电机学试卷(我考过了,有很多的原题)

华南理工大学试卷

《电机学Ⅰ》试题

(电气工程及其自动化01级)

班级：学号姓名

分数考试时间：命题教师：

说明：本试卷满分为90分,另外10分由实验老师评分。

一、判断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。本题共

15分，每题1分）

1. 变压器一次侧接额定电压，二次侧从空载到负载时，负载时主磁通比空载时主磁通大。（F ）

2．如果变压器二次侧绕组与一次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，二次绕组归算到一次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。（ F ）

3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通激磁电流也是正弦波。（F ）

4．三相变压器高压绕组和低压绕组的连接为Y/d时，总共可得到1、3、5、7、9、11六个奇数组号。（ T ）

5．三相单层绕组中，为了使绕组端部尽可能短，每极每相槽数q=2时，采用链式绕组；q=3时，采用交叉式绕组；q=4时，采用同心式绕组。（ T ）

6．对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。（ F ）

7．对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。（ T ）

8．只要电源电压不变，感应电动机的铁耗基本不变。（ F ）

9．当感应电机定子接电源而转子短路堵住不转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。（ F ）

10．绕线型感应电动机转子绕组串电阻可以增大起动转矩，笼型感应电动机定子绕组串电阻也可以增大起动转矩。（ F ）

11．感应电动机恒转矩变频调速时基本上要求电源电压随频率正比变化。（ F ）12．若同步电机定子合成磁场超前于转子主磁场，此时转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行。（ F ）

13．隐极同步发电机的同步电抗是表征对称稳态运行时电枢反应效应的参数。（ F ）14．凸极同步电机直轴同步电抗的饱和值等于短路比的倒数，即X d(饱和)=1/k c。（F）15．通常同步电动机在过励状态下运行，以便从电网吸收超前电流，改善电网的功率因数。（T）

二、填空题（本题共10分，每题1分）

1．变压器空载运行时，空载电流就是激磁电流。

2．变压器绕组的归算，实质是在保持功率和磁动势为不变的条件下，对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。

3．当不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对时，变压器的效率达到最大值。

4．一台单相变压器，S N=20000kVA,U1N/U2N=127kV/11kV,一次和二次绕组的额定电流分别为 157.48a 、 1818.18 。

5．如果采用短距绕组消除ν次高次谐波，则绕组的节距y1应该为 y= t-t/v 。

6．感应电动机的三种调速方法分别为变极调速、变频调速和变转差率调速。

7．同步发电机的零功率因数负载特性和空载特性之间相差一个由电枢漏抗压降和电枢等效磁动势组成的直角三角形，此三角形称为特性三角形。

8．同步发电机与无穷大电网并联运行时，调节原动机的输入功率可以调节发电机发出的有功功率。

9．同步发电机短路时，电枢反应的性质为去磁直轴磁动势。

10．同步电动机在异步起动过程中包括．异步起动和牵入同步两个阶段。

三、选择题（请将正确答案的标号填入后面的括号里。本题共20分，每题2分）

1．变压器在负载运行时，作用在铁心上用以建立主磁通的激磁磁动势是。（ C ）

A 一次绕组产生的磁动势

B 二次绕组产生的磁动势

C 一次和二次绕组产生的合成磁动势

D 以上都不对

2．一台三相电力变压器，二次侧带对称负载运行时的端电压恰好等于变压器二次侧的空载电压，则该负载一定是。（ C ）

A 纯电阻负载

B 电感性负载

C 电容性负载

D 无法判断

3．两台容量不同、变比和连接组别相同的三相电力变压器并联运行，则。（ D ）

A 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成正比

B 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成反比

C 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗标幺值成正比

D 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗标幺值成反比

4．由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度。（ D ）

A 等于零

B 是基波磁场转速的ν倍

C 等于基波磁场转速D是基波磁场转速的1/ν倍

5．要消除三相绕组中的齿谐波磁动势，一般可以采用。（ C ）

A 短距绕组

B 分布绕组

C 斜槽

D 无法消除

6．笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比，。（ A ）

A 起动电流和起动转矩均减小了

B 起动电流减小了，起动转矩增加了

C 起动电流和起动转矩均增加了

D 起动电流增加了，起动转矩减小了

7．感应电动机运行时，在空间上定子绕组产生的旋转磁场转速 C 转子绕组产生的旋转磁场的转速。

A 大于

B 小于

C 等于

D 可能大于也可能小于

8．同步电机中， A 与电磁转矩的产生及能量的转换直接相关。

A 定子交轴电枢磁动势

B 定子直轴电枢磁动势

C 定子绕组产生磁动势幅值

D 定子绕组产生的漏磁通

9．同步电机与无穷大电网并联运行，有功功率一定，调节励磁时，在情况下同步电机的电枢电流最小。（ B ）

A 过励

B 正常励磁

C 欠励

D 励磁电流最小

10．凸极同步电机负载运行时，电枢绕组产生的气隙电动势是由产生的。（D ）

A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同

B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同

C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同

D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同

四、问答题(共30分)

1．试画出变压器感性负载运行时的相量图，列出折算后的基本方程式(电阻和电抗分开写)，试述变压器有那些运行特性和主要性能指标。(6分)

2．感应电动机频率归算的物理含义是什么？代表什么意义？能否用电感或电容代替？ (4分)

3．什么叫电枢反应？电枢反应的性质是由什么决定的？有哪几种性质的电枢反应？一般情况下的电枢反应是什么性质的？(5分)

4．单相绕组通以正弦电流与三相绕组通以对称三相正弦电流所产生的磁动势有什么区别？试列出它们的磁动势表达式，对三相绕组只列基波的。(5分)

5．试写出凸极同步发电机的功角特性表达式并画出曲线图。怎样判断静态稳定性？试指出静态稳定区的范围。凸极同步发电机的转子无励磁绕组时能否产生电磁转矩？为什

么？(6分)

6．为什么说感应电机的工作原理与变压器的工作原理类似？试分析二者的异同？(4分)

五、计算题（保留5位有效数字，共15分）

1．一台三相笼型感应电动机，额定功率3 kw，额定电压380 v，额定转速为957转/分，定子绕组为Y 型，参数为：R1=2Ω，R2’=1.5Ω，R m=4Ω，x1σ=3Ω，x2σ’ =4.25Ω，x m=60Ω。试用T型等效电路求在额定转速时的定子电流、转子电流、功率因数和输入功率。(7分)

2．一台三相六极同步电动机，定子槽数Q=36，支路数a=3，试排出双层叠式短距绕组展开图（只排一相即可）。当绕组接成D接，每个线圈绕15匝，外加电压为380V，频率为50Hz时，气隙每极的磁通有多大？（感应电动势与外加电压比值为0.9。） (8分) 注意：考题与答卷一并交上，否则无分。

《电机学（I）》试题参考答案

一、判断题

1 否，

2 否，

3 否，

4 是，

5 是，

6 否，

7 是，

8 是，

9 否，10 否，11 否，12 否，13 否，

14 否，15 是

二、填空题

1．激磁

2．功率和磁动势

3．不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对）

4．157.48 A、1818.18 A

5．

6．变极调速、变频调速和变转差率调速

7．电枢漏抗压降和电枢等效磁动势

8．原动机的输入功率

9．去磁直轴磁动势

10．异步起动和牵入同步

三、选择题

1 C，

2 C，

3 D，

4 D，

5 C，

6 A，

7 C，

8 A，

9 B，10 D

四、问答题

1．相量图见书33页图2-16（2分）；基本方程式为（2分）：

运行特性有外特性和效率特性，主要性能指标有电压调整率和额定效率。（2分）

2．感应电动机频率归算的物理含义用一个静止的电阻为的等效转子去代替电阻为的实际旋转的转子，等效转子将与实际转子具有同样的转子磁动势(同空间转速、同幅值、同空间相位) （2分）。代表与转子所产生的机械功率项对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功

率就代表实际电机中所产生的总机械功率（1分）。因此不能用电感或电容代替（1分）。3．对称负载时电枢磁动势基波对主极磁场基波的影响称为电枢反应（1分），其性质与负载的性质和大小有关（1分），主要决定于电枢磁动势与主极磁动势的空间相对位置（1分）。有交磁、去磁和助磁三种典型电枢反应性质（1分）。一般情况下是交磁和去磁共存（1分）。4．单相绕组通以正弦电流产生脉振磁动势，三相绕组通以对称三相正弦电流产生旋转磁动势（2分）。单相绕组的磁动势表达式为（2分）三相绕组的磁动势表达式为（1分）

5．凸极同步发电机的功角特性表达式为

（2分）

曲线见书p209图6-45（1分）。静态稳定性的判断用整步功率系数

（1分）

当P syn>0时稳定，区域为0≤θ<90o；当P syn<0时不稳定，区域为θ>90o；当P syn=0时为稳定极限，此时θ=90o（1分）。转子无励磁绕组时能够产生电磁转矩，因为凸极电机的X d≠X q，附加电磁功率不为零。（1分）

6．都是利用电磁感应作用传递能量（2分），变压器是从原边传到副边，输出电功率，是静止的，磁场为脉振磁场（1分）；感应电机是从定子传到转子，输出机械功率，是旋转的，磁场为旋转磁场（1分）。

五、计算题

1．额定转差率（1分）

定子电流（2分）

转子电流（2分）

功率因数cosφ1=cos36.284o=0.806095（1分）

输入功率P1=mU1I1cosφ1=3×220×6.98442×0.806095=3715.87 （1分）

2．每极每相槽数为（1分）

距为

节距为

绕组排列图为（4分）

感应电动势为（1分）

每相串联匝数为

每槽占电角度为

分布因数为（1分）

短距因数为

绕组因数为

气隙每极的磁通为（1分）

华南理工大学试卷《电机学Ⅱ》试题

(电气工程及其自动化01级)

班级：电气工程01（）班顺序号姓名分数总评分

一、判断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。本题

共15分，每题1分）

1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。（f ）

2．直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。（f ）

3．直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。（t ）

4．自励是电动机的一种励磁方式。（f ）

5．在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。（t ）

6．单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。（t ）

7．直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。（f ）

8．在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。（t ）

9．当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。（t ）

10．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。（f ）

11．直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。（f ）

12．并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。（f ）

13．变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。（f ）

14．在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程。（t ）15．在dq0坐标系中，同步电机的d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势3部分组成的。（t ）

二、填空题（本题共15分，每空1分）

1．在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿励磁绕组的漏磁路闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大。

2．在有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流又远大于没有阻尼绕组时的忽然短路电流,其原因在于：在短路瞬间，除了励磁绕组的阻碍作用以外,阻尼绕组也对电枢反应磁通起阻碍作用,从而使电枢反应的磁阻更大、电抗更小，电流更大。

3．同步电机忽然短路时,定子绕组的短路电流可以分为：周期性的稳态分量、周期性的瞬态分量、周期性的超瞬态分量，以及衰减的非周期分量、二次谐波分量等。4．同步电机忽然短路时,在定子绕组的短路电流中：周期性稳态分量同励磁绕组的非周期稳态励磁电流I f0相对应；周期性瞬态分量和励磁绕组的非周期电流衰减分量对应，时间常数为T d'；周期性超瞬态分量和直轴阻尼绕组的非周期电流衰减分量相对应，时间常数为T d"；非周期衰减分量则同励磁绕组中的周期性衰减电流相对应，时间常数同为定子绕组的时间常数T a。

5．MT0变换同dq0变换的差别在于：dq0变换的d、q轴相对转子是固定不动的；而MT0变换是将M轴取得同转子磁链方向一致。

6．变压器的过电压现象包括：操作过电压和大气过电压。

7．在研究雷击引起的变压器大气过电压时，需要考虑各种电容的影响，其原因在于雷电波冲击时间短，等效高频电源。

8．空载的同步电机单相（设为A相）对中点稳态短路时，A相电流的三个相序分量相等，都等于A相稳态短路电流的１／３。

三、单选题（每题只有一个答案是正确的，请将正确答案的标号填入括号里，每小题2

分，共12分）

1. 直流电动机接成并励方式时，电动机的输入电流I、电枢电流I a和励磁电流I f三者之间的关系为。（ A ）

A I=I f+I a

B I a=I+I f

C I a=I=I f

D I f=I+I a

2. 一台正在运行的并励电动机，其转速为1450转/分，现将其停下，用改变励磁绕组的极性来改变电机的转向（其他条件不变），则此时反转的转速将。（ C ）

A 大于1450转/分

B 小于1450转/分

C 等于1450转/分

D 无法判断

3. 一台串励电动机和一台并励电动机，额定电流与额定转矩相等，若起动时它们的电流也相等，则串励电动机的起动转矩并励电动机的起动转矩。（ B ）

A 等于

B 大于

C 小于

D 小于或等于

4. 在直流并励发电机自励建压过程中，发现接在电枢两端的电压表的读数有减小现象，

最后为零，这说明。（ D ）

A 励磁回路电阻太小

B 励磁回路电阻太大

C 没有剩磁或剩磁

弱

D 电枢绕组与励磁绕组建立的磁场极性相反

5. 同步电机的直轴瞬态电抗直轴同步电抗。（ C ）

A 大于或等于

B 大于

C 小于

D 小于或等于

6. 同步电机三相突然短路时，。（ D ）

A 三相短路电流的稳态值中，除了周期性分量外，还含有非周期性分量

B 三相短路电流的每相瞬态电流中一定都含有非周期分量

C 三相短路电流的每相瞬态电流中不含有非周期分量

D 三相短路电流的每相瞬态电流中不一定都含有非周期分量

四、多选题（请将所有正确答案的标号填入括号里，每小题3分，共18分）

1. 负载时直流电机的气隙磁场包括。（）

A 定子绕组电流产生的主磁场

B 定子绕组电流产生的漏磁场

C 电枢绕组电流产生漏磁场

D 电枢绕组电流产生电枢反应磁场

2. 直流电动机调速的方法包括。（）

A 改变电动机电压的极性

B 调节电枢电压的大小

C 调节电枢电路中串联的可变电阻

D 调节励磁电路中串联的可变电阻

3. 并励直流电机的损耗包括。（）

A 定子绕组和转子绕组的铜耗

B 定子铁心的铁耗

C 机械损耗和杂散损

耗 D 转子铁心的铁耗

4. 并励直流发电机，转速升高时，保持励磁电流不变，发电机所带负载电阻也保持不变，则。（）

A 励磁回路电阻增加

B 发电机输出电压增加

C 发电机电枢电流增加

D 定子绕组的铜耗增加

5. 在相坐标表示的三相感应电机的磁链方程中，是常数。（）

A 定子绕组和转子绕组的自感

B 三相定子绕组之间的互感

C 三相转子绕组之间的互感

D 定子绕组与转子绕组之间的互感

6. 同步发电机单相短路（另外两相开路）稳态时，。（）

A 定子短路电流含有基波分量和一系列3次、5次…等奇次谐波

B 定子短路电流含有基波分量和除3的倍数次外的一系列奇次谐波

C 转子电流中含有直流励磁分量和一系列的偶次谐波

D 转子电流中含有直流励磁分量和除3的倍数次外的一系列奇次谐波

五、综合题（第1、2、3题每题5分，第4题7分，第5题8分，共30分）

1．试述对称分量法求解对称电机不对称运行的过程，并说明其优点何在？

2．试写出派克方程，并说明它是什么方程，通过什么坐标变换得到的？

3．试写出考虑饱和时直流电机的感应电动势和电磁转矩的表达式，并说明其物理含

义。 4. 一台17 kW、220 V的并励直流电动机，电枢总电阻（包括电刷接触压降电阻）R a=0.1Ω，在额定电压下电枢电流为100 A，转速为1450 r/min，并励绕组与一变阻器串联以限制励磁电流为4.3 A，电动机带有恒转矩负载。当变阻器短路时，励磁电流为9 A，稳态转速降到850 r/min，机械损耗等不计，试计算

（1）励磁绕组的电阻和变阻器的电阻（2）变阻器短路后，电枢电流的稳态值（3）负载转矩值

5．有一台直流电机，电枢虚槽数Z=24，极数2p=6，试排列一单叠绕组。要求画出磁极、换向片和电刷及接法。画出电路图。

答案

一、断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。本题共

15分，每题1分）

（ｔ为对，ｆ为错）

三、单选题（每题只有一个答案是正确的，请将正确答案的标号填入括号里，每小题2

分，共12分）

1. A

2. C

3. B

4. D

5. C

6. D

四、多选题（请将所有正确答案的标号填入括号里，每小题3分，共18分）

1. A，D

2. B，C，D

3. A，C，D

4. A，B，C，D

5. A，B，C

6. A，C

五、综合题

1. 首先将不对称电压用对称分量变换式分解成正、负、零序分量，再将各序电压分别作

用于电机，求出电流和转矩等量后，最后用对称分量变换式合成三相电流及转矩。通过对称分量变换可使各序方程解耦，使问题简化。

2. 派克方程为

其中＝pθ它是电压方程，通过dq0坐标变换得到的。3. 感应电动势表达式

物理含义为，当电机造好后感应电动势正比于转速和每极磁通；电磁转矩的表达式

物理含义为，当电机造好后电磁转矩正比于电枢电流和每极磁通4. （1）励磁电阻变阻器电阻（2）额定运行（接变阻器）时：

电磁转矩：（Nm）变阻器短路后负载转矩不变、空载转矩不变，所以电磁转矩不变

因此有：

（1）根据

有：

解得：，代入（1）（A）

说明：本题并没有指出磁通与励磁电流成正比（考虑了饱和），如果是用磁通与励磁电流成正比的观点求出的磁通，结果有出入。请适当扣分。

（3）（Nm）

说明：负载转矩不能等于电磁转矩，因为忽略机械损耗，但没有忽略铁耗，忽略机械损耗（因为机械摩擦损耗与转速有关）只能说明在两种情况下的电磁转矩相等，空载转矩也相等。所以空载转矩并不等于零。

5. 图略

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。。19. 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同；2) ；3)

。

二、正确的打“√”；错误的打“?”（25分）

1. 变压器一次侧接额定电压不变，则负载的主磁通比空载的主磁通略小。（）2．如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，则一次侧归算到二次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。（）3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通励磁电流也是正弦波。（）

4．三相变压器绕组采用Y，d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。（）5．对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。

（）

6．对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。

（）

7．只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变。

（）

8．当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。（）

9．对绕线型感应电动机，转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机，定子绕组串电阻可以增大起动转矩。

（）

10．对感应电动机，进行恒转矩变频调速，基本上要求电源电压随频率正比变化。（）

11．若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场，则电机运行于发电机状态。（）12．对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗。

（）

13．通常同步发电机工作在过励状态，以便提供无功功率，改善电网的功率。（）14．变压器的额定容量单位为kW。

（）

15．考虑铁耗时，变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。

（）

16．变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。

（）

17．电角度＝机械角度×2p。

（）

18．双层叠绕组的最多并联之路数为２。

（）

19．正常空载运行的三相感应电动机，忽然一相断线，则必然停转。

（）

20．感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。

（）

21．感应电动机的功率因数很高。

（）

22．同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。

（）

23．忽略电枢绕组电阻时，同步发电机的短路电流为纯直轴分量I d。

（）

24．忽略电枢绕组电阻、负载cos =0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量I q。

（）

25．单层绕组可以靠短距来消弱谐波。

（）

三、单选题（13分）

1．变压器在负载运行时，建立主磁通的励磁磁动势是。

A 一次绕组产生的磁动势

B 二次

绕组产生的磁动势

C 一次和二次绕组产生的合成磁动势

D 以上都不对

2．一台三相电力变压器，二次侧带对称负载，且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压，则该负载一定是。

A 纯电阻负载

B 电感性负载

C 电容性负载

D 无法判断

3．两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行，则变压器所分担的容量之标幺值。

A 与短路阻抗成正比

B 与短路阻抗成反比

C 与短路阻抗标幺值成正比

D 与短路阻抗标幺值成反比

4．由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度。

A 等于零

B 是基波磁场转速的倍

C 等于基波磁场转速D是基波磁场转速的倍

5．要消除三相绕组中的齿谐波磁动势，一般可以采用。

A 短距绕组

B 分布绕组

C 斜槽

D 无法消除

6．笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比，。

A 起动电流、起动转矩均减小

B 起动电流减小、起动转矩增加

C 起动电流、起动转矩均增加

D 起动电流增加、起动转矩减小

7．三相感应电动机对称运行时，定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为。

A 始终同步

B 相对定子反向

C 相对定子同向、但不同步

D 有时同步、有时失步

8．同步发电机并联运行，有功功率一定，则同步发电机的电枢电流最小。

A 过励时

B 正常励磁时

C 欠励时

D 励磁电流最小时

9．凸极同步电机负载运行时，电枢绕组产生的气隙电动势是由产生的。

A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同

B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同

C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同

D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同

10．汽轮发电机与水轮发电机的差别为。

A 汽轮发电机转子为凸极结构

B 水轮发电机转速快

C 汽轮发电机转子半径大

D 水轮发电机转子体积大

11．单相变压器U1N /U2N=220/110V，如果一次侧接380V，则主磁通将。

A 增大为380/220倍

B 不变

C增大为380/110倍 D 减小

12．单相变压器U1N /U2N=220/110V，一次侧加220V时，空载电流为１Ａ；今将一次、二次侧绕组顺极性串联，外施330V电压，则空载电流为。

A 1A

B 2/3A

C 1.5A

D 3A

13．一台三相感应电动机，其空载转速为730转/分钟，则其极数2p= 。

A 2

B 4

C 6

D 8

四、简答题（15分）

1. 写出变压器的基本方程式（电压、磁势等）

2. 画出异步电机的T型等效电路、并标明各参数。

3. 画出凸极同步发电机的相量图（滞后功率因数时），并标明各相量、角度。

五、计算（14分）

1. 单相变压器I N＝15.15A，U1N/U2N＝6600/6300V，f＝50Hz，短路试验在高压侧进行（绕组温度已经为75℃）：U K=3240V、I k=15.15A、P k=7490W。忽略励磁支路，假定R1= R’2、X1σ=X’2σ，求R1、X1σ、R2、X2σ。

2. 一台3相4极的绕线式感应电动机，n N=1450r/min，转子每相电阻R2=0.012Ω。设负载转矩保持为额定值不变，欲将转速从1450r/min降低到1050r/min，求转子回路应该串入的电阻。

六、推导题（8分）

忽略电枢绕组的电阻，推导凸极同步发电机的功角特性表达式

电机试题（参考答案）

一、填空（25分）

1. 电机是（一种进行机电能量转换或将一种电压、电流等级转换成另外一种电压、电流等级的）装置。

2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，（一、二次侧容量、功率）不变；（一、二次侧绕组磁势）不变。

3. 变压器的效率在（铁耗与铜耗相等时）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：（一、二次侧至少有一方为三角形联结，或有一方为星形带中性点接地联结）。

5. 自耦变压器功率传递的特点为（一、二次侧既有直接的传导功率传递，又有间接的电磁感应功率传递）。

6. 短距因数的物理意义为（元件短距时的电势同元件整距时的电势的比值）。

7. 一相绕组的感应电动势计算公式为（k E=4.44fN w1）；其中的匝数N是指（每相串联匝数）。

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：（哪相电流达到最大值，旋转磁势的轴线就转到同该相绕组轴线重合）；其幅值为单相磁动势的（１．５）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=（６０ｆ/ｐ）。

10. 感应电机转子反应的物理意义为（转子绕组电流的基波磁势对气隙磁场的影响）。

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（频率）和（绕组）归算。

13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为（定子电流频率）。

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）P W。二者同P em的关系为p cu2=（ｓＰｅｍ）；P W =（(1-s)P em）。

15. 同步电机的电枢反应是指（电枢电流的磁势对主极磁场的影响）。

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，（端电压同励磁电流）之间的关系。

17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是（励磁反电势与端电压）之间的夹角；从磁场角度看，它是（主极励磁磁场同气隙合成磁场）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 j、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Y0。（）。

19. 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同；2)（频率相同）；3)（对应相的电压相等、且相位相同）。

二、正确的打“√”；错误的打“?”（25分）

1. 变压器一次侧接额定电压不变，则负载的主磁通比空载的主磁通略小。（√ ）

2．如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，则一次侧归算到二次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。（?）

3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通励磁电流也是正弦波。（?）

4．三相变压器绕组采用Y，d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。（√）

5．对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。（?）

6．对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。（√）

7．只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变。（√/?）

8．当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。（?）

9．对绕线型感应电动机，转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机，定子绕组串电阻可以增大起动转矩。（?）

10．对感应电动机，进行恒转矩变频调速，基本上要求电源电压随频率正比变化。（√ ）11．若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场，则电机运行于发电机状态。（?）12．对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗。（?）

13．通常同步发电机工作在过励状态，以便提供无功功率，改善电网的功率。（√）14．变压器的额定容量单位为kW。（?）15．考虑铁耗时，变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。（?）16．变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。（?）17．电角度＝机械角度×2p。（?）

18．双层叠绕组的最多并联之路数为２。（?）19．正常空载运行的三相感应电动机，忽然一相断线，则必然停转。（?）20．感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。（?）21．感应电动机的功率因数很高。（?）22．同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。（?）23．忽略电枢绕组电阻时，同步发电机的短路电流为纯直轴分量I d。（√）24．忽略电枢绕组电阻、负载cos?=0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量I q。（?）25．单层绕组可以靠短距来消弱谐波。（?）

三、单选题（13分）

1．变压器在负载运行时，建立主磁通的激磁磁动势是C 。

A 一次绕组产生的磁动势

B 二次绕组产生的磁动势

C 一次和二次绕组产生的合成磁动势

D 以上都不对

2．一台三相电力变压器，二次侧带对称负载，且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压，则该负载一定是 C 。

A 纯电阻负载

B 电感性负载

C 电容性负载

D 无法判断3．两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行，则变压器所分担的容量之标幺值D 。

A 与短路阻抗成正比

B 与短路阻抗成反比

C 与短路阻抗标幺值成正比

D 与短路阻抗标幺值成反比

4．由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度 D 。

A 等于零

B 是基波磁场转速的倍

C 等于基波磁场转速D是基波磁场转速的倍

5．要消除三相绕组中的齿谐波磁动势，一般可以采用 C 。

A 短距绕组

B 分布绕组

C 斜槽

D 无法消除

6．笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比， A 。

A 起动电流、起动转矩均减小

B 起动电流减小、起动转矩增加

C 起动电流、起动转矩均增加

D 起动电流增加、起动转矩减小

7．三相感应电动机对称运行时，定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为A 。

A 始终同步

B 相对定子反向

C 相对定子同向、但不同步

D 有时同步、有时失步8．同步发电机并联运行，有功功率一定，则 B 同步发电机的电枢电流最小。

A 过励时

B 正常励磁时

C 欠励时

D 励磁电流最小时

9．凸极同步电机负载运行时，电枢绕组产生的气隙电动势是由 D 产生的。

A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同

B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同

C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同

D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同

10．汽轮发电机与水轮发电机的差别为 D 。

A 汽轮发电机转子为凸极结构

B 水轮发电机转速快

C 汽轮发电机转子半径大

D 水轮发电机转子体积大

11．单相变压器U1N /U2N=220/110V，如果一次侧接380V，则主磁通将A。

A 增大为380/220倍

B 不变C增大为380/110倍 D 减小

12．单相变压器U1N /U2N=220/110V，一次侧加220V时，空载电流为１Ａ；今将一次、二次侧绕组顺极性串联，外施330V电压，则空载电流为 B 。

A 1A

B 2/3A

C 1.5A

D 3A

13．一台三相感应电动机，其空载转速为730转/分钟，则其极数2p= B 。

A 2

B 4

C 6

D 8

四、简答题（15分）

1. 写出变压器的基本方程式（电压、磁势等）

答：

2. 画出异步电机的T型等效电路、并标明各参数。

答：

3. 画出凸极同步发电机的相量图（滞后功率因数时），并标明各相量、角度。

五、计算（14分）

答：Z k=U k/I k=3240/15.15= 213.861 (Ω)

R k=P k / I k2 = 7490/15.152 = 32.633(Ω)

X k=sqr(Z k2 – R K2) = sqr(213.861^2-32.633^2)= 211.357(Ω)

R1= R’2= R k/2 = 32.633/2 = 16.616(Ω)

X1σ=X’2σ = X k/2 = 211.357/2 = 105.678(Ω)

k=6600/6300= 1.04762

R2= R’2/k2= 16.616/1.047622 =15.140(Ω)

X2σ=X’2σ /k2 = 105.678/1.047622 = 96.289(Ω)

答：因为感应电机的电磁转矩是的函数，当电压、频率等条件不变时，保持为常数，则电磁转矩恒定。因此让和s成正比变化，就可以进行恒转矩调速：

同步转速：n s=1500rpm

1450rpm时：转差率s1=(n s-n)/n s=(1500-1450)/1500=1/30

1050rpm时：转差率s2=(n s-n)/n s=(1500-1050)/1500=0.3

R add = 8R2 = 8×0.012=0.096（Ω）

六、推导题（8分）

忽略电枢绕组的电阻，推导凸极同步发电机的功角特性表达式

答：不计电枢电阻时，同步电机的电磁功率为

P e≈mUI cosφ

由凸极同步发电机的相量图可知，故

P e≈mUI cos(ψ0–θ) = mUI(cosψ0cosθ +sinψ0sinθ) = mU(I q cosθ+I d sinθ)

由相量图可知

，

解出I d，I q，代入式功率表达式，整理得

电机学试题（评分标准）

一、填空（25分）

本题考核学生的基本概念，共２５空，每空一分。每空的评分标准如下：

（１）得１分：回答同参考答案一致；或基本一致；或表述的意义基本相同。

（２）酌情给分：回答同参考答案在某种程度上一致。

（３）０分：无回答；回答不相关；回答相反或根本错误。

二、正确的打“√”；错误的打“?”（25分）

本题考核学生的电机学基本常识，每小题一分。各小题评分标准如下：

（１）１分：回答同参考答案完全一致；

（２）０分：回答同参考答案不同；无回答；

（３）第７小题只要有回答，则得一分。

三、单选题（13分）

本题综合考核学生电机学各方面知识，每小题一分。各小题评分标准如下：

（１）１分：回答同参考答案完全一致；

（２）０分：回答同参考答案不同；无回答。

四、简答题（15分）

本题考核学生对电机学（Ｉ）的三大部分：变压器、感应电机、同步电机之核心知识的掌握情况。本大题共３小题，每小题５分。评分标准如下：

1. 写出变压器的基本方程式（电压、磁势等）

（１）５分：正确列出５个方程；

（２）存在正负符号错误的，每错扣０．５分，最多扣１分；

（３）少写归算符号”’”的，每错扣０．５分，最多扣１分（二次侧电压方程式全部在二次侧列出算正确）；

（４）方程少一项的，该方程不得分。

2. 画出异步电机的T型等效电路、并标明各参数。

（１）５分：正确（或本质上正确）画出了Ｔ型等效电路的；

（２）转子支路电阻未分为两部分的，扣１分；

（３）转子支路电阻虽分为两部分，但电阻未标注大小、或标错大小的扣０．５分；（４）无励磁支路的，或励磁支路位置错误的，扣２分。

3. 画出凸极同步发电机的相量图（滞后功率因数时），并标明各相量、角度。

（１）５分：正确画出了相量Ｅｑ的；或者未画出Ｅｑ，但进行了Ｉｄ、Ｉｑ分解，因而画出了正确的相量图的；

（２）相量图存在其它明显错误的，酌情给分。

五、计算（14分）

第1小题.

评分标准：

（１）７分：计算思路正确，计算公式列写正确、完全的；

（２）扣２分：R2、X2σ计算时，采用乘以k2的；或者未计算R2、X2σ的；

（３）其它必要之公式列写错误的，每处扣０．５分（错误较少时）；

（４）其它必要之公式列写正确的，每处得１分（错误较多时）。

第２小题.

评分标准：按以下评分点评分（最高不超过７分）

（１）５分：指明感应电机的电磁转矩是的函数，让和s成正比变化，就可以进行恒转调速的；

（２）１分：明确同步转速为１５００ｒｐｍ的；

（３）１分：正确求得s1，s2的；或正确列出了其计算公式的；

（４）１分：正确列出了R’2/(R’2+R’add)=s1/s2公式的；

（５）１分：正确列出了R’2/(R’2+R’add)= R2/(R2+R add)公式的。

六、推导题（8分）

评分标准：

（１）８分：思路正确，并推导到（或接近推导到）正确结果的；

（２）其它情况按以下评分点计分：

（３）１分：列出了外功率因数计算公式的；

（４）２分：明确提出依据相量图进行推导的；

（５）２分：进行了和差化积三角变换的；

（６）２分：列写出了Ｉｄ、Ｉｑ方程的；

（７）１分：进行Ｉｄ、Ｉｑ求解的。

电机学II 试题

华南理工大学电力学院电力系2005年11月17日

姓名班级学号（指班内序号）成绩

说明： 1. 第一、二、三题答案必须直接答在试题相应位置（其它地方无效）；

2. 四大题答在答题纸上；

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。

5．交卷时，拆开的试卷、答题纸必须订回原位，遗失责任自负；草稿纸也要一同交上。

一、判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。每题１分，共25分）

1.增加支路串联元件数可以减小直流电机的反电势脉动。（）

2. 直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。（）

3. 直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。（）

4. 直流电机单波绕组的合成节距等于+1或－1。（）

5. 直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。（）

6. 电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。（）

7. 考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。（）

8. 直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。（）

9. 直流电机的电刷压降随负载变化而有很大的变化。（）

10. 平复励发电机的电压变化率比较大。（）

11. 并励电动机的机械特性比较软。（）

12. 串励电动机在轻载时会发生飞车现象。（）

13. 降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。（）

14. 三相变压器组的正序、负序、零序的激磁阻抗相等。（）

15. 三相心式变压器的零序激磁阻抗远大于正序、负序激磁阻抗。（）

16. 三相变压器带单相负载时，零序电流远大于正序、负序电流。（）

17. 三相变压器组不应该接成Y,yn联结来带单相负载。（）

18. 在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，激磁支路的阻抗是相等的。（）

19. 三相感应电机正常运行中，Ａ相断线并继续稳定运行，则Ａ相端电压为0。（）

20. 同步发电机的负序等效电路类似一个转差率为２的感应电机。（）

21. 对电机进行动态分析时，需要列写电机的运动方程。电机的运动方程是一组相量方程。

（）

22. 从数学上讲，电机中的坐标变换，往往是对一组三相的物理量，进行重新线性组合，

得到一组新的物理量。（）

23. 同步电机Park（派克）方程中，d、q轴电压方程中的各有一个运动电势，二者具有

不同的正负符号。（）

24. 感应电机动态分析时，采用MT0变换。它是将dq0变换中的d轴固定同转子磁链一起

旋转，作为T轴；而将超前T轴90度电角度的轴线，作为M轴。（）

25. 变压器绕组所受的电磁力，同短路电流的平方成正比。（）

二、填空题（每空1分，共15分）

1. 在列写电机磁链方程时，采用电动机定则时，正向的电流产生（）向的

磁链。

2. 对于直流发电机，电刷顺着转子旋转方向移动，电枢反应的直轴分量起（）

磁作用。

3. 从大小上看，他励直流发电机的短路电流（），并励直流发电机的短路

电流（）。

4. ABC坐标系到dq0坐标系的变换，就是把定子A、B、C三相绕组轴线上的三相物

理量进行线性组合，得到固定在转子上的d、q轴线上的物理量（外加一个0轴上的物理量）。在具体操作上，就是将A、B、C三相的物理量，投影到d轴（或ｑ轴）并相加，取其（）倍，作为d轴（或q轴）的物理量；将A、B、C三相的物理量直接相加，取其（）倍，作为零轴物理量。

5. 同步电机动态分析时，定子标幺值的三个自由选择的物理量基准分别是

（）。

6. 在dq0坐标系中，列写同步电机标幺值的动态方程时，为了使定、转子间互感的

标幺值可逆，在定、转子容量标幺值的选择上，应该满足

（），用公式表示即（）。

7. 在同步电机动态分析中，转子电流的标幺值往往采用所谓Xad基准，它是

指：（

）。

8. 无阻尼绕组的同步发电机，发生忽然三相对称短路时，转子励磁绕组的电流包括：

稳定的直流分量；瞬变衰减的直流分量，其时间常数为（）；衰减的周期分量，其时间常数为（）。

9. 同步电机忽然短路时，励磁绕组具有屏蔽电枢反应磁通进入主极磁路的作用，等

效于电枢反应电抗的减小，这时的直轴电抗称为（）。当存在直轴阻尼绕组时，阻尼绕组同样具有屏蔽电枢反应磁通进入主极磁路的作用，因此等效的电枢反应电抗更小，同时考虑阻尼绕组和励磁绕组作用时的直轴电抗，称为

（）。

10.变压器过电压可分为（）、大气过电压等两种。

三、多项选择题（勾出正确答案，编号填入括号，共30分）

1. 关于凸极同步发电机短路，正确的论述有（）。

(A) 正序阻抗是固定的；

(B) 不对称短路时，负序阻抗本质上是周期变化的；

(D) 对称短路时，电流为直轴去磁；

2. 在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，负序等效电路中的转差率s-同正序

等效电路中的转差率s+的关系为（）。

(A) s->s+ (B)

3. 关于对称分量变换、dq0、MT0、120变换，正确的说法有（）。

(A) 对称分量变换前后的物理量为相量；

(B) dq0变换为相量变换；

(D) MT0变换专用于同步电机分析。

4. dq0坐标系到ABC坐标系的变换，就是先将d、q轴的物理量，投影到A相（或B

相或C相）并相加，再（-

），作为A相（或B相或C相）的物理量。

(A) 直接加上0轴的物理量； (B) 加上0轴的物理量的1/3；

物理量在该相的投影。

5. 感应电机多为隐极，关于其有关电感的论述，正确的有

（）。

(A) 定子两相间的互感不随时间变化； (B) 定子自感不随时间变化；

(E) 定、转子之间任何两相的互感不随时间变化。

6. 对于凸极同步电机，关于其有关电感的论述，正确的有

（）。

(A) 定子两相之间的互感是时变的； (B) 定子自感是时变的；

7. 转子无阻尼绕组的同步发电机，发生忽然三相对称短路时，关于定子短路电

流各分量，正确的论述有（）。

(A) 存在稳定的周期分

量；

(B) 存在瞬态衰减的周期分量，时间常数为Td’；

(D) 存在衰减的非周期分量，时间常数为Ta；

(E) 存在衰减的二次谐波分量，时间常数为Ta。

8. 在单相变压器空载接入电网的瞬变过程中，正确的论述有

（）。

(A) 主磁通、励磁电流都经历一个瞬变过程；

(B) 主磁通由稳态分量和瞬变分量组成

(D) 因电感电路的电流不能突变，最坏情况下，最大电流可达稳态时的约２倍。

9. 关于变压器空载接入电网，正确的论述有

（）。

(A) 小型变压器电阻较大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网；

(B) 小型变压器电阻较小，电感大，时间常数大，瞬态时间长，不可直接入网；

除电阻；

(D) 大型变压器电阻大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网。

10. 单相变压器空载，二次侧忽然短路时，正确的论述有

（）。

(A) 短路电流经历一个瞬态过程； (B) 主磁通经历一个瞬态过程；

(D) 因电感回路电流不能突变，最坏情况下，最大短路电流可达稳定短路电流的约２倍。

11. 变压器忽然短路时，对漏磁场、绕组受的电磁力，正确论述有

（）。

(A) 漏磁场轴向分量大于径向分量； (B) 电磁力轴向分量大于径向分量；

12. 关于变压器承受大气过电压，正确的论述有

（）。

(A) 电压数值大，作用时间短，等效于给变压器施加高频高压；

(B) 在动态分析时，主要考虑高压侧绕组的对地电容和匝间电容；

(D) 低压侧绕组因靠近铁心，对地电容大，可以认为是接地短路的。

13. 变压器承受大气过电压时，正确的论述有

（）。

(A) 高压侧绕组各匝的对地电容越大，则各匝间承受电压越均匀；

(B) 高压侧绕组雷电进入的一端（首端或尾端），匝间承受的初始电压最大；

(D) 加强高压绕组绝缘可以保护变压器；

(E) 加强绕组首端、尾端的匝间绝缘可以保护变压器。

14. 负载时直流电机的气隙磁场包括

（）。

(A) 定子绕组电流产生的主磁场； (B) 定子绕组电流产生的漏磁场；

15. 并励直流电机的损耗包括

（）。

(A) 定子绕组和转子绕组的铜耗； (B) 定子铁心的铁耗；

四、综合题（每1题6分，共30分）

1．已知不对称三相相量、、，期中A相的正序、负序、零序分量分别为、、。请用矩阵形式写出（要写出矩阵的具体元素）：

(1)用、、表示、、的表达式；

(2)用、、表示、、的表达式。

2．(1)写出同步电机的派克方程（d、q、0轴的电压方程），并简单注明方程右端各电压分量的物理意义；

(2)写出用dq0坐标系中物理量表示的电磁转矩方程。

3．写出直流电机电磁转矩的计算公式，并说明转矩系数（转矩常数）中各量的物理意义。4．画出它励直流电动机的等效电路，并基于此等效电路，利用反电势计算公式，简单推导转速同电枢电流间的关系。

5．一台四极20 kW、230 V、1500 r/min的并励直流发电机，电枢回路总电阻R a=0.156Ω，励磁绕组电阻R f=70.Ω，额定负载时并励回路中串入3.3Ω的调节电阻，铁耗和机械损

耗共1kW，杂散损耗为额定功率的1%，试求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率和效率。

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电机学（II）试题之参考答案

华南理工大学电力学院电力系2005年11月

一、判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。每题１分，共25分）

1.增加支路串联元件数可以减小直流电机的反电势脉动。（ V）

2.直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。（ X）

3.直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。（ V）

4.直流电机单波绕组的合成节距等于+1或－1。（ X）

5.直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。（ X）

6.电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。（ X）

7.考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。（ X）

8.直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。（ X）

9.直流电机的电刷压降随负载变化而有很大的变化。（ X）

10.平复励发电机的电压变化率比较大。（ X）

11.并励电动机的机械特性比较软。（ X）

12.串励电动机在轻载时会发生飞车现象。（ V）

13. 降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。（ X）

14.三相变压器组的正序、负序、零序的激磁阻抗相等。（ V）

15.三相心式变压器的零序激磁阻抗远大于正序、负序激磁阻抗。（ X）

16.三相变压器带单相负载时，零序电流远大于正序、负序电流。（ X）

17.三相变压器组不应该接成Y,yn联结来带单相负载。（ V）

18.在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，激磁支路的阻抗是相等的。（ V）

19.三相感应电机正常运行中，Ａ相断线并继续稳定运行，则Ａ相端电压为0。（ X）

20.同步发电机的负序等效电路类似一个转差率为２的感应电机。（ V）

21.对电机进行动态分析时，需要列写电机的运动方程。电机的运动方程是一组相量方程。

（ X）

22.从数学上讲，电机中的坐标变换，往往是对一组三相的物理量，进行重新线性组合，

得到一组新的物理量。（ V）

23.同步电机Park（派克）方程中，d、q轴电压方程中各有一个运动电势，二者具有不

同的正负符号。（ V）

24.感应电机动态分析时，采用MT0变换。它是将dq0变换中的d轴固定同转子磁链一起

旋转，作为T轴，而将超前T轴90度电角度的轴线，作为M轴。（ X）

25.变压器绕组所受的电磁力，同短路电流的平方成正比。（ V）

二、填空题（每空1分，共15分）

1.在列写电机磁链方程时，采用电动机定则时，正向的电流产生（正）向的磁链。

2.对于直流发电机，电刷顺着转子旋转方向移动，电枢反应的直轴分量起（去）磁

作用。

3.从大小上看，他励直流发电机的短路电流（很大），并励直流发电机的短路电流

（小）。

河北科技大学电气学院《电机学》试卷

河北科技大学2009——2010学年第一学期《电机学》期末考试试卷A 学院班级姓名学号一、填空：（1×30=30分） 1、当一台三相六极异步电动机接在频率为50Hz的电源上运行时，若电动机的额定转差率为 0.04 ，则该电动机的同步转速为1000r/min，电动机转子的转速为960r/min，转子绕组感应电动势的频率为2Hz ，转子电流的频率为2Hz ，由转子电流产生的基波旋转磁动势相对于转子的转速是40r/min ，而相对于定子的转速是1000r/min 。 2、变频调速的异步电动机，在基频以下变频调速时，若使U1/f 1=常值，则近似属于恒磁通控制方式调速方式。 3、三相异步电动机定子绕组接法为三角形接法时，才能采用Y—△起动方式。 4、在直流电动机中，电枢电动势的方向与电枢电流的方向相反；电磁转矩的方向与电枢的旋转方向相反。（填相同或相反） 5、直流电动机的调速方法有：电枢串电阻调速、改变电枢电压调速、改变励磁电流调速。 6、一台额定频率为60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，则该变压器的主磁通将增大、激磁电流将增大。（填增大、减小或不变） 7、并励直流发电机自励的条件是：点击必须有剩磁、励磁绕组并联到电极性必须正确、励磁绕组的电阻小于该转速下的临界电阻。 8、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速，在恒转矩负载情况下，调速前后电动机的输入功率不变、电磁功率不变、输出功率减小、电动机的效率将减小。（填增大、减小或不变） 9、有一台三相变压器，额定容量为600KV A，额定电压为10000 V/400V，Dy联结，则该变压器一次侧的额定相电压为10000v ，二次侧的额定相电压为400/根号3 ，一次侧的额定相电流为10A ，二次侧的额定相电流为1500/根号3 A ，该变压器的电压比为25倍根号3 。

电机学课后习题解答(配王秀和孙雨萍编)

《电机学》作业题解（适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》） 1-5 何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。 1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采用硅钢片？答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。 1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m，铁心的相对磁导率为1000。问：要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？

解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。磁路段1长度和截面积：()120.050.20.0250.55m =?++=l ， 210.050.150.0075m =?=A ； 41m17 10.55 5.83610A wb 10004100.0075 π-= ==????l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+?=l ， 220.050.100.005m =?=A ； 42m27 20.30 4.77510A wb 10004100.005 π-= ==????l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+?=l ， 230.050.050.0025m =?=A ； 43m37 30.309.54910A wb 10004100.0025 π-= ==????l R uA 总磁阻： 45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++?=?R R +R +R 磁动势：5m 0.003 2.01610604.8A φ==??=F R 励磁电流：604.8 1.512A 400 = ==F i N

电机学考试试题(附答案)

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》胡虔生-课后答案

2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有：高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =??= = 低压侧： )(7.721400 3105003322A U S I N N N =??== 2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有：高压侧额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.8410 1103101633 611A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 5.633 110311== =φ 额定相电流： )(8411A I I N ==φ 低压侧额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010 113101633 622A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853 840322A I I N ===φ

2-6、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0为额定电流的5%。假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T 形等效电路和近似等效电路。解：在一次侧计算有： )(55.42200 1010311A U S I N N N =?== )(48455 .42200 111Ω=== N N N I U Z 10220 220021===N N U U k I 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A) )(6.3036.010222'2Ω=?==r k r )(2.76.36.3'21Ω=+=+=r r r k )(0.27262.7222 2Ω=+=+=k k k x r Z ∴ )(1347228.070 2 20Ω=== I p r Fe m )(9649228 .02200 00Ω=== I U Z m )(955513479649222 2Ω=-=-=m m m r Z x ∴ 015.0484 2 .71*=== N k k Z r r 78.24841347 1*=== N m m Z r r 054.0484 26 1*===N k k Z x x 74.194849555 1*=== N m m Z x x 056.0484 27 1*===N k k Z Z Z 94.19484 9649 1*=== N m m Z Z Z T 型等效电路近似等效电路 2-11、设有一台50kV A ，50 Hz ，6300/400V ，Yy 连接的三相铁芯式变压器，空载电流 I 0=0.075I N ，空载损耗p 0＝350W ，短路电压u k*＝0.055，短路损耗p kN ＝1300W 。（1）试求该变压器在空载时的参数r 0及x 0，以及短路参数r k 、x k ，所有参数均归算到高压侧，作出该变压器的近似等效电路。（2）试求该变压器供给额定电流且cos θ2=0.8滞后时的电压变化率及效率。 '2&'' '2 &' '

电机学第三版课后习题答案

电机学第三版课后习题答案变压器 1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上，原边接上电源后，流过激磁电流|0,产生励磁磁动势F o,在铁芯中产生交变主磁通 e 0,其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定 d d)律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e i和e2, 且有巴- -N1, dt e2= _N2 d 0,显然，由于原副边匝数不等,即N产N2，原副边的感应电动势也就不等, dt 即e i^e2,而绕组的电压近似等于绕组电动势，即U i~E i, 匕~ E?,故原副边电压不等,即 U i^ U2,但频率相等。 1-2变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。 1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。 1-4 一台220/110伏的变压器，变比k=N—2，能否一次线圈用2匝, N2 二次线圈用1匝，为什么？答：不能。由U1 E^ 4.44fN^J m可知，由于匝数太少，主磁通m将剧增，磁密B m过大，磁路过于饱和，磁导率卩降低，磁阻R m增大。于是，根据磁路欧姆定律l0N1= R m「m 可知，产生该磁通的激磁电流I。必将大增。再由p Fe^B m2f1.3可知，磁密B m过大，导致 2 铁耗P Fe大增，铜损耗I0 r1也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。

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》课后习题答案

《电机学》课后习题答案华中科技大学辜承林主编

第1章导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅钢片。特点：导磁率高。电路：紫铜线。特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片，永磁材料铁氧体稀土钴钕铁硼变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。闭合铁心μ>>μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问（1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向；（3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。

完整word版,《电机学上》林荣文版课后答案

09电气学习部《电机学》系列材料电机学作业参考答案福州大学电气工程与自动化学院电机学教研组黄灿水编 2008-3-3

电机学期末试题及答案

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。。

电机学陈乔夫第三版答案

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

电机学课后答案

第1章导论电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅钢片。特点：导磁率高。电路：紫铜线。特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片，永磁材料铁氧体稀土钴钕铁硼变压器：冷轧硅钢片。磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。与磁场交变频率f，磁通密度B，材料，体积，厚度有关。涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。与磁场交变频率f，磁通密度，材料，体积，厚度有关。变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势。运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的eT与磁密B，运动速度v，导体长度l，匝数N有关。自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。对空心线圈：所以自感：所以，L的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A、磁路平均长度l有关。闭合铁心μ??μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。在图中，若一次绕组外加正弦电压u1、绕组电阻R1、电流i1时，问（1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向；（3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。解：(1) ∵u1为正弦电压，∴电流i1也随时间变化，由i1产生的磁通随时间变化，由电磁感应定律知产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。 (3) (4) i1增加，如右图。i1减小在图中，如果电流i1在铁心中建立的磁通是，二次绕组的匝数是，试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式，并写出感应电动势与磁通量关系的复数表示式。

电机学第三版课后习题测验答案

电机学第三版课后习题测验答案原边接上电源后，流过激磁电流I0，产生励磁磁动势F0，在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1和e2, 且有 , , 显然，由于原副边匝数不等, 即 N1≠N2，原副边的感应电动势也就不等, 即e1≠e2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1, U2≈E2,故原副边电压不等,即U1≠U2, 但频率相等。1-2 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。1-4一台220/110伏的变压器，变比，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？答：不能。由可知，由于匝数太少，主磁通将剧增，磁密过大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻增大。于是，根据磁路欧姆定律可

知, 产生该磁通的激磁电流必将大增。再由可知，磁密过大, 导致铁耗大增，铜损耗也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。1-5有一台S-100/6、3三相电力变压器，，Y，yn（Y/Y0）接线，铭牌数据如下：I0%=7% P0=600W uk%=4、5% PkN=2250W试求：1。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数，并标于图中；2。当变压器原边接额定电压，副边接三相对称负载运行，每相负载阻抗，计算变压器一、二次侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。解： 1、1-6 三相变压器的组别有何意义，如何用时钟法来表示？答：三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应的线电动势（线电压）之间的相位关系。影响组别的因素不仅有绕组的绕向、首末端标记，还有高、低压侧三相绕组的连接方式。用时钟法表示时，把高压绕组的线电动势（线电压）相量作为时钟的长针，并固定在12点，低压绕组的线电动势（线电压）相量作为短针，其所指的数字即为三相变压器的连接组别号。三相变压器共有12种组别，其中有6种单数组别和6种偶数组别。1-7为什么说变压器的激磁电流中需要有一个三次谐波分量，如果激磁电流中的三次谐波分量不能流通，对线圈中感应电动机势波形有何影响？答：因为磁路具有饱和特性，只有尖顶波电流才能产生正弦波磁通，因此激磁电流需要有三次谐波分量（只有这样，电流才是尖顶波）。如果没有三次谐波电流分

2010年电机学期末考试)

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。

电机学课后答案

第二章 Φ=1144.4fN E 11E U ≈1U f 1N '1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N 5060'=f f ?6050'=ΦΦΦ=Φ5's l R m μ=m m R N I Φ=?1∴m m I I 65' = βαf B p m Fe ∝βα> σσσπ11''1562x L f x = ?=σσσπ22' '25 62x L f x =?= 21E E ≠ kKA S N 5000=kV kV U U N N 3.61021= A A U S I N N N 68.28810 35000 311=?== A A U S I N N N 21.4583 .635000 322=?== kV kV U U N N 77.53 10 311=== Φ A I I N N 68.28811==Φ ?kV U U N N 3.611==Φ

A A I I N N 55.2643 21 .458311=== Φ Ω=19.21R Ω=4.151σX Ω=15.02R Ω=964.02σX Ω=1250m R Ω =12600m X 26087621=N N V U 60002=A I 1802=8.0cos 2=?1?U 1? I Ω=19.21R Ω=4.151σX Ω=1250m R Ω=12600m X Ω=Ω?? ? ??==70.115.02608762 22' 2R k R Ω=Ω?? ? ??==94.10964.02608762 22'2σ σX k X V U k U 0202152' 2∠==? ? A k I I 88.3642.53' 2-∠==? ? ()V j A V Z I U E E 15.14.2064294.1070.188.3642.53020215' 2 ' 2' 2' 21∠=Ω+?-∠+∠=+=-=-???? ()A j V Z E I m m 18.8363.112600125015.14.206421-∠=Ω +∠=-= ? ? ? A A A I I I m 12.3856.5488.3642.5318.8363.1' 21-∠=-∠+-∠=+=?? ? V Z I E U 70.24.212791111∠=?+-=? ?? Ω=+=89.3' 2 1R R R k Ω=+=34.26' 21σσX X X k A I I 88.3642.53' 21-∠==?? V Z I U U k 80.20.21254121∠=?+=? ?? 1I I m ?? I ' ' L Z '' I ' ' L Z ''

电机学第三版课后答案

第一章磁路 1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为 A l R m μ= ，单位：Wb A 1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。经验公式V fB C p n m h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。经验公式G B f C p m Fe h 2 3 .1≈。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。 1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320 硅钢片叠成），叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-?Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。解：磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁心、气隙截面2422 109.293.010 25.1025.0m m A A --?=???==δ (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 4 1052-?==δδ 铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-?=?--+??? ? ??-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.724 4 =???=Φ= =--δ (1) 不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度m A m A B H 6 7 100.110 429.1?=?= = -πμδ δ 磁势A A l H F F I 500105100.14 6 =???=?==-δδδ 电流A N F I I 5.0== (2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700= 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002 =??=?=-

电机学课后思考题习题答案

《电机学》各章练习题与自测题参考答案第1章思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt d N e φ =可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。 1.2变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。

电机学第五版课后答案

第一章磁路电机学 1-1磁路得磁阻如何计算？磁阻得单位就是什么？答:磁路得磁阻与磁路得几何形状(长度、面积)与材料得导磁性能有关,计算公式为,单位: 1-2铁心中得磁滞损耗与涡流损耗就是怎样产生得,它们各与哪些因素有关？答:磁滞损耗:铁磁材料置于交变磁场中,被反复交变磁化,磁畴间相互摩擦引起得损耗。经验公式。与铁磁材料得磁滞损耗系数、磁场交变得频率、铁心得体积及磁化强度有关; 涡流损耗:交变得磁场产生交变得电场,在铁心中形成环流(涡流),通过电阻产生得损耗。经验公式。与材料得铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。 1-3图示铁心线圈,已知线圈得匝数N=1000,铁心厚度为0、025m(铁心由0、35mm得DR320硅钢片叠成), 叠片系数(即截面中铁得面积与总面积之比)为0、93,不计漏磁,试计算:(1) 中间心柱得磁通为Wb,不计铁心得磁位降时所需得直流励磁电流; (2) 考虑铁心磁位降时,产生同样得磁通量时所需得励磁电流。解:磁路左右对称可以从中间轴线分开,只考虑右半磁路得情况: 铁心、气隙截面

(考虑边缘效应时,通长在气隙截面边长上加一个气隙得长度;气隙截面可以不乘系数) 气隙长度铁心长度铁心、气隙中得磁感应强度 (1)不计铁心中得磁位降: 气隙磁场强度磁势电流 (2)考虑铁心中得磁位降: 铁心中查表可知: 铁心磁位降 1-4图示铁心线圈,线圈A为100匝,通入电流1、5A,线圈B为50匝,通入电流1A,铁心截面积均匀,求PQ两点间得磁位降。解:由题意可知,材料得磁阻与长度成正比,设PQ段得磁阻为,则左边支路得磁阻为: 1-5图示铸钢铁心,尺寸为

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