电机学考试必备

1.变压器的励磁电抗大好，还是小好，为什么？
答：大好，从其空载运行角度看，希望空载电流越小越好，而增大励磁电抗可以减少Io，这样其功率损耗也减少，从而进一步提高变压器的功率和功率因素。
2.变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，起什么作用？
答：要从电网中取得功率，无功功率主要用于建立主磁通，有功功率主要用于铁耗和铜损。
3.电源电压升高对变压器主磁通、空载电流、励磁阻抗、铁耗有何影响？
答：由U1~=E1=4.44fN1Фm，知U1升高，则Фm升高，即主磁通升高，电压升高则空载电流升高，由Zo=U1/Io，知Zo变小，又Zo=Z1+Zm，Z1为恒值，则Zm变小，即励磁阻抗变小；又Pfe∝f1.3Bm2，由于Фm增大，则B增大，又f不变，即铁耗增大。
4.在电力系统中，什么情况下采用三绕组变压器？
答：当需要把几种不同电压等级的电力系统联系起来，此时采用三绕组变压器。
5.汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？为什么有该特点？
答：汽轮发电机的转子采用隐极式，细而长，气隙均匀，适合高速旋转；水轮发电机转子采用凸极式，粗而扁，适合低速旋转。
6.什么叫同步电抗？它对同步发电机运行性能有何影响？
答：当Xt=Xa+X6（电梳反映电抗Xa，定子绕组漏电势X6），称为隐极同步发电机的同步电抗。它表征对称稳态稳定运行时，电枢旋转磁场和漏电势总效应的一个综合参数。同步电抗是同步发电机的一个重要参数，它的大小直接影响发电机端电压随负载波动的幅度、发电机短路电流的大小及发电机在大电网中并列运行的稳定性。
7.同步发电机电枢反映性质主要取决于什么？在下列情况下各产生什么性质的电枢反应?(设发电机的同步电抗Xt*=1.0)：（1）三相对称电阻负载；（2）容抗Xc*=0.8的电容负载（3）容抗Xc*=1.2的电容负载（4）励磁绕组匝数增加。
答：同步发电机电枢反应性质主要取决于电枢磁动势Fa与励磁磁动势Ff的空间相对位置，而Fa与Ff的空间相对位置与空载电势Eo和定子电流I的夹角%￥#（内功率因素角）有关，其大小与负载大小、性质及电机参数有关。（1）阻感性，产生交磁电枢反应；（2）感性，产生直轴去磁电枢反应；（3）容性，产生直轴增磁电枢反应；（4）感性，产生直轴去磁电枢反应。
8.试分析下列情况对同步电抗的影响：（1）电枢绕组匝数增加；（2）铁芯饱和程度增加（3）气隙增大（4）励磁绕组匝数增加。
答：（1）N增加，由X=2πfNΛm，知，同步电抗增大（2）铁芯饱和程度增加，由磁路饱和系数知Ku=Eo/Un，即Eo增加，故同步电抗增加（3）气隙增大，即l增大，又X=2πfNΛm，Λm=1/Rm，Rm=l/uA，故同步

电抗减少（4）同步电抗与励磁绕组匝数无关，故同步电抗不变。
9.为什么隐极同步发电机只有一个同步电抗Xt？而凸极同步发电机有交轴同步电抗Xq和直轴同步电抗Xd之分呢？
答：因为隐极同步发电机气隙沿电枢周围分布均匀，因此在不考虑磁路饱和时，可用叠加定理得到一个同步电抗Xt，而凸极同步发电机气隙沿电枢周围分布不均匀，故在不考虑磁路饱和时，可将凸极同步发电机的同步电抗分解到直轴与交轴上，以便分析，故有交轴与直轴同步电抗之分。
10.同步发电机带上对称负载后，端电压为什么会下降？试从电路和磁路两方面分析。
答：由电动势平衡方程式Eo=U+jIXt，在励磁电流不变情况下，随着电枢电流的增大，电枢反应的去磁作用增强，同时阻抗压降增大，使端电压减少。
11.同步发电机与大电网采用准同步法并列时要满足哪些条件？简述其操作步骤。
答：条件：（1）待并发电机与系统电压的相序一致；（2）待并发电机与系统频率相同(3)待并发电机与系统电压大小相同（4）待并发电机与系统电压相位相同。上述条件除相序一致是绝对条件外，其他条件都是相对的。步骤：（1）冲转，将发电机转速升高到接近额定转速nN（2）投励，调节发电机励磁电流的大小，使得UF~=U，即使V2与V1的读数相同，调整转速，使Hz1与Hz2读数接近（3）由转速开关将整步表S接入（4）微调发电机转速，使整步表指针顺时针缓慢转动；（5）观察整步表指针转动情况，当指针接近“同步点”时迅速合闸，完成并列操作（6）合闸成功后，将整步表S退出。
12.同步发电机准同步并列时，为什么通常使待并发电机的频率略高于电网频率？
答：提高待并发电机的频率可提高待并发电机的转速，转速调节贯穿于整个并列操作过程。
13.一台同步发电机单独供给一对称负载，且发电机转速保持不变，问定子回路功率因素由什么决定？当与无穷大容量电网并列运行时，定子回路的功率因素又由什么决定？
答：单独供给一对称负载，且发电机转速保持不变，问定子回路功率因素由负载决定；当与无穷大容量电网并列运行时，定子回路的功率因素由励磁电流和输出功率决定。
14.并列于无穷大电网的同步发电机，当保持负载电流为额定值，欲使cosΦ=0.8（滞后）增加到cosΦ=0.85（滞后），应如何调整？
答：增大输出功率，减少励磁电流。
15.发电机不对称运行会对发电机造成哪些不良影响？
答：会引起额外损耗和发热，同时还会使转子金属构件接触面，如护环嵌装面，槽楔接缝处，大齿表面等产生局部高温，严重者发生局部灼伤及腐蚀，如局部高温产生在护环部位

时还可能致使护环松动的危险。
16.简述发电机从突然短路到稳态短路的过渡过程。
答：突然短路后，定子电流及相应的电枢磁场都发生了改变，会在转子的励磁绕组和阻尼绕组中感应电动势和电流分量，转子各绕组感应的电流将建立各自的磁场，反过来又影响电枢磁场，当电枢反应磁通Фad可穿过阻尼绕组，但仍被排挤在励磁绕组外侧的滞磁路径上时，发电机进入暂态过程，当励磁绕组中感应电流分量衰减为零而只有励磁电流If存在时，电枢反应磁通Фad既可穿过阻尼绕组又可穿过励磁绕组，发电机进入短路状态。
17.简述三相异步电动机的基本工作原理。
答：当异步电动机定子绕组加三相对称电压时，定子绕组中有三相对称电流通过，产生旋转磁场，若旋转磁场为逆时针方向旋转，旋转磁场转速为同步转速，此时导体切割磁力线感应电动势，该电动势在闭合的转子绕组中产生电流，载流的转子绕组在旋转磁场中，将受到电磁力作用，可用左手定则判定转子绕组受到一个逆时针方向的电磁力和电磁转矩作用，使转子以转速n随着定子旋转磁场同向旋转。
18.怎样改变三相异步电动机的转向，简述理由。
答：交换电源相序则可改变三相异步电动机的转向，因为交换电源相序后，定子旋转磁场反向。电磁转矩反向，转子的转向相反。
19.绕线式电动机转子如果开路，该电机通电后是否能旋转？为什么？
答：不能，转子上无电流流过，无电磁励，无转矩，故····
20.为什么异步电动机转子转速始终低于同步转速？
答：因为三相异步电动机的转子与旋转磁场之间只有保持相对运动才能维持电磁转矩的存在。
21.异步电动机在空载运行时，为什么功率因素很低？
答：cosФ1=f（P2），空载时，P2=0.定子电流基本是用来建立磁场的励磁电流Io，励磁电流Io主要是无功性质，这时cosФ1很低，一般小于0.2，故功率因素很低。
22.当三相异步电动机在额定电压下运行时，如果转子突然被卡住，会产生什么后果？为什么？
答：电动机会发热甚至烧毁，因为转子卡住后转子上会有强电流。
23.为什么异步电动机加额定电压直接启动时的启动电流很大？而启动转矩并不大？
答：启动瞬间n=0，即S=1，异步电动机等效电路中（1-S）/S *r2=0，此时异步电动机的等效阻抗小，起动电流Istn大；当供点变压器的容量不大时，会使供电变压器的输出电压降低过多，因而使起动转矩并不大。
24.异步电动机降压起动的目的是什么？为什么此时不能带较大的负载起动？
答：目的是减少起动电流；虽然Ist减少了，但是Tst下降更多，因此不能带较大负载起动。
25.三相异步电动机起

动时，如电源一相短线，这时电动机能否起动？Y接线和三角形接线情况是否一样？
答：Y接线和三角形接线情况不一样。Y接线中若电源一相短线，则为单相运行，只有单相电源接入电动机，无旋转磁场，无起动转矩，电动机无法起动；三角形接线时，如电源一相短线，则根据断线位置可分为单相和两相运行，单相时同Y接线一样，两相运行时，有两相电源接入，电动机内会产生旋转磁场，有起动转矩，在负载不大时，电动机会转动起来，但振动和噪声很大，不能长时间运行。
26.当电源电压不对称时，三相异步电动机定子绕组产生的磁动势是什么性质？当三相Y接线或三角形接线异步电动机缺相运行时，定子绕组产生的磁动势是什么性质？
答：电源电压不对称时，产生的是椭圆形旋转磁动势，三相Y接线缺相运行、三角形接线缺相运行是脉振磁动势。
27.并励直流发电机能自励的基本条件是什么？若某台并励发电机正转能自励，其他条件不变，以同样的速度反转能否自励？此时应如何让处理？
答：条件是：（1）电机应有剩磁（2）励磁绕组与电枢的连接要与电枢转向正确配合，是励磁电流产生的磁场与剩磁方向一致（3）励磁回路的总电阻应小于发电机转速相对应的临界电阻。不能自励，此时只要将励磁绕组并联到电枢两端点对调一下既可。
28.U>E 电动机 U