电机学简答题整理收集

1、同步电机的短路特性为什么是一条直线？

短路特性是n=n N 的时候，端电压为0，电枢电流I k 与励磁电流I f 的关系曲线。 然后在短路运行的时候，Ra 可以忽略，那么等效电路里面就只有电感。所以I k 滞后于E 0近似于90°。交轴分量I q 为0，电枢反应就是纯去磁作用。 因为去磁作用，电机的磁通和感应电势都较小，磁路是不饱和状态。励磁电势和励磁电流就是近似于线性，短路电流和励磁电流也是线性关系。 所以短路特性就是通过原点的直线

2、同步发电机的电枢反应的性质取决于什么，交轴和直轴电枢反应对同步发电机的磁场有何影响？

同步电机有负载后，电枢绕组电流产生的磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应的性质由空载电势E0和电枢电流I 的夹角即内功率因数角所决定。直轴电枢反应是增磁或去磁作用，交轴电枢反应使得合成磁场与主磁极磁场在空间形成一定的相位差，使主磁场扭歪，同时交轴磁势与合成磁场之间的相互作用形成了电磁转矩。

3、直流电机空载和负载运行时，气隙磁场各由什么磁动势建立？负载后电势用什么磁通计算？

空载时的气隙磁场由励磁磁动势建立，负载时气隙磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。负载后电枢绕组的感应电动势应该用合成气隙磁场对应的主磁通进行计算。

4、铁耗包括哪些，减小铁耗措施，直流电机和异步电机的铁耗主要在定子还是转子为什么？

铁耗包括涡流损耗和磁滞损耗

涡流损耗：导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的能量损耗，叫做涡流损耗。 磁滞损耗：是铁磁体等在反复磁化过程中因磁滞现象而消耗的能量。

措施：减小铁心片厚度；减小磁密度；采用高性能铁芯片绝缘涂层

直流电机铁耗主要在转子上，因为转子与磁场有相对运动

异步电机主要在定子上，因为定子与磁场有相对运动，转子与磁场相对速度很小

5、什么是变压器的并联运行，并联运行条件是什么?

在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。并列运行的目的是为了满足电网容量的增大，一台变压器已无法承担电网的全部容量，需要将两台或两台以上的变压器并列起来运行。

变压器并列运行应满足的条件：

（1）变压器的接线组别相同。

（2）变压器的变比相同

（3）变压器的短路电压相等

（4）并列变压器的容量比不宜超过3∶1.

6、变压器空载到负载，一次绕组的电流、主磁通、漏磁通如何变化？

变压器由空载到负载时，一次绕组中的电流将随着负载的增加而增大，为了保持磁通势不变，一次绕组中的电流要增加；由于主磁通取决于电源电压所以铁芯中的工作主磁通基本保持不变，由于一二次电流的增加，致使漏磁通增加。

7、同步电机并联于电网，从欠励状态增大励磁电流时电枢电流怎么变化？

从欠励状态增大励磁电流时，电枢电流先减小后增大，欠励时的直轴电枢反应是增磁的，电流超前E0

8、异步电动机和同步电机的稳定运行范围，增大原动机功率，功角如何变化？

异步电动机 0

9、附加电阻，定子磁场的类型，怎么改变方向？

定子磁场是圆形旋转磁场

三相对称绕组通入三相对称电流就可以产生圆形旋转磁场，其方向和电流相序有关，通过改变电流相序可以改

变旋转磁场的方向，附加电阻 1?s s R 2′代表电动机的总的机械功率.

10、为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？

解： 0Fe P P ≈ ∵空载损耗 2001Fe P mI R P =+。空载时0I 很小， 201mI R 可忽略，∴0Fe P P ≈，k cu P P ≈，k cu Fe P P P =+由于短路试验时外施电压k U 很小,则Φ和0I 很小，所以铁耗很小,可忽略铁耗, k cu P P ≈。负载时Fe P ：与空载时无差别，这是因为当f 不变时，2222Fe P B E U ∝∝Φ∝∝负载与空载时一次绕组侧施加的电压

基本不变， Fe P 基本不变，则不变损耗，严格说，空载时，漏抗压降大，磁密略低，铁耗略少些。cu P ：如果是同

一电流，则无差别。如果考虑到短路损耗包含少量的铁耗的话，负载真正的铜耗比短路时侧略小。

11、一台变压器，原设计的额定频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变，试问对励磁电流、铁耗、漏抗、电压变化率等有何影响？

解：f 也50Hz 变为60Hz ，额定电压不变。①1

114.44m U E fN ≈=Φ f 变为原来的65，则m Φ变为原来

的56∴励磁电流减小，即0I ↓，0I 为原来的56②15050()f Fe m P P B β=，虽然频率变为原来的6

5倍，但频率的1.6次方

与铁耗成正比，但m Φ减小56倍，∴m B 减小56倍，但m B 的平方与Fe P 成正比，最终仍是铁耗减小，即Fe P ↓③励磁电抗 221122A m m l x fN fN μππ=Λ= f ↑，饱和程度降低，μ↑ ∴m x ↑④漏电抗：21112x fN δδπ=Λ 1δ

Λ为漏磁路磁导可认为是常数， 1x δ随频率增大而增大。⑤电压变化率**0022(cos sin )k k U R x βφφ?=+，*k

x ↑，所以U ?增大

12、为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？

解：绕组短距后，一个线圈的两个线圈边中的基波和谐波（奇次）电动势都不在相差180，因此，基波和谐波电动势都比整距时减小；但是基波电动势减小得很少；但对V 次谐波，短距减小的则是一个较大的角度（是基波的V 倍），因此，总体而言，两个线圈中谐波电动势相量和的大小就比整距时的要小得多，因此谐波电动势减小的幅度大于基波电动势减小的幅度，所以可改善电动势波形。绕组分布后，一个线圈组中相邻两个线圈的基波和ν次谐波电动势的相位差分别是1α和1v α（1α槽距角），这时，线圈组的电动势为各串联线圈电动势的相量和，因此一相绕组的基波和谐波电动势都比集中绕组时的小，但由于谐波电动势的相位差较大，因此，总的来说，一相绕组的谐波电动势所减小的幅度要大于基波电动势减小的幅度，使电动势波形得到改善。要完全消除v 次谐波，只要取1

(1)v y τ=?即可。5次，415y τ=，消除7次6

17y τ=，要消除5次和7次取5

16y τ=

13、电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？

答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。

14、磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与那些因素有关？

答：磁滞损耗由于B 交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。它与交变频率f 成正比，与磁密幅值m B 的α次方成正比。h h m n

p C fB V =

涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）

而产生的电损耗。它与交变频率f 的平方和m B 的平方成正比。222e e m p C f B V ?=

注：铁心损耗 1.32Fe Fe m p C f B G = 15、什么是软磁材料？什么是硬磁材料？

答：铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:软磁材料和硬磁材料。磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。

16、并励发电机正转能自励，反转能否自励？

答：发电机正转时能够自励，表明发电机正转时满足自励条件，即：

① 有一定的剩磁；

② 励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻；

③ 励磁绕组的接线与电机转向的配合是正确的。

当电机的转向改变了，而励绕组的接线未改变，这样励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场方向必将与剩磁的方向相反。电机内磁场被削弱，电压不能建立，所以并励发电机正转时能自励；反转时，不改变励磁绕组的两个端子的接线，是不能自励的。

17. 感应电机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？

答 主磁通通过气隙沿铁心闭合，与定、转子绕组同时交链，它是实现能量转换的媒介，它占总磁通的绝大部分。主磁通可以由定子电流单独产生。也可以由定、转子电流共同产生。主磁通路径的磁导率随饱和程度而变化，与之对应的励磁电抗不是常数。

除主磁通以外的磁通统称为漏磁通，它包括槽漏磁通。端部漏磁通和谐波漏磁通。仅与定子交链的称为定子漏磁通，仅与转子交链的称为转子漏磁通。漏磁通在数量上只占总磁通的很小的一部分，没有传递能量作用。漏磁通路径的磁导率为常数，与之对应的定子漏电抗、转子漏电抗是常数。

18、发电机并网四个条件

1. 发电机的频率与系统频率相同。

2. 发电机出口电压与系统电压相同。

3. 发电机相序与系统相序相同。

4.发电机电压相位与系统电压相位一致。

19、主磁通和漏磁通的区别

主磁通和漏磁通的性质区别：主磁通在铁心中穿过的磁通，漏磁通穿出铁心外的磁通。

主磁通和漏磁通的作用区别：主磁通产生励磁，漏磁通产生杂散损耗。主磁通同时与一次侧绕组、二次侧绕组相交链，起能量传递媒介的作用；漏磁通Φ1σ仅与一次侧绕组相交链，不能传递能量，仅起电压降的作用。

主磁通Φ，是磁力线沿铁心闭合，同时与一次侧绕组、二次侧绕组相交链的磁通。

漏磁通Φ1σ，是磁力线主要沿非铁磁材料(油、空气)闭合，仅为一次侧绕组相交链的磁通。