电机学试题答案002

一、填空题:(30％,每空1分)1. 电机技术中磁性材料的铁损耗主要包括 磁滞损耗 、 涡流损耗 。

2. 电机和变压器常用的铁芯材料为 软磁材料 ，铁磁材料的磁导 远大于 非铁磁材料的磁导率。

3. 变压器的二次侧是通过 电磁感应 对一次侧产生作用的。

4. 要在变压器的中产生正弦波的磁通波形，所需要的励磁电流波形应该是 尖顶波 。

5. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 1 。

6. 在 不变损耗等于可变损耗(或铁耗等于铜耗) 的情况下，变压器的效率最高。

7. 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 。

8. 如将额定电压为220/110V 的变压器的低压侧误接到220V 电压，则励磁电流将 增大很多 ，变压器将 烧毁 。

9. 三相组式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此独立，互不相关，各相主磁通以各自的铁芯为回路。

10. 三相芯式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此相关，任一相必须通过另外两相方能闭合。

11. 既和一次侧绕组交链又和二次侧边绕组交链的磁通为 主磁通 ，仅和一侧绕组交链的磁通为漏磁通 。

12. 变压器的一次侧绕组接入交流电源后，将在铁芯磁路中产生交变的磁通，该磁通可分为主磁通和漏磁通两种。

13. 单相绕组的基波磁势是脉振磁势。

14. 交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都 减小 (填增大、减小或不变)。

15. 一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 1Hz 。

16. 一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，当转差率为时，转子的转速为 720r/min ，转子的电势频率为 2Hz 。

17. 异步电动机电磁转矩参数表达式 M= 。

答:[]220121121122f 2pU m )()(x x r sr sr '+++''π18. 异步电动机最大电磁转矩表达式 =max M 。

答 :[]20212111211x x r r f 4pU m )('+++π19. 三相异步电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 电动机 运行状态；当1n n >时为 发电机 运行状态；当n 与1n 反向时为 电磁制动 运行状态。

20. 异步电动机起动时，转差率=s 1 ，此时转子电流2I 的值很小，2cos ϕ 很小 ,主磁通比正常运行时要小一些，因此起动转矩 不大 。

21. 绕线型异步电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 减小，起动转矩 增大 。

22. 若异步电动机的漏抗增大，则其起动转矩 减小 ，其最大转矩 减小 。

23. 鼠笼式异步电动机的起动方法，主要有 直接起动 和 降压起动 。

24. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 转子串适当的电阻 和 转子串频敏变阻器 。

25. 异步电动机的调速方法主要有 变极调速 、 改变转差率调速 和 变频调速 。

26. 异步电动机的制动方法主要有 能耗制动 、 回馈制动 、 电源反接制动 和正接反转制动。

27. 单相异步电动机按磁场获得的方式，可分为 分相 电动机和 罩极 电动机。

28. 单相异步电动机按交流电流“分相”的方法不同，可分为电容起动电机、 电容运转 电动机、电容起动运转 电动机和 电阻分相 电动机。

二、选择题: (10％,每题2分)1. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。

A:电压变化率太大； B:空载环流太大；C:负载时励磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。

答：B2. 三相变压器组不宜采用Y ,y 联接组，主要是为了避免 。

A ：线电势波形发生畸变；B ：相电势波形发生畸变；C ：损耗增大；D ：有效材料的消耗增大。

答：B3.当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中五次和七次谐波磁势时，应选绕组节距为 。

A ：τB ：4τ/5C ：6τ/7D ：5τ/6 答：D4.三相对称交流绕组的合成基波空间磁势幅值为F 1,绕组系数为 K w1，3次谐波绕组系数为K w3，则3次空间磁势波的合成幅值为 。

B ：0； B ：131/31w w k k F ；C ：131/w w k k FD ：13123w w k k F / 答：A5.绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时 。

A 起动转矩增大，起动电流增大；B 起动转矩增大，起动电流减小；C 起动转矩增大，起动电流不变；D 起动转矩减小，起动电流增大。

答 B6.三相异步电动机等值电路中的附加电阻'-21r ss )(上所消耗的电功率应等于 。

A 输出功率2P ； B 输入功率1P ； C 电磁功率em P ； D 总机械功率ΩP 。

答 D7.国产额定转速为min /1450r 的三相感应电动机为 极电机。

A 2；B 4；C 6；D 8。

答 B8.国产额定转速为min /960r 的感应电动机为 电机。

A 2极； B 4极； C 6极； D 8极。

答 C9.三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流 。

A 增大 ； B 减小 ； C 不变 ； D 不能确定。

答 A 10． 三相感应电动机电磁转矩的大小和 成正比 A 电磁功率 ； B 输出功率 ； C 输入功率 ； D 全机械功率 。

答 A三、简答题: (20％,每题4分)1. 三相变压器理想并联运行的条件有哪些答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。

(1.)并联运行的变压器应满足哪些条件答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的连接组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。

2.感应电动机等效电路中的ss -1()'2R 代表什么含义 能否用电抗或电容代替﹖为什么 答'21R s s -代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率2'22111R ss I m -将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。

(2.)说明三相异步电动机等效电路中，参数'',,,,,2211x r x r x r m m 以及'21r ss -各代表什 么意义 答 定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；励磁电阻，表征铁心损耗；励磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。

3.异步电动机的转子有哪两种类型，各有何特点答：一种为绕线型转子，转子绕组像定子绕组一样为三相对称绕组，可以联结成星形或三角形。

绕组的三根引出线接到装在转子一端轴上的三个集电环上，用一套三相电刷引出来，可以自行短路，也可以接三相电阻。

串电阻是为了改善起动特性或为了调节转速．另一种为鼠笼型转于。

转子绕组与定子绕组大不相同，在转子铁心上也有槽，各槽里都有一根导条，在铁心两端有两个端环，分别把所有导条伸出槽外的部分都联结起来，形成了短路回路，所以又称短路绕组。

(3.)分析转差率s 对感应电动机效率的影响。

答 空载到额定转差时，定子铁耗与机耗很小，可看成不变损耗，而定子、转子铜耗则与定、转子电流的平方成正比，是随负载变化的损耗，因此，电动机的效率也随负载而变化。

当负载从零开始增加时，s 逐渐增加，总损耗增加缓慢，效率上升很快。

由于2I p Cu ∝，当负载超过一定值，急剧增加，降低，故此时η随2P 或s 增加而降低。

4.为什么相同容量的异步电机的空载电流比变压器的大很多答 变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅钢片构成，异步电机的主磁路除了用硅钢片构成的定、转子铁心外，还有空气隙。

气隙的长度尽管很小，但磁阻很大，使得异步电机主磁路的磁阻比相应的变压器大，异步电机空载电流标么值为5.0~2.0，变压器空载电流的标么值为 1.0~02.0。

(4.)异步电机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同答 主磁通通过气隙沿铁心闭合，与定、转子绕组同时交链，它是实现能量转换的媒介，它占总磁通的绝大部分。

主磁通可以由定子电流单独产生。

也可以由定、转子电流共同产生。

主磁通路径的磁导率随饱和程度而变化，与之对应的励磁电抗不是常数。

除主磁通以外的磁通统称为漏磁通，它包括槽漏磁通。

端部漏磁通和谐波漏磁通。

仅与定子交链的称为定子漏磁通，仅与转子交链的称为转子漏磁通。

漏磁通在数量上只占总磁通的很小的一部分，没有传递能量作用。

漏磁通路径的磁导率为常数，与之对应的定子漏电抗、转子漏电抗是常数。

5.说明三相异步电动机转子绕组折算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的答 转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。

为了导出等值电路，用一个与定子绕组的相相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕组的磁动势和各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。

频率折算即用静止的转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。

为此，只要将转子电阻2r '换成s r 2'。

(5.)异步电动机运行时，定子电流的频率是多少由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度切割定子和转子由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子两个基波磁动势的相对运动速度多大答 定子电流的频率为1f ，转子电流的频率为12sf f =，定子磁动势以1n 速度切割定子，以（n n -1）速度即1sn 速度切割转子；转子磁动势也以1n 速度切割定子，以1sn 速度切割转子。

定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。

四、作图题: (20％,第1、2小题5分，第3小题10分) 1. 画出异步电动机T 形等值电路。

2.根据时钟表示法，判断下图的连接组别。

连接组别：Y，d13.一台双层叠绕组相数m＝3，极数2p＝4，槽数Z＝24，每相支路数2a＝1的电机，节矩y1=5τ/6。

试画出A相绕组展开图。

解:五、计算题: (20％,每题10分) 1. 一台三相变压器，SN＝5600KVA ，kV UUNN 3.61021=，Y/∆－11连接，变压器空载基短路实验数求：计算变压器参数的实际值和标么值。

解：A US INNN32.3231035600311=⨯==A US INNN25133635600322..=⨯==所以 6800031.214310056001000PP SN -*===⨯⨯01442.02.5134.7200===*I I I N16300630020===*U U UN1800033.21431056001000Pk P k SN -*===⨯⨯AX002.132.3233241===*I I INkk055.0100005501===*U U U Nkk则： 31.2143100 5.84220.014420P r m I *-⨯*===* 34.6901442.010===***IU Z m10.6922=-=***r Zx m mm33.2143100.003201221.002P k r k I k*-⨯*===* 05489.0002.1055.0===***IU Zk k k0548.022=-=***r Zxk kk因Ω===857.17311111IU IU ZNN N N Nφφ所以Ω=⨯=⨯=*2.1238857.1734.691Z Z Z N m m Ω=⨯=⨯=*3.104857.1784.51Z r r N m m Ω=⨯=⨯=*9.1233857.171.691Zx x Nm mΩ=⨯=⨯=*98.0857.1705489.01Z Z Z N k kΩ=⨯=⨯=*0572.0857.17003201.01Z r rN k k Ω=⨯=⨯=*979.0857.170548.01Z x xN k k(1.)设有一台125MVA ，50 Hz ，110/10KV ，Y 0/∆－11的三相变压器，空载电流02.0*0=I ，空载损耗P 0＝133kw ，短路电压（阻抗电压u k ＝10。