电机学习题集+答案

电 机 学 习 题 集备注：作业时抄写题目，题与题之间空一行。

绪论和第一章：磁路1-1：简述右手螺旋法则，左手定则和右手定则，以及电磁感应定律。

1-2：简述什么是磁路、磁动势、磁路的基尔霍夫第二定律。

假定作用在某段磁路上的磁动势为HL ，该段磁路磁阻为Rm ，则通过该段磁路的磁通量是多少？1-3：电机中为什么要使用铁磁材料，直流磁路和交流磁路有什么区别？1-4：有一闭合磁路，由铁心和气隙组成。

铁心截面积24109m S -⨯=，磁路平均长度m l 3.0=，铁心磁导率05000μμ=Fe ；气隙长度m 0005.0=δ，气隙截面积按1.1S 计算。

套装在铁心上的励磁绕组500匝，问电流0.5A 时，磁路中磁通为多少？作用在铁心磁路和气隙上的磁动势分别为多少？70104-⨯=πμH/m 。

第二章：变压器2-1：简述变压器的组成。

变压器的最基本组成是什么？2-2：什么是变压器的额定容量、额定电压和额定电流？2-3：什么是变压器的主磁通？什么是变压器的漏磁通？主磁通的大小主要取决于哪些因素？2-4：单相变压器计算1）一台单相变压器，S N =20000kVA,U 1N /U 2N =127kV/11kV ，50Hz ，高压侧开路，在低压侧施加额定电压并进行测量，测得电流45.5A ，损耗47kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的激磁阻抗参数(实际值)。

(k=11.5455,Rm=3026Ω,Xm=32083Ω)2）上述变压器，低压侧短路，在高压侧施加一电压使电流达到额定电流，进行测量，测得电压9.24kV ，损耗129kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的短路阻抗参数(实际值)。

(I1N=157.48A,Rk= 5.202Ω,Xk=58.44Ω)3）上述变压器，利用简化等效电路计算该变压器满负荷时的负载阻抗大小，额定功率因数cos φ=0.8（按负载电流滞后电源电压计算）。

(Z 总=645.08Ω+j483.81Ω，Z L =639.8Ω+j425.4Ω)2-5：什么是时钟表示法，组号表达了变压器的什么性能？说明联结组别Yd11的含义。

2-6：三相变压器，额定容量5000kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Yd 连接，计算1）一、二次侧的额定电流；288.7A,458.2A2）一、二次侧的额定相电压和额定相电流。

5.774kV ，6.3kV ，288.7A,264.6 2-7：变压器的并联运行条件是什么？2-8：2-4中变压器，满负荷运行时，cos φ=0.8，利用简化等效电路，利用标幺值计算该变压器的电压调整率。

(Zb=806.4Ω,4.86%)第三章：直流电动机3-1：简述直流电动机结构。

什么是直流电动机的励磁方式？直流电动机有哪些励磁方式？ 3-2：什么是直流电动机的额定功率、额定电压和额定电流？3-3：什么是直流电动机的电枢反应，电枢反应对直流电动机什么性能有影响？3-4：一台并励直流电动机，额定功率2.6kW，额定电压110V，额定电流28A，额定转速1470r/min，电枢总电阻Ra=0.15Ω，励磁电阻R fN=140Ω。

计算该电动机额定运行时的电动势和电磁转矩。

(If=0.7857A,Ia=27.21A,Ea=105.9V,Ω=153.94r/min,Te=18.719N.m)3-5：一台他励直流电动机，额定功率P N=22kW，额定电压U N=220V，额定电流I N=115A，额定转速n N=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω，忽略空载转矩T0和电枢反应的去磁作用。

计算电机特性1．C eΦN和理想空载转速；0.139,1583r/min2．固有机械特性斜率；0.5423．额定电磁转矩；152.7N.m4．电动机带恒转矩负载T L=0.85T N运行时的电机转速；15135. 电枢串1.5Ω电阻时的人为特性（理想空载转速和曲线斜率）；1583r/min.8.67143-6：直流电动机参数如3-5，进行起动参数计算1．直接起动时的电流和电磁转矩；2200A,2920N.m2．限制起动电流在2I N时，电枢串电阻值；0.8565Ω3. 限制起动电流在2I N时，电压值；23V3-7：直流电动机参数如3-5，电机在额定状态下运行，进行调速计算1．电枢串1Ω电阻，转速为多少；673r/min2．电压为100V，转速为多少；637 r/min3．欲把转速调至1000 r/min，电枢串电阻值。

0.604Ω4．欲把转速调至800r/min，电压值。

122.7V3-8：直流电动机参数如3-5，负载为位能性恒转矩负载（数值上等于额定电磁转矩），以-200r/min下放重物，计算电枢回路串电阻大小？1.能耗制动运行方式；0.1417Ω2.倒拉反转制动运行方式。

2.0548Ω第四章：交流绕组4-1：两导体（A，B）位于四极交流电机定子上，沿转子旋转方向，A超前B 10°（空间机械角度），则这两导体电动势相位差为多少，如果把这两导体首尾相连组成一个线圈，则该线圈电动势与导体A电动势相位关系如何，用向量图说明。

4-2：交流绕组A位于四极交流发电机定子上，电机转速1400r/min，绕组中感应正弦电动势，则电动势频率为多少？46.67Hz4-3：单相交流绕组中通交流电，产生的磁动势性质如何？对称三相交流绕组中通三相交流电，产生的磁动势性质如何？4-4：三相交流电机（50 Hz）,当该电机分别为2极、4极、6极和8极时，该电机中旋转磁场的转速分别为多少？(3000,1500,1000,750r/min)第五章：三相异步电动机5-1：简述三相感应电动机的结构。

笼型转子与绕线型转子有什么区别？5-2：一台50Hz感应电动机，额定转速730r/min。

则该电机极对数和同步转速为多少？电机额定运行时的转差和转差率又为多少？当电机转速降低时，电机的转差和转差率分别如何变化？(4,750r/min,20r/min,0.0267)5-3：感应电机为什么功率因数总是滞后的？感应电机负载增大时，定子电流为什么会增大？5-4：一台三相四极的绕线型感应电动机（50Hz），电机转速1470r/min，则转子电动势和转子电流频率为多少，转子磁动势相对转子转速为多少，相对定子的转速又为多少？(1Hz,30r/min,0r/min)5-5：一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率10kW ，额定电压380V ，Y 接，电机转速1450r/min ，定子每相电阻R 1=1.33Ω，漏抗x 1σ=2.43Ω，转子电阻归算值R 2’=1.12Ω，漏抗归算值Ω=4.4'2σx ，不计激磁回路，计算电机运行时的定子相电流。

(s=0.0333,Z=34.93 + j6.83,6.16A)5-6：一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率10kW ，额定电压380V ，额定转差率0.032，定子每相电阻R 1=1.33Ω，转子电阻归算值R 2’=1.12Ω，激磁电阻R m =7Ω，额定运行时的定子相电流I 1=11.47A ，转子相电流归算值I 2’=10.02A ，激磁电流I m =3.917A ，机械和杂散损耗共计200W ，试计算该电机的电磁功率、输入功率和效率？(Pe=10542W,Pcu1=525W,PFe=322W,P1=11389W,P Ω=10205W,P2=10000W,87.8%)5-7：写出感应电动机电磁转矩的三种表达式。

1）电磁功率表达；2）总机械功率表达；3）主磁通、转子电流和转子的内功率因数表达。

5-8：转子电阻对感应电机的Te-s 曲线有什么影响？适当增大转子电阻对感应电机的起动电流、起动转矩有什么影响？5-9：什么是感应电动机的工作特性？当负载增大时，这些特性如何变化？5-10：试述笼型感应电动机的起动和调速方法？绕线型感应电动机在起动和调速时有什么独特的方法？第六章：同步电机6-1：简述同步电机隐极和凸极转子有什么特点？6-2：同步发电机空载运行时，激磁电动势E 0都与哪些因素有关？与励磁电流之间是什么关系？6-3：一台汽轮发电机，额定容量15000kV A ，额定电压6.3kV （Y 接），额定功率因数cos φ=0.8（滞后），同步电抗标幺值为1.968，不计磁饱和与电枢电阻，则额定负载时发电机的激磁电动势E 0为多少？（U=3634V ,I N =1374.6A,9783V ）6-4：有一台额定容量70000kVA 、额定功率60000kW 、额定电压13.8kV （星形连接）的三相水轮发电机，交、直轴同步电抗的标幺值分别为X d *=1.0，X q *=0.7,试求额定负载时发电机的内功率因数角Ψ0、功率角δ、激磁电动势E 0*（不计磁饱和和定子电阻）。

（φ=31°，54.8°,23.8°,Id *=0.8171,1.7321）6-5：同步发电机单独负载运行和与电网并联运行时，性能上有什么差别？简述原因。

6-6：投入并联的同步发电机应满足哪些条件？如何调节发电机向电网传送的无功功率？ 6-7：简述直流电动机、异步电动机和同步电动机的各有什么特点？6-8：某工厂电力设备所消耗的总功率为2400kW ，cos φ=0.8（滞后），今添置一台功率为400kW 的同步电动机，cos φ=0.8（超前），试计算添置设备后，工厂的总有功功率、总无功功率和功率因数分别为多少。

(2800kW,1500kVar,S=3176kVA,0.8816)。