2020年度第1学期电机学作业参考答案
电机学作业及答案(感应电机)
电机学作业及答案〔感应电机〕感应电机章节作业1. 试述“同步〞和“异步〞的含义？何谓异步电动机的转差率？如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状态？答：“同步〞和〞异步〞是个相对概念，是指交流旋转电动机的转速n对旋转磁场的转速n1而言，假设n= n1为同步电机，n≠n1为异步电机。
异步电机转差率s 是指旋转磁场转速n1与转子转速 n之间的转速差〔n1-n〕与旋转磁s?n1?nn1场转速n1的比率，即。
当n0〕，n> n1时转差率为负〔sn>0时，转差率sn>∞时，转差率s>1;当+∞>s>1 时为电磁制动运行状态，当1>s>0时为电动机运行状态，当0>s>-∞时为发电机运行状态。
?N?0.8，nN?14502. 一台三相异步电动机，PN=4.5千瓦，380/220伏，cos?N?0.8，转/分，试求：〔1〕接成Y形或Δ形时的定子额定电流；〔2〕同步转速n1及定子磁极对数P；〔3〕带额定负载时转差率sN；解： (1)Y接时： UN=380VIN?PN3UNcos?N?N?4.5?103?10.68A3?380?0.8?0.8△接时： UN=220VIN?PN3UNnN?n1?60fpcos?N?N?4.5?103?18.45A3?220?0.8?0.8(2)?60?501450?2.07p?60fnN磁极对数n1? 取p=2?1500r/min60fp?60?502同步转速?1500?14501500?0.0333s?n1?nNn1(3) 额定转差率3. 当异步电动机1450rpm接入50HZ电网运行时，定子电动势的频率是多少？转子电动势的频率为多少？由定子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切定子，又以什么速度截切转子？由转子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切转子，又以什么速度截切定子？，它与定子旋转磁动势的相对速度是多少？答：定子电动势频率为f1；转子电动势频率为f2=s f1 ；由定子电流产生的定子旋转磁动势以n1的速度截切定子，又以n1-n的速度截切转子。
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。
电机学练习题含参考答案 (2)
电机学练习题含参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.三相交流电机绕组采用Y接后，三相对称交流绕组中无三及三的倍数次谐波电动势。
()A、正确B、错误正确答案：B2.同步电机气隙越大越不稳定。
（）A、正确B、错误正确答案：B3.绕线式异步电动机可以采用转子回路串电阻的方法改善起动性能，所串电阻越大，起动转矩越大。
（）A、正确B、错误正确答案：B4.同步电机是交流电机，转子绕组中的电流是交变电流。
（）A、正确B、错误正确答案：B5.我国电网工频为50Hz，因此异步电动机定子旋转磁场的转速是3000r/min。
（）A、正确B、错误6.在同步发电机的励磁电流大小相同，运行在轻载下比运行在满载下稳定性好。
（）A、正确B、错误正确答案：A7.鼠笼式异步电动机要想减小起动电流只能采取各种形式的降压方法。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.电网功率因数低的原因主要是有大量的感应电机运行。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.异步电动机的异步是指电机的定子旋转磁动势和转子旋转磁动势之间有转差，不同步。
()A、正确B、错误正确答案：B10.一台鼠笼式异步电动机，定子绕组磁极数为8，则转子绕组磁极数也应为8。
（）A、正确B、错误11.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.同步电机的转子转速与频率之间有着严格不变的关系。
（）A、正确B、错误正确答案：A13.在同步电动机和调相机中，阻尼绕组主要作为起动绕组。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.绝缘材料按耐热等级分为Y、A、E、B、F、H、C共7级。
()A、正确B、错误正确答案：A15.变压器一次侧匝数增加5%,二次侧匝数下降5%,励磁电抗将不变。
()A、正确B、错误正确答案：B16.三相同步发电机定子绕组空间互差120°电角度，因此其感应的三相交流电动势相位上互差120°电角度。
天大2020年春季考试《电机学》在线作业一.doc
1.交流电机励磁绕组中的电流为交流量。
A.是B.否【参考答案】: B2.异步电动机在起动瞬间的转差率s=（），空载运行时转差率s接近（）。
A.1/0B.0/1C.1/1D.0/0【参考答案】: A3.计算异步电动机转差率s的公式是s=(n0-n)/n0,其中n0表示( )，n表示( )。
A.同步转速，旋转磁场的转速B.转子空载转速，转子额定转速C.旋转磁场的转速，转子转速D.旋转磁场的转速，同步转速【参考答案】: C4.变压器空载和负载时的损耗是一样的。
A.是B.否【参考答案】: B5.m相双层短距分布交流绕组，毎相最大并联支部数为（）。
A.pB.p×mC.2p/mD.2p【参考答案】: D6.在三相对称绕组中通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势为圆形旋转磁动势。
A.是B.否【参考答案】: A7.对于p对极的整距交流线圈，其两个线圈边在空间相距的机械角度为180°。
A.是B.否【参考答案】: B8.一台Y/y0-12和一台Y/y0-8的三相变压器，变比相等，能经过改接后作并联运行。
A.是B.否【参考答案】: A9.三相异步电动机处于电动机工作状态时，其转差率一定为（）。
A.s＞1B.s = 0C.0＜s＜1D.s＜0【参考答案】: C10.一台八极三相异步电动机，其同步转速为6 000 r/min，则需接入频率为（）的三相交流电源。
A.50HzB.60HzC.100HzD.400Hz【参考答案】: D11.三相异步电动机带额定负载运行，当电源电压降为90%额定电压时，定子电流( )。
A.低于额定电流B.超过额定电流C.等于额定电流D.为额定电流的80%【参考答案】: B12.异步电动机空载时的功率因数与满载时比较，前者比后者（）。
A.高B.低C.都等于1D.都等于0【参考答案】: B13.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都会增大。
A.是B.否【参考答案】: B14.三相异步电动机的旋转方向与( )有关。
电机学试题与参考答案
电机学试题与参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.并网运行的同步发电机在撤掉原动机后，若转轴上不加机械负载则作调相机运行。
()A、正确B、错误正确答案：A2.变压器的高、低压绝缘套管是引出变压器的高、低压绕组引线，并起对地绝缘作用。
()A、正确B、错误正确答案：A3.一台异步电机的转差率s为 1.2，则可知该电机运行于发电机状态，且电磁转矩的性质为制动转矩。
（）A、正确B、错误正确答案：B4.同步发电机的同步电抗会随着励磁绕组匝数的增加而增加。
（）A、正确B、错误正确答案：B5.异步电机处于发电运行状态时，电磁转矩性质为驱动性质。
（）A、正确B、错误正确答案：B6.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：B7.异步电动机采用降压起动时，一般都需要空载或轻载起动。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.并网运行的同步发电机，在撤去原动机后，转子转速将慢慢下降，转子磁场由超前定子磁场变为滞后定子磁场。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.变压器的一次侧就是电压高的一侧。
()A、正确B、错误正确答案：B10.变压器空载试验时，无论在高压侧加额定电压还是在低压侧加额定电压，铁心中磁通是相同的A、正确B、错误正确答案：A11.采用自同步并网可有效减少并网时的冲击电流。
（）A、正确B、错误正确答案：B12.调节同步发电机的励磁电流，无功功率发生变化，同时功角δ也会发生变化，因此有功功率也会变。
（）A、正确B、错误正确答案：B13.异步电动机气隙越大漏磁会越多。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.任何电压等级的变压器，无论是升压变还是降压变，调整电压的分接开关都装在高压侧，原因是高压侧绕组匝数多，相对电流小A、正确B、错误正确答案：B15.三绕组自耦变压器各绕组之间既有电的联系，又有磁的耦合。
()A、正确B、错误正确答案：B16.频敏变阻器的电阻随频率的增大而减小。
电机学试题及答案
《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cosφ2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U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，应使W2= 匝，W3= 匝。
若已知绕组W1开路，Ì3=10∠100A，忽略励磁电流，则Ì2= 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。
7．两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Z k不同，则Z k 越小，I k 。
8．为改变他励直流电动机的转向，可以改变。
9．交流电机p=12，在一相绕组中通入正弦交流电流，产生基波和三次谐波磁动势，则三次谐波电动势与基波电动势之比为，基波磁动势幅值和三次谐波磁动势幅值之比为。
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。
z图1三、（27分）一台三相电力变压器额定容量S=1000 kV A，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=0.015+j0.053，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=0.1Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到1000r/min，计算：1、采用电枢串电阻调速需串入的电阻值；2、采用降低电源电压调速，电源电压应为多大。
电机学课后习题答案
电机学课后习题答案问题1：简述直流电机的工作原理。
答案：直流电机的工作原理基于电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当直流电通过电机的定子线圈时，会在定子中产生磁场。
这个磁场与转子中的电流相互作用，产生力矩，使转子旋转。
转子的旋转方向取决于电流的方向以及磁场的方向。
问题2：解释同步电机和异步电机的区别。
答案：同步电机和异步电机的主要区别在于它们的转速与电网频率的关系。
同步电机的转速严格与电网频率同步，即转速等于电网频率乘以极对数。
而异步电机的转速则略低于同步转速，存在滑差，这是因为异步电机的转子电流是感应产生的，而不是直接供电。
问题3：三相异步电机的启动方式有哪些？答案：三相异步电机的启动方式主要有以下几种：1. 直接启动：将电机直接接入电网，适用于小型电机。
2. 星-三角形启动：在启动时将电机接成星形，以降低启动电流，启动后再切换为三角形连接。
3. 自耦变压器启动：使用自耦变压器降低启动时的电压，从而减小启动电流。
4. 软启动器启动：通过电子控制技术逐渐增加电机的启动电压和电流，实现平滑启动。
问题4：解释变压器的工作原理。
答案：变压器的工作原理基于电磁感应。
它由两个或多个线圈组成，这些线圈围绕同一个铁芯。
当交流电通过初级线圈时，会在铁芯中产生变化的磁通量，这个变化的磁通量会在次级线圈中感应出电动势。
变压器的输出电压与输入电压之比等于次级线圈与初级线圈的匝数比。
问题5：电机的效率如何计算？答案：电机的效率是输出功率与输入功率之比，通常用百分比表示。
计算公式为：\[ \text{效率} = \left( \frac{\text{输出功率}}{\text{输入功率}} \right) \times 100\% \]输出功率是指电机轴上的实际输出功率，而输入功率是电机消耗的电能功率。
结束语：电机学的学习不仅需要理解理论知识，还需要通过课后习题来加深对知识点的掌握。
希望上述答案能够帮助你更好地理解电机学的基本概念和原理。
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.同步发电机运行分析中，ψ为电动势与电流之间的相位角，叫内功率因数角。
（）A、正确B、错误正确答案：A2.异步电动机起动瞬间和空载运行铁芯中的磁通密度基本不变。
（）A、正确B、错误正确答案：B3.做变压器的空载试验时为了减小误差，电流表应前接。
()A、正确B、错误正确答案：B4.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：B5.变压器的效率是变压器总输出与总输入之比的百分数。
()A、正确B、错误正确答案：B6.金属都是铁磁性材料。
()A、正确B、错误正确答案：B7.变压器阻抗电压标么值是10。
()A、正确B、错误正确答案：B8.同步发电机和同步电动机是可逆的。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.异步电动机的异步是指定转子磁场不同步，有转差。
（）A、正确B、错误正确答案：B10.变压器的一、二次电流之比可近似认为与一、二次侧感应电动势有效值之比成反比。
()A、正确B、错误正确答案：A11.异步电动机变频调速可以实现在较广范围内经济平滑的调速。
（）A、正确B、错误正确答案：B12.同步发电机转子绕组采用直流电流励磁，因此运行过程中转子绕组会感应直流电动势。
（）A、正确B、错误正确答案：B13.变比越小，采用自耦变压器的效益越高。
()A、正确B、错误正确答案：A14.通过空载试验可以测得异步电动机的铁心结构参数。
（）A、正确B、错误正确答案：A15.同步发电机中由于有旋转的定转子磁场，因此在稳定运行过程中，定转子绕组都会感应交流电动势。
（）A、正确B、错误正确答案：B16.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：B17.铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。
()A、正确B、错误正确答案：B18.深槽型和双笼型感应电动机与普通笼型电动机相比，能减小起动电流的同时增大起动转矩。
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《电机学》课程作业参考答案
1 某三相变压器相序为A-B-C ,试画出Y ,d5联接组的电势向量图及绕组的接线图。
答：
2 为什么并励直流电动机直接起动时，起动电流和起动转矩都很大，而普通三相鼠笼式异步电动机直接起动时的起动电流很大但起动转矩并不大，为什么？ 答：并励直流电机，电枢电流和电磁转矩：
∑∑-=-=
a
e N a a N a R n C U R E U I φ
a T em I C T φ=
正常运行时，U N ≈E a ，即使额定电流时，I a R a 仍然很小，<<U N 。
起动时，n=0，
E a =0，全部电压加在了电枢回路电阻上，相当于短路状态，起动电流很大：
∑=
a
N
st R U I 。
起动时，电压额定，励磁回路电流和正常运行基本不变，磁通也可认为基本不变，于是起动转矩T
st
与起动电流成正比关系，数值也很大。
3 对制成的变压器而言，主磁通的大小取决于什么？主磁通的波形取决于什么？
答：对制成的变压器而言，主磁通的大小取决于电源电压的大小，主磁通的波形取决于电源电压的波形。
4同步电机有哪几种运行状态？
答：同步电机有三种运行状态：发电机、电动机、补偿机。
5 试写出并励直流电动机电枢回路的电压方程、功率方程和转矩方程，说明电磁转矩对转子起什么作用？
答：
电压方程U = E a +I a R+2ΔU s （1分）；
功率方程P1=p0+P e，P e=p Cuf+p Cua+P2（1分）；
转矩方程T e =T0+ T2（1分）；
电磁转矩对转子起驱动作用。
（1分）
6试写出三相绕组磁动势的基波幅值公式，并指出公式中各量的意义。
答：
1w1
w1
IN
F k
p
I
N
p
k
π
=
是相电流有效值是每相串联匝数是极对数
是绕组因数
7 变压器并联运行时，希望满足哪些理想条件？如何达到理想的并联运行？
答：理想的并联应能满足下列条件：
(1)空载时，并联的变压器之间没有环流。
(2)负载时，能够按照各变压器的容量合理地分担负载；
(3)负载时各变压器所分担的电流应为同相。
要达到理想并联运行，各台并联运行的变压器应满足：
(1)各变压器的额定电压与电压比应当相等。
(2)各变压器的联结组号应相同；
(3)各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。
8 试写出隐极同步发电机不计电枢电阻时的功角特性表达式。
答： 0
3sin
e s e 0s E U
P X P E U X δ
δ=是电磁功率
是相电势有效值是相电压有效值是同步电抗
是功率角
9 试写出感应电机的基本方程式。
答：()()1111σ1
2
222σ12
m 12
m m m j j j U I R X E R E I X s I I I E E I R X ⎫=+-⎪'⎛⎫⎪'''=+ ⎪
⎪⎝⎭⎬⎪'+=⎪⎪'==-+⎭
四、画图 5 题
1 试画出双绕组变压器T 形等值电路图。
2 试画出变压器相量图。
3 试画出三相感应电动机T 形等值电路图。
4 试画出不计饱和时的隐极同步发电机的等值电路图。
5 试画出不计饱和时凸极同步发电机的相量图。
五、计算题
1、一台凸极同步发电机，额定容量为93750KV A ，直轴和交轴同步电抗的标幺值分别为*
d
1.0x =，*
q
0.6x =，电枢电阻略去不计。
该机在额定电压、额定电流、额定功率因数为0.8滞后时运行。
试计算该机发出的电磁功率（不计饱和）。
解答：以端电压作为参考相量，
.
*010U =∠， .*
0136.87I =∠-
036.87ϕ=
.
***
*00Q q j 1j0.636.87 1.44219.44E U I x ⋅
⋅
=+=+∠-=∠ 故， 019.44δ=
000019.4436.8756.31δϕψ=+=+=
电磁功率的标幺值为：
***
e Q 0cos 1.4421cos56.310.8P E I =ψ=⨯⨯=
故
*e e N 0.89375075000KW P P S ==⨯=
2、一台并励直流发电机，P N = 20KW ，U N = 230V ，n N = 1500rpm ，R a = 0.156Ω，R f = 73.3Ω,额定效率ηN = 86.25％，求额定负载下的电枢铜耗、励磁铜耗、电磁功率、电磁转矩、铁耗与机械损耗之和。
解：
)(96.8623010203
A U P I N N N =⨯== )(138.33
.73230A R U I f N f ==
= )(1.90138.396.86A I I I f N a =+=+= )(2.18011.9022W U I p a b =⨯⨯=∆=
)(3.1266156.01.9022W R I p a a a =⨯== )(8.7213.73138.322W R I p f f f =⨯==
)(3.221682.1803.12668.721200002W p p p P P b a f M =+++=+++=
)(14.14115001683
.2295509550
m N n P T N M ⋅=⨯== )
(19.238625
.020
1kW P P N
===
η
)(7.10213.22168231901W P P P P M Fe mec =-=-=+。