最新电机学作业及答案(同步电机)
电机学考试题+参考答案
电机学考试题+参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.异步电动机在额定运行时效率较高。
（）A、正确B、错误正确答案：A2.电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。
()A、正确B、错误正确答案：A3.通常同步调相机都工作于过励状态，以便从电网吸收容性无功功率，改善电网功率因数。
（）A、正确B、错误正确答案：A4.增大异步电动机电源电压，电磁转矩增大，有功功率增大，异步电动机的功率因数升高。
（）A、正确B、错误正确答案：B5.铁磁材料在初始磁化阶段内磁场随外磁场变化较快。
()A、正确B、错误正确答案：B6.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在变压器铁芯中产生的交变磁通将分别在一次侧绕组和二次侧绕组中产生感应电动势A、正确B、错误正确答案：A7.变压器的空载电流又称为励磁电流，主要作用是建立磁场，同时还提供铁芯损耗。
()A、正确B、错误正确答案：A8.异步电动机采用变比为2的自耦变压器起动，起动电流变成直接起动时的1/4。
（）A、正确B、错误正确答案：B9.并网运行的同步发电机在撤掉原动机后，转速会先下降后在升高至同步逮。
（）A、正确B、错误正确答案：A10.电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比。
（）A、正确B、错误正确答案：A11.同步发电机的内功率因数角由负载性质决定。
（）A、正确B、错误正确答案：B12.变压器的电压比是指一、二次绕组的额定线电压之比。
()A、正确B、错误正确答案：A13.凸极同步发电机和隐极同步发电机的电磁功率计算公式是相同的。
（）A、正确B、错误正确答案：B14.深槽和双笼型异步电动机运行性能和普通笼型异步电动机相比，起动性能好，运行性能相同。
（）。
A、正确B、错误正确答案：B15.采用短距与分布绕组的方法我们就能够获得最理想的电动势。
（）A、正确B、错误正确答案：B16.同步发电机的励磁系统只起调压作用。
（）A、正确B、错误正确答案：B17.产生磁通的载流线圆称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为肠酸单施，…能端出可以是交准，直流的酸电流产生磁场为值定磁场，交流肠磁电流产生硬场为文发磁场。
电机学(答案)
电机学要求：一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定．．的做题组数作答，每人只答一组题目．．．．，满分100分；．．．．．．．．，多答无效平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题；二、答题步骤：1.使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；2.在答题纸上使用黑色水笔．．作答；答题纸上全部信息要求手．．．．按题目要求手写写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题号；三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个．．．．．．．．．．．Word文档中．．．上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；1.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”2.文件容量大小：不得超过20MB。
提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．分记．．！题目如下：第一组：1.定子绕组磁场的转速与电流频率和极对数有什么关系？一台50Hz的三相电机，通入60Hz的三相对称电流，如电流的有效值不变，相序不变，试问三相合成磁动势基波的幅值、转速和转向是否会改变？(15分)答：2. 直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V（等于额定电压），试问在下列情况下电动势变为多少？(20分)（1）磁通减少10% ；（2）励磁电流减少10% ；（3）转速增加20%；（4）磁通减少10%。
2.试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？(15分)3.设有一台10kV、2200/220V、单相变压器，其参数如下：r1=3.6Ω、r2=0.036Ω、x k=x1+x2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe=70W，空载电流I0为额定电流的5%。
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 。
电机学作业及答案(同步电机)
同步电机章节作业：1. 有一台TS854-210-40的水轮发电机，P N =100兆瓦，U N =13。
8千伏，9.0cos =N ϕ，f N =50赫兹，求（1）发电机的额定电流；（2）额定运行时能发多少有功和无功功率？（3）转速是多少？解：（1）额定电流A U P I NN N N 6.46489.0108.13310100cos 336=⨯⨯⨯⨯==ϕ（2）有功功率MW P N 100=无功功率 var 4.48)9.0tan(arccos 100tan M P Q N N =⨯==ϕ （3）转速 min /15020506060r p f n N N =⨯==2.同步发电机的电枢反应性质主要决定于什么？在下列情况下（忽略电机自身电阻），电枢反应各起什么作用？1） 三相对称电阻负载；2） 电容负载8.0*=c x ，发电机同步电抗0.1*=t x ； 3） 电感负载7.0*=L x答： 电枢反应的性质取决于内功率因数角ψ，而ψ角既与负载性质有关，又与发电机本身的参数有关。
由等效电路图可知（忽略电枢绕组电阻r a ）： ①当负载阻抗为Z L =R 时，阻抗Z=jx t +R ，其阻抗 角ψ在900>ψ>00范围内，即空载电动势.0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ在900>ψ>00范围内，所以电枢反应既有交轴又有直轴去磁电枢反应；②当负载阻抗为Z L =-jx c 时，阻抗Z=jx t -jx c ，由于x t *=1.0>x c *=0.8, 阻抗角ψ=900，即空载电动势.0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应；③当负载阻抗为Z L =jx L 时，阻抗Z=jx t +jx L 的阻抗角为ψ=900，即空载电动势.0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应。
3. 试述直轴和交轴同步电抗的意义。
同步电机习题答案
同步电机 一、填空题： 1. 同步电机_____________对_____________的影响称为电枢反应。
同步发电机电枢反应的性质取决于__________________________。
电枢磁动势；励磁磁动势；内功率因数角2. 同步发电机当=0°时，除产生____________________电枢反应外，还产生__________________________电枢反应。
交轴电枢反应；直轴去磁电枢反应3. 利用同步发电机的_____________和_____________曲线可以测量同步发电机的同步电抗，利用____________和_____________曲线可以测量同步发电机的定子漏电抗。
空载特性；短路特性；空载特性；零功率因数负载特性4. 利用_________可以同时测量凸极同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。
转差法5. 同步发电机与电网并联运行的条件是：（1） ；（2） ；（3） ；（4） 。
发电机的频率等于电网的频率；发电机的电压幅值等于电网电压的幅值且波形一致；发电机的电压相序与电网的电压相序相同；在合闸时，发电机的电压相位与电网电压的相位一样6. ★同步电机的功率角有双重物理含义，在时间上是 和 之间的夹角；在空间上是和 之间的夹角。
励磁电动势0E ；电压U ；励磁磁动势1f F ；等效合成磁动势F δ'7. 同步发电机静态稳定的判据是___________，隐极同步发电机静态稳定极限对应的功率角= 。
0dT d θ>，90 8. 同步发电机并联在无穷大容量电网上运行时，要调节输出的有功功率，必须调节___________________________；如果只调节其输出的无功功率，可通过调节______________实现。
原动机的输入功率（或输入转矩）；励磁（电流）9. 一台并联在无穷大容量电网上运行的同步发电机，功率因数是超前的，则电机运行在______状态，此时发电机向电网发出__________的无功功率；若不调节原动机的输入功率而使励磁电流单方向调大，当发出的无功功率为零时，励磁状态为 状态；进一步增大励磁电流，电机变化到_____状态，此时发电机向电网发出_______无功功率。
电机学试题(含参考答案)
电机学试题（含参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.单取向硅钢片比无取向硅钢片的导磁性能更好，前者一般用于对铁芯导磁性能要求更高的中大型电机。
( )A、正确B、错误正确答案：A2.异步电动机的转差率空载时最小，满载时最大。
（）A、正确B、错误正确答案：B3.任何一种旋转电机从运行原理来说都是可逆的，既可以做电动机运行又可以做发电机运行。
（）A、正确B、错误正确答案：A4.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：A5.变压器绕组也属于交流绕组，为消除高次谐波电动势也要采用短距与分布绕组的方法。
( )A、正确B、错误正确答案：B6.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。
（）A、正确B、错误正确答案：A7.绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。
（）A、正确B、错误正确答案：B8.异步电动机采用变比为2的自耦变压器起动，起动电流变成直接起动时的1/4。
（）A、正确B、错误正确答案：B9.同步发电机转子主磁极磁场的漏磁通只交链转子励磁绕组，只在转子励磁绕组感应一个漏电势。
（）A、正确B、错误正确答案：B10.改变鼠笼式异步电动机定子绕组线圈的连接方式，可以改变定子的磁极数，转子磁极数保持不变。
（）A、正确B、错误正确答案：B11.电动机正常运行时，负载的转矩不得超过最大转矩，否则将出现堵转现象。
（A、正确B、错误正确答案：A12.变压器的铁芯采用的硅钢片主要有热轧和冷轧两种。
( )A、正确B、错误正确答案：A13.同步发电机、同步电动机和同步调相机均可以通过调节电机本身的励磁电流的大小以改善电力系统的功率因数。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。
（）A、正确B、错误正确答案：A15.同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。
（）A、正确B、错误正确答案：B16.并网运行的同步发电机，在撤去原动机后，功角δ由大于零变为小于零。
电机学试题(含参考答案)
电机学试题（含参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、鼠笼式异步电动机转子磁极数（）。
A、与定子磁极数不一定相同B、比定子磁极数小C、与定子磁极数始终保持一致D、比定子磁极数多正确答案：C2、当有交变的磁通通过电机的绕组时，在绕组中会产生（）。
A、直流电流B、交流电流C、直流电动势D、交流电动势正确答案：D3、同步发电机的参数中，反映定子漏磁通大小的是（oA、同步电抗XtB、电枢绕组电阻C、电枢漏电抗XQD、电枢反应电抗Xa正确答案：C4、三相交流绕组的对称原则，除了三相绕组完全一样外，还有在电机的圆周空间错开OoA、120B、60C、120D、60度电角度正确答案：C5、当同步发电机的电枢电流I与空载电势E同相位时，其电枢反应性质是（，A、直轴助磁B、纯交轴C、直轴去磁D、直轴去磁兼交轴正确答案：B6、同步发电机进相运行时，有功输出受（）限制。
A、电机发热B、转子转速C、静态稳定D、动态稳定正确答案：C7、磁滞损耗的大小与周波（）。
A、无关B、成正比C、成反比D、的平方成正比正确答案：B8、电力变压器是常用于改变（）的电气设备。
A、交流电源频率大小B、电能大小C、交流电压大小D、直流电压大小正确答案：C9、如果把磁路和电路对比，磁动势比作电动势，磁阳比作电阻，那么应该把O比作电流。
磁感应强度A、磁场强度B、磁导率C、磁通量正确答案：A10、同步电动机负载运行时，励磁磁动势和气隙合成磁动势间的相位关系是（）.A、同相位B、湍后C、不能确定D、超前正确答案：B11、三相绕线型异步电动机带恒转矩负载运行，当转子回路电阻适当增大，且电机在稳定运行后其定子电流OA、增大B、减小C、不变D、无法判断正确答案：C12、绕线式异步电动机的转子串频敏变阻器起动过程中变阻器阻抗OA、由大变小B、时大时小C、恒定不变D、由小变大正确答案：A13、变压器过负荷运行时，最大负荷不得超过额定负荷的（）。
A、10%B、30%C、50%D、20%正确答案：C14、同步发电机不对称运行时，阻尼绕组中会感应（）oA、基频感应电动势B、3倍频感应电动势C、不感应电动势D、2倍频感应电动势正确答案：D15、磁路计算时如果存在多个磁动势，则对O磁路可以应用叠加原理。
电机学习题解答11
第四部分 同步电机同步电机是将机械能与交流电能相互转换成的设备，可用作发电机或电动机。
由于其中涉及机械能，它的结构上需要运动部件，所以同步电机通常是一种旋转电机，本书介绍磁极旋转旋转的同步电机。
下面通过习题解答来讲授本部分内容。
本章习题主要围绕同步电机的工作原理、结构、稳态运行过程分析、参数与性能的计算、并联运行、不对称运行、突然短路等内容。
第10章习题解答（Page 201~202）本章内容包括同步电机的工作原理、分类、主要结构部件、额定值、电枢反应、电压方程与相量图等。
10-1 试比较隐极式和凸极式同步电机转子构造上各有什么特点？据此特点，在应用场合上有何区别？在性能和分析方法上又有何不同？【解】两者共同之处都是通过在励磁绕组中通入直流来建立主磁场；通入直流的方法也相同，即通过电刷与集电环（俗称滑环），此即有刷励磁，或者直流电源与转子一道旋转，此即无刷励磁。
区别是：隐极式同步电机的转子铁心是整体锻压件，兼备导磁和承载功能，铁心的外表对称的铣有槽，其中留出两个大齿各约占六分之一圆周，大齿中心连线就是磁极轴线（称为直轴或纵轴），可见隐极机一般都做成2极机；励磁绕组是分布绕组，它分布在铁心槽中。
凸极式同步电机的转子由磁轭和磁极两部分构成，其中，磁轭是合金钢整体锻压件，兼备导磁和承载功能；主磁极铁心由1~3mm 的厚钢板冲片叠压而成，励磁绕组是集中绕组，它套在磁极铁心柱上，二者共同构成主磁极，主磁极对称地固定在磁轭上。
由于隐极机的原动机汽轮机是一种高速原动机，故其转子直径相对较小；凸极机的原动机水轮机是一种低速原动机，需要做成多个磁极才能满足频率要求，故其直径相对较大。
10-2 已制成的同步发电机转速为何要求是其原动机转速？如果原动机转速改变，该发电机能否运行？若原动机转向改变，会有什么影响？【解】同步发电机用来把机械能转换成交流电能，需要原动机拖动以输入机械能，所以原动机的转速就是其转速。
原动机转速改变时，同步发电机照常工作，但是频率将发生变化。
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同步电机章节作业：
1. 有一台TS854-210-40的水轮发电机，P N =100兆瓦，U N =13。
8千伏，9.0cos =N ϕ，f N =50赫兹，求（1）发电机的额定电流；（2）额定运行时能发多少有功和无功功率？（3）转速是多少？
解：（1）额定电流A U P I N N N
N 6.46489.0108.13310100cos 336=⨯⨯⨯⨯==ϕ
（2）有功功率MW P N 100=
无功功率 var 4.48)9.0tan(arccos 100tan M P Q N N =⨯==ϕ
（3）转速 min /15020
506060r p f n N N =⨯== 2.同步发电机的电枢反应性质主要决定于什么？在下列情况下（忽略电机自身电阻），电枢反应各起什么作用？
1） 三相对称电阻负载；
2） 电容负载8.0*=c x ，发电机同步电抗
0.1*=t x ； 3） 电感负载
7.0*=L x 答： 电枢反应的性质取决于内功率因数角ψ，
而ψ角既与负载性质有关，又与发电机本身的参数有关。
由等效电路图可知（忽略电枢绕组电阻r a ）：
①当负载阻抗为Z L =R 时，阻抗Z=jx t +R ，其阻抗
角ψ在900>ψ>00范围内，即空载电动势.
0E 和 电枢电流。
I 之间的相位角ψ在900>ψ>00范围内，
所以电枢反应既有交轴又有直轴去磁电枢反应；
②当负载阻抗为Z L =-jx c 时，阻抗Z=jx t -jx c ，由于x t *=1.0>x c *=0.8, 阻抗角ψ=900，即空载
电动势.0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应； ③当负载阻抗为Z L =jx L 时，阻抗Z=jx t +jx L 的阻抗角为ψ=900，即空载电动势.
0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应。
3. 试述直轴和交轴同步电抗的意义。
X d 和X q 的大小与哪些因素有关？
直轴（交轴）同步电抗表征了当对称三相直轴（交轴）电流每相为１Ａ时，三相联合产生的直轴电枢反应磁场和漏磁场在一相电枢绕组中感应的电动势。
直轴（交轴）同步电抗是表征对称稳态运行时直轴（交轴）电枢反应基波磁场和漏磁场综合效应的电磁参数。
Xd 正比于频率f,电枢相绕组的串联匝数的平方N ２以及直轴气隙磁导Λd ；
Xq 正比于频率f,电枢相绕组的串联匝数的平方N ２以及直轴气隙磁导Λq 。
4. 有一台70000kVA 、60000kW 、13.8kV(Y 接)的三相水轮发电机，交、直轴同步电抗的标幺值分别为0.1*=Xd ,7.0*=Xq ，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7
6cos ==
N N N S P ϕ ，∴ 31=N ϕ 设 01∠=*∙U ，则 311-∠=*∙I
8.23486.17.03101∠=⨯-∠+∠=⋅+=**
∙*∙*
∙j x I j U E q Q ∴ 8.23=N δ
8.548.23310=+=+=N N δϕψ
)(sin )(00*********-⋅+=-+=q d Q q d d Q x x I E x x I E E ψ
731.1)7.00.1(8.54sin 486.1=-+=
5.同步发电机短路特性曲线为什么是直线？当
N k I I =时，这时的激磁电流已处于空载特性曲线的饱和段，为什么此时求得的d x 却是不饱和值，而在正常负载下却是饱和值？
答：同步发电机短路时，略去电枢绕组电阻有：d K x I j E ∙
∙=0，而气隙电动势为：
此时气隙电动势只需用来平衡漏抗压降，因x σ很小，故气隙电动势很小，用来感应气隙电动势的气隙磁通很小，所以短路时，电机磁路不饱和，E 0∝I f ，而E 0∝I k ，因此I k ∝I f ，所以短路特性是一条过原点的直线。
k
d I E x 0)(=不，尽管当I k =I N 时励磁电流已于空载特性的饱和段，但其E 0取之于空载特性曲线的气隙线，而且短路时电机磁路又处于不饱和状态，所以求得的x d 为不饱和值。
在正常负载下，电机磁路处于饱和状态，所以x d 为饱和值。
6.同步发电机的功角在时间和空间上各有什么含义？
答： 时间相位角：发电机空载电动势0.E 与端电压.
U 之间的相位角为功角δ。
空间相位角：δ是感应空载电动势主磁通.0φ的主磁极轴线和产生端电压的定子等效假想合成磁通u .φ的磁极轴线之间的夹角。
7.有一台8.0*=Xd ,5.0*=Xq 三相水轮发电机与电网并联运行，已知发电机的端电压和负载为0.1*=U ,0.1*=I ，8.0cos =φ（滞后），试求发电机的激磁电动势*0E 、N δ和σ
δx I j E k .
.=
max *e P （不计定子电阻）
解：(1)设 01∠=*
∙U ，则
87.361-∠=*
∙I 1.1736.15.087.36010∠=⨯-∠+∠=⋅+=**
∙*∙*
∙j x I j U E q Q 即01.17=N δ 97
.531.1787.360=+=+=N δϕψ
∴00*97.53sin sin =⋅=*ψI I d )(0*****-+=q d d Q x x I E E 603.13.097.53sin 36.10=⨯+=
（2）δδ2sin )11(2sin **2
****0*d q d e x x U x U E P -+⋅= δδδδ2sin 375.0sin 00.22sin )8
.015.01(21sin 8.01603.1+=-+⨯= 令0*=δ
d dP
e ，得02cos 75.0cos 00.2=+δδ
075.0cos 2cos 5.12=-+⇒δδ
取cos ϕ>0则305.05.1275.05.1442cos =⨯⨯⨯++-=
δ
此时：0max 24.72=δ
13.22sin 375.0sin 2max max *max =+=δδe p
8.有一台同步电动机在额定电压、额定频率和额定负载下（功率因数超前）运行时，功率角N δ=25°，现因电网故障，电网频率下降5%，负载转矩不变，问功率角如何变化（设励磁不变，电枢电阻、凸极与饱和效应忽略）
9.某工厂电力设备的总功率为4500kW ，7.0cos =φ（滞后）。
由于生产发展，想添置一台1000kW 的同步电动机，并使得工厂的总功率因数提高到0.8（滞后），问此电动机的容量及其功率因数为多少？（电动机的损耗忽略不计）
解：添加前：kW P 4500=，7.0cos =ϕ（滞后） ∴kVA kVA P S 64297.04500cos ===
ϕ
kVar kVar S Q 4591714.06429sin =⨯=⋅=ϕ
添加后：kW kW P P P N 5500)10004500('=+=+=，8.0cos '=ϕ（滞后） ∴kVA kVA P S 68758.05500cos '''
===ϕ kVar kVar S Q 41256.06875sin '
''=⨯=⋅=ϕ
所以新添加的电动机：
kW P N 1000=，kVar Q Q Q N 466'=-=（超前） kVA kVA Q P S N N N 110346610002222=+=+= 907.01103
1000cos ===
N N N S P ϕ
第八题答案：。