第2章 直流电机
P57，2-9
一台并励直流电动机，将其电枢单叠绕组改为单波绕组，试问对其电磁转矩会有何影响？
答：由于直流电动机电磁转矩为2e a
pz
T I a
π=Φ所以
1.对于单叠绕组电动机
支路对数a = p ，电枢电流I a = 2ai a
(2)(2)222e a a a pz pz pz
T I ai i a a πππ
=
Φ=Φ=Φ2.对于单波绕组电动机
支路对数a = 1，电枢电流I a = 2i a
(2)(2)2212e a a a pz pz pz T I i i a πππ
=
Φ=Φ=Φ?因此，当磁通Φ保持不变时，在保证支路电流i a 不变的情况下，电磁转矩T e 是不变的P57，2-13
电动机的电磁转矩是驱动性质大的转矩，当电磁转矩增大时，转速似乎应该是上升的，当从直流电动机的电磁转矩及特性上看，电磁转矩增大时，转矩反而是下降的，这是为什么？答：1.
对于并励直流电动机，直流电动机的电磁转矩是随电枢电流的增大而增大，电枢电流又随负载的增大而增大。但由转速公式
可知，并励直流电动机的电枢电流会使电阻电压降增a a
e U I R n C -=
Φ
大，尽管电枢反应的去磁特性，会使转速呈现增大趋势，但电枢电压降增大的分量要比去磁效应大一些，所以会使电动机的转速随负载的增大而有所下降。2.
对于串励直流电动机，电枢电流的增大会使电枢电压降和磁通同时增大。这两个因素都会使电动机的转速随负载的增大而下降。P57，2-15
一台并励直流电动机在额定电压U N =220V 和额定电流I N =80A 的情况运行，该电机的电枢回路总电阻R a =0.08Ω，2ΔU c =2V ，励磁回路总电阻R f =0.08Ω，额定负载时的效率ηN = 85%，试求：
(1)额定输入功率；(2)额定输出功率(3)总损耗；(4)电枢回路铜耗；(5)励磁回路铜耗；(6)电刷接触损耗；(7)附加损耗；
(8)机械损耗和铁耗之和。答：
(1)额定输入功率 W 12208017600N N N P U I ==?=(2)额定输出功率 W 211760085%14960N N N P P η==?=(3)总损耗
W
1217600149602640N N p P P ∑=-=-=
(4)电枢回路铜耗（不考虑电阻温度换算） A 220
2.4888.8
N f f U I R =
==
A
80 2.4877.5a f I I I =-=-=于是 W
2277.50.08480Cua a a p I R ==?=(5)励磁回路铜耗（不考虑电阻温度换算）
W
22
2.4888.8546Cua f f p I R ==?=(6)电刷接触损耗 W 2277.5155c c a p U I =?=?=(7)附加损耗
W
21%1%14960150N p P ?==?=(8)机械损耗和铁耗之和
mec Fe Cua Cuf c p p p p p p p ?
+=∑----
26404805461551501309
=----=P57，2-16
一台它励直流电动机接在一个电压为U N = 220V 的电网上运行时，电枢电流为I a = 10A ，电刷压降为2ΔU C = 2V ，电枢回路电阻为0.5Ω，该电机内部反电动势为多少?假定由于某种原因，电网电压下降为190V ，但它励励磁电流和负载转矩皆保持不变，则达到新的平衡时，电机内部反电动势为多少?解：
电动机接电压为U N = 220V 时，电机内部反电动势为
2220100.52213V
a a a C
E U I R U =--?=-?-=电动机接电压为U N = 190V 时，由于励磁电流和负载转矩都不变，则
I a 和Φ也都不改变，于是电机内部反电动势为
2190100.52183V
a a a C
E U I R U =--?=-?-=P57，2-17
一台并励直流电动机，P N = 96kW ，U N = 440V ，I N = 255A ，n N = 500r/min ，I f N = 5A ，R a =0.078Ω，试求
(1)电动机的额定输出转矩；(2)在额定电流时的电磁转矩；(3)当I a ≈ 0时电动机的转速；
(4)在总制动转矩不变的情况下，当电枢串入0.1Ω电阻并稳定时的转速。
解：(1)
A
2555250a N fN I I I =-=-=Nm
3222296109.559.551834250060
N N N N
N N P P P T n n π?===?=?=Ω(2) V
4402500.078421a N a a E U I R =-=-?=W
421250105000e a a P E I ==?=Nm
3
105102006225006060
e e e N
P P T n ππ?====?Ω(3) V/r 4200.84500
a e N E C n Φ=
==
r/min 0440
5240.84
N e U n C =
==Φ
(4) r/min
0()440250(0.0780.1)
4710.84
N a a e U I R R n C Ω-+-?+===ΦP57，2-18
一台并励直流电动机的额定数据如下，P N = 17kW ，U N = 220V ，I N = 88.9A ，n N =3000r/min ，电枢回路电阻R a =0.114Ω，励磁回路电阻R f = 181.5Ω，忽略电枢反应影响，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)在额定负载时的效率：(4)理想空载时的转速；
(5)当电枢回路串入R Ω=0.15Ω电阻时，额定负载下的转速。解：(1)
Nm
3222217109.559.55542300060
N N N N
N N P P P T n n π?===?=?=Ω(2)
A 220
1.2181.5
N f f U I R =
== A
88.9 1.287.7a f I I I =-=-=V/r 22087.70.114
0.073000
N a a e N U I R C n --?Φ=
== Nm
9.559.550.0787.758.6e T a e a T C I C I =Φ=Φ=??=(3) 3
11710100%100%100%86.9%
22088.9N N N N
P P P U I η?=?=?=?=?(4) r/min 0220
31430.07
N e U n C =
==Φ
(5) r/min
0()22087.7(0.1140.15)
28120.84
N a a e U I R R n C Ω-+-?+=
==ΦP57，2-19
一台220V 并励直流电动机，电枢回路电阻R a =0.316Ω，空载时电枢电流I a0 =2.8A ，空载转速n 0 =1600r/min
(1)今欲在电枢负载电流56A 时，将转速下降到800r/min ，试问应在电枢回路中串入多大的电阻；
(2)这时电源输入电机的功率只有百分之几输入到电枢中？这说明了什么问题？解：(1) 00220 2.80.316
0.1371600
N a a e U I R C n --?Φ=
==
Ω2200.137
2.1252
N a a a U E R R I Ω--+=
==
应在电枢回路中串入电阻的大小为
Ω
2.12 2.120.316 1.8a R R Ω=-=-=(2)电源的输入功率
W
12205211440N N P U I ==?=(3)输入到电枢中功率
W
2211144052 1.86573a P P I R Ω'=-=-?=1
6573
100%100%57.5%11440P P '?=?=这说明有42.5%的能量将消耗在所串入的1.8Ω电阻上，并以热
量的形式散失了，该方法不够经济，效率低。
P57，2-20
一台并励直流电动机在某负载转矩时的转速为1000r / min ，电枢电流为40A ，电枢回路总电阻Rs = 0.045Ω，电网电压为110V 。当负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流及转速各是多少？（忽略电枢反应）解：
由于，电网电压U 及磁通Φ均不变时，有。e T a T C I =Φ4e e T T '=则电枢电流为
4440160A a
a I I '==?=而 110400.045
0.1082V/r 1000
N a a e U I R C n --?Φ=
==于是转速为
1101600.045950.0924214r /min
0.1082
N a
a e U I R n C '--?'=
==ΦP57，2-21
一台并励直流电动机的额定数据如下，P N = 7.5kW ，U N = 110V ，I N = 82A ，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =0.1014Ω，励磁回路电阻R f = 46.7，忽略电枢反应影响，试求(1)电枢电流I a = 60A 时的转速；
(2)若负载转矩不随转速而改变，现将电动机的主磁通减少15%，
则试求达到稳定状态时的电枢电流及转速。解：
A 110
2.3646.7
N f f U I R =
== A
82 2.3679.64a f I I I =-=-=V
11079.640.1014102a N a a E U I R =-=-?=(1)当电枢电流I'a = 60A 时
110600.1014104a
N a a E U I R ''=-=-?=由于 a e N
a e N E C n E C n Φ=
''Φ于是
r/min 104
150********
a N N a E n n E ''=
=?=(2)当主磁通减少15%时，则，如果负载转矩保持不变，
0.85''Φ=Φ则有 0.85T a T a
C I C I ''Φ=ΦA 79.6493.70.850.85
a a
I I ''===于是，稳定状态时的电枢电流及转速分别为
V 11093.70.1014100.5a
N a a E U I R ''''=-=-?=又由于
0.85a e N e N
a e N e N
E C n C n E C n C n ΦΦ==''''''''ΦΦr/min 100.51500
17390.851020.85
a N N a E n n E ''''=
?=?=P58，2-22
一台串励直流电动机，U N = 220V ，I N = 40A ，n N =1000r/min ，电枢回路电阻0.5Ω，假设运行时磁路不饱和。
(1)当I a = 20A 时，电动机的转速及电磁转矩为多大？
(2)如果电磁转矩保持上述值不变，而电压降低到110V ，则此时电动机的转速及电流为多大？解：
由于该电机为串励直流电动机，所以I a = I N =40A ，则此时电动机的电枢电动势为
V
220400.5200a N a a E U I R =-=-?=(1)如果运行时磁路不饱和，则电枢电流为20A 时，有
20
0.540
a a I I 'Φ=
Φ=Φ=Φ'于是
V 220200.5210a
N a a E U I R ''=-=-?=r/min 2101100021002000.5
N N a E n n E 'Φ'=
??=??='ΦNm
210209.559.5519.12100
e a a e P E I T n '''?'=
=?=?='Ω(2)如果电磁转矩保持上述值不变，则由可知，电机的电
2
e T a T C I '=枢电流保持应不变，认为20A ，于是
V 110200.5100a
N a a E U I R '''=-=-?=1001
10001000
2000.5
N N N a a E E n n n E E ''''ΦΦ''=
??=??=??='''ΦΦP58，2-23
一台并力直流电动机的数据为：U N = 220V ，电枢回路电阻R a =0. 032Ω，励磁回路电阻R f = 275Ω。将其装在起重重机上，当使重物上升时， U a =U N ，I a =350A ，；而将重物下降时（重物负载不变，电磁转矩也近似不变），电压及励磁电流保持不变，转速n N =300r/min 。
问电枢回路要串入多大电阻？解：
重物上升时的反电动势为
V
2203500.032208.8a N a a E U I R =-=-?=重物下降时，转向相反，转速为n N =-300r/min ，电磁转矩不变，电枢电流也不变，这时反电动势为
V 300
208.878.8795
a
a n E E n '-'==?=-电枢回路总电阻为
Ω
220(78.8)0.854350
N a
a a U E R R I Ω'---+===电枢回路应要串入电阻为
Ω
0.8540.8540.0320.822a R R Ω=-=-=
第3章 变压器
P91，3-5
两台单相变压器U 1N /U 2N =220V/110V ，一次侧匝数相等，但空载电流I 0Ⅰ=2 I 0Ⅱ，今将两台变压器一次侧绕组顺极性串联连接，一次侧加载440V 电压，问两台变压器的二次侧空载电压是否相等？答
不相等
根据一次侧匝数相等，但空载电流I 0Ⅰ=2 I 0Ⅱ可得
12
m m Z Z I II =
当两台变压器一次侧绕组顺极性串联连接，一次侧加载440V 电压时根据U 1Ⅰ+U 1Ⅱ=440，可得
12
m m Z Z I II =U 1Ⅱ=2U 1Ⅰ
于是 U 1Ⅰ=146.7V, U 1Ⅱ=293.3V 又根据变压器的电压比为2可得
U 2Ⅰ=73.3V, U 1Ⅱ=146.6V
P92，3-9
单相变压器额定电压为220V/110V ，如图所示，设高压侧加220V 电压，励磁电流为I m ，主磁通为Φm ，若X 与a 连在一起，Ax 端加330V
电压，此时励磁电流、主磁通各为多大？若X 与x 连在一起，Aa 端加110V
电压，则励磁电流、主磁通又各为多大？
解：
由题设可得电压比为2.
1.如将X 与a 连接在一起，且U Ax = 330V ，又因为
V ，则此时主磁通Φm 不变。
1114.44220N m U E fN ≈=Φ=12111
330 1.5220220
4.44() 4.44(0.5) 4.44m f N N f N N fN ?Φ=
==
++由于主磁通Φm 不变，所以磁动势也保持不变
010
12()I N I N N '=+则有
110
000
121120.53
N N I I I I N N N N '===++2.若将X 与x 连接在一起，且U Aa = 330V ，则有
12111
1100.5220220
4.44() 4.44(0.5) 4.44m f N N f N N fN ?Φ=
==
--可见，主磁通Φm 仍不变，所以磁动势也保持不变
010
12()I N I N N ''=-则有
110
000
1211
20.5N N I I I I N N N N '===--P92，3-10
变压器空载到额定负载时，一次绕组中电流变化较大，问其漏磁通Φ1σ是否变化？漏电抗x 1是否变化？为什么？答：
漏磁通Φ1σ是随绕组中电流的变化而变化。
由于，而漏磁通Φ1σ的流通路径为空气，其磁阻为常11m I N R σσ=Φ数，而N 为一次绕组匝数，所以漏磁通Φ1σ会随一次电流I 1的变化而变化。
漏电抗x 1是不变的。
由于， ，而N 1、R m σ为常数，所以漏电抗x 1是
12x fL π=2
1m N
L R σ
=不变的。P92，3-11
变压器在出厂前要进行“极性”试验，接线如下图所示，在AX 端加电压，将Xx 相连，用电压表测Aa 间电压。设变压器额定电压为220V/110V ，若A 、a 为同极性端，电压表读数为多少？若不是同极性端，则电压表读数又为多少？
答：
若A 、a 为同极性端，电压表读数
V
220110110Aa AX ax U U U =-=-=若A 、a 为非同极性端，电压表读数
V
220110330Aa AX ax U U U =+=+=P92，3-12
三相变压器额定值为S N = 5600kVA ，U 1N / U 2N = 35000V/6300V ，Yd11连接。从负载试验得：U 1k = 2610V ，I 1k = 92.3A ，p k = 53kW 。当U 1 = U 1N 时，I 2 = I 2N ，测得二次绕组电压恰好为额定值U 2 = U 2N 。求此时负载的性质及功率因数角的大小。（计算时不考虑温度换算）解：
由负载试验得短路参数为
16.3k Z =
==Ω22
153000 2.073392.3k k k p R I =
==Ω
?16.17k X ===Ω
当I 2 = I 2N 时，U 2 = U 2N ，即有0u ?=于是
1212cos sin 0
N k N k I R I X ??+=2 2.07tg 0.12816.17
k k R X ?=-
=-=-27.3?=-
因此，该负载为容性。P92，3-13
一台单相变压器，其额定值分别为：S N = 50kVA ，U 1N / U 2N = 7200V / 480V ， f = 50Hz ，空载和短路试验数据如下：试验名称电压/kV 电流/A 功率/W 备注空载480 5.2245电压加在低压侧短路157
7
615
电压加在高压侧
试求；1.短路参数和励磁参数；2.空载铁耗和满载时的铜耗；
3.
额定负载且cos φ=0.9（滞后）时的电压调整率、二次电压和效率。注：计算精度至少0.01解：1.
短路参数
15722.437
k k k U Z I =
==Ω22615
12.551020417
k k k p R I =
==Ω18.5903846k x ===Ω
励磁参数
0048092.307692315.2m
U Z I '===Ω022
02459.0606508885.2m
p R I '==≈Ω
91.86193262m
X '===Ω2.空载铁耗
0245W
Fe p p ≈=满载时的铜耗
615W
Cu k p p ≈=3.
电压调整率
1212
1cos sin 100%
712.551020410.9718.59038460.436
100% 1.88624%
7200
N k N k N
I R I X u U φ??+?=???+??=
?=二次电压
22 1.88624
(1)480(1470.946048V 100
N U U u =-?=?-
=效率
0203(1)100%
cos 245615
(1100%98.12472743%
50100.9245615
k
N k
p p S p p η?+=-
?+++=-
?≈??++P92，3-14
三相变压器的额定值为， 1800kVA ，U 1N / U 2N = 6300V / 3150V ， Yd11连接，空载，短路损耗p k =21.2kW 。试求：
（1）当输出电流I 2 =I 2N ，cos φ2=0.8(滞后)时的效率；（2）效率最大时的负载系数β；解：
(1)I 2 =I 2N ，即β = 1，cos φ2=0.8(滞后)时的效率
020(1)100%
cos k
N k
p p S p p η?+=-
?++ 3660021200
(1)100%98.1%
1800100.8660021200
+=-
?=??++(2)设
，，0d d η
β
=max ηη=m ββ=
于是由
得 0d d ηβ
=2
0m
k p p β
=0.56m β=
==因此，
2220.56m N N
I I I β==第5章 异步电动机
P165, 5-13
一台三相异步电动机，额定数据如下：U 1N = 380V ，f N = 50Hz ，P N = 7.5lW ，n N = 962r/min ，定子绕组为三角形连接，2 p = 6，cosφN = 0.827，p Cu1 = 470W ，p Fe = 234W ，p mech = 45W ，p Δ= 80W 。试求额定负载时的：
（1）转差率；（2）转子电流频率；（3）转子铜耗；（4）效率；
（5）定子电流解：
（1）因为2 p = 6，f N = 50Hz 。所以606050
10003
N s f n p ?=
==1000962
0.038
1000
s -=
=（2） Hz
20.03850 1.9N f sf ==?=（3）因为总机械功率 W
3mech mech 45807.5107625N P p p P ?=++=++?=而 2mech ,(1)Cu e p sP P s P ==-于是 W 2mech 0.0387625301.1954262110.038
Cu s p P s =
=?=--
（4）输入功率 112mech N Cu Fe Cu P P p p p p p ?
=+++++W
37.510470234301.195426245808630.195426=?+++++=于是 3
1
7.510100%100%86.90417342%
8630.195426N P P η?=?=?=（5）
A
115.85516977I =
==P165, 5-14
一台三相异步电动机的额定数据和每相参数如下：P N = 10kW ，U 1N = 380V ，2 p = 4，f N = 50Hz ， n N =1455r/min ，R 1 = 1.375Ω，X 1
= 2.43Ω， Ω，Ω，R m = 8.34Ω，X m = 82.6Ω，定子绕2
1.04'=R 2 4.4'=X 组为三角形连接，在额定负载时的机械损耗和附加损耗共为205W 。求额定转速时的定子电流、功率因数、输入功率及效率。解：
(1) 采用T 型等效电路的计算
因为2 p = 4，f N = 50Hz 。所以606050
15002
N s f n p ?=
==15001455
0.03
1500
s -=
=转子支路漏阻抗 22
1.04
4.434.94478184 4.2334795970.03
R jX j s ''+=+=∠ 励磁支路阻抗 8.3482.683.0199710984.2344693m m m Z R X j =+=+=∠
转子支路漏阻抗与励磁支路阻抗的并联阻抗
2222
1.04
(
)( 4.4)(8.3482.6)0.031.04
( 4.4)(8.3482.6)0.0329.8931959224.772494527.1423862712.52573471
m m R jX Z j j s R j j jX Z s
j ''++?+=''+++++=∠=+ 于是电机的总阻抗
2
2
12
2
(
)(1.375 2.43)(27.1423862712.52573471)
m m R jX Z s Z Z j j R jX Z s
''+=+=+++''++28.5173862714.9557347132.2011695527.67443492j =+=∠
设 1
3800U =∠ 11
380011.8008136127.6744349232.2011695527.67443492U I Z ∠===∠-∠
于是定子线电流为
A
111.8008136120.43960875==功率因数为
（滞后）
1cos cos(27.67443492)0.8856009477?=-= 定子输入功率为
W
11113cos 338011.80081361cos(27.67443492)11913.92536P U I ?==???-=
效率为
3
1
1010100%100%83.93539241%
11913.92536N P P η?=?=?=(2)采用近似型等效电路的计算
负载支路阻抗
212 1.04
(1.375 2.43)( 4.4)0.03
R Z jX j j s ''+
+=+++36.041666667 6.8336.6831110510.73047467j =+=∠
励磁支路阻抗
8.3482.683.0199710984.2344693m m m Z R X j =+=+=∠
设 1
3800U =∠ 负载电流为
1221380010.3589905310.7304746736.6831110510.73047467
U I R Z jX s
∠'===∠-'
∠'++
励磁电流为
13800 4.57721190584.234469383.0199710984.2344693m
m U I Z ∠==
=∠-∠
于是定子电流为
1210.3589905310.73047467 4.57721190584.234469312.4573896531.35889325m
I I I '=+=∠-+∠-=∠-
定子线电流为
A
12.4573896521.5768318=功率因数为
1cos cos(31.35889325)0.853924375
?=-=
电机学试题 课程代码：02271 一、单项选择题（本大题共18小题，每小题1分，共18分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．直流并励电动机起动时，励磁回路的调节电阻阻值应置于（） A．任意位置B．中间位置 C．零位置D．最大位置 2．同步电机中参数 d X'表示为（B） A．同步电抗X c B．直轴暂态电抗 C．直轴漏抗D．直轴次暂态电抗 3．并联于大电网上的同步发电机，当电流落后于电压运行时，若逐渐增大励磁电流，则电枢电流（）A．渐大B．减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 4．如果不计定子电阻效应，同步发电机运行在什么条件下有ψ=?（） A．电阻性负载B．电阻、电感性负载 C．纯感性负载D．电阻、电容性负载 5．要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出，可以（） A．增加励磁电流使E0增加B．增加原动机的动力因素，使功角增加 C．减小励磁电流使E0减小D．加快原动机转速使n＞n1 6．判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是（） A．E0＞U B． ? E0滞后于 ? U C．E0＜U D． ? E0领先于 ? U 7．三相异步电动机负载增加时，会使（） A．转子转速降低B．转子电流频率降低 C．转子电流产生的磁势对转子的转速减小D．转子电流产生的磁势对定子的转速增加8．异步电动机空载电流比同容量变压器大的原因是（） A．异步电动机的损耗大B．异步电动机是旋转的 C．异步电动机有气隙D．异步电动机的漏抗大 9．三相异步电动机转子转速减小时，转子磁势对空间的转速将（） A．增加B．保持不变 C．减小D．为0 10．三相异步电动机的最大转矩大小（） A．与转子电阻无关B．与电源电压无关 C．与电源频率无关D．与极对数无关 11．转差率为s的异步电动机，其sP em将等于（） A．定子铜耗B．总机械功率 C．机械功率D．转子铜耗 12．三相异步电动机定子通入频率为f1的电流，当转子不动时，其转子频率f2为（）
电机学试题及答案 Revised as of 23 November 2020
《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cosφ 2 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U 1=330V，W 1 =700匝，为获得 U 2=220V，U 3 =11V，应使W 2 = 匝，W 3 = 匝。若已知绕组W 1 开路， ì 3=10∠100A，忽略励磁电流，则ì 2 = 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。 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。
三、（27分） 一台三相电力变压器额定容量S=1000 kVA，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=+，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=Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到
一、 填空（每空1.5分，共30分） 1．并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 2．若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。 答：减小， 减小 3．深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。 答：集肤效应， 功率因数 4．绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。 答：减小， 增大 5．三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时 m s = ，转子总电阻值约为 。 答：1， σσ21X X '+ 6．在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。 答：交轴 7．同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。 答：超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁 8同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。 答：主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压 二、 选择（每题2分，共20分） 1．联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 A:电压变化率太大； B:空载环流太大； C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。 答：B 2．两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。 A ：大小成反比 B ：标么值成反比 C ：标么值成正比 答：B 3． 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。 A ．能 B ．不能 C ．不一定 D ．不改接也能 答：A 4． 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（ ）。 A 由于2R 增大，增大了损耗； B 由于2X 减小，使无功电流增大； C 由于2X 的增加，使2cos ?下降； D 由于2R 减少，使输出功率减少。 答：B 5． 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻2R 时，电动机的（ ）。 A st I 减少, st T 增加, max T 不变, m s 增加； B st I 增加, st T 增加, max T 不变, m s 增加； C st I 减少, st T 增加, max T 增大, m s 增加； D st I 增加, st T 减少, max T 不变, m s 增加。 答：C 6． 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（ ）。 A 与转差率反比 ； B 与转差率无关； C 与转差率正比 ； D 与转差率成某种函数关系。 答：A 7． 一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻22R R '=,测得转差率将为（ ）（R 已折算到定子边）。 A 等于原先的转差率s ； B 三倍于原先的转差率s ； C 两倍于原先的转差率s ； D 无法确定。 答：B
河北农业大学2012级函授试题 电机学 专业姓名成绩 一：填空题（每空3分，共48分） 1、隐极汽轮发电机励磁磁动势沿气隙分布波形是____________，其最大值为F0，其基波磁动势 为k f F0。 2、同步发电机励磁磁动势方向处于沿转子旋转方向领先电枢绕组A相轴线+A900电角度时，在时 空向量图上k F F0位置在______________处，E0位置在_______________ 处。 3、同步发电机_________ ______之间的相位角Ψ称为内功率因数角，时空向量图上若k F F0 在+A轴上时，当ψ= ，电枢反应磁动势F a位在沿旋转方向上落后于+A轴1100处。 4、并联于无限大电网的同步电动机运行时，若吸收领先性的无功功率，励磁电流处于 _______________状态。 5、一台输出有功功率和领先性无功功率的同步发电机，有功功率不变时，若增大其励磁电流，电 枢电流的变化是___________，处于过励状态时，输出__________性无功功率。 6、同步电机负序电抗标幺值的大小，转子上有阻尼绕组的比无阻尼绕组的____________，负序电抗 标幺值比正序电抗的______________。 7、并联于无限大电网的一台凸极同步发电机当它失去励磁后，电机最大的电磁功率出现在功率角 等于______________电角度处。 8、三相步电动机采用Y--Δ起动，电机正常现运行时定子绕阻接法是_______________。 9、三相六极异步电动机额定转差率为0.04，电源的频率为50Hz，额定转速应为r/min， 若运行于转速为-200 r/min，转子旋转磁势相对于转子的转速应为___ ____ r/min，转子电流频率为__________ Hz。 二、（本题25分） 一台凸极式同步发电机额定运行时U=1，I=1，x d=1，x q=0.8，r=0，电流超前电压 cosφ=0.707，请: 1、出磁动势电动势向量图（电动机惯例）（10分） 2、计算空载电动势E0（12分） 3、计算过载能力（3分） 三、（本题15分） 一台三相异步电动机额定数据如下：P N=100kW，U N=380V，I N=136A，n N=1420r/min，起动电流倍数k I=6.5，起动转矩倍数k T=1.1，请计算： 1、转差率S N 2、采用Y-?起动时的起动电流和起动转矩 3、若电源电压降到额定电压的80%，能否起动480Nm的负荷。 四、（本题12分） 一台隐极式同步电动机运行时，忽略电阻r，按电动机惯例，cosφ=0.866， 1、电流领先电压； 2、电流落后电压； 请分别画出两种情况下的磁动势电动势向量图（用电动机惯例）。 1
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
1、励磁直流电动机与异步电动机同轴，分别接电网且直流电机电枢电流为0，增大直流电机励磁，则直流电机作 发电机 运行，机组转速将 ↓ 。 同轴→不会两个同为发电机/同为电动机 直流电机做发电机，则异步做电动机，给直流电机提供转矩带动转轴转动，直流电机负载增加，n ↓。 电枢电流为0 →Ea=U 增大励磁电流，Ea ↑，＞U 发电机运行 ；减小励磁电流，Ea ↓，＜U ，电动机运行 2、交流电机电枢和频率恒定，空载时电枢损耗将为 铁耗 。 3、励磁直流电动机与同步电动机同轴，分别接电网且同步电机电枢电流为0，减小直流电机励磁，则直流电机作 电动机 运行，增大同步电动机励磁，则同步电机作 调相机 运行。 4、交流电机气隙磁场相对定子转速n1，相对转子转速n2，电磁转矩Tem ，则转子转速为 n1-n2 ，定子侧电磁功率为 ，转子侧总机械功率为 。 5.同步电机的主要运行状态有：发电机， 电动机 和 调相机 。 同步电机的转子绕组可以经滑环和电刷外接直流电源励磁，也可以采用 换流器 永磁 励磁方式。 6.与无穷大电网并联的同步发电机，若电枢电流无直轴分量，则电枢电压U > 励磁电势Ef*，若励磁磁动势Ff 与电枢磁动势Fa 空间相位相差50°，则直轴电枢反应性质是 助磁 。 7.同步发电机欠励时向电网输出 容 性无功功率。异步电动机则从电网吸收 感 性无功功率。因此同步发电机通常运行在功率因数 滞后 的励磁状态。 8.测定同步发电机的空载特性和短路特性时，若转速降为额定的百分之八十，则相同来励磁电流时的空载特性将 E0降为80% ，短路特性将 不变 (因为短路电流也降为80%） 。 9.利用灯光黑暗法（直接接法）将同步发电机投入电网并联运行时，发现三组指示灯同时忽明忽暗，表明电网侧和发电机电压的 频率 不同，需要调节 原动机转速 。 10.相同结构尺寸，电压，频率和容量的三相异步电机，转子采用深草与普通鼠笼结构相比，启动转矩将 ↑（起动电流↓） ，原因是 深槽式集肤效应使Rst ↑ 。 11.异步电机由额定状态减小负载，效率将 ↓ ，功率因数将 减小 。 6012em n T π60 )21(2em n n T -π
直流电机部分 1 . 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直 流电流？ 答：换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流，“换向”成直流电。 如果没有换向器，电机不能发出直流电。 2 . 试判断下列情况下，电刷两端电压性质 （1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。 答：(1)交流 ∵电刷与电枢间相对静止，∴电刷两端的电压性质与电枢 的相同。（2）直流 电刷与磁极相对静止，∴电刷总是引出某一极性下的电枢 电压，而电枢不动，磁场方向不变 ∴是直流。 3. 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置； 但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？ 答： 直流电动机中，换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电，以 使电枢无论旋转到N 极下，还是S 极下，都能产生同一方向的电磁转矩。 4 . 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？ 这些部件的功能是什么？答：有7个主磁极换向极，机座电刷电枢铁心，电枢 绕组，换向器。 5 . 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电 机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？ 答： 一个线圈产生的直流脉动太大，且感应电势或电磁力太小，线圈愈多， 脉动愈小，但线圈也不能太多，因为电枢铁心表面不能开太多的槽，∴线圈太 多，无处嵌放。 6. 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？ 答：主磁通： 从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极下的气隙和主极铁 心，最后经定子绕组磁轭闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢中感应 电动势，实现机电能量转换。 漏磁通： 有一小部分不穿过气隙进入电枢，而 是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合，不参与机电能量转换，δΦ与饱和系数有关。 7. 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲 线开始弯曲的所谓“膝点”附近？ 答：磁化曲线：00()f F Φ= 0Φ-主磁通， 0F 励磁磁动势设计在低于“膝点”，则没有充分利用铁磁材料，即 同样的磁 势产生较小的磁通0Φ，如交于“膝点”，则磁路饱和，浪费磁势，即使有较大
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P2 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 22. DM的调速方法：电枢回路串电阻、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 NηN(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：21112 100%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 2T j a j a a ) (T Φ C C R R ΦC U Φ C 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 5. 空载运行，主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角 6. Φ、i 、e 正方向的规定。 7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压 8. 励磁电抗X m 、励磁电阻R m 、一次侧漏电抗X 1σ、二次侧漏电抗X 2σ
期末 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____。
电机学 一、选择题（本大题共18小题，每小题1.5分，共27分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题多选或未选均无分。 1．直流并励电动机起动时，励磁回路的调节电阻阻值应置于（）A．任意位置；B．中间位置；C．零位置；D．最大位置 2．同步电机中参数X d’表示为（） A．同步电抗；B．直轴瞬态电抗；C．直轴漏抗；D．直轴超瞬态电抗3．并联于大电网上的同步发电机，当电流落后于电压运行时，若逐渐增大励磁电流，则电枢电流（） A．渐大；B．减小；C．先增大后减小； D．先减小后增大 4．如果不计定子电阻效应，同步发电机运行在什么条件下有△U=0（） A．电阻性负载B．电阻、电感性负载 C．纯感性负载D．电阻、电容性负载 5．要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出，可以（）A．增加励磁电流使E 增加; B．增加原动机的动力，使功角增加; C．减小励磁电流使E 0减小; D．加快原动机转速使n＞n 1 6．判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是（） A．E 0＞U; B．E 滞后于U; C．E ＜U; D．E 领先于U
7．三相异步电动机负载增加时，会使（） A．转子转速降低; B．转子电流频率降低 C．转子电流产生的磁动势对转子的转速减小 D．转子电流产生的磁动势对定子的转速增加 8．异步电动机空载电流比同容量变压器空载电流大的原因是（） A．异步电动机的损耗大;B．异步电动机是旋转的; C．异步电动机有气隙;D．异步电动机的漏抗大; 9．三相异步电动机转子转速减小时，转子磁势对空间的转速将（） A．增加; B．保持不变; C．减小; D．为0; 10．三相异步电动机的最大转矩大小（） A．与转子电阻无关; B．与电源电压无关; C．与电源频率无关; D．与极对数无关; 11．转差率为s的异步电动机，其sP e 将等于（） A．定子铜耗; B．总机械功率; C．机械功率; D．转子铜耗; 12．三相异步电动机定子通入频率为f 1的电流，当转子不动时，其转子频率f 2 为 （） A．f 2=f 1 ;B．f 2 =0; C．f 2 ＜f 1 ;D．f 2 ＞f 1 13．交流双层绕组中，每相串联匝数N同每个线圈的匝数N c 、每极每相槽数q、极对数p、并联支路数a之间的关系是（） A．N=（2a/p）qN c B．N=（2p/ a）qN c C．N=apqN c D．N=2apqN c 14．变压器负载运行时与空载运行时相比，变比K（） A．变大; B．变小; C．相等; D．基本不变; 15．若外加电压随时间正弦变化，当磁路饱和时，单相变压器的励磁电流随时间变化的波形是（） A．矩形波; B．平顶波; C．正弦波; D．尖顶波; 16．变压器空载时，线路电压增加，则铁耗将（）
一、 填空（每空1.5分，共39分） 1．三相变压器理想并联运行的条件是（1） ，（2） ， （3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 2．深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。 答：集肤效应， 功率因数 3. 可以从三个方面来调节感应电动机的转速: （1） ；（2） ； （3） 。 答：改变定子和转子绕组的极对数p ，改变电源频率f1，改变转差率s . 4. 从磁势的观点来看，可以把单相绕组等效地看成由两套匝数相同，并且流过同一电流，但相序不同的 所串联组成。 答：三相绕组 5．凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 （减少，不变，增大）。 答：不变 6．一台同步电机与大电网并联运行发电，适当增大电机输入的机械功率，则电机的功率角将______（减少，不变，增大）；增大电机的励磁电流 （输入功率保持不变），则电机的功率角将______（减少，不变，增大）。 答案：增大；减少 7．同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。 答：发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致 8. 一台同步发电机并联在大电网上运行。过励时电机输出______无功功率；欠励时电机输出______无功功率；正常励磁时电机输出______无功功率。 （答案：感性；容性；零） 9．同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。 答：2q d U 11m ()sin22X X δ- 10．同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。 答： 励磁电动势，电压；主极轴线，气隙合成磁场轴线 11. 同步发电机实用的并网方法有两种，分别是________和________。 答：准确整步法 自整步法 12. 在同步电机中，只有存在________ 电枢反应才能实现机电能量转换。 答：交轴 二、 选择题（每题2分，共20分） 1. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 A:电压变化率太大； B:空载环流太大； C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。 答：B 2. 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。 A ．能 B ．不能 C ．不一定 D ．不改接也能 答：A 3. 鼠笼式感应电动机采用星-三角起动法，起动过程中起动电压与额定电压、起动电流与额定电压起动时的电流、起动转矩与额定电压起动时的起动转矩之比分别为： A: 1、、； B: 1 1、 、； C: 1、 、 D: 13 1 、。 答：B
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。 >
一、单项选择题。本大题共23个小题，每小题 2.5 分，共57.5分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.三相四极36槽交流绕组，若希望尽可能削弱5次空间磁势谐波，绕组节距取 （）。 ( A ) A. B. C. 2.交流绕组的绕组系数通常为（）。 ( A ) A.<1 B.>0 C.=1 3.相对称交流绕组的基波电势幅值为E1,绕组系数为 k w1，3次谐波绕组系 数为k w3，则3次谐波电势幅值为（） ( A ) A.0 B. C. 4.一台50Hz的三相电机通以60 Hz的三相对称电流，并保持电流有效 值不变，此时三相基波合成旋转磁势的转速（）。 ( A ) A.变大 B.减小 C.不变 5.单相绕组的基波磁势是（）。 ( B )
A.恒定磁势 B.脉振磁势 C.旋转磁势 6.交流电机定、转子的极对数要求（）。 ( B ) A.不等 B.相等 C.不可确定 7.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 8. ( D ) A. B. C. D. 9.与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差 一些，主要是（）。 ( C ) A. B. C. D. 10.
( A ) A. B. C. D. 11.三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运 行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（）。 ( B ) A.与转差率反比 B.与转差率无关 C.与转差率正比 D.与转差率成某种函数关系 12. ( C ) A. B. C. D. 13. ( B ) A. B. C. D.无法确定。 14.对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（）。 ( D )
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)
一、填空题:(30％,每空1分) 1. 电机技术中磁性材料的铁损耗主要包括 磁滞损耗 、 涡流损耗 。 2. 电机和变压器常用的铁芯材料为 软磁材料 ，铁磁材料的磁导 远大于 非铁磁材料的磁导 率。 3. 变压器的二次侧是通过 电磁感应 对一次侧产生作用的。 4. 要在变压器的中产生正弦波的磁通波形，所需要的励磁电流波形应该是 尖顶波 。 5. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 1 。 6. 在 不变损耗等于可变损耗(或铁耗等于铜耗) 的情况下，变压器的效率最高。 7. 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 。 8. 如将额定电压为220/110V 的变压器的低压侧误接到220V 电压，则励磁电流将 增大很多 ，变压器将 烧毁 。 9. 三相组式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此独立，互不相关，各相主磁通以各自的铁芯为 回路。 10. 三相芯式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此相关，任一相必须通过另外两相方能闭合。 11. 既和一次侧绕组交链又和二次侧边绕组交链的磁通为 主磁通 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 漏磁通 。 12. 变压器的一次侧绕组接入交流电源后，将在铁芯磁路中产生交变的磁通，该磁通可分为主磁通 和漏磁通两种。 13. 单相绕组的基波磁势是脉振磁势。 14. 交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都 减小 (填增大、减小或不变)。 15. 一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 0.02 ，转子电势的频率为 1Hz 。 16. 一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，当转差率为0.04时，转子的转速为 720r/min ， 转子的电势频率为 2Hz 。 17. 异步电动机电磁转矩参数表达式 M= 。 答:[]22012112112 2f 2pU m )()(x x r s r s r '+++''π
电机学_在线作业_2 交卷时间：2016-05-06 13:43:20 一、单选题 1.(5分)给变比为2的单相变压器一次边绕组加220V的直流的电压, 则其二次边输出电压为( ) ? A. 110V ? B. 55V ? C. 0V ? D. 440 纠错 得分：5 知识点：电机学 2.(5分)准确判断变压器的联结组别，是为了( ) ? A. 解决电流稳定问题 ? B. 解决多台变压器能否并联的问题 ? C. 解决相序一致的问题 ? D. 解决电压稳定问题 纠错 得分：5 知识点：电机学 3.(5分)一台三相感应电动机其额定值为0.75(功率因数)，0.8(效率)，3Kw，380V(Y)。额定运行时定子电流为( ) ? A. 7.3A ? B. 6.08A ? C. 7.6A
纠错 得分：5 知识点：电机学 4.(5分)一台变压器，当外施电压低于额定值时，变压器铁心的饱和度相对于外施电压为额定值时将( ) ? A. 升高 ? B. 不变 ? C. 过饱和 ? D. 降低 纠错 得分：0 知识点：电机学 5.(5分)一台与大电网并联运行的隐极同步发电机，其功率角θ为200，求（1）：增加励磁使E0增加一倍，θ变为( ) ? A. 9.84° ? B. 40° ? C. 10° ? D. 12.5° 纠错 得分：5 知识点：电机学 6.(5分)当电网电压降低时，变压器的激磁电抗值变( ) ? A. 为0 ? B. 不变
? D. 小 纠错 得分：5 知识点：电机学 7.(5分)同步发电机正常工作时，它的( ) ? A. 转速与频率同步 ? B. 转速与频率不同步 ? C. 转速与频率无关 ? D. 转速等于频率 纠错 得分：5 知识点：电机学 8.(5分)通常电机容量越大，其效率越( ) ? A. 与容量无关 ? B. 高 ? C. 不变 ? D. 低 纠错 得分：5 知识点：电机学 9.(5分)一台并网中运行的变压器，当由空载至满负载运行时，其铁心主磁路所需励磁功率( ) ? A. 不需要 ? B. 由小变大
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
座位号 桂林电子科技大学试卷 2014-2015 学年第 二 学期 课号 1420488 课程名称 电机学 （闭卷、A 卷 ） 适用班级 13001201-13001204 一、单项选择题（每题1分，共10分） 1.0、Wb 是（ ）的单位。 A. 磁动势 B. 磁通 C. 磁场强度 D. 磁感应强度 1.1、在软磁磁路中，磁路计算时所用的磁化曲线是（ ）磁化曲线。 A. 起始 B. 磁滞回线 C. 基本 D. 线性部分 1.2、直流电机作电动机运行时，（ ）。 A. a E U >，E a 与I a 方向相同 B. a E U <，E a 与I a 方向相反 C. a E U >，E a 与I a 方向相反 D. a E U <，E a 与I a 方向相同 1.3、直流电机电动势结构常数C e 和转矩结构常数C T 之间的关系为（ ）。 A. e T C 9.55C = B. T e C 9.55C = C. e T 2πC C 60= D. T e 2πC C 60 = 1.4、直流电机的所有绕组元件通过换向片连成一体，构成（ ）回路。 A. Y 形 B. 三角形 C. 闭合 D. 并联 1.5、额定电压为10000/400V 的三相电力变压器，一次侧电压为额定电压，负载运行时若二次侧电压为402V ，负载的性质是（ ）。 A. 纯阻性 B. 纯感性 C. 阻容性 D. 阻感性 1.6、变压器负载运行时，若负载增大，则其（ ）。 A. 铁损增大，铜损不变 B. 铁损不变，铜损不变 C. 铁损增大，铜损增大 D. 铁损不变，铜损增大 1.7、当0n n ＞时交流异步电动机工作于（ ）状态。 A. 电磁制动 B. 电动 C. 发电 D. 空载 1.8、三相异步电动机中定、转子的磁动势相对于定子的旋转速度比较，（ ）。 A. 前者快 B. 前者慢 C. 两者相对静止 D. 取决于电机运行状态 1.9、大型异步电动机不允许直接起动的原因是（ ）。 A. 电机温升过高 B. 对电网电流冲击过大 C. 起动时间太长 D. 机械强度不够 二、填空题（每题2分，共10分） 2.0、电机、变压器的磁路计算通常属于_______问题类。 2.1、直流电机中单叠绕组的Q=16，y 1=4，那么其第14号元件的下层边应放在第 号槽中。 2.2、变压器短路试验一般在 侧进行。 2.3、异步电动机三个特征转矩分别是额定转矩、 转矩和起动转矩。 2.4、异步电动机转子的铜耗称为_______功率。
一、填空题：（每空1分，共20分） 1． 进行并励直流发电机实验时，若电机的电压不能建立，可能的原因有：无剩磁，励磁绕组的极性与电枢绕组的极性相反，励磁绕组的电阻大于临界电阻值。 。（并励：励磁绕组与电枢并联） 2．变压器的激磁参数由 空载 试验测取，短路参数由 短路 试验测取。 3．变压器并联运行的条件是：1） 联结组标号相同 ，2） 额定电压及变比相等 ， 3） 短路阻抗标幺值相等。 4．在交流绕组中，为削弱感应电动势中的5次和7次谐波，可采用短距绕组来实现；为削弱齿谐波电动势，可采用斜槽来实现。 5．直流电动机的调速方法为：1） 调压 ，2） 调磁 ， 3） 调电枢回路电阻。 6．有一台三相四极36槽交流电机，第一节距y 1=8，则节距因数k P1=0.985，分布因数k d1=_________，绕组因数k W1=__________。P187 7．直流电机中换向极绕组与电枢绕组相串联。 8．直流电机的电枢反应是指电枢磁场对主极磁场的影响，其结果是：气隙磁场发生畸 变 和呈去磁作用。 6、1） )2 sin(1πy k p =
考试命题、考试成绩分析表
电机学试题 课程代码：02271 一、单项选择题（本大题共18小题，每小题1分，共18分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或均无分。 1．直流并励电动机起动时，励磁回路的调节电阻阻值应置于（） A．任意位置B．中间位置 C．零位置D．最大位置 2．同步电机中参数 d X'表示为（B） A．同步电抗X c B．直轴暂态电抗 C．直轴漏抗D．直轴次暂态电抗 3．并联于大电网上的同步发电机，当电流落后于电压运行时，若逐渐增大励磁电流，则电枢电流（）A．渐大B．减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 4．如果不计定子电阻效应，同步发电机运行在什么条件下有ψ=?（） A．电阻性负载B．电阻、电感性负载 C．纯感性负载D．电阻、电容性负载 5．要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出，可以（） A．增加励磁电流使E0增加B．增加原动机的动力因素，使功角增加 C．减小励磁电流使E0减小D．加快原动机转速使n＞n1 6．判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是（） A．E0＞U B．? E0滞后于 ? U C．E0＜U D．? E0领先于 ? U 7．三相异步电动机负载增加时，会使（） A．转子转速降低B．转子电流频率降低 C．转子电流产生的磁势对转子的转速减小D．转子电流产生的磁势对定子的转速增加8．异步电动机空载电流比同容量变压器大的原因是（） A．异步电动机的损耗大B．异步电动机是旋转的 C．异步电动机有气隙D．异步电动机的漏抗大 9．三相异步电动机转子转速减小时，转子磁势对空间的转速将（） A．增加B．保持不变 C．减小D．为0 10．三相异步电动机的最大转矩大小（） A．与转子电阻无关B．与电源电压无关 C．与电源频率无关D．与极对数无关 11．转差率为s的异步电动机，其sP em将等于（） A．定子铜耗B．总机械功率 C．机械功率D．转子铜耗 12．三相异步电动机定子通入频率为f1的电流，当转子不动时，其转子频率f2为（）