分量，对于双层绕组，应选取节距等于倍极距。 11 三相同步发电机，定子三相对称绕组流过三相对称电流，则其每相绕组产生的磁动势性 质为 磁动势，而三相绕组的基波合成磁动势性质为磁动势。 12 分析同步发电机电枢反应的性质，可以采用图。 13 从时间概念而言，同步电机功率角是。 14 同步发电机并网运行。若原动机不做调节而调节励磁电流，则同步发电机的输出有功功 率 、输出无功功率；若励磁电流不做调节而调节原动机则同步发电机输出有功功率、输出无功功率（填改变或不变）。 15 变压器的正序电抗负序电抗；同步电机的正序电抗负序电抗（填大于、
小于或等于）。 二、作图题（共30分） 1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T ”型等效电路，标注其电阻、电抗参数，并说明 其物理意义。（10分） 2 指出下图所示三相变压器各相原副绕组同名端，并做相量图判断其联接组标号。（10分） 3 一台并联于无限大电网的隐极同步发电机，调节其励磁电流而原动机不做调节，做出此时 的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹（忽略电枢电阻与饱和）。 （5分） 4 一台凸极同步发电机，已知其X d *＝1、X q *＝0.8、U*=1、I*=1、功率因数角φ＝90o，做 出其电动势相量图，并标注d 、q 轴以及励磁电动势相量的具体数值（不考虑磁路的饱和并 忽略电枢电阻）。（5分） 三、计算题（共30分） 1 一台三相变压器， S N =25kV A ，U 1N /U 2N =6/0.4kV ，阻抗电压u k =4%，额定负载时的短路损 耗p kN =300W ， Y ，y0联接， (1) 求短路参数的有名值及标么值；（7分） (2) 负载电流为额定电流的0.6倍且负载为纯电阻性质，求此时的电压调整率。（3分） 2 两台额定电压相同的变压器并联运行，已知：S NI =3000kV A ，u KI =5%；S NII =3000kV A ， u KII =10%。 (1) 总负载为3000kV A 时，两台变压器的负载分别是多少？（2分） (2) 为了不使任一台变压器过载，两台变压器的最大总输出容量是多少。（3分） 3 一台三相交流凸极同步发电机，额定电流100A ，Y 接法，极对数p=3，双层绕组，每相绕 组串联匝数为100匝，同步转速1000转/分钟，基波绕组因数0.9456，三次谐波绕组因数 0.578，空载情况下气隙基波与三次谐波每极磁通量分别为1Φ=0.197Wb 、3Φ=0.003Wb ， 忽略其它高次谐波分量。 (1) 求基波感应电动势的频率；（1分） (2) 空载情况下，求每相绕组基波感应电动势与三次谐波感应电动势的有效值；（2分） (3) 在三相绕组通过三相对称额定电流情况下，求三相绕组合成基波与三次谐波磁动势 的幅值。（2分） 4 一台三相汽轮发电机数据如下，S N =31250kVA ，U N =10.5kV （Y 接），cos ΦN =0.8（滞后），
电机学模拟试题一 一、单项选择题 1、一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ ）。 （Ａ）１６； （Ｂ）１６００； （Ｃ）０.１６。 2、三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（ ）电压。 A 空载线 B 空载相 C 额定负载时的线 3、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差α为（ ）。 （A ）15°； （B ）30°； （C ）45°； （D ）60°。 4、单相绕组的基波磁势是（ ）。 (A) 恒定磁势； （B ）脉振磁势； （C ）旋转磁势。 5、同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性80.cos =?，则其电枢反应的性质为（ ）。 （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。 二、填空题 1、变压器主要结构部件是（ ）和（ ）。 2、一台单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路时，测得A I 20=，W P 200=；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得=0I （ ）A ，=0P （ ）W 。 3、交流电机的电角度与机械角度的关系是（ ）。 4、同步发电机电枢反应的性质取决于（ ）时间向量的相位差。 5、同步发电机外功率因素角?定义为（ ）之间的夹角，内功率因素角0ψ为（ ）之间的夹角。 6、同步发电机内功率因素角?=00ψ时，电枢反应的性质为（ ）电枢反应，此时电磁转矩将对转子产生（ ）作用。 三、名词解释 1、电角度 2、每极每相槽数 3、槽距角 4、分布因数 四、简述题 单相绕组基波磁动势具有什么性质？它的幅值等于什么？
电机原理试题及答案（仅供参考） 一、填空(每空1分，共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率S N=，则额定转速为n N=_____、额定工作时， 将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。 ~ 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了 ___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。 5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距τ＝＿＿＿、每极每 相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角α＝＿＿＿。 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 … 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。 10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。 》 13. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则 U1应随f1按______规律调节。 14、可用下列关系来判断直流电机的运行状态。当_________时为电动机状态，当________ 时为发电机状态。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。 二、判断正误(对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分) 【 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.( ) 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变 3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 - 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因 此变压器的主磁通也大。 >
考 试 卷（ A 卷） 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的 物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β= ）___时，变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允 许____开路____。 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势 ____________波形。设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱
电机学主要知识点复习提纲 一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua
励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM ）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、 软特性 20. 稳定性 21. DM 的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动； 启动电流 22. DM 的调速方法：电枢串电阻、调励磁、调端电压 23. DM 的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式： 发电机：P N ＝U N I N (输出电功率) 电动机：P N ＝U N I N ηN (输出机械功率) 反电势： 60E a E E C n pN C a Φ==
电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率：2111 2100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?=? DM 的机械特性：em 2 T j a j a a ) (T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-= . 并联DM 的理想空载转速n 0： 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器； 干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组
The three-phase induction motor speed control method Three-phase asynchronous motor speed formula: N = 60f / p (1-s) Can be seen from the above formula, change the power supply frequency f, motor pole number p and the slip s may be too much to change the speed of purpose. From the speed of the essence of view, is simply a different way to change speed synchronous AC motor does not change the sync transfer speed or two. Widespread use in production machines without changing the synchronous speed of motor speed control method Wound Rotor Series Resistance Speed, chopper speed control, cascade control, and application of electromagnetic slip clutch, fluid couplings, clutches and other film speed. Change the synchronous speed of change on the number of stator pole multi-speed motor to change the stator voltage and frequency to frequency conversion with no change to the motor speed and so on. Energy from the speed point of view when, with high speed method and inefficient methods of two kinds of speed: high speed when the slip refers to the same, so no slip losses, such as multi-speed motors, Slip frequency control and loss can speed recovery methods (such as cascade control, etc.). A deteriorating loss of speed control methods are inefficient speed, such as series resistance of the rotor speed method, the energy loss in the rotor circuit on; Electromagnetic Clutch The speed method, the energy loss in the clutch coils; fluid coupling speed, energy loss in the fluid coupling of the oil. General deterioration in loss increased with the expansion speed range, if not speed range, the energy loss is minimal. 1, variable speed control method of pole pairs This speed is then used to change the stator winding way to change the red cage motor stator pole pairs to achieve speed control purposes, the following featuresWith hard mechanical properties, good stability; No slip loss, high efficiency; Wiring simple, easy to control, low price; A level speed, differential large, can not get smooth speed control; With pressure and speed adjustment, with the use of electromagnetic slip clutch, smooth and efficient access to high speed characteristics. This method is suitable for the production does not require variable speed machinery, such as metal cutting machine Bed , Lift , Lifting equipment, Fans Water Pump And so on. 2, Frequency Control Method Frequency control is to change the motor stator Power supply Frequency, thus changing the speed of its synchronous speed method. Frequency control system main equipment is to provide variable frequency power supply Inverter , Inverter can be divided into AC - DC - AC inverter and AC - AC converter two categories, most of the current domestic use of AC - DC - AC inverter. Its characteristicsHigh efficiency, speed the process without additional loss; Wide range of applications, can be used for cage induction motor;
电机学Ｉ试题 （华南理工大学电力学院２００５．６） 姓名班级学号（指班内序号）成绩 注意： 1. 一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置； 2. 四、五、六题写在答题纸上； 3. 不得自带草稿纸； 4．答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）右下角写上自己的名字，才可拆开试卷。 一、填空（25分） 1. 电机是 装置。 2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，不变； 不变。 3. 变压器的效率在达到最大值。 4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为： 。 5. 自耦变压器功率传递的特点为 。 6. 短距因数的物理意义为 。 7. 一相绕组的感应电动势计算公式为；其中的匝数N是指。 8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。其旋转的规律为：；其幅值为单相磁动势的倍。 9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n= 。 10. 感应电机转子反应的物理意义为 。 11. 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进行和归算。 13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为。 14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率P em，可以分割成转子铜耗p cu2、总机械功率（转换功率）PΩ。二者同P em的关系为p cu2= ；PΩ = 。 15. 同步电机的电枢反应是指 。 16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时， 之间的关系。 17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是 之间的夹角；从磁场角度看，它是 之间的夹角。 18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cos?、X d、X q，求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势E Q来求取I和E0的夹角ψ0。。
第一篇直流电机 一. 直流电机(DC Machines)概述 直流电机是电机的主要类型之一。直流电机可作为发电机使用，也可作为电动机使用。 用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。 直流电机的用途:作电源用:发电机；作动力用:电动机；信号的传递:测速发电机,伺服电机 作电源用:直流发电机将机械能转化为直 流电能 作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能 信号传递:直流测速发电机将机械信号转 换为电信号 信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机 械信号 二. 直流电机的优缺点 1.直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。 2.直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 3.直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。 4.由于存在换向器，其制造复杂，成本较高。 第1章直流电机的工作原理和结构
1-1 直流电机工作原理 一、原理图(物理模型图) 磁极对N、S不动, 线圈（绕组）abcd 旋转, 换向片1、2旋转, 电刷及出线A、B不动 二、直流发电机原理（机械能--->直流电能）( Principles of DC Generator) 1.原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转； 2.电机内部有磁场存在；或定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流 I f)时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场） (magnetic field, field pole) 3.电枢线圈的导体中将产生感应电势 e = B l v ，但导体电势为交流电，而经过换向 器与电刷的作用可以引出直流电势E AB，以便输出直流电能。（看原理图1，看原理图2） (commutator and brush)
选择题 1一台双绕组单相变压器，其主磁通在一、二次侧线圈中产生的每匝电动势分别为 ec1和ec2，则应有（ C ） (A)ec1>ec2 (B)ec1 电机学知识点总结 电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。下面请看我带来的电机学知识点总结。 电机学知识点总结 直流电动机知识点 1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。 2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。 3、直流电动机的工作原理：通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。 4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。 5、励磁方式分为他励式和自励式；自励式包括并励式、串励式和复励式。（只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形） 6、直流电机的额定值：①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率；对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。 7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数） 8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和 漏磁通两部分。 9、电枢反应：负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。 10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 11、交轴电枢反应的影响：①使气隙磁场发生畸变；②物理中线偏离几何中线；③饱和时具有一定的去磁作用。 12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。 13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce 14、发电机 Ea=U+IaRa 电动机 U=Ea+IaRa 15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I)） 曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa；随着负载电流I增大，电枢电阻压降 IaRa 随之增大，所以U减小。②交轴电枢反应产生一定的去磁作用；随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。 16、并励发电机自励条件：①电机的磁路中要有剩磁；②励磁绕组的接法要正确，使剩磁电动势所产生的电流和磁动势，其方向与剩磁方向相同；③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 17、并励发电机的外特性U=f(I)，曲线下降原因①②同上他励发电机；③励磁电流减小，引起气隙磁通量和电枢电动势的进一步下降。 18、为什么励磁绕组不能开断？ 若励磁绕组开断，If=0，主磁通将迅速下降到剩磁磁通，电枢电动势也将下降到剩磁电动势，从而使电枢电流Ia迅速增大，如果负载为轻载，则电动机转 《电机学》习题三答案 一、单项选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分） 1、在电机和变压器铁心材料周围的气隙中（ A ）磁场。 A、存在； B、不存在； C、存在均匀； C、不好确定。 2、直流发电机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为（ B ）。 A、去磁与交磁； B、增磁与交磁； C、去磁； D、增磁。 3、直流电动机的基本结构主要由（ B ）两大部分构成。 A、静止的铁心，旋转的绕组； B、静止的磁极，旋转的电枢； C、静止的电枢，旋转的磁极； D、静止的绕组，旋转的铁心。 4、他励直流电机并联于220V电网上，已知支路对数为1，极对数为2，电枢总导体数为372，转速1500r/min，磁通0.011wb，该直流电机为（ B ）。 A、发电机状态； B、电动机状态； C、能耗制动状态； D、反接制动状态。 5、直流电动机的额定功率指（ B ）。 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。 6、原动机拖动直流并励发电机空载运行，正转时能够建立起稳定的端电压，则反转时（ C ）。 A、能够建立起与正转时极性相反的稳定端电压； B、能够建立起与正转时极性相同的稳定端电压 C、不能建立起稳定的端电压 D、无法确定 将（ B ）。 7、若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U A、升高20％； B、升高大于20％； C、升高小于20％； D、不变。 8、直流电机的铁损、铜损分别( C )。 A、随负载变化，随负载变化； B、随负载变化，不随负载变化； C、不随负载变化，随负载变化； D、不随负载变化，不随负载变化。 9、一台变比为k＝5的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为10，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ A ）。 电机学期末考试试卷大全(附答案) 考试卷（ A 卷）《电机学》课程试卷 一、填空： 1．一台直流电动机，PN=10KW,UN=220V,?=0.86，nN=980r/min，则额定电 流为＿＿＿52.85A ＿＿＿，额定输出转矩为＿＿＿97.44N.m＿＿＿＿。 2．电机铁心采用0.35或0.5mm的硅钢片，其目的是:＿＿提高磁路的磁导率,降低电机的铁耗＿＿＿＿＿＿＿ 3．YYn联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形为:＿接近正弦波＿＿ ＿＿，这是因为:三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合，只能沿油或空气及油 箱壁闭合，磁阻大，故三次谐波磁通小，且负载时副方YO联接，使副方可感应、 流通较小的三次谐波电流，此电流也会对三次谐波磁通有所削弱，使磁通接近 正弦波，故相电势接近正弦波。 4．变压器的空载损耗主要是＿铁＿＿＿损耗，短路损耗主要是＿＿＿铜＿＿ 损耗。 5．选择交流绕组节距时，主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势，故 通常采用y1=＿＿＿5/6τ＿＿＿。 6. 一台隐极同步发电机并联于无穷大电网，额定负载时功率角 =200，现因外线发生故障，电网电压降为60%*UN，为使角保持在小于250范围内，应加大励磁，使E0为：E0/E0＿＿＿E0*/E0>1.35＿＿＿＿。 二、选择题： 1．下列关于直流电动机说法错误的是：（ c ） A 串励电动机不允许空载或轻载运行 B 并励电动机不允许励磁回路开路 C 同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向 D 其它条件不变，仅降低他励电动机电枢端电压，其转速下降 2．在两相对称绕组中分别通入i1=Imsinwt,i2=Imsin(wt 1200)，则此时产生的磁场（ b ） A 圆形旋转磁场 B 椭圆形旋转磁场 C 脉振磁场 D 无法确定 一、主要内容 磁场、磁感应强度，磁场强度、磁导率，全电流定律，磁性材料的B-H 曲线，铁心损耗与磁场储能，电感，电磁感应定律，电磁力与电磁转矩。 二、基本要求 牢固掌握以上概念对本课程学习是必须的。 三、注意点 1、欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通m F Φ=Λ，1m m S R l μΛ== 2、22 22m S fN S N l X L N l μμωωπω==Λ== 3、随着铁心磁路饱和的增加，铁心磁导率μFe 减小，相应的磁导、电抗也要减小。 一、主要内容 额定值，感应电动势、电压变比，励磁电流，电路方程、等效电路、相量图，绕组归算，标幺值，空载实验、短路实验及参数计算，电压变化率与效率。 三相变压器的联接组判别。三相变压器绕组的联接法和磁路系统对相电势波形的影响。 二、基本要求 熟练掌握变压器的基本电磁关系，变压器的各种平衡关系。 三种分析手段：基本方程式、等效电路和相量图。正方向确定，基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。 理解变压器绕组的归算原理与计算。熟练掌握标幺值的计算及数量关系。 熟悉变压器参数的测量方法，运行特性分析方法与计算。 掌握三相变压器的联接组表示与确定。 三、注意点 1、变压器的额定值对三相变压器来说电压、电流均为线值，功率是三相视在功率，计算时一定要注意。三相变压器参数计算时，必须换成单相数值，最后结果再换成三相值。 2、励磁阻抗的物理意义，与频率和铁心饱和度的关系。 3、变压器的电势平衡、磁势平衡和功率平衡（功率流程图）。 4、变压器参数计算（空载试验一般在低压侧做，短路实验一般在高压侧做。在哪侧做实验，测出来的就是哪侧的数值，注意折算！） 5、变压器的电压调整率和效率的计算（负载因数1I β*=）。 6、单相变压器中励磁电流、主磁通和感应电势的波形关系，三相变压器的铁心结构和电势波形。 7、联接组别的判别。 8、变压器负载与二次侧接线方式要一致，若不一致，必须将负载?-Y 变换。 20１4年安徽大学电机学考试卷 （小题目每年基本不变,考前一定要看) 得分 一、选择题（每小题1分，共10分) １.以下是有关变压器的论述,唯一错误论述为（)。 变压器的磁路可以闭合，而电机的磁路必有气隙 三相变压器的额定电压指的是线电压 三相变压器的额定电流指的是相电流 推导变压器的等效电路必须遵循磁动势守恒和功率守恒的原则 ２．变压器做空载试验时，在一、二次侧分别进行，并且都加额定电压,则两侧的铁耗（)。 A.相等 B. 不相等 C.一次侧大 D.二次侧大 3. 变压器运行时,当二次电流增加到额定值，若此时二次电压恰好等于其开路电压,即,其中,那么,二次阻抗的性质为（ )。 A.感性B．纯电阻性C.容性D.任意 ４.已知一双层交流绕组的极距,今欲利用短距消除５次谐波电动势,其线圈节距应设计为( ）。 A.的某个值 B. C. D. 5．三相感应电动机定子绕组，联结,接在三相对称交流电源上,如果有一相断线，在气隙中产生的基波合成磁动势为（）。 A．不能产生磁动势Ｂ．脉振磁动势C．椭圆形旋转磁动势D．圆 形旋转磁动势 6.改变A、B、C三根电源线与异步电动机的连接关系可以改变电动机的转向,正确方法是()。 A.Ａ、B、C 三线逆时针轮换一遍B．A、B、Ｃ三线顺时针轮换一遍 C．A、B、Ｃ三线中任意两根互换一次Ｄ．Ａ、B、C三线中任意两根互换两次 ７．绕线式异步电动机拖动恒转矩负载运行，当转子回路串入不同电阻，电动机转速不同，而串入电阻与未串电阻相比，对转子的电流和功率因数的影响是（）。 A．转子的电流大小和功率因数均不变Ｂ.转子的电流大小变化，功率因数不变 Ｃ．转子的电流大小不变,功率因数变化D.转子的电流大小和功率因数均变化 8.一台正向旋转的直流并励发电机接在直流电网上运行，若撤掉原动机,则发电机将( )。 A.停转B．作为电动机反向运行Ｃ.作为电动机正向运行D.不能继续运行 9．一台并励直流电动机拖动一台并励直流发电机,当电动机的电压和励磁回路的电阻均不变时,若增加发电机输出的功率,此时电动机的电枢电流和转速将（)。 A．减小，降低B．减小，增高Ｃ.增大，增高D. 增大,降低 1０．一台积复励直流发电机与直流电网连接向电网供电,欲将它改为积复励直流电动机运行，若保持电机原转向不变，设电网电压极性不变,需要采取(）。 A．反接并励绕组Ｂ．反接串励绕组C.反接电枢绕组D.所有绕组接法不变 华侨大学 电机学期末考试试卷A 考试日期： 年 月 日 院（系） 班级 学号 姓名 成绩 一. 填空题。【每空一分，共30分，将答案直接填在题中．．．．．．．．．括号中．．． 】 3．凸极同步电机的转子绕组为（集中）（分布、集中）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（矩形）（正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。 5．有一台三相交流电机，定子有36个槽，极数为4，节距为7。则每极每相槽数q 为（3），槽距角为（20°），极距τ为（9），短距因数p k 为(0.9397)，分布因数d k 为（0.9598），绕组因数w k 为（0.9019） 6．一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为a r ,电枢电流为a I ,可知此单迭绕组有(p 2)条并联支路，其每条支路电阻为(a pr 2)；若为单波绕组其每条支路电阻为(a r p 22)，电枢电阻为(a r p 2)。 7. 同步发电机在过励时从电网吸收(超前)无功功率，产生(直轴去磁)电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出(滞后) 无功功率，产生(直轴增磁)电枢反应。 8. 一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将(减小)，铁耗将(减小)。 以下各题在答题纸上作答，并在每张答题纸上写上：班级、姓名、学号．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 二. 简答题。【每小题5分，共25分。】 1. 变压器为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？ 答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。 1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生： 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的？ 漏磁场是如何产生的？何时有？何时无？ 2. 磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中，磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机、同步电机中，电枢反应的物理意义是是什么？ 磁势平衡和电枢反应有何联系？ 3. 数学模型问题： I. 直流电机： u = E + I ×ra （+ 2U b ）（电动） E = u + I ×ra （+ 2U b ）（发电） E = C E n C E = PN a /60/a T E = C M I a C M = PN a /2/a 其中N a 上总导体数 II. 变压器： 折算前1 1 1 1 2222120121022/m L U E I Z U E I Z I I k I E kE E I Z U I Z ?=-+?=-??+=??=??-=? ?=?&&&&&& &&&&&&&&& 折算后 1 1 11 2222012121022'''''''''m L U E I Z U E I Z I I I E E E I Z U I Z ?=-+?=-??=+??=??-=??=?&&&&&&&&&&&&&&& III. 异步电机：f 折算后()1111 2222σ012121m m //i e U E I Z E I R s jX I I I k E k E E I Z ?=-+?=+??=+??=??=-? &&&&& &&&&&&& w 折算后()1 1 11 2 222σ102 12 10m /j U E I Z E I R s X I I I E E E I Z ?=-+?''''=+??'=-??'=??=-?&&&&& &&& && && 未折算时 ()1 1 11 22222201212221m m , , s s s s s e s U E I Z E I R jX X sX F F F E k E E sE E I Z σσσ ?=-+?=+=??=+??==??=-? &&&&& r r r && && IV. 同步电机：0()a d ad q aq a d d q q E U I R jX jI X jI X U IR jI X jI X σ=++++=+++&&&&&&&&&（凸极机、双反应理论） 0()a a a t E U I R jX jIX U IR jIX σ=+++=++&&&&&&&（隐极机） 4. 等效电路： I. 直流电动机： II. 变压器： III.异步动机： IV. 同步发电机： 隐极机 5. 相量图及其绘制 I ． 直流电机： （无） II ． 变压器： 专业： 年级： 学区： 姓名： 学号： 考试日期： 装 订 线 电机学 试卷A 题 号 一 二 三 四 五 总 分 评卷人 复核人 分数 一、填空题（每空 1分，总共 20 分）。 1．变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为__主磁通__和 漏磁通 ，其中__漏磁通___不参与变压器的能量传递。 2．鼠笼式异步电动机降压起动的方法有 定子串接电抗器起动 ； Y —?起动 ； 自耦减压起动 。 3．三相同步电动机通过调节___励磁电流__可调节无功功率。 4．异步电动机的电源电压降低10％，电机的过载能力降低到____80%__________，临界转差率___不变_______，负载不变时，电机的转速将___降低_______。 5．削弱齿谐波电动势的方法有 斜槽 、 分数槽（半闭口槽） 以及其它措施。 6．三相感应电动机的调速方法有：改变转差率调速、 改变电压 调速、 变频 调速。 7．一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10，则将二次绕组进行归算后，归算前后的二次侧电阻之比为 1：100 ；归算前后的二次侧磁势之比是 1：1 。 8．一台直流发电机，其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 9．他励直流电动机常用的调速方法有：_ 改变电枢回路里的串联电阻 ； 减小气隙磁通φ ；改 变电枢端电压U 。 二、选择题（每小题 2 分，共30 分）。 1、两相对称绕组通以两相对称电流，将产生（ A ）；三相感应电机通以三相对称电流，若一相绕组断线（绕组无中线），将产生脉振磁场。 A 圆形旋转磁场 B 脉振磁场 C 椭圆形旋转磁场 2、直流电动机定子励磁绕组中电流为（ A ）： A 直流电流 B 交流电流 C 尖顶波形 3、改变三相感应电动机转向的方法是( C )。 A 改变电源频率 B 改变电源电压 C 改变定子绕组中电流的相序 D 改变电机的极数 4、变压器变比是指（ A ）。 A 一次、二次侧绕组匝数之比 B 一次、二次侧绕组功率之比 C 一次、二次侧绕组电流之比 5、下列方法中不属于单相感应电机启动方法的是( A )。 A 变频启动 B 裂相启动 C 罩极启动 6、若他励直流发电机额定点时转速升高20%，则空载时发电机的端电压将升高( A ) A.小于20% B.20% C.大于20% D.40% 7、一台直流发电机，其电枢绕组内的电流为( B ) A.直流电流 B.交流电流 C.正弦电流 8、欲使变压器的ΔU =0，那么负载性质应为( D ) A.电阻电感性负载 B.纯电阻负载电机学知识点总结
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