华南理工大学电机学第四章思考题
定子磁动势在空间的转速总是等于同步转速 ns ，在空间保持相对静止。
4-4 频率归算时，用等效的静止转子去代替实际旋转的转子，这样做是否影响定子边的电 流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率？为什么？
【答】 频率归算前后，转子电流的幅值及其阻抗角都没有变化，转子磁动势幅值的相位 也不变，即两种情况下转子反应相同，那么定子的所有物理量以及电磁功率亦都保持不变。
【答】 主要原因是进行了频率归算。即用一个静止的电阻为 R2 s 的等效转子先代替电阻
为 R2 的实际旋转的转子，等效转子和实际转子具有同样的转子磁动势，经过频率归算后，就 定子而言，旋转的实际转子和等效的静止转子其效果完全相同。所以，虽然两者的频率不相 同，却可在 T 型等效电路中画在一起。
么？
输出的机械功率是有功的，故只能用有功元件——电阻表示。
4-7 感应电动机轴上所带的负载增大时，定子电流就会增大，试说明其原因和物理过程。 【答】 负载增大时，电机转速下降，转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转 子的感应电动势、感应电流相应增大，转子磁动势也增大，由磁动势平衡关系
F1 Fm ＋（－ F2 ）可知，定子磁动势也增大，所以定子电流就会增大。
动性质电磁转矩Te 平衡的原动机的驱动转矩去掉，
电动机将在电磁转矩Te 的作用下减速，回到电动机状态。
4-2 有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为 f1 的三相交 流电流，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速及转子的转向。
【答】 假设转子中频率为 f1 的交流电流建立逆时针方向旋转的气
s
等效代替了电机轴上的功率。转差率 s
s
R2'
0 ， Pi
的大小代表电机的运行状态：
0 ，代表电动机轴上输出一个机械功率；发电机状
0 ，代表发电机上输入一个机械功率；电磁制动状态， s
表示旋转磁场的转向与转子转向相反，电磁转矩方向与转子转向相反，同样表示 1 s
Pi 0 ，电机轴上将产生一个制作用的机械功率。它不能用一个电抗去代替。因为电动机
【答】
不变。因为转子所产生的磁动势 F2 相对于转子的转速为
n2 60 f 2 p s 60 f1 p sns n ，而转子本身又以转速 n 在旋转。因此，从定子侧观看时，
F2 在空间的转速应为 n n ns n n ns ，即无论转子的实际转速是多少，转子磁动势和
4-6
【答】
量上看， Pi
电动机状态， 0
态， s
感应电动机等效电路中的
0，1 s
1 s
s
m2 I '22
s
R2'
s
R2'
1
s
s
R2'
代表什么?能否不用电阻而用一个电抗去代替？为什
是代表与归算到定子边的转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，从数
R2'
1 s
1，1 s
0 ， Pi
4-5 三相感应电动机的定、转子电路其频率互不相同，在 T 形等效电路中为什么能把它们 画在一起？
1
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
4-1 把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速 n 高于旋转磁场的转速 ns ，定子接到 三相交流电源，试分析转子导条中感应电动势和电流的方向。这时电磁转矩的方向和性质是 怎样的？若把原动机去掉，电机的转速有何变化？为什么？
【答】 感应电动机处于发电机状态，转子感 应电动势、转子有功电流的方向如图所示，应用 右手定则判断。站在转子上观察时，电磁转矩 Te 的方向与转子的转向相反，即电磁转矩Te 属 于制动性质的转矩。若把原动机去掉，即把与制
隙旋转磁场，相对于转子的转速为 ns 60 f1 p ；若转子不转，根据
左手定则，定子将受到逆时针方向的电磁转矩Te ，由牛顿第三定律 可知，定子不转时，转子为顺时针旋转，设其转速为 n ，则气隙旋转 磁场相对于定子的转速为 ns n 。
4-3 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？
思考题答案
U1 ， 4.44 fN1
l 减小 , 导致电 感 µS
ψ Nφ N × N1i0 N1 增大，励磁电抗 x m = ωLm 也增大。但是漏磁通路径 Lm = 0 = 1 0 = 1 = i0 i0 Rm Rm 0i
是线性磁路， 磁导率是常数，因此漏电抗不变。
U1 可知,励磁电抗越大越好，从而可降低空载电流。漏电抗则要根据变压器不 xm U1 同的使用场合来考虑。对于送电变压器，为了限制短路电流 I K ≈ 和短路时的电磁力,保 xK
[
]
U1 ,因此,电源电压降低,主磁通 Φ m 4.44 fN1
Φm ，因 S 不变， Bm 将随 Φ m 的减小而减小，铁心饱和程度降低，磁 S l 导率 µ 增大，磁阻 Rm = 减小。 µS 根据磁路欧姆定律 I 0 N 1 = Φ m Rm ，磁动势 F0 将减小，当线圈匝数不变时，励磁电流
电机学 课后思考题答案
第二章
2-1．变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？ 答：铁心 : 构成变压器的磁路 ,同时又起着器身的骨架作用。 绕组: 构成变压器的电路 ,它是变压器输入和输出电能的电气回路。 分接开关 : 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头 ,分接开关用以切换分接头 ,从而 实现变压器调压。 油箱和冷却装置 : 油箱容纳器身 ,盛变压器油,兼有散热冷却作用。 绝缘套管 : 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接， 使带电的绕组引线与接 地的油箱绝缘。 2-2．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 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 e1 = − N1
̇ ，漏感电动势 E ̇ ，一次绕组电阻压降 I ̇ r ，主电动势 答：一次绕组有主电动势 E 1 1σ 1 1 ̇ 由主磁通 Φ ̇ 由一次绕组漏磁通 Φ ̇ 交变产生，漏感电动势 E ̇ 交变产生。一次绕组电 E 1 0 1σ 1σ ̇ = −E ̇ +I ̇ ( R + jX ) ；二次绕组有主电动势 E ̇ ，漏感电动势 E ̇ ，二 动势平衡方程为 U
电机学课后问题详解
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R m=TA，单位：AWb1-2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P h =C h fB m V。
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P h :-CFe f 1.3B m G。
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7.5X10土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A 二 A. =0.025 1.25 10，0.93m2 = 2.9 10*m2（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1黄.=2: =5 10^m（7 5 ）“, 铁心长度I 1.25 2 5 -1.25 -0.025 2cm =12.45 10 m12 丿①7 5汇10°铁心、气隙中的磁感应强度B二B 75 104T =1.29T2A 2 汽 2.9 汇10（1）不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度H.二旦；=—A'm=：1.0 106 A m° % 4兀汇10磁势F I二F. = H • l . =1.0 106 5 10*A = 500A电流I =旦=0.5AN（2）考虑铁心中的磁位降：铁心中B =1.29T 查表可知：H = 700A m铁心磁位降F F°二H l =700 12.45 10‘A=87.15AF I=F . F F e =500A87.15A =587.15AI 上:0.59AN1-4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 两点间的磁位降。
华南理工大学电机学第四章思考题
4-1 把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速n 高于旋转磁场的转速s n ，定子接到三相交流电源，试分析转子导条中感应电动势和电流的方向。
这时电磁转矩的方向和性质是怎样的若把原动机去掉，电机的转速有何变化为什么【答】 感应电动机处于发电机状态，转子感应电动势、转子有功电流的方向如图所示，应用右手定则判断。
站在转子上观察时，电磁转矩e T 的方向与转子的转向相反，即电磁转矩e T 属于制动性质的转矩。
若把原动机去掉，即把与制动性质电磁转矩e T 平衡的原动机的驱动转矩去掉，电动机将在电磁转矩e T 的作用下减速，回到电动机状态。
4-2 有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为1f 的三相交流电流，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速及转子的转向。
【答】 假设转子中频率为1f 的交流电流建立逆时针方向旋转的气隙旋转磁场，相对于转子的转速为p f n s 160=；若转子不转，根据左手定则，定子将受到逆时针方向的电磁转矩e T ，由牛顿第三定律可知，定子不转时，转子为顺时针旋转，设其转速为n ，则气隙旋转磁场相对于定子的转速为n n s -。
4-3 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 【答】 不变。
因为转子所产生的磁动势2F 相对于转子的转速为n sn p f s p f n s ∆====1226060，而转子本身又以转速n 在旋转。
因此，从定子侧观看时，2F 在空间的转速应为()s s n n n n n n =+-=+∆，即无论转子的实际转速是多少，转子磁动势和定子磁动势在空间的转速总是等于同步转速s n ，在空间保持相对静止。
4-4 频率归算时，用等效的静止转子去代替实际旋转的转子，这样做是否影响定子边的电流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率为什么【答】 频率归算前后，转子电流的幅值及其阻抗角都没有变化，转子磁动势幅值的相位也不变，即两种情况下转子反应相同，那么定子的所有物理量以及电磁功率亦都保持不变。
华南理工电机学课后习题及答案
华南理工电机学课后习题及答案第-篇直流电机1.在直流发电机屮，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时，（C ）A只有直轴电枢反应磁势。
B只有交轴电枢反应磁势。
C直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为去磁性质。
D 直轴和交轴电枢反应磁势都有，而II直轴电枢反应为助磁性质。
2.单波绕组的并联支路数应等于（A ）A2 B极对数p C极数2p D换向片数k3.电磁转矩应等于（B ）A Ce<I)nB CT(DIaC P2/QD CeKflfla3. 电磁转矩应等于（B ）A CeOnB CT中laC P2/QD CeKflfla4.他励发电机外特性是指转速恒定且（A ）A励磁电流恒定时，发电机端电压与线路电流之间的关系。
B发电机端电压恒定时，励磁电流与线路电流之间的关系。
C发电机线路电流恒定时，发电机端电压与励磁电流之间的关系。
D发电机端电压恒定时，励磁电压与线路电流之间的关系。
5.他励发屯机的调整特性是（B ）A卜垂C水平D没准6.下列说法错误的是（C ）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和冋馈制动。
B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。
C串励电动机允许空载运行。
D串励电动机的优点足有较大的起动转矩和过载能力。
7.电磁功率应等于（A）A EalaB Pl+pOC P2-p08.单叠绕组的并联支路数应等于（C ）A 2 B极对数p C极数2p9.感应电动势应等于（A ）A CeOnB CTOIaC P2 /la10.对于能耗制动来说，下列说法错误的是（A ）A能量冋馈到电网。
B电机内仍符主磁场。
C电机变成他励发电机。
D T2QD换向片数kI) CTKfTflaD电磁转矩为制动性转矩。
13.A 用虚槽数计算的节距有（ABD第一节距 B 第二节距)oC换向器节距 D 合成节距14.直流电动机的电磁功率表达式有（BCD)oAPl-pO B TeQC Pl-pcuf-pcuaD Eala14.直流电动机的电磁功率表达式有（ BCD )<,APl-pO B TeQc Pl-pcuf-pcuaD Eala15.并励直流发电机的自励条件有（ACD)oA磁路中必须有剩磁B 电枢回路的总电阻必须小于临界电阻C 励磁磁动势与剩磁方向相同 D励磁回路的总电阻必须小P 临界电阻16.并励直流发电机外特性的特点是（ABC ）。
电机思考题答案
1）在系统启动过程的第2阶段中，理想的电流特性为：实际值小于给定/设定
值，试说明为何？
答：这是因为电动机反电动势呈线性增加，该扰动为一斜波扰动，而按典型Ⅰ型系统设计的ACR无法消除静差，因此实际值便小于给定值。
2）动态性能中，电流/转速特性的“超调量”与理论值是否有偏差？；如有偏
差，试给出分析/解释
答：动态性能中电流/转速特性的“超调量”与理论值有偏差，这可能是由于建模过程中的近似和计算过程中的舍入误差造成的。
3）在“双闭环直流电动机调速系统”中，电流调节器与速度调节器的输出都要
设置“限幅”，试说明：你是如何选取限幅值的
答：首先由电机的过载能力和拖动系统允许的最大加速度确定最大电流I dm，用I dm乘以ACR 反馈系数就得到了限幅值
4）假设系统中的励磁电压减小/增加，试说明：系统转速将可能怎样变化？
答：系统中的励磁电压减小，则会导致励磁电流减少，励磁电流与主磁通基本成正比例关系。
反映到系统动态结构图中为参数T m变大。
在双闭环结构中，这基本上不会影响电机稳态转速，但是系统的启动时间和抗扰恢复时间会变长。
电机学思考题
电机学思考题第一篇绪论1、磁阻和磁导与哪些因素有关铁磁性材料中的磁通密度与磁场强度的关系是线性关系吗非铁磁性材料又如何答：磁阻和磁导与磁路的磁导率、长度和截面积有关，其中磁导率取决于磁路的饱和程度，即磁通密度的大小。
铁磁性材料中的磁通密度与磁场强度之间是非线性关系，非铁磁性材料中的磁通密度与磁场强度之间是线性关系。
2、一个线圈缠绕在闭合铁心上，线圈匝数为c N ，线圈中通入电流大小为i ，此时这一线圈产生的磁动势大小是多少铁心磁路的磁导为Λ，则该线圈的电感大小为多少如果线圈电流为正弦交流电流，其频率为f ，则线圈的电抗大小是多少答：线圈通入电流i 后磁动势为c F N i =；线圈电感为22c c c c N N L N i i N i ΦΦψΛ====；线圈电抗为222c x L fL fN ωππΛ===。
第二篇变压器3、变压器铁心为什么要做成闭合的如果在变压器铁心磁回路中出现较大的间隙，会对变压器有什么影响答：如果变压器铁心磁回路中出现间隙（空气隙或变压器油等非铁磁性材料），则与铁心闭合时相比，主磁通所经过的铁心磁回路的磁导减小。
根据磁路欧姆定律，磁路中的磁通大小一定时，磁导小（即磁阻大）则所需励磁磁动势大。
铁心磁回路中出现间隙，会使磁路的磁导大幅减小。
因此，要产生同样大小的主磁通，有间隙时所需的励磁磁动势和相应的励磁电流比铁心闭合时要增大很多。
励磁电流大，会使变压器的功率因数降低，运行性能变差。
所以，为了减小励磁电流，变压器铁心都要做成闭合的。
4、对变压器做短路试验，操作步骤是先短路、后加电压，且加电压要从零开始。
这是为什么答：短路阻抗的值很小。
在做短路试验时，为使短路电流不超过额定值，必须施加很低的电压。
因此，在做短路试验时，应先短路，然后从零开始逐渐升高电压，直到短路电流达到额定值为止。
如果先加电压后短路，则有可能产生过大的稳态短路电流。
5、对变压器做空载试验为什么要加额定电压所加电压不是额定值行不行答：空载试验的目的之一是测取励磁阻抗m z 。
电机学课后 思考题 习题 答案
答： R1 和 X 1 分别为原边一相绕组的电阻和漏电抗， R2 和 X 2 分别为副边一相绕组的电阻和漏电 抗的折算值，上述四个参数为常数,其中 X 1 、 X 2 的大小分别反映了原、副绕组漏磁通的大小。 Rm 是 反映铁心损耗的等效电阻，称为励磁电阻， X m 是反映主磁通大小的电抗，称为励磁电抗，这两个参数 也是一相参数，当电源电压不变时， Rm 和 X m 近似为常数。
一次侧联结励磁电流为正弦波主磁通为平顶波可分解成基波和三次谐波磁通由于三相磁路独立二次侧三角形开口未闭合时三次谐波磁通在各相主磁路中流通其值较大在每相绕组中产生的三次谐波电动势也较大此时三角形开口处电压是每相三次谐波电动势的三倍所以开口电压较高
《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
5
电动势平衡方程式。
答：一次绕组外加电源电压U1 时，一次绕组中有主电动势 E1 ，漏电动势 E1 （漏抗压降 jI1 X 1 ）， 电阻 R1 上的电压降 I1R1 ，方程式为 U 1 E 1 E 1 I1 R1 E 1 I1 (R1 jX1 ) ；二次绕组中有 主电动势 E 2 ，漏电动势 E 2 （漏抗压降 jI2 X 2 ），电阻 R2 上电压降 I2 R2 ，负载端电压为U 2 ，方程式 为 U 2 E 2 E 2 I2 R2 E 2 I2 ( R2 jX 2 ) 。
改变直流电压。
4. 答：因为变压器的效率很高，二次绕组容量很接近一次绕组容量，所以一次、二次额定容量按
相等设计。
5. 答：为了保证变压器输出电压波动在一定范围内，提高电能质量，应该适时对变压器进行调压。
变压器调压是通过改变高压绕组的匝数实现的，所以高压绕组引出若干分接头，它们接到分接开关上，
电机与拖动第4章
第4章 思考题与习题答案1．三相笼形异步电动机由哪些部件组成各部分的作用是什么答：三相笼形异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子产生旋转磁场，转子产生电磁转矩2．为什么三相异步电动机定子铁芯和转子铁芯均用硅钢片叠压而成能否用钢板或整块钢制作为什么答：用硅钢片叠压而成是为了减小铁损。
铁心不能用钢板或整块钢制作，因为铁心损耗较大。
3．什么是旋转磁场旋转磁场是如何产生的答：三相定子绕组通入三相交流电，则在定子、转子与空气隙中产生一个沿定子内圆旋转的磁场，该磁场称为旋转磁场。
它是三相对称的定子绕组通入三相对称的交流电而产生的。
4．如何改变旋转磁场的转速和转向答：改变电源频率、磁极对数均可改变旋转磁场的转速。
将I A —I B —I C 中的任意两相A 、B 互换，均可改变旋转磁场的转向。
5．说明三相异步电动机的工作原理，为什么电动机的转速总是小于旋转磁场的转速 答：三相异步电动机的工作原理：当定子本相绕组通人三相电流后，定子绕组产生旋转磁场。
该磁场以同步转速在空间顺时针方向旋转，静止的转子绕组被旋转磁场的磁力线所切割，产生感应电动势，在感应电动势的作用下，闭合的转子导体中就有电流转子电流与旋转磁场相互作用的结果便在转子导体上产生电磁作用力F ，电磁作用力F 对转轴产生电磁转矩M ，使转子转动。
当定子绕组接通三相交流电时，转子便逐步转动起来，但其转速不可能达到同步转速。
如果转子转速达到同步转速，则转子导体与旋转磁场之间就不再存在相互切割运动。
就没有感应电动势和感应电流，也没有电磁转矩，转子转速就会变慢。
因此在电动机运转状态下，转子转速总是低于其同步转速。
6．一台三相异步电动机，型号为Y2-160M2-2，额定转速为n =2?930r/min ，f 1=50Hz ，求转差率s 。
解：由Y2-160M2-2可知p=1，另外n 1=60f/p=60×50/1=3000 r/min而 S=（n 1- n 2）/ n 1=（3000-2930）/3000=。
《电机学》课后习题答案(3-7单元)
第三章 变压器3．1 变压器有哪几个主要部件？各部件的功能是什么？ 变压器的主要部件:铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路油箱:加强散热，提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3．2 变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm 、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗.3．3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？因变压器油绝缘性质比空气好，所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度.3．4 变压器有哪些主要额定值？一次、二次侧额定电压的含义是什么？ 额定值 1N I ,2N I ,1N U ,2N U ,N S ,N f1N U :一次绕组端子间电压保证值2N U :空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压3．5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用的？主磁通:同时交链一次，二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使1122E N E N k ==,实现变压功能漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通,1E 和二次电压2U 的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用m Z 反应磁通的作用,用1x δ,2x δ反应漏磁通的作用3．6 电抗σ1X 、k X 、m X 的物理概念如何？它们的数据在空载试验、短路试验及正常负载运行时是否相等？为什么定量计算可认为k Z 和m Z 是不变的？*k Z 的大小对变压器的运行性能有什么影响？在类变压器*k Z 的范围如何？1x δ:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大，因此1x δ很小,因为空气的磁导率为常数,∴1x δ为常数12k x x x δδ=+叫短路电抗m x :对应于主磁通,主磁通所走的磁路是闭合铁心,其磁阻很小,而电抗与磁阻成反比,因此m x 很大.另外,铁心的磁导率不是常数,它随磁通密度的增加而变小，磁阻与磁导率成反比,所以励磁电抗和铁心磁导率成正比由于短路时电压低,主磁通小，而 负载试验时加额定电压，主磁通大，所以短路试验时m x 比空载试验时的m x 大.正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同,即负载运行时的励磁电抗与空载试验时基本相等，1x δ,k x 在空载试验,断路试验和负载运行时,数值相等,KK U K I Z =叫短路阻抗1212()()K K K Z R j X R R j x x δδ=+=+++是常数∴不变(12,R R 随温度变化)2112m E fN m I R Z π===(见背面)3．7 为了得到正弦感应电动势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流应各呈何种波形？为什么？铁心不饱和时,空载电流Φ与成正比,如感应电势成正弦,则Φ也为正弦变化，∴0i 也为正弦铁心饱和时: 0i 为尖顶波,见123P 图3.83．8 试说明磁动势平衡的概念极其在分析变压器中的作用？一次电流1I 产生的磁动势1F 和二次电流2I 产生的磁动势2F 共同作用在磁路上，等于磁通乘磁组,即 12m m F F R α+=Φ其中α是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度,实际铁心的m R 很小，而0mR ≈,则120F F +=,即12F F =-这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相量的大小相等，方向相反，二次电流增大时,一次电流随之增大. 当仅考虑数量关系时,有1122N I N I =即12kI I =或21Ik I =∴利用磁动势平衡的概念来定性分析变压器运行时,可立即得出结论,一,二次电流之比和他们的匝数成反比.3．9 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 c u P P ≈ ∵k cu Fe P P P =+∵短路试验时外施电压k U 很小, ∴Φ很小,0I 很小 ∴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，2222FeP 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。
电机学习题答案(部分)
第四章4 .1 如果电源频率是可调的,当频率为50 Hz 及40 Hz 时,六极同步电动机的转速各 是多少?解: n =1n =pf 160 六极同步电动机P=3,当1f =50HZ时,min /100035060r n =⨯=; 当1f =40HZ 时,min /80034060r n =⨯=4 . 2 同步电动机在正常运行时,转子励磁绕组中是否存在感应电动势?在起动过程中是否存在感应电动势?为什么?答: 同步电动机在正常运行时,转子励磁绕组中不存在感应电动势。
正常运行时转子的转速等于定子旋转磁场的转速, 转子励磁绕组与定子旋转磁场之间没有相对切割运动,所以转子励磁绕组中不会产生感应电动势。
在起动过程中转子励磁绕组中存在感应电动势,因为起动时转子的转速低于定子旋转磁场的转速, 转子励磁绕组与定子旋转磁场之间有相对切割运动, 所以转子励磁绕组中会产生感应电动势。
4 . 3 为什么异步电动机不能以同步转速运行而同步电动机能以同步转速运行?答: 若异步电动机以同步转速运行,则转子的转速等于定子旋转磁场的转速,两者之间没有相对切割运动,在转子绕组中不会产生感应电动势,没有电流, 没有电磁转矩,异步电动机不能运行,所以异步电动机不能以同步转速运行。
同步电动机的定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场,而转子励磁绕组通入直流电产生恒定磁场,只有当转子转速等于同步转速时, 同步电动机才能产生固定方向的电磁转矩,从而带动负载运行;如果转子转速不等于同步转速,则产生的电磁转矩的方向是交变的,时而是顺时针方向, 时而是逆时针方向,平均电磁转矩为零,所以同步电动机只能以同步转速运行。
4 . 4 为什么要把凸极同步电动机的电枢磁动势a F 和电枢电流I 分解为直轴和交轴两个分量?答: 凸极同步电动机结构上的特点是转子具有明显突出的磁极,使得定、转子之间的气隙是不均匀的,这给分析工作带来困难。
为便于分析,在转子上放置垂直的两根轴,即直轴和交轴,直轴与转子轴线重合,交轴与转子轴线垂直,这样使得沿直轴或交轴方向的磁路是对称的,同时由于直轴与交轴互相垂直,计算直轴方向的磁通时不必考虑交轴磁动势的影响,同样, 计算交轴方向的磁通时也不必考虑直轴磁动势的影响,可使计算工作简化,所以常把凸极同步电动机的电枢磁动势a F 和电枢电流I 分解为直轴和交轴两个分量。