16年春《电机学》第二次作业答案
电机学习题集及答案
3一台额定频率60 的电力变压器，接于50 ，电压为变压器额定电压的5/6倍的电网上运行，试问此时变压器的磁饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、漏电抗以及铁耗等的实际值和标幺值于原设计值是否相同？
4铁耗合铜耗相等的变压器效率最高，但在设计时常是铁耗远小于额定电流下的铜耗，例如铁耗为铜耗的1/3，这是为什么？
(a)(b)
图7
2.图8a和b中的u、i、e等量的规定正方向不同，是分别写出两图中变压器原、副方的电压平衡方程式。
(a)(b)
图8
3.图7a中所标的正方向符合关系式e=- ，是问当主磁通在 (t)增加时e1和e2的瞬时方向如何？减小时又如何？
二、计算题
1某三相变压器SN=5000kVA，U1N/U2N=10/6.3kV，Y，d联结，试求原、副方的额定电流。
二、计算题
1.一铁环的平均半径为0.3m，铁环的横截面积为一直径等于0.05m的圆形，在铁环上绕有线圈，当线圈中的电流为5A时，在铁心中产生的磁通为0.003Wb，试求线圈应有的匝数。
铁环所用的材料为铸铁，其磁化曲线有如下数据：
H 100( )
5
10
20
30
40
50
60
80
110
B 0.1(T)
6
11.0
=
3设三相铁心式变压器的绕组标志如图15，现把原绕组接成星形，副绕组接成三角形，如每一铁柱上原、副绕组之间的变比为k，问线电压间的变比为多少？由于副方个绕组联结的不同，实际上可得两种不同的Y,d联结法，试为每种联结法画接线图，并证明若一种联结法为Y,d11，另一种为Y,d1。
电机学答案2
U 1N I 是空载（即 U20=U2N）时的变比近似计算式，其精度较高。③ K 2 也 U 2N I1
1 N 2 I 2 N1I 0 ，若 是一个变比近似式，它是在忽略激磁电流 I0 条件下得到的。依据磁动势方程 N1I 0 0 ，则 | N1I 1 | N1I1 | N 2 I 2 | N 2 I 2 ，这样就可推得该式，显然由它算得的 K 值通常偏小。由于额 I
x1σ 都不随 U1 变。
m↑→x铁心损耗的电阻，为了提高变压器的运行效率，设计时通常都保证它具有相 对小的数值；另一方面，为了提高激磁电流产生主磁通的能力，设计就应保证激磁电抗 xm 具有相对较 大的数值，所以变压器的空载功率因数 cos 0
2 || E 2 | E 2 ，于是 1 || E 1 | E1 、 U 2 | U 相量合成、及 I1z1 和 I2z2 本身很小这两种因素，则 U1 | U
就得到了这个近似式。可见，用它求得的 K 值通常偏大，且误差随负载加重而略有增大。由于 U1 正 常为额定值 U1N，因此 K
rm r x2 m
2 m
就会很低。
与本题相关的知识是变压器的空载电流，它是变压器性能的重要指标，必须掌握以下内容： ⑴概念：空载电流是指二次侧开路时，一次侧在额定电压下的电流。 ⑵大小：约为额定电流的百分之几，即 I 0 0.0 ，并且容量越大百分数越小。由前可知它受以下 因素影响：①一次绕组匝数 N1，若 N1 增大则 I0 减小；②铁心截面积 A，若 A 增大则 I0 减小；③铁心 材料的性能和铁心装配质量，也就是主磁路的导磁率μ 。如材料性能越好、装配质量越高，则μ 就越 大，I0 就越小；④电源电压 U1，若 U1 增大则 I0 增大；⑤电源频率 f，若 f 增大则 I0 减小。这些结论可 用变压器典型分析获得，其中前四种在实际工作中会出现，电源频率则一般认为不变。 ⑶作用：主要用来激励主磁通，故又把它叫做激磁电流。 ⑷性质：感性为主，即 i0 它滞后电压 u1 接近 90°。这就是本题所讨论的。 ⑸波形：对单相变压器，若设 u1 为正弦波，则磁路饱和（正常如此）时 i0 为尖顶波；磁路不饱和 时 i0 仍然为正弦波。注意三相变压器中 i0 的波形还受绕组接法影响。 2-8 变压器负载运行时，二次侧电流分别为 0、0.6I2N、I2N，则一次侧电流分别是多少？与负载是电 阻性、电感性或电容性是否有关？ 【解】三种情况下的一次侧电流 I1 分别为 I0、0.6I1N、I1N。其中，空载电流 I0 是固定不变的，负载时 I1 是近似值，它受负载性质影响，感性与电阻性负载时数值比给出值略大，容性负载时略小。 与本题相关的知识有变压器的磁动势平衡关系和相量图。 2-9 同一规格的变压器检修后，施加同样的电压 U1 做空载试验，试分别说明出现下列情况时，该变 压器主磁通、铁心损耗、激磁电流、激磁阻抗会有什么不同？ ⑴将铁心叠片少叠 10%； ⑵将一次绕组匝数少绕 5%； ⑶铁心叠装不紧，钢片间气隙增大； ⑷铁心受损伤，叠片间出现短接（即漆膜破坏） 。
电机学练习题与参考答案
电机学练习题与参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.铁磁材料作为电机的磁路，对电机的磁场具有加强作用。
()A、正确B、错误正确答案：A2.变压器铁心和绕组运行中会发热，主要原因是其中会产生损耗。
()A、正确B、错误正确答案：A3.感应电动机起动时电流大，起动力矩也大。
（）A、正确B、错误正确答案：B4.分裂变压器运行方式有分裂运行和穿越运行方式，其中分裂运行阻抗称为分裂阻抗，穿越运行时阻抗称为穿越阻抗，且分裂阻抗远大于穿越阻抗。
（）A、正确B、错误正确答案：A5.无论是隐极机还是凸极机，当功角δ=90°时，发电机输出的电磁功率达到最大。
（）A、正确B、错误正确答案：B6.同步发电机调相运行时，可向系统送出少量有功功率以及无功功率。
（）A、正确B、错误正确答案：B7.异步电动机空载电流百分数和变压器的空载电流百分数一样都是额定电流的1%~10%。
()A、正确B、错误正确答案：B8.异步电动机的过载能力是指电动机短时超负荷运行的能力。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.当电源电压下降为原来一半时，异步电动机的过载能力也下降为原来的一半。
（）A、正确B、错误正确答案：B10.分裂变压器一般都是分裂高压绕组，将其分裂成两个完全相同的绕组。
（）A、正确B、错误正确答案：B11.根据磁路欧姆定律可知，任何磁路中的磁通量和磁路磁阻是成反比关系的。
()A、正确B、错误正确答案：B12.同步发电机铭牌上标的额定转速n就是定子旋转磁场转速n₁，n₁又称为同步速。
（A、正确B、错误正确答案：A13.同步发电机的基本工作原理是电磁感应原理。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.所谓绝缘强度高低是指能承受电流的高低。
()A、正确B、错误正确答案：B15.与同容量变压器相比，异步电动机漏阻抗更大。
（）A、正确B、错误正确答案：A16.变压器理想并列运行的条件中，变压器的连接组标号必须相同。
()A、正确B、错误正确答案：A17.发电机不对称运行时，励磁绕组、阻尼绕组及转子本体中会感应基频电动势。
电机学课后习题答案辜承林
电机学课后习题答案辜承林第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：铁氧体稀土钻钕铁硼变压器：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E =4.44 fN \。
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I ，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？d 空|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。
eLL d t对空心线圈：■- L 二 Li 所以 e L自感：L =■/LN ￡i= i=N N i2r…m= Nmm -IAl所以，L 的大小与匝数平方、磁导率丄、磁路截面积 A 、磁路平均长度 l 有关。
闭合铁心卩歩⑷，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为囚是常数，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岀电动势？2)标岀磁通、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)写岀一次侧电压平衡方程式；4)当电流i 1增加或减小时，分别标岀两侧绕组的感应电动势的实际方向。
电机学课后习题集解答(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 ；41m1710.55 5.83610A wb 10004100.0075π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+⨯=l ，220.050.100.005m =⨯=A ；42m2720.30 4.77510A wb 10004100.005π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+⨯=l ，230.050.050.0025m =⨯=A ；43m3730.309.54910A wb 10004100.0025π-===⨯⨯⨯⨯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在此电流下，铁心各部分的磁通密度分别为：110.030.4 0.0075φ===B TA220.030.6 0.05φ===B TA330.031.2 0.0025φ===B TA2-5 变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率主要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗？为什么？答：做空载试验时，变压器的二次侧是开路的，所以变压器输入的功率消耗在一次测的电阻和激磁（励磁）支路电阻上，空载时，变压器的一次侧电流仅为额定负载时的百分之几，加之一次侧电阻远远小于激磁电阻，所以输入功率主要消耗在激磁电阻上。
(整理)电机学 课后习题答案(第2篇)
第二篇 交流电机的共同理论第6章▲6-1 时间和空间电角度是怎样定义的？机械角度与电角度有什么关系？▲6-2 整数槽双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有何关？ 6-3 为什么单层绕组采用短距线圈不能削弱电动势和磁动势中的高次谐波？▲6-4 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组，而不用120°相带绕组？▲6-5 试说明谐波电动势产生的原因及其削弱方法。
▲6-6 试述分布系数和短距系数的意义。
若采用长距线圈，其短距系数是否会大于1。
6-7 齿谐波电动势是由于什么原因引起的？在中、小型感应电机和小型凸极同步电机中，常用转子斜槽来削弱齿谐波电动势，斜多少合适？∨6-8 已知Z=24，2p=4，a=1，试绘制三相单层绕组展开图。
解：2)34/(242/=⨯==pm Z q ，取单层链示，绕组展开图如下：∨6-9 有一双层绕组，Z=24，2p=4，a=2，τ651=y 。
试绘出：（1）绕组的槽电动势星形图并分相；（2）画出其叠绕组A 相展开图。
解：（1）槽电动势星形图如右： 2)34/(242/=⨯==pm Z q542465651=⨯==τy（2）画出其叠绕组A 相展开图如下 ：6-10 一台两极汽轮发电机，频率为50H Z ，定子槽数为54槽，每槽内有两根有效导体，a=1，y 1=22，Y 接法，空载线电压为U 0=6300V 。
试求基波磁通量Φ1。
∨6-11 一台三相同步发电机，f=50H Z ，n N =1500r/min ，定子采用双层短距分布绕组：q=3，τ981=y ，每相串联匝数N=108，Y 接法，每极磁通量Φ1=1.015×10-2Wb ，Φ3=0.66×10-3Wb ，Φ5=0.24×10-3Wb ，Φ7=1.015×10-4Wb ，试求：(1)电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数k N 1、k N 3、k N 5、k N 7；（4）相电动势E φ1、E φ3、E φ5、E φ7及合成相电动势E φ和线电动势E l 。
18春天大《电机学》在线作业二
(单选题) 1: 已知一台凸极同步发电机的Ｉd =Ｉq =10A，此时发电机的电枢电流为（）。
A: 10AB: 20AC: 14.14AD: 15A正确答案:(单选题) 2: 直流发电机中的电刷间感应电势和导体中的感应电势均为直流电势。
A: 是B: 否正确答案:(单选题) 3: 直流电动机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为（）。
A: 增磁与交磁B: 纯去磁C: 纯增磁D: 去磁与交磁正确答案:(单选题) 4: 同步发电机短路特性是一条直线的原因是：（）。
A: 励磁电流较小磁路不饱和B: 电枢反应去磁作用使磁路不饱和C: 短路时电机相当于在一个电阻为常数的电路中运行，所以Ｉk和Ｉf成正比正确答案:(单选题) 5: 一台他励直流发电机，额定电压220V，6极，额定支路电流为100A，当电枢绕组为单波绕组时，其额定功率为（）。
A: 22KWB: 88KWC: 44KWD: 132KW正确答案:(单选题) 6: 一台并励直流电动机将单叠绕组改接为单波绕组，保持其支路电流不变，电磁转矩将（）。
A: 变大B: 不变C: 变小正确答案:(单选题) 7: 相应于异步电动机的励磁电抗Ｘm,在同步电机中有（）。
A: 漏电抗B: 电枢反应电抗C: 同步电抗D: 没有相应的电抗与之相对应正确答案:(单选题) 8: 与直流电机相同，在同步电机中，E＞U还是E﹤U是判断电机作为发电机还是电动机运行的依据之一。
A: 是B: 否正确答案:(单选题) 9: 一台同步发电机单机运行时，所谓改变其负载就是：（）。
A: 调节其负载阻抗B: 调节其原动机的输出转矩C: 调节其励磁电流D: 以上三种都要调节正确答案:(单选题) 10: 异步电动机等效电路中的附加电阻(1-s)*r2'/s上消耗的功率为（）A: 轴端输出的机械功率C: 电磁功率D: 输入功率正确答案:(单选题) 11: 测定同步发电机的空载特性和短路特性时，如果转速降至0.95n1，对试验结果的影响是（）。
电机学课后习题答案 第二章习题
一、简答题1．在单轴系统运动中，电力拖动系统各种运动状态判断依据是什么？答 由式dt dn GD dtdn GD T T Z ⋅=⋅⋅⨯=-3756028.9422π可知： （1）当T =T z 时，dt dn =0，则n =常数（或n =0），系统处于稳定运行状态，包括静止状态。
为此，要使系统达到稳定，先决条件须使T =T z ；（2）当T >T z 时，dtdn >0，即转速在升高，系统处于加速过程中。
由此可知，要使电力拖动系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电动机的电磁转矩（称之为起动转矩）大于n =0时的负载转矩；（3）当T <T z 时，dtdn <0，即转速在降低，系统处于减速过程中。
所以要使电力拖动系统从运转状态停转（即制动），必须减少电动机的电磁转矩T 使之小于负载转矩T z ，甚至改变T 的方向。
2．电力拖动系统稳定运动状态判断依据是什么？答：静态稳定性：是指用一阶微分方程式所描述的动态系统的稳定性，即不考虑电气过渡过程，只考虑机械过渡过程的简单情况。
（1）静态稳定运行的必要条件dtd J T T L Ω=- 静态稳定运行的必要条件是：直流电动机机械特性)(n f T =与生产机械的负载特性)(n f T L =都是转速的函数，作用在同一根转轴上．应有交点L T T =。
(2)静态稳定运行充分条件的判定电力拖动系统静态稳定运行条件是：第一：电动机的机械特性与负载的机械特性必须有交点，该点处的L T T =； 第二：该点为稳定运行点的判定依据为，在该点附近应有dn dT dn dT L <。
3．什么是负载转矩特性？它主要包括哪些？答 将负载转矩L T 与n 的关系称为生产机械的负载转矩特性。
它主要包括：恒转矩负载特性、恒功率负载特性、泵与风机类负载特性。
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完成日期：2016年05月21日 14点26分
说明：每道小题选项旁的标识是标准答案。
一、单项选择题。
本大题共23个小题，每小题 2.5 分，共57.5分。
在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.三相四极36槽交流绕组，若希望尽可能削弱5次空间磁势谐波，绕组节
距取（）。
A.
B.
C.
2.交流绕组的绕组系数通常为（）。
A.<1
B.>0
C.=1
3.相对称交流绕组的基波电势幅值为E1,绕组系数为k w1，3次谐波绕组系数
为k w3，则3次谐波电势幅值为（）
A.0
B.
C.
4.一台50Hz的三相电机通以60 Hz的三相对称电流，并保持电流有效值不
变，此时三相基波合成旋转磁势的转速（）。
A.变大
B.减小
C.不变
5.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
6.交流电机定、转子的极对数要求（）。
A.不等
B.相等
C.不可确定
7.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势（）。
A.都减小
B.不变
C.基波电势不变，谐波电势减小
8.
A.
B.
C.
D.
9.与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，
性能差一些，主要是（）。
A.
B.
C.
D.
10.
A.
B.
C.
D.
11.三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调
速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（）。
A.与转差率反比
B.与转差率无关
C.与转差率正比
D.与转差率成某种函数关系
12.
A.
B.
C.
D.
13.
A.
B.
C.
D.无法确定。
14.对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（）。
A.
B.
C.
D.
15.并励直流电动机磁通增加10？，当负载力矩不变时（T2不变），不计饱
和与电枢反应的影响，电机稳定后，下列量变化为：P2（）。
A.增加
B.减小
C.基本不变
16.一台他励直流发电机，额定电压220V，6极，额定支路电流为100A，当
电枢为单叠绕组时，其额定功率（）。
A.22kW
B.88kW
C.132kW
D.44kW
17.
A.
B.
C. 1
D. 2
18.直流发电机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为（）。
A.去磁与交磁
B.增磁与交磁
C.去磁
19.并励直流电动机在运行时励磁绕组断开了，电机将（）。
A.飞车
B.停转
C.可能飞车，也可能停转
20.负载转矩不变时，在直流电动机的励磁回路串入电阻，稳定后，电枢电流
将( )，转速将（）。
A.上升，下降
B.不变，上升
C.上升，上升
21.一台串励直流电动机，若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度，设电机的
电枢电流保持不变，此时电动机转速（）。
A.降低
B.保持不变
C.升高
22.负载转矩不变时，在直流电动机的励磁回路串入电阻，稳定后，电枢电流
将( )，转速将（）。
A.上升，下降
B.不变，上升
C.上升，上升
23.同步补偿机的作用是（ ).
A.补偿电网电力不足
B.改善电网功率因数
C.作为用户的备用电源
D.作为同步发电机的励磁电源
三、判断题。
本大题共17个小题，每小题 2.5 分，共42.5分。
1.
三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变
2.
三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大
3.
当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零
4.
5.
感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流
6.
五次谐波旋转磁势的转向与基波旋转磁势转向相同
7.
单相绕组的脉振磁势不可分解
8.
交流电机与变压器一样通以交流电，所以他们的感应电势计算公式相同
9.
要想得到最理想的电势，交流绕组应采用整距绕组
10.
极相组A的电动势与极相组X的电动势方向相反，电流方向也相反
11.
交流电机励磁绕组中的电流为交流量
12.
同步发电机的短路特性曲线与其空载特性曲线相似
13.
利用空载特性和短路特性可以测定同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗
14.
凸极同步电机中直轴电枢反应电抗大于交轴电枢反应电抗
15.
16.
17.
同步发电机的稳态短路电流很大。