《电机学》第一次作业答案
电机学 (张松林 著) 机械工业出版社 课后答案 (1-9章)
绪论0—1． 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。
0—2． 磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？答：磁滞损耗由于B 交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。
它与交变频率f 成正比，与磁密幅值的α次方成正比。
涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电损耗。
它与交变频率f 的平方和的平方成正比。
0—3． 在图0—5中，当给线圈外加正弦电压u 1时，线圈内为什么会感应出电势？当电流i 1增加和减小时，分别算出感应电势的实际方向。
答：在W 1中外加u1时在 W 1中产生交变电流i 1，i 1在W 1中产生交变磁通ф，ф通过W 2在W 2中和W 1中均产生感应电势е2和e 1，当i 1增加时e 1从b 到a ，е2从d 到c ，当i 1减少时e 1从a 到b ，е2从c 到d 。
0—4． 变压器电势、运动电势（速率电势）、自感电势和互感电势产生的原因有什么不同？其大小与那些因素有关？答：在线圈中，由于线圈交链的磁链（线圈与磁势相对静止）发生变化而产生的电势就叫变压器电势。
它与通过线圈的磁通的变化率成正比，与自身的匝数成正比。
由于导体与磁场发生相对运动切割磁力线而产生的感应电势叫做运动电势，它与切割磁力线的导体长度、磁强、切割速度有关。
由线圈自身的磁场与本身相交链的磁通发生改变而在本线圈内产生的感应电势叫自感电势，它与L 有关。
互感电势是由相邻线圈中，由一个线圈引起的磁通变化，使邻近线圈中的磁通发生变化而引起的其它线圈中的感应电势。
它与两线圈的匝数、相隔距离、磁通（互感磁通）变化率等有关。
0—5． 自感系数的大小与那些因素有关？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，哪一个的自感系数大？哪一个的自感系数是常数？哪一个是变数？随什么因素变化？答：因为L ＝ψ/i ＝wФ/i ＝Ф/F ＝/，从上式可以推出L 与成正比，与磁阻成反比。
电机学第一次测验题答案
2010－2011学年度第1学期 电机学第一次测验题答案及评分标准1、有一台三相变压器，额定容量kVA S N 10000=，额定电压12/35/10.5N N U U kV kV =，d Y ,联接，试求：（1）这台变压器一次、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流和相电流；（2）若负载的功率因数为0.85（滞后），则这台变压器额定运行时能带多少有功负载？输出无功功率又是多少？（15分）解：（1）135=N U kV ，2105=N U .kV；12021φ==N U .kV ，22105φ==N N U U .kV（4分）。
3116496===N S I .A （２分）；32100001054986⨯===N S I .A （２分）； 1216496φ==N N I I .A （１分）；231746φ==N I I .A （１分）； （２）310000100858500==⨯⨯=P S cos .kW ϕ（２分）；()331000010085100001005275270==⨯⨯=⨯⨯=P S sin arccos ..kVar ϕ（３分）。
2、一台三相变压器的额定数据如下：10000N S kVA =,12100006300N NU UV V =,一、二次绕组为星形、三角形联结，已知空载损耗0 4.9p kW =,短路损耗15kN p kW =。
求： （1）当该变压器供给额定负载且cos 0.8ϕ=（滞后）时的效率； （2）当负载cos 0.8ϕ=（滞后）时的最高效率； （3）当负载cos 1.0ϕ=时的最高效率；（15分）解：（１）2022120222022021114900150001997536300529108490015000++=-=-=-+++++=-=⨯⨯⨯++∑*Fe C ukN*Fe C u kNpp p p I p P m U I cos p p m U I cos p I p .%..ηϕϕ（５分）；（２）20572===*I .，3220224900119988210000100824900⨯=-=-=+⨯⨯+⨯m ax *N p .%S I cos p .ηϕ（５分）；（３）20572===*I .，32202249001199902210000101024900⨯=-=-=+⨯⨯+⨯m ax *N p .%S I cos p .ηϕ（５分）。
电机学课后习题解答(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。
《电机学》第1阶段在线作业
试卷要求:答题要求:每题只有一个正确的选项1(5.0分)若变压器的原边线圈匝数减少，变压器的励磁电流将（）。
•A)升高••B)降低••C)不变•2(5.0分)一台三相异步电动机运行在s=0.02时，则由定子通过气隙传递给转子的电磁功率中（）。
•A)有2%是转子铜耗••B)有2%是机械损耗••C)有2%是机械功率•3(5.0分)活塞式压缩机负载属于（）。
•A)恒功率负载••B)恒转矩负载•4(5.0分)电源电压不变，仅将降压变压器绕组反接，作升压变压器使用，则变压器的（）。
•A)励磁电流不变••B)励磁电流增加，甚至有可能烧坏变压器••C)励磁电流减小•5(5.0分)变压器的副边负荷电流产生的磁势和原边电流产生的磁势之间的关系（）。
•A)方向相反，起到去磁作用••B)方向相同，起到增磁作用•6(5.0分)异步电机的转子回路串对称三相电阻后，最大转矩的变化情况是（）。
•A)不变••B)正比下降••C)平方关系升高••D)开方关系下降•解析：无7(5.0分)直流电动机起动时，电枢回路的电流很大，可达额定电流的（）。
•A)4～7倍••B)10～20倍•8(5.0分)串励直流电动机没有理想空载转速，因而不能实现（）。
•A)能耗制动••B)反接制动••C)回馈制动•9(5.0分)当电动机的不变损耗等于可变损耗时，其效率（）。
•A)为零••B)最高••C)最低••D)等于1•10(5.0分)三相异步电动机气隙越大，空载励磁电流（）。
•A)越大••B)越小••C)不变•11(5.0分)他励直流电动机带恒转矩负载，升高电枢回路的电源电压，电机转速、电枢电流变化情况（）。
•A)升高；升高••B)升高；减小••C)升高；不变••D)降低；升高•12(5.0分)他励直流电动机拖动恒转矩负载额定运行，若励磁电流下降，其电枢电流将（）。
•A)升高••B)降低••C)不变•13(5.0分)直流发电机电磁转矩是（）。
•A)动力转矩••B)阻力转矩•14(5.0分)有一台两极绕线式异步电动机，要把转速调高，下列哪一种调速方法是可行的（）。
电机学习题答案
第一章 变压器基本工作原理和结构1-1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I 0， 产生励磁磁动势F 0， 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 e 1和e 2, 且有dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1,U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。
1-2 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？答：由dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。
又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以1122N U N U =将增大。
或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。
1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？答：不会。
因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。
为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。
1-5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。
牛维扬版电机学课后习题解答第一章习题
1-1 变压器依据什么原理工作的？变压原理是什么？答：变压器是依据电磁感应原理工作的。
变压器是运用“动电生磁”、“动磁生电”的电磁感应原理变压的。
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0I ， 产生励磁磁动势0F ，在铁芯中产生交变主磁通Φ, 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1e 和2e ，且有dt d N e φ11-=、dt d N e φ22-=显然，由于原副边匝数不等，即1N ≠2N ，原副边的感应电动势也就不等，即1e ≠2e ，而绕组的电压近似等于绕组电动势,即1U ≈1E 、2U ≈2E ，故原副边电压不等，即1U ≠2U 。
可见，两侧绕组的匝数不相等，两侧的电压就不相等，这就实现了变压的目的。
1-2 电力变压器在电力系统中有哪些用途？为什么电力系统中变压器的安装容量大于发电机安装容量？答：传输和分配电能（升压、降压、配电、联络、厂用等）通常电力变压器的安装容量是发电机安装容量的6至8倍。
1-3 对照配电变压器实物，了解其结构及各部件作用。
答：铁芯──构成变压器的磁路部分绕组──构成变压器的电路部分变压器油──绝缘和散热（变压器的油箱内充满了变压器油，变压器油的作用一是绝缘，二是散热。
变压器内的绝缘油可以增加变压器内部各部件的绝缘强度，因为油是易流动的液体，它能够充满变压器内部的任何空隙，将空气排除，避免了部件因与空气接触受潮而引起的绝缘降低；其次，因为油的绝缘强度比空气大，从而增加了变压器内部各部件之间的绝缘强度，使绕组与绕组之间，绕组与铁芯之间，绕组与油箱盖之间均保持良好的绝缘；第三，可以使变压器的绕组和铁芯得到冷却，因为变压器运行中，绕组与铁芯周围的油受热后，温度升高，体积膨胀，相对密度减小而上升，经冷却后，再流入油箱的底部，从而形成了油的循环，这样，油在不断循环的过程中，将热量传给冷却装置，从而使绕组和铁芯得到冷却；第四，能使木材、纸等绝缘物保持原有的化学和物理性能，使金属得到防腐作用，能熄灭电弧。
电机及拖动第一次作业题及答案.doc
第1次作业一、单项选择题（本大题共60分，共30小题，每小题2分）1.所谓变压器的（）AU是指原边加额定电压、负载功率因数一定，空载与负载时副边端电压之差（扇。
-U2）用额定电压如的百分数表示的数值。
A.外特性B.电压变化率C.效率2.用电动机作为原动机的拖动称为电力拖动。
下图（）是正确的电力拖动系统组成图。
旋转运动方程式的实用形式T-0 = 竺空，皿2称为（）。
3.375 dtA.转动惯量B.机械角速度C.飞轮矩4.负载的机械特性如下图所示，该负载属于（）。
A.位能性恒转矩负载B.泵类负载C.反抗性恒转矩负载根据直线运动方程式竺,E = F”贝5.出£A.物体加速运动B.物体减速运动C.物体匀速运动6.异步电机转子绕组向定子折算后，转子（）保持不变。
A.电动势B.阻抗C.功率7.根据折算前后异步电机转子（）保持不变的原则，设想把实际电动机的转子抽出，换上一个等效转子，其绕组的相数、每相串联匝数和绕组系数都与定子绕组一样。
这种方法称为转子绕组向定子折算。
A.电动势B.磁通势C.阻抗8.负载的机械特性如下图所示，该负载属于（）。
A.彳立能T斩亘转矩负载B.恒功率负载C.反抗性恒转矩负载9.考虑传动损耗转矩的实际位能性恒转矩负载机械特性如下图所示，下放重物时（n<0）,损耗转矩由（）提供。
B.电动机和负载共同C.负载10.变压器的（）是指原边加额定电压，负载功率因数一定时，副边端电压随负载电流变化的关系，即U2=f（T2）oA.外特性B.电压变化率C.效率根据直线运动方程式F-F L^m—.如果物体加速运动，贝U（）。
11.dtA.F>F,.B.F=F LC. 512.负载机械特性如下图所示，但是未标出横坐标，横坐标应该是（）。
A. U NB.IdC.'L13.变压器在纯电阻和感性负载时，外特性是（）。
A.水平的B.下降的C.上翘的14.异步电机转子绕组向定子折算后，转子（）保持不变。
电机学习题解答解析
电机学习题解答解析第⼀篇变压器⼀、思考题（⼀）、变压器原理部分1、变压器能否⽤来变换直流电压？不能。
磁通不变，感应电动势为零，111R U I =，1R 很⼩，1I 很⼤，烧毁变压器。
2、在求变压器的电压⽐时，为什么⼀般都⽤空载时⾼、低压绕组电压之⽐来计算？电压⽐应为绕组电动势之⽐，绕组电动势的分离、计算和测量⽐较困难。
空载时22202E U U U N ===，11011Z I E U N +-=，10I 很⼩，⼀次侧阻抗压降很⼩，11E U N ≈，所以NN U U E E k 2121≈=，变压器⼀、⼆侧电压可以⽅便地测量，也可以通过铭牌获得。
3、为什么说变压器⼀、⼆绕组电流与匝数成正⽐，只是在满载和接近满载时才成⽴？空载时为什么不成⽴？012211I N I N I N =+，0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相⽐很⼩，02211≈+I N I N ，所以kN N I I 11221=≈。
空载时，02=I ，⽐例关系不成⽴。
4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的？在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。
从⼀侧看L e Z k I U k kI kU I U Z 22222211====（21kU U =，忽略了1Z 、2Z 。
kI I 21=，忽略了0I ）。
（⼆）、变压器结构部分1、额定电压为V 230/10000的变压器，是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上⼯作？不允许。
（1）此时，V U 3802=，V U 7.16521230100003801=?=，⼀、⼆侧电压都超过额定值1.65倍，可能造成绝缘被击穿，变压器内部短路，烧毁变压器。
(2)m fN UΦ=2244.4，磁通超过额定值1.65倍，磁损耗过⼤，烧毁变压器。
2、变压器长期运⾏时，实际⼯作电流是否可以⼤于、等于或⼩于额定电流？等于或⼩于额定电流。
铜耗和电流平⽅成正⽐，⼤于额定电流时，铜耗多⼤，发热烧毁变压器。
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《电机学》第一次作业答案
说明：每道小题括号里的答案是您最高分那次所选的答案，标准答案将在本次作业结束(即2014年09月11日)后显示在题目旁边。
一、单项选择题。
本大题共19个小题，每小题 2.5 分，共47.5分。
在每小题给出
的选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.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（）。
( D )
A.
B.
C.
D.
2.
( A )
A.0
B.
C.
3.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势（）。
( A )
A.都减小
B.不变
C.基波电势不变，谐波电势减小
4.
( C )
A.
B.
C.
D.
5.
( B )
A.
B.
C.
D.无法确定。
6.
( B )
A.2极
B.4极
C.6极
D.8极
7.
( A )
A.25％的转子铜耗
B.75％是转子铜耗
C.75％是输出功率
D.75％是全机械功率
8.同步发电机的额定功率指（）。
( D )
A.转轴上输入的机械功率
B.转轴上输出的机械功率
C.电枢端口输入的电功率
9.
( C )
A.交轴电枢反应
B.直轴去磁电枢反应
C.直轴去磁与交轴电枢反应
D.直轴增磁与交轴电枢反应
10.同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（）。
( B )
A.漏阻抗较大
B.短路电流产生去磁作用较强
C.电枢反应产生增磁作用
D.同步电抗较大
11.一台串励直流电动机，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（）。
( C )
A.降低
B.保持不变
C.升高
12.一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30？，而励磁电
流及电枢电流不变，则（）。
( A )
A.E a下降30？
B.T下降30？
C.E a和T都下降30？
D.端电压下降30？
13.一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是
（）。
( C )
A.改变原动机的转向
B.改变励磁绕组的接法
C.改变原动机的转向或改变励磁绕组的接法
14.
( B )
A.
B.
C.
15.
( A )
A.
B.
C.
16.
( C )
A.不变
B.转速降低到原来转速的0.5倍
C.转速下降
( A )
A.每极合成磁通
B.所有磁极的总磁通
C.主磁通每极磁通
D.以上都不是
18.一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（）。
( C )
A.变大
B.不变
C.变小
19.一台并励直流电动机运行时励磁绕组突然断开，则（）。
( C )
A.电机转速升到危险的高速
B.保险丝熔断
C.上面情况都不会发生
三、判断题。
本大题共21个小题，每小题 2.5 分，共52.5分。
1.三相感应电动机的起动电流和起动转矩都与电机所加的电源电压成正比
(错误)
2.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
(正确)
3.交流电机励磁绕组中的电流为交流量
(错误)
4.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都减小了
(正确)
5.交流绕组连接时，应使它所形成的定、转子磁场极数相等
(正确)
6.电角度为p倍的机械角度
(正确)
7.交流绕组的绕组系数均小于1
(正确)
8.五次谐波旋转磁势的转向与基波旋转磁势转向相同
(错误)
9.相绕组的脉振磁势不可分解
(错误)
10.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
(错误)
11.要想得到最理想的电势，交流绕组应采用整距绕组
(错误)
12.三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，起动电流就越小
(正确)
13.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
(正确)
14.绕线型感应电动机转子回路串电阻调速在空载或轻载时的调速范围很
大
(错误)
15.三相感应电动机的起动电流很大，所以其起动转矩也很大
(错误)
16.负载运行的凸极同步发电机，励磁绕组突然断线，则电磁功率为零
(错误)
17.同步发电机的功率因数总是滞后的
(错误)
18.一并联在无穷大电网上的同步电机，要想增加发电机的输出功率，必
须增加原动机的输入功率，因此原动机输入功率越大越好
(错误)
19.改变同步发电机的励磁电流，只能调节无功功率
(错误)
20.同步发电机静态过载能力与短路比成正比，因此短路比越大，静态稳
定性越好
(错误)
21.同步发电机电枢反应的性质取决于负载的性质
(错误)
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