电机学期末复习总结
《电机学》期末复习材料
第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构：
定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为60
1
pn f = 2、异步电机的结构：
定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。
【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度：
电角度：磁场所经历的角度称为电角度。
机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势：
①感应电势的频率：60
1
pn f =
②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值：m m m d f f E E φφπ
22.22
2
==
=
5、极距：
①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p
z
p
D
22=
=
πτ 6、线圈电势与节距因数： ①节距因数：190sin 90)1(cos 11
≤??
??????=?????
???-
=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。
②分布因数：12
sin
2sin ≤=
a q a q
k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z
p a 360
=
电角度 ⑥每极每相的槽数：pm
z q 2=
【练习1】一台三相同步发电机，Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=，定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。
7、消弱谐波电势的方法：
①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组：
①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距
②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组）
③画出某相叠绕组展开图（注意支路数）
【练习2】有一双层三相短距绕组，24=z ，42=p ，τ6
5
1=y 。（1）分别画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组展开图；（2）算出绕组因数。
10、单相绕组的磁势（脉动磁势）：
)cos(2
1
)cos(21cos cos t x F t x F t x F ωωωφφφ++-=
单相磁势的特点是：磁势轴线（即磁势幅值所在的位置）在空间固定不动，而各点磁势的大小则随时间在变化，因此称为脉动磁势。
单相绕组所产生的脉动磁势可以分解成基波和一系列谐波，基波磁势的振幅为：
w k p
IN
F 9
.0=φ 11、一个在空间按正弦律分布，且振幅随时间作正弦变化的脉动磁势，可以分解为两个以相同速率但向相反方向旋转的圆形旋转磁势。圆形旋转磁势的幅值为原有脉动磁势幅值的一半，圆形旋转磁势的转速为p
f
n 60
1=。当脉动磁势为最大值时，两个旋转磁势正好转到相互重合的位置。（即：一个脉动磁势可以分解为大小相等，转向相反的两个旋转磁势。） 12、三相绕组的磁势（旋转磁势）
?
??
???-?-=?-?-==)
240cos()240cos(),()120cos()120cos(),(cos cos ),(t x F t x f t x F t x f t
x F t x f c b a ωωωφφφ
应用三角恒等式写成：
??
?
?
?
?
???
?-++-=?-++-=++-=)120cos(21)cos(21),()240cos(21)cos(21),()cos(2
1)cos(21),(t x t x F t x f t x t x F t x f t x F t x F t x f c
b a
ωωω?ωωφφ
φφ 所以合成磁势：
)cos(2
3
),(t x F t x f ωφ-=
当三相对称电流流过三相对称绕组时，三相合成的基波磁势是一个圆形旋转磁势。它主要特点是：
①旋转磁势的转速为p
f
n 60
1=，我们称基波旋转磁势的转速1n 为同步转速； ②旋转磁势的轴线总是与电流达到最大值的那一相绕组的中心线相重合；
③旋转磁势的转向总是从超前电流的相转向滞后电流的相，因而只要改变电流的相序（即改变三相电源的任意两个接头）便可以改变磁势的旋转方向；
④三相旋转磁势的幅值为单相脉动磁势最大幅值的3/2倍，其中1/2是由每相的脉动磁势分解为两个旋转磁势得来，3则是由三相相加而得到的。 13、主磁通与漏磁通：
①主磁通：由定、转子绕组磁势所共同激励，并同时与定、转子绕组相匝链的磁通。 ②漏磁通：单独由定子绕组或者转子绕组磁势所激励，并分别与定子绕组或转子绕组相匝链的磁通。
【练习3】有一台三相同步发电机，kW P N 6000=，
kV U N 3.6=，8.0cos =N ?，22=p ，Y 接法，36=z 槽，72=N 匝，6=q ，151=y 槽，Hz f 50=，N I I =。试求：
（1）一相绕组所产生的基波磁势幅值；
（2）三相绕组所产生的合成磁势的基波幅值及其转速。
【练习4】有一台三相交流电机，42=p ，定子为双层叠绕组，36=z ，τ9
7
1=
y ，每相串联匝数96=N ，今在绕组中通入频率为Hz 50、有效值为35A 的对称三相电流，计算基波旋转磁势的幅值。
第四篇 感应电机 1、感应电机工作原理：
定子绕组所产生的旋转磁场，以转差率切割转子导体，于是在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与旋转磁场相作用而产生电磁转矩，使转子旋转。 2、“感应”的含义：
必须异步，1n n <，才能产生感应电势2e ，有了感应电势，就能感生三相短路电流d i 2，这
是形成旋磁2F 。
3、转差率：
转差率是感应电机的一个基本变量，它表示了感应电机的各种不同运行情况。
1
11n n
n n n s -=
?=
（11sn n n n =-=?） 在正常运行范围内，转差率的数值通常都是很小的。满载时，转子转速与同步转速相差并不大，而空载时，可以认为转子转速等于同步转速。
4、感应电机的三种工作状态：
5、感应电机的基本结构：
①定子——又称定子铁芯，由三相绕组组成，是一个机座。
②转子——又称转子铁芯，由三相短路绕组组成，是一个转轴。转子的结构分为： a.笼型转子：优点：转子结构简单，既无集电环又无绝缘，既省材料又制造方便，是一种经
济耐用的电机，工业上应用广泛。
b.绕线转子：可以通过集电环及电刷在转子回路中引入外加电阻，以改善电动机的启动和调速性能。缺点：转子绕组结构复杂，价格较贵，可靠性较差。 ③气隙——励磁N m I i %50~20≈。 6、感应电机的额定值： ①额定电压N U （线电压） ②额定电流N I （线电流）
③额定功率N P （在额运时，电机的输出功率，对电动机而言，就是转轴上所消耗的机械功率。）N N N N N I U P ?ηcos 3= ④额定转速N n
【练习5】一台三相感应电动机，kW P N 75=，min /975r n N =，V U N 3000=，A I N 5.18=，87.0cos =N ?，Hz f 50=。试问：
（1）电动机的极数是多少？（2）额定负载下的转差率s 是多少？（3）额定负载下的效率η是多少？
【练习6】有一台8极感应电动机，Hz f 50=，额定转差率043.0=N s ，试求（1）同步转速；（2）额定转速；（3）min /700r n =时的转差率；（4）min /800r n =时的转差率；（5）起动瞬间的转差率。
7、感应电机的电势平衡方程式：
①定子侧： )(11111σjX R I E U ++-=，其中m w k N f E φ111144.4=
②转子侧： 0)(22222=+-=σjsX R I E U s ；则)(22222σjsX R I sE E s +== 得出：σ
σ222
2222jsX R sE jsX R E I s +=
+=
；2221222244.444.4sE k N sf k N f E m w m w s ===φφ 11260
60sf p n s p n
f ==?=
22122222sX L f s L f X s ===ππσ 11sn n n n =-=? 旋磁2F
相对于转子本身的转速：n n sn n -==112 相对于定子的转速：112)(n n n n n n =+-=+ 转子基波磁势的幅值：22
22229
.0I p
k N m F w =
8、感应电机的磁势平衡方程式： 根据m F F F =+21，可以得出m w w I I k N m k N m I =+21
112
221
9、感应电机的归算：
①采用的方法：频率归算和绕组归算。（归算是一种等效的计算方法，替代原转子的等效转子均是虚拟的。） ②频率归算： 因为σ
222
2jsX R sE I +=
，所以222222221R s s jX R E jX s
R E I -++=+=σσ
③绕组的归算： A ．2I 的归算：2211122221
'I k I k N m k N m I i w w ==
B ．2E 的归算：222
21
12'E k E k N k N E e w w ==
C ．阻抗的归算：22'R k k R i e =；σσ22'X k k X i e = 10、感应电机的T 型等效电路：
基本方程式：
??
??
???+=+=++-='
)''('')(21222211111I I I jX s R I E jX R I E U m σσ 11、感应电机与变压器的区别：
①由于感应电机的转子是旋转的，因此转子中的电势频率不仅与电源频率有关，还决定于转子的转速，即与转差率有关，转差率是感应电机的基本变量； ②感应电机气隙中的主磁场是旋转磁场，而变压器中是脉动磁场；
③感应电机是分布短距绕组，而变压器则是集中绕组，因此感应电机的电势计算公式与变压器有些差别。
12、感应电动机的功率平衡方程式： ①输入功率：11111cos ???U I m P =
②定子功率：12111R I m P cu =；m m Fe R I m P 2
1=
③电磁功率：s
R I m I E m P P P P Fe cu M '
cos 22
'2122'2'21111==--=? ④转子功率：M cu sP R I m R I m P ==='22
'2122222 ⑤机械功率：M cu M P s R s
s
I m P P P )1('122
'2
12-=-=-=Ω
附加电阻
'12R s
s
-上的电功率就是电动机所产生的机械功率ΩP ⑥输出功率：?+ΩΩ-=P P P 2 由上式可以得出：
?+Ω+++=∑P P P P P cu Fe cu 21
2211cu Fe cu M P P P P P P P ++=--=?+Ω ?+ΩΩ+=-=P P P P P cu M 22
所以：1
211P P
P P ∑-
==
η 【练习7】有一台绕线转子感应电动机，定、转子绕组均为三相。V U N 380=，Hz f 501=，
min /1444r n N =。每相参数：Ω=4.01R ，Ω=4.0'2R ，Ω=11σX ，Ω=1'2σX ，Ω=40m X ，m R 略去不计。定、转子绕组均为Y 联接，且有效匝数比为4。
（1）求满载时的转差率； （2）绘出简化等效电路； （3）求出1I 、2I 和m I ；
（4）满载时转子每相电势s F 2的有效值和频率； （5）总机械功率。
【练习8】有一台三相感应电机，kW P N 10=，Hz f 501=，1=p 。在额定运行下的各项损耗：定子铜耗W P cu 3601=，铁耗W P Fe 330
=，转子铜耗W P cu 2392=，机械损耗W P 340=Ω，求此时的电磁功率、输入功率和转速。
13、转矩平衡式和电磁转矩：
①因为Ω+?Ω+=P P P 2，所以02T T T += ②基础公式：)/(2602s rad p
f
n ππ==Ω ③转矩：
221221*********cos '/2cos '44.4cos ''?φπ?φ?I C p
f I k N f m I E m P T m T m w M ==Ω=Ω=
又因为()
2
212
211
2''σσX X s R R U I ++??? ?
?+=
所以：()
2
212212
2111122
'2
1'''
1'σσX X s R R s R U m s R I m T ++??? ?
?+Ω=Ω=
根据上式，算出相应的电磁转矩作出转矩随转差率而变化的曲线，即)(s f T =曲线，它被称为感应电动机的机械特性。 ④临界转差率：()
2
212
12''
σσX X R R S M ++=
⑤最大转矩：()??
????+++Ω=2212112111'21
σσX X R R U m T MAX
【练习9】有一台三相感应电动机，kW P N 150=，Hz f 50=，42=p 。满载运行时，转子铜耗kW P cu 8.42=，机械损耗和杂散损耗kW P P 2.2=+Ω+?Ω，求此时的电磁转矩和输出转矩。
14、串电阻问题： 公式：()
1'''2
212
12=+++=
σσX X R R R S st M
或者：()'''22
212
1R X X R R st -++=
σσ
【练习10】有一台三相感应电动机，kW P N 2.17=，Hz f 50=，42=p ，V U N 380=，A I N 8.33=，
定子绕组为Y 联接。每相参数：Ω=228.01R ，Ω=224.0'2R ，Ω=55.01σX ，Ω=75.0'2σX 。在额定运行下的各项损耗：W P cu 7841=，W P Fe 350
=，W P cu 8802=，W P P 280=+Ω+?Ω；求（1）额定运行时的电磁转矩；（2）额定运行时的输出转矩；（3）最大转矩；（4）最初起动转矩；（5）若使最初起动转矩等于最大转矩，转子中应串入多大的电阻？并画出特性曲线图。
15、感应电动机的工作特性：
当负载发生变化时，电动机的转速、效率、功率因数、转矩及定子电流随输出功率而变化的曲线称为感应电动机的工作特性。（感应电动机应避免长期在低负载下运行） 16、感应电动机起动特性：
①普通感应电动机起动性能的特点是：最初起动电流很大，最初起动转矩并不大。 ②解决起动问题：
A ：绕线式：在转子回路内串入电阻起动。既能减小最初起动电流又能增大最初起动转矩。
B ：笼型式：①全压起动（适于小电机） ②降压起动（对起动要求不高） 17、基本公式：
31=?st st I Y I ； 31=
???st st I Y I ； 3
1
=?st st U Y U ； 31=?st st T Y T 【练习11】有一台三相感应电动机，2=p ，kW P N 28=，V U N 380=，%90=N η，
88.0cos =N ?。定子绕组?联接。已知在额定电压下直接起动时，电网所供给的线电流是
电动机额定电流的5.6倍。今改用?-Y 法起动，求电网所供给的线电流。
17、感应电动机调速：
①变极数调速：优点：便捷；缺点：有级调速。
②变频调速：优点：平滑调速，范围广，效率高；缺点：需要变频变压装置。 ③变转差率调速：串入转子电阻（只适用于绕线式的异步电动机）。 18、转速公式：)1(60)1(1
1s p
f s n n -=
-= 19、明确一个概念：因为()
)'('''
1
22
212
2122
111s R f X X s R R s
R U m T =++??? ?
?+Ω=
σσ 所以在恒转矩下，当'T T =即'
'
''22s R R s R p +=
所以σ
σ2222222'
'
''
'
''jX s R R E jX s
R E I p ++=
+=
【练习12】有一台三相感应电动机，Hz f 50=，42=p ，min /1450r n N =，转子是绕线式，Ω=02.02R ，如维持电机转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速下降到min /1000r ，试求：
（1）转子回路中要串入多大的电阻？ （2）此时转子电流是原来数值的几倍？
【练习13】有一台三相感应电动机，kW P N 155=；2=p ，转子是绕线式，转子每相电阻Ω=02.02R 。已知在额定负载下转子铜耗为2210W ，机械损耗为2460W ，杂散损耗为310W ，试求：（1）此时的转速及电磁转矩；（2）若（1）中的电磁转矩保持不变，而将转速降到min /1300r ，应该在转子的每相绕组中串入多大电阻？此时转子铜耗是多少？
20、单相感应电机 ①结构：
定子——单相绕组； 转子——鼠笼式
②单相没有启动转矩，即没有自起动能力，但一经起动，两个方向均可自行运转，运转方向由初始外力决定。
③重要概念：超前相电流转向滞后相电流。（接有电容相即为超前相） ④主极的设计原则：尽量使主磁通正弦。 【练习14】标出下列电机的转速方向。
A B
C
A
B
VCC
第五篇 同步电机
1、同步发电机的最大特点是：
转速n 、频率f 及极对数p 与之间有严格不变的关系，即p
f
n 60 2、同步发电机的构造：
①定子（硅钢片叠装）：三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 ②转子（普通钢片）：直流励磁，是一个恒稳磁极。 3、转子的分类：
①凸极式：（4极）制造方便、机械强度较差，转动惯量大，适于低速的中小型电机中。（水轮发电机）
②隐极式：（2极）制造复杂、机械强度很强，转动惯量小，适于高速的电机中。（汽轮机）
凸极式 隐极式
4、冷却处理方式：
①中、小电机——采用空气冷却，通过风道，将热量带走。
②大型电机——采用氢冷却，但需注意爆炸危险，需提供一套控制设备来保证外界空气不会渗入到电机内部。 5、同步电机的额定值： ①额定电压N U （线电压） ②额定电流N I （线电流） ③额定功率N P
发电机：N N N N I U P ?cos 3= 电动机：N N N N N I U P ?ηcos 3= ④额定功率N N N I U S 3= ⑤额定转速p
f n N
N 60= 6、电枢反应：
电枢反应的性质主要决定于空载电势0E 和负载电流a I 之间的夹角ψ，也就是说，决定于负载的性质。
①a I 与0E 同相位，即0=ψ（此时的电势是纯做功）
②a I 滞后0E 90电角度，即?=90ψ（此时的电势磁势称为直轴去磁电枢磁势） ③a I 超前0E 90电角度，即?-=90ψ（此时的电势磁势称为直轴增磁电枢磁势） ④任意角：（定子量在d 与q 轴分解）
q d a I I I += 其中ψsin a d I I =；ψcos a q I I =
推出：ψsin a ad F F =；ψcos a aq F F = 7、同步电抗值：
①隐极——因为定转子间气隙处处相等，所以磁路的磁导也处处相等，故
σX X X X X a q d S +===
②凸极——因为直轴的气隙小于交轴的气隙，所以S X 为d X 、q X ：
σX X X ad d +=；σX X X aq q +=
8、隐极同步发电机的电势方程式和相量图
)(0s a a jX R I U E ++=
a
a s
a R I U X I U tg ++=-??ψcos sin 1
9、凸极同步发电机的电势方程式和相量图
)(0q q d d a a X I X I j R I U E +++=
a
a q a R I U X I U tg ++=-??ψcos sin 1
10、重要公式： ①纯阻性：R jX R E I s a a ++=
②纯感性：jX jX R E I s a a ++=
③纯容性：jX jX R E I s a a -+=
④阻容性：jX
R jX R E I s a a -++=
【练习15】有一台三相同步发电机，kW P N 2500=，kV U N 5.10=，Y 接法，8.0cos =N ?（滞后），作单机运行。已知同步电抗Ω=52.7s X ，电枢电阻可以忽略不计。每相的感应电势V E 75200=。求下列几种情况下的电枢电流，并说明其电枢反应的性质。
（1）每相是Ω52.7的三相对称纯电阻负载； （2）每相是Ω52.7的三相对称纯电感负载； （3）每相是Ω04.15的三相对称纯电容负载；
（4）每相是Ω-52.752.7j 的三相对称电阻电容性负载。
【练习16】有一台三相绕线感应电动机，定子绕组为Y 接法，V U N 380=。转子通入直流电流作为同步发电机运行Hz f 50=。已知：定子绕组每对每极每相有效串联匝数为54匝，由实验测得它的同步电抗是Ω30，定子电阻可忽略不计。现在分下列几种情况接上三相对称负载：
（1）每相负载是Ω40电阻；
（2）每相负载是Ω20电阻串联F μ20电容； （3）每相负载是Ω20电阻串联F μ200电容；； （4）每相负载是Ω20电阻串联H 1.0电感。
附：实物认知：
1、定子铁芯和绕组：
2、定子铁芯
3、笼型转子
4、绕线型转子
电机学试题及答案
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
电机学期末复习总结要点
《电机学》期末复习材料 第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电 流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为 60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用 τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ① 节 距 因 数 ： 1 90sin 90)1(cos 11≤?? ? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4=
⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路数） 【练习2】有一双层三相短距绕组，24=z ， 42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组展开图； （2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： )cos(2 1 )cos(21cos cos t x F t x F t x F ωωωφφφ++-= 单相磁势的特
1_电机学试题部分答案
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
华中科技大学电机学总结
《电机学（上）》总结 第一章 导论 1、电机的基本概念 电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量或信号转换的电磁装置。 定子：静止部分；转子：旋转部分；气隙：铁芯与磁极之间的间隙 气隙中的磁场分布及其变化规律在能量转换过程中起决定性作用。 2、磁场基本量 H B A B A F m A H Wb T B ?=?=μφμμφ;);();/(;;);();(0 3、磁路定律 （1）全电流定律：∑∑∑?=?=?k k k k k F l H i （2）磁路欧姆定律：m m F R F Λ?== φ，A l R m m μ=Λ=1磁路的磁阻：， l A m μ=Λ磁路的磁导： （3）磁路的基氏第一定律：0=∑φ （4）磁路的基氏第二定律：k k k k k k k k i N F l H ∑∑∑== 4、磁化曲线曲线H H f B ?==μ)(（课本P16 图） 非铁磁材料：为常数为直线，00μμH B ?=，数值很小,/10470m H -?=πμ 铁磁材料，磁化曲线呈现非线性的饱和特性。 一般0μμ>>Fe ，且Fe μ不是常数。饱和时，↓↑→μb 。不饱和时可认为是常数 5、铁耗Fe p ：)6.1~2.1(21,2≈<<∝+=βββV B f p p p m w h Fe ，V 为铁磁材料的体积， 采用硅钢片可减小铁耗。磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比。
6、电感与互感 线圈（绕组）的电感m N L Λ=2。铁芯线圈的电感要远大于同匝数的空心线圈的电感。 两个线圈（绕组）间的互感m N N M Λ=21 第二章 直流电机 一、直流电机的工作原理和基本结构 1、换向器式直流电机的工作原理： 直流电机电枢绕组所感应的电动势是极性交替变化的交流电动势， 换向器配合电刷的作用把交流电动势“换向”成极性恒定的直流电动势。 只要电枢与主磁极空间相对静止，电刷两端所得电势即为直流电。 2、主要结构 定子 转子（电枢） 主磁极、机座、电刷、换向极 电枢铁心、电枢绕组、换向器 定子机座兼做定子主磁路的一部分，因其中磁场是固定不变的，故采用铸钢或厚钢板加工（无铁耗） 转子铁心因旋转，与气隙主磁场（空间静止）有相对切割运动，其间会有铁耗，故采用硅钢片叠成。 3、额定值 额定功率2P P N ≡ )/(60 2s rad n N π =Ω 发电机：N N N I U P = 电动机：N N N N I U P η= 二、 电枢绕组特点 1、直流电机电枢绕组必为闭合绕组。 2、电刷的安放： （1）原则：正、负电刷间空载合成电势最大。
电机学模拟试题含答案
电机学模拟试题含答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
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 五、计算题 1、设有一台320kVA ，50Hz ，6300/400V ，Yd 连接的三相铁芯式变压器。其空载试验及短路试验数据见下表，试求该变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗的标幺值。 2、一台三相交流电机，定子槽数Q=36，磁极对数p=2，采用双层叠绕组，71=y ，并联支路数a=1，每个线圈匝数20=c N ，每极气隙基波磁通Wb 31105.7-?=Φ，试求每相绕组基波感应电动势的大小。 六、作图分析题
电机学试题答案
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
电机学概念以及公式总结
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
电机学期末考试试卷大全(附答案)
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
电机学知识点总结
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
电机学复习题及答案
一、填空题 1. 变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为主磁通漏磁通，其中漏磁通不参与变压器的能量传递。 2. 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;改变电枢端电压U。 3. 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。 4. 三相同步电动机通过调节励磁电流可调节无功功率。 5. 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_____ 6. 直流电动机常用的调速方法有： 电枢控制和磁场控制。 7. 变压器负载运行时，二次电流的大小决定着一次电 流的大小。 8. 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。 9. 单相绕组的磁动势是脉动磁动势;对称三
相绕组的磁动势为旋转磁动势。 10. 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。 11. 变压器空载实验选择在低压侧压侧进行, 原因是安全和仪表 选择方便。短路实验选择在高压侧压侧进行,原因是—安 全和仪表选择方便。 12. 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 。 13. 并励直流发电机自励的三个条件是有剩磁、剩磁与励 磁方向相同（电枢和励磁绕组接法正确）、励磁电阻小于临 界电阻。 14 . 一台直流发电机，其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 15. 三相感应电动机转子转速为n定子旋转磁场的转速为,极对数为P,则定子电流的交变频率为上￡ ；转子电流 的交变频率为5s —n）P。
电机学简要总结
电机学 电 机 分 类
1 磁路 1.1 磁路基本定律 磁路：磁通所通过的路径。 主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，绝大部分磁通将在铁心内通过， 这部分磁通称为主磁通。 漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通， 这部分磁通称为漏磁通。 ? 安培环路定律 全电流定律：磁场强度沿任意的闭合回路的线积分等于闭合回路包围的导体电流 的代数和。 意义：电流是产生磁场的源。 l l H dl H dl i '?=?=∑??蜒，123l H dl I I I ?=+-?? ? 磁路的欧姆定律 磁动势：F Ni = 磁阻：m l R A μ= 磁导：1/m m R Λ= 磁通：/m F R φ= ? 磁路的基尔霍夫第一定律 0φ=∑ 穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量)，这就是磁通连续性定律。 ? 磁路的基尔霍夫第二定律
3 11221k k m m m k Ni H i R R R δδ???===++∑ 定律内容：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。 1.2 常用的铁磁材料及其特性 铁磁物质的磁化：铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为铁磁物质的 磁化。 1.2.1磁化曲线和磁滞回线 将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H 由零逐渐增大时，磁通密度B 将随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线。 随着磁场强度H 的增大，饱和程度增加，μFe 减小，R m 增大，导磁性能降低。 设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势。通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点（磁化曲线开始拐弯的点）附近。 1）磁滞回线 剩磁：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度B r 。 矫顽力：要使B 值减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称 为矫顽力。 2）基本磁化曲线
电机学考试试题及其答案
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=0.04，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 ＝＿＿＿、每极 每相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角＝＿＿＿。 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7.5kW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。 11. ( ) 直流电动机的人为特性都比固有特性软。 12. ( ) 直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转 速就高。 13. ( ) 三相异步电动机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同。 14. ( ) 三相绕线转子异步电动机转子回路串入电阻可以增大起动转矩，串入电阻值越大，
华中科技大学电机学(上)总结
华中科技大学电机学(上)总结 1、电机的基本概念电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量或信号转换的电磁装置。定子：静止部分；转子：旋转部分；气隙：铁芯与磁极之间的间隙气隙中的磁场分布及其变化规律在能量转换过程中起决定性作用。 2、磁场基本量 3、磁路定律（1）全电流定律：（2）磁路欧姆定律：，，（3）磁路的基氏第一定律：（4）磁路的基氏第二定律： 4、磁化曲线（课本P16 图 1、6）非铁磁材料：，铁磁材料，磁化曲线呈现非线性的饱和特性。 一般，且不是常数。饱和时，。不饱和时可认为是常数 5、铁耗：，V为铁磁材料的体积，采用硅钢片可减小铁耗。磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比。 6、电感与互感线圈（绕组）的电感。铁芯线圈的电感要远大于同匝数的空心线圈的电感。 两个线圈（绕组）间的互感第2章直流电机 1、直流电机的工作原理和基本结构 1、换向器式直流电机的工作原理：
直流电机电枢绕组所感应的电动势是极性交替变化的交流电动势，换向器配合电刷的作用把交流电动势“换向”成极性恒定的直流电动势。 只要电枢与主磁极空间相对静止，电刷两端所得电势即为直流电。 2、主要结构定子转子（电枢）主磁极、机座、电刷、换向极电枢铁心、电枢绕组、换向器定子机座兼做定子主磁路的一部分，因其中磁场是固定不变的，故采用铸钢或厚钢板加工（无铁耗）转子铁心因旋转，与气隙主磁场（空间静止）有相对切割运动，其间会有铁耗，故采用硅钢片叠成。 3、额定值额定功率发电机： 电动机： 2、电枢绕组特点 1、直流电机电枢绕组必为闭合绕组。 2、电刷的安放：（1）原则：正、负电刷间空载合成电势最大。（2）位置：应放在换向器的几何中性线上（与电枢几何中性线处的导体连通）（3）组数：恒等于电机极数2p 3、单叠绕组的并联支路数2a=电机极数2p。 4、电刷为电枢表面导体电流的分界线 5、电枢电流Ia=每条支路电流（即线圈电流）并联支路数2a。 3、直流电机的磁场
电机学总结.doc
一、电机学共同问题 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 （+ 2?U b ）（电动） E = u + I ×ra （+ 2?U b ）（发电） E = C E Φ n C E = PN a /60/a T E = C M Φ I a C M = PN a /2π/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 1111 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()1 1 11 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 ()1111 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 && &&
电机学期末复习题集
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》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cosφ2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U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，应使W2= 匝，W3= 匝。若已知绕组W1开路，ì3=10∠100A，忽略励磁电流， 则ì2= 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。 7．两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Z k不同，则Z k 越小，I k 。8．为改变他励直流电动机的转向，可以改变。 9．交流电机p=12，在一相绕组中通入正弦交流电流，产生基波和三次谐波磁动势，则三 次谐波电动势与基波电动势之比为，基波磁动势幅值和三次谐波 磁动势幅值之比为。 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。 z 三、（27分） 一台三相电力变压器额定容量S=1000 kV A，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=0.015+j0.053，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=0.1 Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到1000r/min，计算： 1、采用电枢串电阻调速需串入的电阻值； 2、采用降低电源电压调速，电源电压应为多大。 五、（10分） 一台三相电机，极对数p=2，三相绕组的有效匝数彼此相等W A K dp1= W B K dp1= W C K dp1=100 匝，通入的电流分别为： i A =1.41Icos(ωt-2400); i B =1.41Icos(ωt-1200); i C =1.41Icosωt; 其中电流有效值I=10A。 已知三相绕组轴线顺时针排列，请画出ωt=1500瞬间基波合成磁动势的位置及旋转方 向（方法不限），并写出幅值大小。 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。 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 专业课面试题目 一：填空题（每空1.5分，共45分） 1、变压器是应用_____________把一种交流电压转换成同频率电压的电能的一种装置，按冷却方式分为__________和___________。 2、由铁芯回路产生的磁通称为____________。 3、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。 4、某变压器带感性负载运行时，若负载电流相同，则cosφ2越小，副边电压变化率越，效率越。 5、一台单相变压器，铁芯柱上有三个绕组，已知U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，应使W2= 匝，W3= 匝。若已知绕组W1开路，ì3=10∠100A，忽略励磁电流，则ì2= A。 6、电力系统中______________是衡量其效率的一个重要因素，其值等于_____________。 7、电感的___________不会突变，电容的____________不会跃变。 8、某理想变压器，其匝比为N1：N2：N3 = 4：2：1，N1绕组接电源，N2绕组接2R，N3绕组接R，理想变压器的同名端及电流、电压的参考方向如下图所示，则其电压相量比 U1：U2：U3=_________，I 1: I 2 : I 3 =_________ 。 9、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。 10、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。 11、两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Z k不同，则Z k 越小，I k 。电机学试题及答案(仅供参考)
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