电机学复习题(课本部分标准答案汤蕴缪著)
电机学（十五课本）
第二章 变压器
2-2、一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化？
解：ΦfN E U N 444.=≈ ，50=f 时，N U N 5044450?=
.Φ，60=f 时，N
U N
6044460?=.Φ，
6
5
5060=ΦΦ。 磁通减小为原来的5/6，不考虑磁路饱和，磁通和激磁电流成正比，激磁电流减小； 铁耗变小：
507
0502312
50231503
12
60316060656556655
6Fe Fe m Fe m Fe Fe P P G B f C G B f C P .....??
? ??=??? ????? ??=??? ???
?
? ??=≈
漏磁回路磁阻不变，漏电感不变，漏抗变大。
2-14 有一台三相变压器，额定容量kVA S N 5000=，额定电压kV U U N N 361021.=，Y ，d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。 解：（1）一次、二次侧的额定电流：
A U S I N N N 68.2881035000311=?==；A U S I N N N 23.4583
.635000
322=?==
（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流：
一次Y 连接：A I I N N 6828811.==φ；kV U U N N 773753
10
311.==
=φ； 二次?连接：A I I N N 57264323458322..===φ；kV U U N N 3622.==φ；
2-16 一台单相变压器，其一次电压为220V ，50Hz ，一次绕组的匝数N 1=200匝，铁心的有效截面积2
4
1035m A -?=，不计漏磁。试求：（1）铁芯内主磁通的幅值和磁通密度。（2）二次侧要得到100V 和36V 两种电压时，二次绕组的匝数。（3）如果一次绕组有%5±匝数的抽头，如图所示，二次绕组的电压是多少？ 解：（1）主磁通的幅值m Φ
Wb fN U fN E m 311111095.42005044.4220
44.444.4-?=??=≈=
Φ
磁通密度m B
T A
B m
m 41.110
351095.44
3=??=
=
--Φ
（2）二次绕组的匝数2N
2
1
2121N N E E U U =≈
91220100
2001212≈?=?=U U N N 匝
33220
36
2001212≈?=?=U U N N 匝
（3）当210200%)51(1=?+=N 匝时，
3.9521091
2201212=?=?=N N U U 匝
5.34210
33
2201212=?=?=N N U U 匝
当190200%)51(1=?-=N 匝时，
4.10519091
2201212=?=?=N N U U 匝
2.38190
33
2201212=?=?=N N U U 匝
2-20、有一台三相变压器，kV kV U U kVA S N N N 3610560021.,==，Y,d11联结组。变压器的开路及短路实验数据为 实验名称 电压/V 线电流/A 三相功率/W 备注 开路试验 6300 7.4 6800 电压加在低压侧 短路实验 550 323 18000 电压加在高压侧 试求一次侧加额定电压时：1）归算到一次侧时近似等效电路参数（实际值和标幺值）；2）
满载且802.cos =?（滞后）时，二次侧电压2U 和一次侧电流1
I ；3）满载且802.cos =?（滞后）时的额定电压调整率和额定效率。
解：变比：916403
63
1021..===
φφN N U U k 额定电流：A U S I I N
N N N 32310
10310560033
3111=???=
=
=φ
A U S I N
N N 51310
36310560033
322=???==
.，A I I N
N 2963513
322===φ
额定电压：kV U U N N 7745310311.===φ
kV U U N N 3622.==φ 1）低压侧开路实验：
()
Ω===212434736800322200..'
'φI p R m
Ω===614743
4763002020..'
'φφI U Z m
Ω=-=
-=
41469212461474222
2...''''''m m m R Z X
折算到高压侧（一次侧）：Ω=?==21042124916402...'
'm m R k R Ω=?==8123241469916402...'
'm m X k X
一次阻抗基值：Ω==
=
8717323
5774
111.φ
φN N b I U Z 835871721041...===
*b m m Z R R ，02698717812321...===*
b m m Z X X 高压侧短路实验：
Ω===05750323
3180003221.φk k k I p R
Ω===
=
9830323
3
55031111.φφ
φk k k k k I U I U Z
Ω=-=-=
9810057509830222
2
...k k
k R Z X
0032508717057501...===
*
b k k Z R R ，0549087
1798101...===*b k k Z X X 2）采用近似等效电路，满载且802.cos =?（滞后）时，取0
220∠=-U U
，则： 02873680..arccos ==?，
00222228736323873691640296
...''-∠=-∠=
-∠=-∠=-??φ
φφk I I I N N
()(
)
()4
242916402057849531787363236586983022200221........''j U kU U
k U I Z U k ++=+∠=-+-∠?∠=-+-?= φ
φ
若1
11?φφ∠=U U ，则：()222214242205.++=kU U φ，而V U U N 577411==φφ 从而：V U 60732=，0206073∠=-U
， 01426073
916402420569242....arctan
=?+=?，V U
4257741.∠=φ A Z U
I
m m 7682915317
85614744
257741.....-∠=∠∠=
=φ ，
()
A I I I I m 0021146376326873632376829153.....'-∠=-∠+-∠=-+==φφ 3）电压调整率：
%.%.%%'
5631005774
6073916405774100577457741002121=??-=?-=?-=?kU U U U U N N φφ
或
()
()%.%....%sin cos %
sin cos %''''554310060054908000325010010010022212
222121=??+?=?+=?+≈?-=?*
**????φ
φφk k N k k N N X R I U X I R I U U U U
输出功率：kW S P N 448080560022=?==.cos ?
输入功率：kW p p P P Fe cu 845048618448021..=++=++=
额定效率：%.%.%45991008
4504448010012=?=?=P P η
2-21 有一台三相变压器，kVA S N 5600=，kV kV U U N N 3.61021=，组号为Yd11。
变压器的开路及短路试验数据如下表所示：
实验名称 线电压/A 线电流/A 三相功率/W 备注 开路实验 6300 7.4 6800 电压加在低压侧 短路试验 550 323 18000 电压加在高压侧 试求一次侧加额定电压时：（1）归算到一次侧时近似等效电路的参数（实际值和标幺值）。
（2）满载且8.0cos 2=?（滞后）时，二次电压2U
和一次电流1I 。 解：变比 916.03
.63
10103
21=?=
=
φ
φN N U U k
（1）激磁参数折算到高压侧
Ωφ
12373
4.76300
916.0I U k
2202N 2
)(2
=?
===低压m m Z k Z
Ω2.1043
7.436800916.0I 3P k 22
22002)
(2=?===低压m m R k R
Ω12332.1041237R Z X 2
22m 2
m m =-=-=
短路参数
Ωφ058.03233
18000322===
k k k I P R Ωφφ9831.0323
355011===k k k I U Z
Ω9814.0058.09831.0R Z X 2
22k 2
k k =-=-=
标幺值：
高压侧基准值 Ωφ
φ86.171010310
56003
10103
3
3111=????=
=
N N b I U Z
834.586.172.1041*===b m m Z R R ；04.6986
.1712331*
===b m m Z X X
26.6986.171237
1*
===
b m m Z Z Z 00325.086.17058.01*===b k k Z R R ；0549.086
.179814.01*
===b k k Z X X
（2）8.0cos 2=?，6.08.01cos
1sin 222
2=-=-=??
87.368.0arcsin 2==?
设二次电压为
0*'
2
*
2∠=-U U 则有
87.3612-∠=-*I
()1*222110549.000325.087.361?∠=+?-∠+=--=***j U Z I U U k 1*2161.86055.087.361?∠=∠?-∠+ U 1*2174.49055.0?∠=∠+ U 1*21042.00355.0?∠=++j U
()
1042.00355.02
2*2=++U 0997.0071.0*22*2=-+U U
9635.02
998.1071.02997.04071.0071.02*2
=+-=?++-=U
06070063009635.02∠=∠?=U ()
41
.21042.00355.09635.00549.000325.087.3619635.0221∠=++=+?-∠+=--=***j j Z I U U k
()
46.3701.16143.08018.087.36176.820144.087.36117.8526.6941.2187.361**1*2**1-∠=-=-∠+-∠=-∠+∠∠=-∠+=-+=j Z U I I I m m
A I I I N 46.376.32646.3710
3560001.11*11-∠=-∠??==φ （3）电压调整率
()
()%
554.3%
1006.00549.08.000325.01%100sin cos 2*
2**2=??+??=?+=???k k X R I u
额定效率
%
45.99%100188.68.05600188.61%100cos 1020=???? ??++?++=????
? ?
?+++-
=kN N kN
N
p p S p p ?η
2-22 有一台5600kVA 、Yd11联结、35kV/6.6kV 的三相变压器，从短路试验的%25.5=*
k X ，
%1=*k R 。当φN U U 11=时，在低压侧加额定负载φN I I 22=，测得端电压恰好等于额定值
φN U U 22=，试求此时负载的功率因数角2?及负载性质。
解：电压调整率0%100%10022222
20=?-=?-=φ
φφφ?N N N N U U U U U U u
所以有
()
()0%100sin 0525.0cos 01.01%100sin cos 222*
2**2=?+?=?+=?????k k X R I u
1905.00525
.001
.0cos sin tan 222=-==???
() 79.101905.0arctan 2-=-=?，容性。
2-23 两台Yd11联结的三相变压器并联运行，已知数据如下： 第一台：5600kVA 、6000V/3050V ，05.0=*
k Z ； 第一台：3200kVA 、6000V/3000V ，055.0=*k Z 。
若不计短路阻抗角的差别，试求两台变压器一次和二次侧的空载环流（实际值）。 解：第一台变压器额定值：
V U U N N 346460003
13111=?==
I φI A U S I I N N N N 9.5386000
310560033
111=??===I I I φI
V U U N N 305022==I φI A U S I I N N N N 0.6123050310560033
13
222=??===I I I φI
变比136.13050
3464
21===φI φI I N N U U k
二次基准阻抗 Ωφ
I φI I 983.40
.6123050
222==
=
N N b I U Z 第二台变压器额定值：
V U U N N 346460003
1
3111=?==II φII
A U S I I N N N N 9.3076000
310320033
111=??===II II II φII
V U U N N 300022==II φII
A U S I I N N N N 6.3553000310320033
13
222=??===II II II φII
变比155.13000
3464
21===φI φI I N N U U k
二次基准阻抗 Ωφ
I φI I 436.86
.3553000
222==
=
N N b I U Z
两台变压器二次侧环流：
A Z Z k k U I k k N C 34.70436
.8055.0983.405.0155.11136.11
346411'
'''12=?+??
?? ??-?=
+????
??-=II
I II
I φφ
折算到一次侧的环流
A k I I C C 92.61136
.134
.7021==
=I φI φ
A k I I C C 90.60155
.134
.7021==
=
II
φII φ
2-24 某变电所有两台组号为Yyn0的三相变压器并联运行，变压器的数据为 第一台：kVA S N 180=，kV kV U U N N 4.03.621=，07.0*
=k Z ；
第二台：kVA S N 320=，kV kV U U N N 4.03.621=，065.0*
=k Z ；
试计算：（1）当总负载为400kVA 时，每台变压器分担多少负载？（2）在每台变压器军部过载的情况下，并联组的最大输出是多少？
解：（1）设第一台的输出为1S ,则第二台的输出为12400S S -=。 变比相等时的负载分配为
**
21**I
II II I II I
k k N N L L Z Z S S S S I I ==，即()07.0065.032040018011=-S S kVA S 2.1371= kVA S 8.2622=
（2）短路阻抗标幺值小的先满载，即kVA S 3202=，这时有 07
.0065
.03203201801=S ，即kVA S 1671=
所以并联组的最大输出：kVA S S S 48732016721m ax =+=+=
第三章 直流电机
3-11一台他励发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（设励磁电流保持不变）？若为并励发电机，则电压升高的百分值比他励发电机多还是少（设励磁电阻不变）？
解：他励发电机Φn C E U e ==0，励磁电流不变，磁通不变，转速提高20%，空载电压会提高20%；
并励发电机，f f e R I n C E U ===Φ0，转速提高，空载电压提高，空载电压提高，励磁电流提高，磁通提高，空载电压进一步提高，所以，并励发电机，转速提高20%，空载电压升高的百分值大于他励时的20% 。
3-9、一台4极82kW 、230V 、970r/min 的他励直流发电机，电枢上共有123个元件，每元件为1匝，支路数22a ==。如果每极的合成磁通等于空载额定转速下具有额定电压时的每极磁通，试计算当电机输出额定电流时的电磁转矩。
解：转矩常数 304.781
2
12322a Z 2p C a T =?===ππ
感应电动势常数 2.81
2
123602a Z 60p C a e =?===
空载额定转速下具有额定电压时的每极磁通
02892Wb .0970
2.8230n C E N e a0=?==Φ
额定输出电流 52A .356230
82000
U P I I N N a ====
额定电流时的电磁转矩 36N .80752.35602892.0304.78I C T a T eN =??==Φ
3-12、一台他励直流发电机的额定电压为230V ，额定电流为10A ，额定转速为1000r/min ，电枢总电阻Ω5.1R =。已知在750r/min 时的空载特性如下：
载电压为多少？3）满载时电磁功率为多少？
解：1）n C E e Φ=，空载时励磁电流不变，主极磁通不变，所以2347.0750
176
n E C 0e ==
=Φ 额定转速时空载电压 234.7V 10000.2347n C E e =?==Φ
2）转速为900r/min 时 211.2V 9000.2347n C E e =?==Φ
3）满载时端电压：230V U N =，感应电动势：245V 5.110230R I U E a aN N a =?+=+= 额定电磁功率：45kW .210245I E P aN a eN =?==
3-13、一台四极82kW ，230V,970r/min 的并励发电机，()Ω=02590075.R ，励磁绕组总电阻
()Ω=822075.f R ，额定负载时并励回路串入Ω53.的调节电阻，电刷压降为2V ，铁耗和机械
损耗共kW 52.，杂散损耗为额定功率的0.5%,试求额定负载时的输入功率、电磁功率和效率。
解：A .U P I N N N 52356230
10823=?==
额定负载时励磁功率：()
W ..R R U P S f N
fN 20115
38222302
7520=+=+=
A ...R U I fN N fN 74585
3822230=+==，A I I I fN N aN 27365745852356...=+=+=
V R I U U E a aN N aN 46241025902736522302...=?++=+?+= 电磁功率：kW I E P aN aN eN 198882736546241...=?==
额定输入功率：kW p p p P P Fe eN N 10891825052198881.%...=?++=+++=?Ω
额定效率：%%.%90100108
9182
10012=?=?=P P η
3-14、一台100kW 、230V 的并励发电机，励磁绕组每极有1000匝，在额定转速下产生额定电压需励磁电流7A ，额定电流时需9.4A 的励磁电流才能达到同样的端电压。今欲将该机改为平复励，问每极应加多少匝串励绕组？
解：空载端电压为230V 时励磁磁动势为7000A 71000NI F f0f0=?== 发电机额定电流为 78A .434230
100000
U P I N N N ===
并励发电机额定状态时的励磁磁动势为 9400A 4.91000NI F fN fN =?== 为保持端电压不变，抵消电枢反应的去磁效应和电枢压降所增加的磁动势为
2400A
70009400F F F f0fN =-=-=? 这一磁动势有串励绕组提供时串励绕组的匝数为652.578
.4342400
I F
N N S ≈==
=
?匝
3-16、一台17kW ，220V 的并励直流电动机，电枢总电阻Ω=10.a R ，在额定电压下电枢电流
为100A ，转速为1450r/min ，并励绕组与一变阻器串联以限制励磁电流为4.3A 。当变阻器短路时，励磁电流为9A,转速降低到850r/min ，电动机带有恒转矩负载，机械损耗等不计，试计算：1)励磁绕组电阻和变阻器电阻；2）变阻器短路后，电枢电流的稳态值；3）电磁转矩。 解：1）V U 220=，
变阻器短路时A R I f f 9220
==，所以Ω==44249220.f R 变阻器励磁限流时A R R I f
s f 34220
.=+=
，从而Ω=-=-=72264424165134220....f s R R 2）min /r n 1450=时，V R I U E a a a 21010100220=?-=-=. 电磁功率：W I E P a a e 31021100210?=?==
电磁转矩：Nm P T e e 313860
2145021000
.=?=Ω=π
恒转矩负载，变阻器短路后：W T P e e 123106028503138=??=Ω=π.
()12310102202=-=-==a a a a a a a e I I I R I U I E P .
解得：A I a 4657.=
3-18、一台96kW 的并励直流电动机，额定电压为440V ，额定电流为255A ，额定励磁电流为5A ，额定转速为500r/min ，电枢总电阻为0.078Ω。不计电枢反应，试求：1）电动机的额定输出转矩；2）额定电流时的电磁转矩；3）电动机的空载转速。
解：1）额定输出转矩 m 5N .183360
250096000
P T N 2?=?==πΩ
2）额定电压、额定电流时的感应电动势 ()5V .420078.05255440R I U E a aN N aN =?--=-=
额定电流时的电磁转矩 m 74N .200760
25002505.420I E P T aN a eN eN ?=??===πΩΩ
3）额定时 5V .420n C E N e aN ==Φ，从而841.05005
.420n E C N aN e ===Φ
m 74N .2007I C T aN T eN ?==Φ，从而031.8250
74
.2007I T C aN eN T ==
=Φ 电动机空载转矩 m 24N .1745.183374.2007T T T 2eN 0?=-=-=
空载时电磁转矩为空载转矩 ，此时电枢电流 696A .218.031
24
.174C T C T I T 0T e a0====
ΦΦ 电枢感应电动势 31V .438078.0696.21440R I U E a a0N a =?-=-=
电机空载转速 2r/min .521841
.031
.438C E n e a ===Φ
第五章 感应电机
5-3、三相感应电动机的转速变化时，转子所生磁动势在空间的转速是否改变？为什么？ 解：转子所生磁动势在空间的转速保持为同步转速不变；
因为：转子转速为n ，转子导体切割同步旋转磁场的转差转速为n n n s -=?，转子感应电流的频率为602n
p f ?=
，转子磁动势相对于转子的转速为n p
f n ?==2260，转子磁动势的转向与转子同向，所以转子磁动势相对于定子的转速为s n n n n n =+=+?2。
5-14（5-15）、有一台三相四极的笼型感应电动机，电动机的容量kW P N 17=，额定电压
V U N 3801=，D 联结，参数为,.,.,.,.''Ω=Ω=Ω=Ω=033416074171502211σσX R X R ，
Ω=Ω=7526m m X R ,.电动机的机械损耗W p 139
=Ω，额定负载时的杂散损耗W p 320=?，试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。
解：假设额定负载时的转差率为020080.=N s ，则电机参数：
Ω∠=+=+=01117678817417150....j jX R Z σσ Ω∠=+=+=03853757526...j jX R Z m m m
Ω∠=+=+=
+=0222338920033720033020080416
0......
..'''j j jX s
R Z σ
()()Ω
∠=+=+++=∠++=∠∠+
+=++++++
+=++
000
02
21426420089318347617741715062211974171507158269381573741715003
3720752603372075267417150.........................'
'
j j j j j j j j j j Z Z Z Z Z m m σ
定子电流：A Z Z Z Z Z U I m m 00
02211
14266184264200380....''-∠=∠∠=
++
=
?
?
σ
σσ
功率因数：896042601..cos cos ==?
输入功率：kW I U m P 999188960618380311111...cos =???==?
定子铜耗：W R I m p cu 74271506183212
1
11=??==.. 激磁电流：A j j Z Z Z I I m m 000
00
2
2
11897147158233892042661803372075263389204
26618..............''∠=∠∠-∠=+++∠-∠=+=?
?
定子铁耗：W R I m p m m
Fe 41326714322
1=??==.. 电磁功率：W p p P P Fe cu e 178444137421899911=--=--=
同步转速：min /r n s 1500=，s rad n s s /.0815760
2=?=Ωπ
电磁转矩：m N P T s e e ?==Ω=611308
15717844
..
总机械功率：()()W P s P e 174861784402008011=?-=-=Ω.
输出功率：()()W p p P P 17028320138174862=+-=+-=?ΩΩ
输出转矩：()()m N n s P P T s N ?=?-?=-=Ω=611060150002008
01217028
6012222..ππ
效率：%.%%68910018999
17028
10012=?=?=P P N η
例5-6、P175
5-23（24）、有一台三相绕线型感应电动机，,min,/,V U r n kW P N N N 3801450
1551===定转子均为Y 联结，890890.,.cos ==N N η?，参数Ω==Ω==06001202121.,.'
'σσX X R R ，
731.==i e k k ，激磁电流略去不计。现要把该机的起动电流限制在1.5N I 1，试计算起动电
阻的值以及起动转矩倍数。
解：额定输入功率：kW P P N N N 16174890155
1..===η
额定输入容量：kW P S N N N 6819589016
1741...cos ===?
额定输入电流：A U S I N N N 5297380
368
19531..=?==
起动电流：A I I N st 3446529751511....=?== 忽略激磁电流，根据'
'2
11
2
1Z c Z U I I ?
?
??
+-
=-=
σ
()()?
++++≈
2
212
211
'''σσX X R R R U I st st ()()
()()Ωσσ4530012001200600603446338022
21212
1......R R X X I U R '2'st 'st =+-+-?
??
?
??=+-+-???
? ??≈
起动电阻：Ω===
1510731453
02
...'
i e st st k k R R 起动转矩：
()
()()()()()()m N X X R R R R R U m T st st
s
st ?=+++++??=+++++?
Ω=9176606006045300120012045300120338060150023
2
22
2
212
212211........''''
'πσσ
额定转矩：m N P T N N N ?=?=Ω=810206014502155000
.π
起动转矩倍数：73118
10209
1766...==N st T T
5-26（27）、有一台三相四极的绕线型感应电动机，额定转速min /r n N 1485=，转子每相电
阻Ω=01202.'R 。
设负载转矩保持为额定值不变，今欲把转速从min /r 1485下调到min /r 1050，问转子每相应串入多大的调速电阻？
解：转矩转差率特性：()
'''''22
112211*********
1R s
U m s R U m cX
X s R c R s
R U m T s s s e Ω=Ω≈++???
? ??+Ω=σσ
负载转矩保持为额定值不变，则：
''''''st
N st s N s eN R R s R s R R s U m R s U m T +=?+Ω=Ω=2222112211
额定转差率：010********
1500.=-=
N s 调速后转差率：3015001050
1500.=-=
s 应串电阻：Ω=-?=-=34800120012001
03022.....'
''R R s s R N st
第六章 同步电机
6-1、汽轮发电机和水轮发电机在结构上有何区别？原因何在？
解：汽轮发电机转子采用隐极式结构，转子细而长； 水轮发电机转子采用凸极式结构，转子短而粗，有明显的磁极； 因为：
汽轮发电机转速高，转子细而长的隐极式转子转动惯量小，运行稳定； 水轮发电机转速低，凸极式结构转子短而粗，转动惯量大，运行平稳；
6-8、有一台kVA S N 70000=、kW P N 60000=、kV U N 813.=（星形联结）的三相水轮发
电机，交直轴同步电抗的标幺值分别为7001.,.==*
*q d X X ，试求额定负载时发电机的激磁电动势*
0E （不计磁饱和与定子电阻）。
解：额定功率因数：857107
6
7000060000.cos ====
N N N S P ?， 5151012.cos sin =-=??
00854857107051510....arctan cos sin arctan cos sin arctan =+=++=++=****
**a
N N q
N N a N N q N N R I U X I U R I U X I U φφφφφφφφ????ψ
激磁电动势：q q d d q q d d a X I j X I j U X I j X I j R I U E ?
???????++=+++=0
以激磁电动势为参考相量：
0009085490854-∠=-∠=*?*.sin .sin N d I I
000008540854∠=∠=*?*.cos .cos N q
I I
(
)
7321403508171040350915070085401908543185410000000
.......cos ..sin .=++-=?∠+?-∠+--∠=+
+
=*?
**?
*?*
?*j j j j X I j X I j U E q
q
d d
6-15（19）、有一台5080.,.==**q d
X X 的凸极同步发电机与电网并联运行，已知发电机的8011.cos ,,===**?I U （滞后），电枢电阻略去不计，试求发电机的：1）??==*
N E δ0
；
2）()?max =*e P （*
0E 保持为上值）。
解：1）功率因数角：087366080.,.sin ,.cos ===???
009753805
060....arctan cos sin arctan =+=+=**
**?
?ψU X I U q
额定功率角：000011787369753...=-=-=?ψδN
激磁电动势：6031647009558080117000
....sin .cos cos =+=?+=+=*
***ψδd d X I U E 2）保持激磁电动势不变，()*max 1e P 和()*
max 2e P 分别为
()0042801603101...max =?==**
**
d
e X U E P
()
375080*********
22...max =??? ??-?=???? ??-=
****d q
e X X U P 于是有
()()
18710007
2375
012...max max ==
**
e e P P 由图6-40 查得，此时
()()
0711.max max =**e e P P ，所以有()()114200*********....m ax m ax =?==*
*e e P P
6-17、一台31250kVA （星形联结）、80.cos =N ?（滞后）的汽轮发电机与无穷大电网并联
运行，已知发电机的同步电抗Ω=537.s X ，额定负载时的激磁电动势kV E 2170.=（相），不计饱和与电枢电阻，试求：1）发电机在额定时，端电压U 、电磁功率e P 、功率角N δ、输出的无功功率2Q 及过载能力p k 各为多少？2）维持额定励磁不变，减少汽轮机的输出，使发电机输出的有功功率减少一半，问此时的电磁功率e P 、功率角δ、功率因数?cos 、输出的无功功率2Q 将变成多少？
解：1）kW mUI P e 250008.031250cos =?=≈?
电压方程：s s a X jI U X I j R I U E ?-∠+∠=++=?
????000
从而
()()()
2323232
220102173103125031031250?=???
? ???+???? ???+=++=.cos sin cos sin s s s s X U X U U X I X I U E ???? 22
32321753780310312505376031031250.....=???
? ?????+???? ?????+U U U 0250000615244140620171500024=+-U U V U 310126?=.和V U 31081612?=.（舍掉）
000636612017200353725000000..arcsin arcsin sin =??? ?????=???
?
?
?=→=φδδN s e N s
e U mE X P X U
E m P kVA S mUI Q N 187506031250=?===.sin sin ??
67716361
10
..sin sin ===N p k δ
2）kW kW mUI P e 1250025000
2
1
cos =?=≈? 0003417612017200353712500000..arcsin arcsin sin =??? ?????=???
? ??=→=φδδN s e s e U mE X P X U E m P A I I j I jX U E s 000563152853706120341717200...∠=→-∠?+∠=∠→+=?
???
kVA mUI Q 25107251065605631528612030≈=???==.sin sin ?
电机学_考试试卷及答案四套..
电机学考试试卷A卷 一、填空题（每空1分共40分） 1 构成电机主磁路的主要材料为，其磁导率远远真空的磁导 率，并且随磁路饱和程度的增加而。 2 一台额定频率为50Hz的变压器，接于60Hz、6/5倍变压器额定电压的电网上运行，则磁 路的饱和程度，激磁电流，激磁电抗，漏电抗，铁耗。（填增大、减小或不变） 3 一台三相变压器，额定电压为6000/380V，Y，d联接，其变比为；如果把原边 匝数减少10%，外加电压仍为6000V，此时变压器的副边开路相电压为（忽略漏阻抗压降）。 8 电流互感器副边绝对不允许，电压互感器副边绝对不允许。 9 一台三相同步发电机，极对数为2，定子总槽数为36，双层绕组，则每对极下每相绕组 包括 个线圈组，每个线圈组由个线圈串联组成，一相绕组的最大可能并联支路数为。 10 采用、分布绕组可以削弱绕组电动势与磁动势的高次谐波分量，改善其波形。 为了同时削弱5、7次谐波分量，对于双层绕组，应选取节距等于倍极距。 11 三相同步发电机，定子三相对称绕组流过三相对称电流，则其每相绕组产生的磁动势性 质为 磁动势，而三相绕组的基波合成磁动势性质为磁动势。 12 分析同步发电机电枢反应的性质，可以采用图。 13 从时间概念而言，同步电机功率角是。 14 同步发电机并网运行。若原动机不做调节而调节励磁电流，则同步发电机的输出有功功 率 、输出无功功率；若励磁电流不做调节而调节原动机则同步发电机输出有功功率、输出无功功率（填改变或不变）。 15 变压器的正序电抗负序电抗；同步电机的正序电抗负序电抗（填大于、
小于或等于）。 二、作图题（共30分） 1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T ”型等效电路，标注其电阻、电抗参数，并说明 其物理意义。（10分） 2 指出下图所示三相变压器各相原副绕组同名端，并做相量图判断其联接组标号。（10分） 3 一台并联于无限大电网的隐极同步发电机，调节其励磁电流而原动机不做调节，做出此时 的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹（忽略电枢电阻与饱和）。 （5分） 4 一台凸极同步发电机，已知其X d *＝1、X q *＝0.8、U*=1、I*=1、功率因数角φ＝90o，做 出其电动势相量图，并标注d 、q 轴以及励磁电动势相量的具体数值（不考虑磁路的饱和并 忽略电枢电阻）。（5分） 三、计算题（共30分） 1 一台三相变压器， S N =25kV A ，U 1N /U 2N =6/0.4kV ，阻抗电压u k =4%，额定负载时的短路损 耗p kN =300W ， Y ，y0联接， (1) 求短路参数的有名值及标么值；（7分） (2) 负载电流为额定电流的0.6倍且负载为纯电阻性质，求此时的电压调整率。（3分） 2 两台额定电压相同的变压器并联运行，已知：S NI =3000kV A ，u KI =5%；S NII =3000kV A ， u KII =10%。 (1) 总负载为3000kV A 时，两台变压器的负载分别是多少？（2分） (2) 为了不使任一台变压器过载，两台变压器的最大总输出容量是多少。（3分） 3 一台三相交流凸极同步发电机，额定电流100A ，Y 接法，极对数p=3，双层绕组，每相绕 组串联匝数为100匝，同步转速1000转/分钟，基波绕组因数0.9456，三次谐波绕组因数 0.578，空载情况下气隙基波与三次谐波每极磁通量分别为1Φ=0.197Wb 、3Φ=0.003Wb ， 忽略其它高次谐波分量。 (1) 求基波感应电动势的频率；（1分） (2) 空载情况下，求每相绕组基波感应电动势与三次谐波感应电动势的有效值；（2分） (3) 在三相绕组通过三相对称额定电流情况下，求三相绕组合成基波与三次谐波磁动势 的幅值。（2分） 4 一台三相汽轮发电机数据如下，S N =31250kVA ，U N =10.5kV （Y 接），cos ΦN =0.8（滞后），
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____。
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
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 8403 22A I I N == =φ
《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 &' '
电机学模拟试题含答案)
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
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=，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。 >
电机学课后答案汤蕴缪
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4 105.7-?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：Θ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2422109.293.01025.1025.0m 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 41052-?==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
《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。
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
电机学复习题与答案
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__和 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n S , 极对数为p ，则定子电流的交变频率为 60s n p _ ；转子电流的交变频率为 ()60 s n n p 。 二、选择题 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、一台额定条件下工作在 220V50Hz 的单相变压器，错接在220V60Hz 的交流电源上，则额定负载时的主磁通会（ B ）： A 变大 B 变小 C 几乎不变 3、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
电机学第四版课后答案---_(汤蕴缪主编)
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 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 23.1≈。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2422109.293.01025.1025.0m 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 41052-?==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 67 100.110 429 .1?=?= = -πμδ δ 磁势A A l H F F I 500105100.146=???=?==-δδδ
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。
最新电机学期末考试试卷大全
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
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 ''
全国高等教育自学考试电机学试题.doc
全国 2004 年 4 月高等教育自学考试电机学试题 课程代码： 02271 一、单项选择题（本大题共20 小题，每小题 1 分，共 20 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. 一台变比 K=3 的三相变压器，在低压侧加额定电压，测出空载功率P0=3000W，若在高压侧加额定电压，测得功率为() 。 A.1000 瓦 B.9000 瓦 C.3000 瓦 D.300 瓦 2. 变压器做短路实验所测得的短路功率可以认为() 。 A.主要为铜损耗 B.主要为铁损耗 C.全部为铁损耗 D.全部为铜损耗 3.变压器铁心在叠装时由于装配工艺不良，铁心间隙较大，空载电流将 () 。 A.减小 B.增大 C.不变 D.无法确定 4. 变压器负载电流不变时，功率因数越大，其效率() 。 A.越大 B.越小 C.不变 D.与铁耗、铜耗比值有关 5.若电源电压随时间按正弦规律变化， u1= U1sin( ωt+ ) ，欲使变压器空载合 闸电流最小，应为 ( ) 。 A.0° B.30° C.90° D.60° 6.D， yn 三相组式变压器的零序阻抗从副边看等于() 。 A.Zm B.Zk C.∞ D.Z2+Zm 7.为消除交流绕组中的 5 次谐波电动势可取Y 等于 ()。
A.Y= B. Y= C. Y= D. Y= 8. 三相交流电机接成Y 接可改善电动势波形，这是因为() 。 A.获得了中性点 B.消除了零序电流 C.消除了线电动势中的三次谐波 D.消除了相电动势中的三次谐波 9.交流绕组三相合成基波磁动势的幅值为()。 A.1.35 B. 0.9 C.0.9I C N C D.0.9I C qN C K q1 10.U N、I N、ηN、cos N分别是三相异步电动机额定线电压，线电流、效率和功率因数，则三相异步电动机额定功率 P N为 ( )。 A.U N I N cos N ηN B.U N I N cos N C.U N I N D. U N I N 11.一台三相异步电动机运行在 S=0.02 时，则由定子通过气隙传递给转子的功率中有 () 。 A.2%是电磁功率 B.2%是机械功率 C.2%是机械损耗 D.2%是转子铜耗 12.有一台两极绕线式异步电动机，要把转速调上去，下列哪一种调速方法是可行的 () 。 A.变极 B.转子回路串电阻 C.变频 D.降低电源电压 13. 同步发电机带纯感性负载时其电枢反应为() 。 A.交轴 B.直轴去磁 C.直轴加磁 D.交磁和直轴去磁 14. 同步电机电枢绕组匝数增加，其同步电抗() 。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定
电机学试题及答案(2004~2005第一学期).
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（）