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电机学变压器经典习题及答案

第二章变压器

一、填空：

1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V

上，则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变）答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。

2. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度，励磁电流，励磁电抗，漏电抗。

答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。

3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1），

（2），（3）。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。

4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ，空

载电流将，空载损耗将。

答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。

5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为。答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。

6. ★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，铁耗将。答：减小，减小。

7. 变压器的副端是通过对原端进行作用的。答：磁动势平衡和电磁感应作用。

8. 引起变压器电压变化率变化的原因是。答：负载电流的变化。

9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流

将，变压器将。答：增大很多倍，烧毁。

10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。

答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免。答：电压波形畸变。

12. 变压器副边的额定电压指。答：原边为额定电压时副边的空载电压。

13. ★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组。答：采用d 接。

14. 通过和实验可求取变压器的参数。答：空载和短路。

15. 变压器的结构参数包括，，，，。

答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。

16. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为。答：1。

17. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为，仅和一侧绕组交链的磁通

为。答：主磁通，漏磁通。

18. ★★变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是。答：自耦变压器。

19. 并联运行的变压器应满足（1），

（2），（3）的要求。答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（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。

20. 变压器运行时基本铜耗可视为，基本铁耗可视为。答：可变损耗，不变损耗。

二、选择填空

1. ★★三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下， cos 越高，则。

A ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越高，

B ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低，

C ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低，

D ：副边电压变化率Δu 越小，效率η越高。

答：D

2. ★一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为。 A ： 808.3A ， B: 56A ， C: 18.67A ， D: 32.33A 。答：C

3. 一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，

那末原边的励磁阻抗标幺值是。

Ａ：１６, Ｂ：１６００, Ｃ：０.１６。

答：A

4. ★★变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗1X ，副边漏抗2X 和励磁

电抗m X 将。

Ａ：不变，

Ｂ：增加１０% ，

Ｃ：减少１０% 。（分析时假设磁路不饱和）

答：A

5．相电力变压器磁势平衡方程为。 A ：原，副边磁势的代数和等于合成磁势 B ：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C ：原，副边磁势算术差等于合成磁势答：B

6．电压与频率都增加5℅时，穿过铁芯线圈的主磁通。

A 增加

B 减少

C 基本不变答：C

7．升压变压器，一次绕组的每匝电势二次绕组的每匝电势。

A 等于

B 大于

C 小于答；A

8．三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的电压。

A 空载线

B 空载相

C 额定负载时的线

答：A

9．单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为。

A 正弦波

B 尖顶波

C 平顶波答：A 10．

★★变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10℅，则1X ，2X 及m X 的大

小将。

A ：1X 和2X 同时减少10，m X 增大

B ：1X 和2X 同时减少到0.81倍, m X 减少

C ：1X 和2X 同时减少到0.81倍，m X 增加

D ：1X 和2X 同时减少10℅，m X 减少

答：B 11． ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流

将，变压器将。

A ：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热有烧坏危险答：C ，F 12．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:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。答：B 13． ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免。

A ：线电势波形放生畸变；

B ：相电势波形放生畸变；

C ：损耗增大；

D ：有效材料的消耗增大。答：B 14． ★变压器原边匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将。

A ：不变

B ：增加约10%

C ：减小约10% 答：B 15．三相变压器的变比是指———之比。

A ：原副边相电势

B ：原副边线电势

C ：原副边线电压答：A 16．磁通ф，电势е正方向如图，W 1匝线圈感应的电势e 为。

A ：d Ф/dt

B ：W 1d Ф/dt

C ：-W 1d Ф/dt

答：C 17． ★变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗铜耗。

A ：大于

B ：小于

C ：等于答：A 18． ★两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗分配。

A ：大小成反比

B ：标么值成反比

C ：标么值成正比答：B 19． ★将50Hz 的变压器接到60Hz 电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗；

空载电流；接电感性负载设计，额定电压变化率。 A 变大 B 变小答：B ，B ，A 20． ★★当一台变压器的原边匝数比设计少10%（副边匝数正常）则下列各值的变化为：

磁通；σ1X ；σ2X ；m X ；U 20 I 0 。 A ：变大 B ：变小 C ：不变

答：A ，B ，C ，B ，A ，A 21．

★★一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并

联运行。

A ．能

B ．不能

C ．不一定

D ．不改接也能答：A

22． ★一台 50Hz 的变压器接到60Hz 的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流

将。

A,增加 B,减小 C ，不变.

答：B

23．变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压。

A,呈上升趋势； B,不变， C,可能上升或下降

答：C

24．★单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流。

A,增大； B，减小； C,不变。

答：A

25．一台单相变压器额定电压为220/110V。Y/y-12接法，在高压侧作短路实验，测得的短路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为。

A:0.06 ， B：0.03 ，

C：0.12 ， D：0.24 。

答：A

三、判断

1.变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加。（）答：对

2.电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载和空载时感应电势

E为常数。（）1

答：错

3.变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。（）答：错

4.★变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。（）答：错

5.★变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等。（）答：错

6.★变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r1很小，因此电流很大。（）答：错

7.变压器空载和负载时的损耗是一样的。（）答：错

8.变压器的变比可看作是额定线电压之比。（）答：错

9.只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。（）答：对

10.不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。（）答：错

11. ★★一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能经过改接后作并联运行。

（）答：对

12. ★一台 50HZ 的变压器接到60HZ 的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将减小。（）答：对

13. ★变压器负载成容性，负载增加时，副边电压将降低。（）答：错

14. ★变压器原边每匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将不变。（）答：错

15. ★★联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。

（）答：错

四、简答

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 m ，产生励磁磁动势f m ，在铁芯中产生交变主磁通φm , 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

d N

e m

φ1

1-=、dt

d N

e m

φ2

2-=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。

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 φ1

1-=、dt d N e φ

22-=可知2

211N 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1

1N U

增大，所以1

2N 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。

3. 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35mm 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。为了减少铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。

4. 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。

绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。

分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。

油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。

绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。

5. 变压器原、副方额定电压的含义是什么？

答：变压器一次额定电压U 1N 是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。

6. ★为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载

和负载时激励各磁通的磁动势？

答：由于磁通所经路径不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理

区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质磁路闭合。

2．在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。

3．在性质上，主磁通磁路饱和，φm 与i m 呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，φ

1σ

与i 1呈线性关系。

4．在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出，

起传递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。空载时，

有主磁通m Φ 和一次绕组漏磁通σ1Φ ，它们均由一次侧磁动势10

F 激励。负载时有主磁通m Φ ，一次绕组漏磁通σ1Φ ，二次绕组漏磁通σ2Φ 。主磁通m Φ 由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即21F F F m +=激励，一次绕组漏磁通σ1Φ 由一次绕组磁动势1F 激励，二次绕组漏磁通σ

2Φ 由二次绕组磁动势2F 激励。 7. ★变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？

答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。

性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。

大小：由磁路欧姆定律m

m R N I 1

Φ，和磁化曲线可知，I 0 的大小与主磁通φm , 绕组匝数N 及磁路磁阻m R 有关。就变压器来说，根据m fN E U Φ=≈11144.4，可知，1

44.4fN U m =

Φ，因此，m Φ由电源电压U 1的大小和频率f 以及绕组匝数N 1来决定。

根据磁阻表达式m l

R A

μ=可知，m R 与磁路结构尺寸l ，A 有关，还与导磁材料的磁导率μ

有关。变压器铁芯是铁磁材料，μ随磁路饱和程度的增加而减小，因此m R 随磁路饱和程度的增加而增大。

综上，变压器空载电流的大小与电源电压的大小和频率，绕组匝数，铁心尺寸及磁路的饱和程度有关。

8. ★变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为

什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？

答：要从电网取得功率，有功功率供给变压器本身功率损耗，即铁心损耗和绕组铜耗，它转化成热能散发到周围介质中；无功功率为主磁场和漏磁场储能。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。

9. 为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？

答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。

10. ★试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，

它们是否是常数？

答：激磁电抗是表征铁心磁化性能和铁心损耗的一个综合参数；漏电抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。

激磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频率一定时是常数。

11. 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r 1很小，为什么空载电流I 0不

大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？答：因为存在感应电动势E 1, 根据电动势方程：

)()(11001010010111σ

σσjX R I Z I R I X I j jX R I R I E E U m m m ++=+++=+--= 可知，尽管1R 很小，但由于励磁阻抗m Z 很大，所以0I 不大.如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不

感应电动势，即01=E ，01=σE ，因此电压全部降在电阻上，即有11/R U I =，因为1R 很小，所以电流很大。

12. ★★变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激

磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响？答：根据m fN E U Φ=≈11144.4可知，1

44.4fN U m =Φ，因此，一次绕组匝数减少,主磁

通m Φ将增加，磁密A

B m

m Φ=

，因A 不变，m B 将随m Φ的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率Fe μ下降。因为磁阻A

R Fe m μ=

，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律m

m R N I Φ= 10，当线圈匝数减少时，励磁电流增大。又由于铁心损耗3

.12f B p m Fe ∝，所以铁心损耗增加。励

磁阻抗减小，原因如下：电感m

m m R N R i i N N i N i L 21001100100=

?=Φ=ψ=，激磁电抗m

m m R N f L X 2

12πω==，因为磁阻m R 增大，匝数1N 减少，所以激磁电抗减小。设减少匝数前后匝数分别为1N 、'1N ，磁通分别为m Φ、'm Φ，磁密分别为m B 、'm B ，电流分别为0I 、'

0I ，磁阻分别为m R 、'm R ，铁心损耗分别为Fe p 、'Fe p 。根据以上讨论再设)1(11'>Φ=Φk k m m ，同理，)1(11'>=k B k B m m ，)1(22'>=k R k R m m ，)1(313'1<=k N k N ，

于是03

211321'

I k k k N k R k k N R I m m m m =Φ=Φ=。又由于3.12f B p m Fe ∝，且m Fe r I p 2

0=（m r 是励磁电阻，不是磁阻m R ），所以m m m m Fe Fe r I r I B B p p 20'2'022''==，即 m m r k r k k k 23'22212

1=，于是，12

3'22=m

m r k r k ，因12>k ，13

，显然，励磁电阻减小。励磁阻抗 m m m jx r z +=，它将随着m r 和m x 的减

小而减小。

变比将减小。

13. ★★如将铭牌为60Hz 的变压器，接到50Hz 的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、

铁损、漏抗及电压变化率有何影响？

答：根据m fN E U Φ=≈11144.4可知，电源电压不变，f 从60Hz 降低到50Hz 后，频率f 下降到原来的（1/1.2），主磁通将增大到原来的1.2倍，磁密m B 也将增大到原来的1.2

倍，磁路饱和程度增加，磁导率Fe μ降低，磁阻m R 增大。于是，根据磁路欧姆定律

m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将增大。

再由3

.12f B p m Fe ∝讨论铁损耗的变化情况。 60Hz 时，3.12f B p m Fe ∝

50Hz 时，3.12

')2

.11

(

)2.1(f B p m Fe ∝ 因为，14.12.12

.12.17.03.12

'===Fe Fe p p ，所以铁损耗增加了。

漏电抗σσσπωfL L X 2==，因为频率下降，所以原边漏电抗σ1X ，副边漏电抗σ2X 减小。又由电压变化率表达式

()

]sin cos )[()sin cos (2*

2*12*2*1*2*2**????σσX X R R I X R I U k k +++=+=?可知，

电压变化率U ?将随σ1X ，σ2X 的减小而减小。

14. ★变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写

出它们的表达式，并写出电动势平衡方程？

答：一次绕组有主电动势1E ，漏感电动势σ

1E ，一次绕组电阻压降11r I ，主电动势1E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势σ1E 由一次绕组漏磁通σ1Φ 交变产生。一次绕组电动势平衡方程为)(11111jX R I E U ++-= ；二次绕组有主电动势2E ，漏感电动势σ

2E ，二次绕组电阻压降22R I ，主电动势2E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势σ2E 由二次绕组漏磁通σ2Φ 交变产生,二次绕组电动势平衡方程为)(2

2222jX R I E U +-= 。 15. 变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？

答：空载时的励磁磁动势只有一次侧磁动势100N I F F m ==，负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧的合成磁动势，即2

1F F F m +=,也就是221110N I N I N I +=。 16. ★试说明磁势平衡的概念及其在分析变压器中的作用。

答：磁势平衡就是在变压器中，当副边有电流产生时，2I 使得整个磁势减小22I N ，那么原边就要增加1I ，试2211I N I N =?，这就是磁势平衡。在分析变压器中，可据此从一个已知电流求出另一个电流，并知其电磁本质。

17. 为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？变压器实际

负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别？为什么？

答：因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其它损耗。

18. ★★变压器的其它条件不变，仅将原、副边线圈匝数变化±10％，试问对σ1X 和m X 的影

响怎样？如果仅将外施电压变化±10％，其影响怎样？如果仅将频率变化±10％，其影响又怎样？

答：因为σσπ12112Λ=fN X ，11144.4U fN E m ≈Φ=，所以当原、副边匝数变化±10％时，σ1X 变化±20％。

由于N 变化±10％，而U 不变，使m Φ变化 10％。又因为m m fN X Λ=212π，磁通m Φ变化±10％时m Λ由于饱和影响，m Λ变化±k ％，所以m X 的变化大于±20％。

将外施电压变化±10％时，m Φ也将变化 10％，使σ1X 不变，m X 的变化大于 10％。这是因为m Φ变化 10％，由于磁路饱和影响，m Λ变化大于 10％。

如果将频率变化±10％，f X ∝σ1，所以σ1X 变化±10％，而f 变化±10％，则因为U 不变，使m Φ变化 10％。同样使m X 的变化大于±10％。

19. 变压器空载时，一方加额定电压，虽然线圈（铜耗）电阻很小，电流仍然很小，为什么？

答：因为一方加压后在线圈中的电流产生磁场，使线圈有很大的自感电势（接近额定电压，比额定电压小），所以虽然线圈电阻很小，电流仍然很小。

20. ★一台Hz 50的单相变压器，如接在直流电源上，其电压大小和铭牌电压一样，试问此时

会出现什么现象？副边开路或短路对原边电流的大小有无影响？（均考虑暂态过程）答：因是直流电，变压器无自感和感应电势，所以加压后压降全由电阻产生，因而电流很大，为

1R U N

。如副边开路或短路，对原边电流均无影响，因为Φ不变。 21. ★变压器的额定电压为220/110V ，若不慎将低压方误接到220V 电源上，试问激磁电流

将会发生什么变化？变压器将会出现什么现象？

答：误接后由m fN E U Φ=≈144.4知，磁通增加近一倍，使激磁电流增加很多（饱和时大于一倍）。此时变压器处于过饱和状态，副边电压440V 左右，绕组铜耗增加很多，使效率降低、

过热，绝缘可能被击穿等现象发生。

22. ★★一台Y/?连接的三相变压器，原边加对称正弦额定电压，作空载运行，试分析：

（1）原边电流、副边相电流和线电流中有无三次谐波成分？

（2）主磁通及原副边相电势中有无三次谐波成分？原方相电压及副方相电压和线

电压中有无三次谐波成分？

答：（1）由于原方Y 接，三次谐波电流无通路。所以原边电流没有三次谐波成分。副边三角形接，相电流中有三次谐波成分，而线电流中没有三次谐波成分。

（2）主磁通中有三次谐波，原副方相电势中也有三次谐波成分。原方的相电压中有三次谐波成分，副边相电压及原副方线电压中均无三次谐波成分。 23. ★变压器有载运行时，变比是否改变?

答：变压器的变比2

21E E N N k =

，不论空载还是有载，其匝数比是不会改变的。不过在测量变压比时，应在空载时测出原、副边电压1U 和2U 。计算出来的K 值更准确。有载时历测副边电压2U 较2E 相差较大，K 值就不准确。 24. 变压器的有功功率及无功功率的转换与功率因数有何关系？

答；变压器的额定容量一定时，视在功率N S 一定，功率因数2cos ?由负载而定。当2

cos ?较低时，变压器输出的有功功率小，无功功率大，当负载的功率因数高，例如全部带照明负载，则2cos 1?=，变压器输出的全部是有功功率。

25. ★励磁电抗m X 的物理意义如何？我们希望变压器的m X 是大还是小好？若用空气心而不

用铁心，则m X 是增加还是降低？如果一次绕组匝数增加5％，而其余不变，则m X 将如何变化？如果一次、二次绕组匝数各增加5％，则m X 将如何变化？如果铁心截面积增大5％，而其余不变，则m X 将大致如何变化？如果铁心叠装时，硅钢片接缝间存在着较大的气隙，则对m X 有何影响？

答：激磁电抗是表征铁心磁化性能和铁心损耗的一个综合参数

m X 大好；用空气心，m X 下降。N 1增加5％，Φm 降低，则m X 增加，

Λ==m

N L m X m 21ωω；若N 1，N 2各增加5％，m X 仍然同上，增加；铁心面积增加5％，

则Λm 增加5％（大致），所以m X 约增加5％，叠装时硅钢片接缝间存在着较大δ，则m X 降低。

26. ★★有三台单相变压器，一、二次侧额定电压均为220/380V ，现将它们联结成Y ，d11

三相变压器组（单相变压器的低压绕组联结成星形，高压绕组接成三角形），若对一次侧分别外施380V 和220V 的三相电压，试问两种情况下空载电流I 0、励磁电抗m X 和漏抗σ1X 与单相变压器比较有什么不同？答：三相变压器，Y ，d11

（1）一次侧加380V ，2201=φU V ，

每台单相变压器的U 1＝220V ，与原来的空载运行一样。所以I 0、m X 与σ1X 均不变。

（2）一次侧加220V ，则1273/2201==φU V

即每台单相变压器的一次侧所加电压为127V<220V ，所以此时的I 0降低，m X 增加，σ

1X 不变。

五、计算

1. ★将一台1000匝的铁心线圈接到110V ，50Hz 的交流电源上，由安培表的读数得知

A I 5.01=，W P 10

1=，把铁心抽去后电流和功率为100A 和10kW 。假设不计漏磁，试求：(1) 两种情况下的参数；

(2) 磁化电流和铁耗电流； (3) 两种情况下的相同最大值。解：（1）有铁心时： Ω===

2205

.0110

11I U Z m Ω===

405.010221

I P R m Ω=-=-=96.19540220222

2m m m R Z X

取出铁心后：

Ω===

1.1100110

10I U Z m

Ω=?==

110010102

10I P R m

Ω=-=-=458.011.12

220

200m m m R Z X (2) 有铁心时磁化电流

A Z X I I m m 4454.0220

.1955.01

1=?==μ 铁耗电流

A Z R I I m m Fe 091.0220

5.01

=?== 当铁心取出后电流的有功分量

A Z R I I m m A 91.901

.11

10000'

0=?== 空载电流的无功分量

A Z X I I m m W 64.411

.1458.010000'

=?== (3) 有铁心时线圈感应电势111E U U I Z =-≈ 根据m fN E Φ=44.4得有铁心时磁通的最大值

Wb fN U fN E mF 31104955.01000

5044.411044.444.4-?=??=≈=

当无铁心时感应电势

'1000.45845.8E =?=V

所以无铁心时磁通最大值

Wb fN E m 3'0

102063.01000

5044.48.4544.4-?=??==Φ 2. ★有一台单相变压器，额定容量100N

S =kVA ，原副边额定电压

126000

230

N N

U U =

V ，50N f =Hz 。原副线圈的电阻及漏抗为Ω=32.41R ，Ω=0063

.02R ，Ω=9.81σX ，Ω=013.02σX 。

试求：（1）折算到高压边的短路电阻k R ，短路电抗k X 及阻抗k Z ；

（2）折算到低压边的短路电阻''k R ，短路电抗''k X 及阻抗'

'k Z ；

（3）将（1）、（2）求得的参数用标么值表示；

（4）计算变压器的短路电压百分比u k 及其分量u kr ，u kx 。

（5）求满载及（超前）滞后）8

.0cos ,(8.0cos ,1cos 222===φφφ等三种情况下的电压变化率,u ?并讨论计算结果。

解：（1）折算到高压边的短路阻抗

1226.087N N

U k U =

Ω=?+=+=+=61.80063.0087.2632.42221'

21R k R R R R k Ω=?+=+=+=75

.17013.0087.269.82221'21σσσσX k X X X X k Ω∠=+=+= 12.6473.1975.1761.8j jX R Z k k k

（2）折算到低压边的短路阻抗

Ω=+=+=01265.00063.0087.2632

.42221'

'R k R R k Ω=+=+=0261.0013.0087

.269.82

221'

'σσX k X X k

Ω∠=+=+= 12.64029.00261.001265.0'

'''j jX R Z k k k (3) 1116.67N N

N S A I

U =

22434.78N N

S A I U == 1116000

359.9316.67

N N

N U Z I =

=Ω 222230

0.529434.78

N N N

U Z I =

=Ω

所以 0239.093

.35961

.81===

N k k Z R R

0493.093

.35975

.171===

N k k Z X X 0548.093

.35973

.191===

N k k Z Z Z 0239.0529.001265.02''''===*

N k k

Z R R 0493.0529

.00261.02''''===*

N k k

Z X X 0548.0529

.0029.02''''===*

N k k

Z Z Z (4 ) 短路电压百分值

%39.2%1000239.0%100=?=?=*

K kr R u %93.4%1000493.0%100=?=?=*K kx X u %48.5%1000548.0%100=?=?=*K k Z u

（5）当满载，功率因数1cos 2=φ时变压器的电压变化率

39.2)010239.0(%

100)sin cos (2*2*=+?=?+=?φφk k X R u

当满载，8.0cos 2=φ滞后时，6.0sin 2=φ

%100)sin cos (2*2*?+=?φφk k X R u

%87.4%100)6.00493.08.00239.0(=??+?=

当满载，8.0cos 2=φ超前时，6.02-=φsis

%100)sin cos (2*

?+=?φφk k X R u

%046.1%100)6.00493.08.00239.0(-=??-?=

对于电压变化率，当1cos 2=φ即阻性负载时电压变化率较小，当负载为感性时，电压变化率大，当负载为容性时，负载时的端电压可能高于空载时的端电压。

3. ★一台单相变压器，已知Ω=19.21R ，Ω=

4.151σX ，Ω=1

5.02R ，Ω=964.02σX ，，

Ω=1250m R ，Ω=12600m X ，匝876

1=N ，匝2602=N ，当8.0cos 2=φ滞后时，副边电流A I 1802=，V U 60002=。

试求：(1) 用近似等效电路和简化等效电路求11I U 和，并将结果进行比较; (2) 画出折算后的矢量图和T 形等效电路。

解：（1）变压器变比

37.3260

876

21===

N N k 所以 Ω===

193.037.319.2221'

'1k R R Ω===357.137.34.15221'

'1k X X σσ Ω===16.11037.3125022'

'k R R m

m Ω===96.110937.3126002

'k X X m m 用近似等效电路计算时，以2

U 作参考向量 V U 060002

∠= A I 67.361802

-∠= 所以

j j j Z Z I U U 7.208.630716.298708.6300)964.015.0357.1193.0(87.3618006000)(2

''122''1∠-=--=+++?-∠-∠-=+--= A j I Z U I 9.14106.18467.3618096.110916.1107.208.63072''1''1''1

∠=-∠-+∠=-= 故

V U k U 7.221250)7.208.6307(37.3''1

1∠-=∠-?== A k I I *∠=∠==9.14163.5437

.39.14106.184''11

用简化等效电路计算时，仍以2

U 作参考向量

)(2

''122''1Z Z I U U +--= ＝6307.08 2.7?-∠ V

A I I 67.361802

''1-∠-=-= 所以 V U k U 7.221250)7.208.6307(37.3''1

1∠-=∠-?== A k I I *∠=∠==13.14342.5337

.313.143180''11 用两种等效电路计算结果相差很小。U 相同，I 略变。

（2）

4. ★一台单相变压器，KVA S N 1000

=，kV U U N

N 3.660

21=，Hz f N 50=，空载及短路实验的结果如下：

试计算：（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假定2'

21k R R =

=，2

21k X X X ==σσ （2）画出折算到高压边的T 型等效电路；（3）计算短路电压的百分值及其二分量；

（4）满载及8.0cos 2=φ滞后时的电压变化率及效率; （5）最大效率。

解：（1）空载实验可以得到折算到高压边的参数 0

I U k

Z m = ，而k ＝60/6.3＝9.524

所以

Ω=?

=k Z m 577.561

.106300

524.92 Ω=?==k I P k R m 446.41

.105000524.9222002

Ω=-=k R Z X m m m 402.562

根据短路实验得到折算到低压边的参数

Ω=?===

=5.3015.15214000

222

21k k k I P R R R Ω=?==

86.21315

.1523240

k k k I U Z Ω=-==5.102)2

(

21k k R Z X X σσ 2

1111 3.6N N

N N

N U U k Z S I =

==Ω 所以 235.16.3446.41*

===

N m m Z R R 667.156

.3402.561*

===

N m m Z X X 3311*

2*110472.810

6.35

.30-?=?==

=N Z R R R 2

11*2*1108472.210

6.35.102-?=?==

=N Z X X X σσσ （2）折算到高压的T 型等效电路

（3）%69.1%1000169.0%100=?=?=*

K kr R u

%69.5%1000569.0%100=?=?=*

K kx X u %94.569.569.12222=+=+=kx kr k u u u

(4) 电压变化率

%77.4)%6.069.58.069.1(sin cos 22=?+?=+=?φφkx kr u u u

此时，

211'57.138N N u kV U U U =-??=

而

211'16.667N N N

S A I I U ≈=

所以 kW COS I U P 3.952

8.0667.16138.572'

2'22=??==φ 故 kW P I I P P P k k

N 24.974)(

1021=++= 则 21

952.3

100%100%97.75%974.24

P P η?=

?==

（5）达到最大效率时，kW p p cu Fe 5000== 所以 A R p I k cu 05.961

5000

2===

543.067

.1605

.91'2*2

===N I I I

所以

19.98%100)14000543.050008.010*******.014000

543.050001(%

100)cos 1(2

322*202*

20max =??++????+-=?+++-

N k

P I P S I P I P φη 5.★一台220/110V 、50Hz 的空心变压器。参数如下：Ω=02.01R ，10.036H L =（原线圈

自感），10.00036H L σ=；Ω=005.02R ，20.009H L =（副线圈自感），20.00009H L σ=，

试求（1）原副线圈的漏抗和变压器的激磁电抗；（2）画出T 型等效电流，将各数值标在等效

电机学试题及答案

电机学试题及答案 Revised as of 23 November 2020

《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cosφ 2 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U 1=330V，W 1 =700匝，为获得 U 2=220V，U 3 =11V，应使W 2 = 匝，W 3 = 匝。若已知绕组W 1 开路， ì 3=10∠100A，忽略励磁电流，则ì 2 = 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。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。

三、（27分）一台三相电力变压器额定容量S=1000 kVA，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=+，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=Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到

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 ； 41m17 10.55 5.83610A wb 10004100.0075 π-= ==????l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+?=l ， 220.050.100.005m =?=A ； 42m27 20.30 4.77510A wb 10004100.005 π-= ==????l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+?=l ， 230.050.050.0025m =?=A ； 43m37 30.309.54910A wb 10004100.0025 π-= ==????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

1_电机学试题部分答案

1、励磁直流电动机与异步电动机同轴，分别接电网且直流电机电枢电流为0，增大直流电机励磁，则直流电机作发电机运行，机组转速将 ↓ 。同轴→不会两个同为发电机/同为电动机直流电机做发电机，则异步做电动机，给直流电机提供转矩带动转轴转动，直流电机负载增加，n ↓。电枢电流为0 →Ea=U 增大励磁电流，Ea ↑，＞U 发电机运行；减小励磁电流，Ea ↓，＜U ，电动机运行 2、交流电机电枢和频率恒定，空载时电枢损耗将为铁耗。 3、励磁直流电动机与同步电动机同轴，分别接电网且同步电机电枢电流为0，减小直流电机励磁，则直流电机作电动机运行，增大同步电动机励磁，则同步电机作调相机运行。 4、交流电机气隙磁场相对定子转速n1，相对转子转速n2，电磁转矩Tem ，则转子转速为 n1-n2 ，定子侧电磁功率为，转子侧总机械功率为。 5.同步电机的主要运行状态有：发电机，电动机和调相机。同步电机的转子绕组可以经滑环和电刷外接直流电源励磁，也可以采用换流器永磁励磁方式。 6.与无穷大电网并联的同步发电机，若电枢电流无直轴分量，则电枢电压U > 励磁电势Ef*，若励磁磁动势Ff 与电枢磁动势Fa 空间相位相差50°，则直轴电枢反应性质是助磁。 7.同步发电机欠励时向电网输出容性无功功率。异步电动机则从电网吸收感性无功功率。因此同步发电机通常运行在功率因数滞后的励磁状态。 8.测定同步发电机的空载特性和短路特性时，若转速降为额定的百分之八十，则相同来励磁电流时的空载特性将 E0降为80% ，短路特性将不变 (因为短路电流也降为80%）。 9.利用灯光黑暗法（直接接法）将同步发电机投入电网并联运行时，发现三组指示灯同时忽明忽暗，表明电网侧和发电机电压的频率不同，需要调节原动机转速。 10.相同结构尺寸，电压，频率和容量的三相异步电机，转子采用深草与普通鼠笼结构相比，启动转矩将 ↑（起动电流↓），原因是深槽式集肤效应使Rst ↑ 。 11.异步电机由额定状态减小负载，效率将 ↓ ，功率因数将减小。 6012em n T π60 )21(2em n n T -π

电机学模拟试题含答案)

一、单项选择题 1、一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那么原边的励磁阻抗标幺值是（）。（Ａ）１６；（Ｂ）１６００；（Ｃ）０.１６。 2、三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（）电压。 A 空载线 B 空载相 C 额定负载时的线 3、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差α为（）。（A ）15°；（B ）30°；（C ）45°；（D ）60°。 4、单相绕组的基波磁势是（）。 (A) 恒定磁势；（B ）脉振磁势；（C ）旋转磁势。 5、同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性80.cos =?，则其电枢反应的性质为（）。（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。二、填空题 1、变压器主要结构部件是（）和（）。 2、一台单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路时，测得A I 20=，W P 200=；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得=0I （）A ，=0P （）W 。 3、交流电机的电角度与机械角度的关系是（）。 4、同步发电机电枢反应的性质取决于（）时间向量的相位差。 5、同步发电机外功率因素角?定义为（）之间的夹角，内功率因素角0ψ为（）之间的夹角。 6、同步发电机内功率因素角?=00ψ时，电枢反应的性质为（）电枢反应，此时电磁转矩将对转子产生（）作用。三、名词解释 1、电角度 2、每极每相槽数 3、槽距角 4、分布因数四、简述题

电机学_考试试卷及答案四套..

电机学考试试卷A卷一、填空题（每空1分共40分） 1 构成电机主磁路的主要材料为，其磁导率远远真空的磁导率，并且随磁路饱和程度的增加而。 2 一台额定频率为50Hz的变压器，接于60Hz、6/5倍变压器额定电压的电网上运行，则磁路的饱和程度，激磁电流，激磁电抗，漏电抗，铁耗。（填增大、减小或不变） 3 一台三相变压器，额定电压为6000/380V，Y，d联接，其变比为；如果把原边匝数减少10%，外加电压仍为6000V，此时变压器的副边开路相电压为（忽略漏阻抗压降）。 8 电流互感器副边绝对不允许，电压互感器副边绝对不允许。 9 一台三相同步发电机，极对数为2，定子总槽数为36，双层绕组，则每对极下每相绕组包括个线圈组，每个线圈组由个线圈串联组成，一相绕组的最大可能并联支路数为。 10 采用、分布绕组可以削弱绕组电动势与磁动势的高次谐波分量，改善其波形。为了同时削弱5、7次谐波分量，对于双层绕组，应选取节距等于倍极距。 11 三相同步发电机，定子三相对称绕组流过三相对称电流，则其每相绕组产生的磁动势性质为磁动势，而三相绕组的基波合成磁动势性质为磁动势。 12 分析同步发电机电枢反应的性质，可以采用图。 13 从时间概念而言，同步电机功率角是。 14 同步发电机并网运行。若原动机不做调节而调节励磁电流，则同步发电机的输出有功功率、输出无功功率；若励磁电流不做调节而调节原动机则同步发电机输出有功功率、输出无功功率（填改变或不变）。 15 变压器的正序电抗负序电抗；同步电机的正序电抗负序电抗（填大于、

小于或等于）。二、作图题（共30分） 1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T ”型等效电路，标注其电阻、电抗参数，并说明其物理意义。（10分） 2 指出下图所示三相变压器各相原副绕组同名端，并做相量图判断其联接组标号。（10分） 3 一台并联于无限大电网的隐极同步发电机，调节其励磁电流而原动机不做调节，做出此时的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹（忽略电枢电阻与饱和）。（5分） 4 一台凸极同步发电机，已知其X d *＝1、X q *＝0.8、U*=1、I*=1、功率因数角φ＝90o，做出其电动势相量图，并标注d 、q 轴以及励磁电动势相量的具体数值（不考虑磁路的饱和并忽略电枢电阻）。（5分）三、计算题（共30分） 1 一台三相变压器， S N =25kV A ，U 1N /U 2N =6/0.4kV ，阻抗电压u k =4%，额定负载时的短路损耗p kN =300W ， Y ，y0联接， (1) 求短路参数的有名值及标么值；（7分） (2) 负载电流为额定电流的0.6倍且负载为纯电阻性质，求此时的电压调整率。（3分） 2 两台额定电压相同的变压器并联运行，已知：S NI =3000kV A ，u KI =5%；S NII =3000kV A ， u KII =10%。 (1) 总负载为3000kV A 时，两台变压器的负载分别是多少？（2分） (2) 为了不使任一台变压器过载，两台变压器的最大总输出容量是多少。（3分） 3 一台三相交流凸极同步发电机，额定电流100A ，Y 接法，极对数p=3，双层绕组，每相绕组串联匝数为100匝，同步转速1000转/分钟，基波绕组因数0.9456，三次谐波绕组因数 0.578，空载情况下气隙基波与三次谐波每极磁通量分别为1Φ=0.197Wb 、3Φ=0.003Wb ，忽略其它高次谐波分量。 (1) 求基波感应电动势的频率；（1分） (2) 空载情况下，求每相绕组基波感应电动势与三次谐波感应电动势的有效值；（2分） (3) 在三相绕组通过三相对称额定电流情况下，求三相绕组合成基波与三次谐波磁动势的幅值。（2分） 4 一台三相汽轮发电机数据如下，S N =31250kVA ，U N =10.5kV （Y 接），cos ΦN =0.8（滞后），

电机学模拟试题含答案

电机学模拟试题含答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

一、单项选择题 1、一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那么原边的励磁阻抗标幺值是（）。（Ａ）１６；（Ｂ）１６００；（Ｃ）０.１６。 2、三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（）电压。 A 空载线B 空载相C 额定负载时的线 3、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差α为（）。（A ）15°；（B ）30°；（C ）45°；（D ）60°。 4、单相绕组的基波磁势是（）。 (A)恒定磁势；（B ）脉振磁势；（C ）旋转磁势。 5、同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性80.cos =?，则其电枢反应的性质为（）。（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。二、填空题 1、变压器主要结构部件是（）和（）。 2、一台单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路时，测得A I 20=，W P 200=；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得=0I （）A ，=0P （）W 。 3、交流电机的电角度与机械角度的关系是（）。

4、同步发电机电枢反应的性质取决于（）时间向量的相位差。 5、同步发电机外功率因素角?定义为（）之间的夹角，内功率因素角0ψ为（）之间的夹角。 6、同步发电机内功率因素角?=00ψ时，电枢反应的性质为（）电枢反应，此时电磁转矩将对转子产生（）作用。三、名词解释 1、电角度 2、每极每相槽数 3、槽距角 4、分布因数四、简述题单相绕组基波磁动势具有什么性质它的幅值等于什么五、计算题 1、设有一台320kVA ，50Hz ，6300/400V ，Yd 连接的三相铁芯式变压器。其空载试验及短路试验数据见下表，试求该变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗的标幺值。 2、一台三相交流电机，定子槽数Q=36，磁极对数p=2，采用双层叠绕组，71=y ，并联支路数a=1，每个线圈匝数20=c N ，每极气隙基波磁通Wb 31105.7-?=Φ，试求每相绕组基波感应电动势的大小。六、作图分析题

电机学考试试题(附答案)

期末考试卷（ A 卷）课程名称电机学考试学期 07-08/3 得分适用专业电气工程及其自动化考试形式开卷闭卷半开卷考试时间长度 120分钟一、填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β= ）___时，变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允许____开路____。

电机学试题答案

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 0.02 ，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0.04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:[]22012112112 2f 2pU m )()(x x r s r s r '+++''π

电机学复习题与答案

一、填空题 1．变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为__主磁通__和漏磁通，其中__漏磁通___不参与变压器的能量传递。 2．他励直流电动机常用的调速方法有：_ 改变电枢回路里的串联电阻；减小气隙磁通；改变电枢端电压U 。 3．鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子串接电抗器起动； Y —起动；自耦减压起动。 4．三相同步电动机通过调节___励磁电流__可调节无功功率。 5．异步电动机的电源电压降低10％，电机的过载能力降低到____80%__________，临界转差率___不变_______，负载不变时，电机的转速将___降低_______。 6．直流电动机常用的调速方法有：电枢控制和磁场控制。 7．变压器负载运行时，二次电流的大小决定着一次电流的大小。 8．削弱齿谐波电动势的方法有斜槽、分数槽（半闭口槽）以及其它措施。 9．单相绕组的磁动势是脉动磁动势；对称三相绕组的磁动势为旋转磁动势。 10．三相感应电动机的调速方法有：改变转差率调速、改变电压调速、变频调速。 11．变压器空载实验选择在__低压侧_____压侧进行，原因是___安全和仪表选择方便。短路实验选择在高压侧压侧进行，原因是安全和仪表选择方便。 12．一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10，则将二次绕组进行归算后，归算前后的二次侧电阻之比为 1：100 ；归算前后的二次侧磁势之比是 1：1 。 13．并励直流发电机自励的三个条件是有剩磁、剩磁与励磁方向相同（电枢和励磁绕组接法正确）、励磁电阻小于临界电阻。 14．一台直流发电机，其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 15．三相感应电动机转子转速为n ，定子旋转磁场的转速为n S , 极对数为p ，则定子电流的交变频率为 60s n p _ ；转子电流的交变频率为 ()60 s n n p 。二、选择题 1、两相对称绕组通以两相对称电流，将产生（ A ）；三相感应电机通以三相对称电流，若一相绕组断线（绕组无中线），将产生脉振磁场。 A 圆形旋转磁场 B 脉振磁场 C 椭圆形旋转磁场 2、一台额定条件下工作在 220V50Hz 的单相变压器，错接在220V60Hz 的交流电源上，则额定负载时的主磁通会（ B ）： A 变大 B 变小 C 几乎不变 3、直流电动机定子励磁绕组中电流为（ A ）： A 直流电流 B 交流电流 C 尖顶波形

电机学考试试题及其答案

电机原理试题及答案（仅供参考）一、填空(每空1分，共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率S N=，则额定转速为n N=_____、额定工作时，将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。 ~ 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了 ___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。 5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距τ＝＿＿＿、每极每相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角α＝＿＿＿。 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 … 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。 10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。》 13. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则 U1应随f1按______规律调节。 14、可用下列关系来判断直流电机的运行状态。当_________时为电动机状态，当________ 时为发电机状态。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。二、判断正误(对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分) 【 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.( ) 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变 3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 - 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大。 >

电机学期末考试试卷大全(附答案)

考试卷（ A 卷）课程名称电机学考试学期 07-08/3 得分适用专业电气工程及其自动化考试形式开卷闭卷半开卷考试时间长度 120分钟一、填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β= ）___时，变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允许____开路____。 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势 ____________波形。设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱

电机学试题及答案(2004~2005第一学期).

一、填空题：（每空1分，共20分） 1．进行并励直流发电机实验时，若电机的电压不能建立，可能的原因有：无剩磁，励磁绕组的极性与电枢绕组的极性相反，励磁绕组的电阻大于临界电阻值。。（并励：励磁绕组与电枢并联） 2．变压器的激磁参数由空载试验测取，短路参数由短路试验测取。 3．变压器并联运行的条件是：1）联结组标号相同，2）额定电压及变比相等， 3）短路阻抗标幺值相等。 4．在交流绕组中，为削弱感应电动势中的5次和7次谐波，可采用短距绕组来实现；为削弱齿谐波电动势，可采用斜槽来实现。 5．直流电动机的调速方法为：1）调压，2）调磁， 3）调电枢回路电阻。 6．有一台三相四极36槽交流电机，第一节距y 1=8，则节距因数k P1=0.985，分布因数k d1=_________，绕组因数k W1=__________。P187 7．直流电机中换向极绕组与电枢绕组相串联。 8．直流电机的电枢反应是指电枢磁场对主极磁场的影响，其结果是：气隙磁场发生畸变和呈去磁作用。 6、1） )2 sin(1πy k p =

考试命题、考试成绩分析表

电机学试题课程代码：02271 一、单项选择题（本大题共18小题，每小题1分，共18分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或均无分。 1．直流并励电动机起动时，励磁回路的调节电阻阻值应置于（） A．任意位置B．中间位置 C．零位置D．最大位置 2．同步电机中参数 d X'表示为（B） A．同步电抗X c B．直轴暂态电抗 C．直轴漏抗D．直轴次暂态电抗 3．并联于大电网上的同步发电机，当电流落后于电压运行时，若逐渐增大励磁电流，则电枢电流（）A．渐大B．减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 4．如果不计定子电阻效应，同步发电机运行在什么条件下有ψ=?（） A．电阻性负载B．电阻、电感性负载 C．纯感性负载D．电阻、电容性负载 5．要增加并联在电网上运行的发电机的有功输出，可以（） A．增加励磁电流使E0增加B．增加原动机的动力因素，使功角增加 C．减小励磁电流使E0减小D．加快原动机转速使n＞n1 6．判断一台同步电机运行于发电机状态的依据是（） A．E0＞U B．? E0滞后于 ? U C．E0＜U D．? E0领先于 ? U 7．三相异步电动机负载增加时，会使（） A．转子转速降低B．转子电流频率降低 C．转子电流产生的磁势对转子的转速减小D．转子电流产生的磁势对定子的转速增加8．异步电动机空载电流比同容量变压器大的原因是（） A．异步电动机的损耗大B．异步电动机是旋转的 C．异步电动机有气隙D．异步电动机的漏抗大 9．三相异步电动机转子转速减小时，转子磁势对空间的转速将（） A．增加B．保持不变 C．减小D．为0 10．三相异步电动机的最大转矩大小（） A．与转子电阻无关B．与电源电压无关 C．与电源频率无关D．与极对数无关 11．转差率为s的异步电动机，其sP em将等于（） A．定子铜耗B．总机械功率 C．机械功率D．转子铜耗 12．三相异步电动机定子通入频率为f1的电流，当转子不动时，其转子频率f2为（）

电机学课后思考题习题答案

《电机学》各章练习题与自测题参考答案第1章思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt d N e φ =可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。 1.2变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。

电机学复习题及答案

一、填空题 1. 变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为主磁通漏磁通，其中漏磁通不参与变压器的能量传递。 2. 他励直流电动机常用的调速方法有：_改变电枢回路里的串联电阻；减小气隙磁通;改变电枢端电压U。 3. 鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子串接电抗器起动 ; Y —起动 ; 自耦减压起动。 4. 三相同步电动机通过调节励磁电流可调节无功功率。 5. 异步电动机的电源电压降低10%,电机的过载能力降低到80, 临界转差率不变，负载不变时，电机的转速将降低_____ 6. 直流电动机常用的调速方法有：电枢控制和磁场控制。 7. 变压器负载运行时，二次电流的大小决定着一次电流的大小。 8. 削弱齿谐波电动势的方法有斜槽、分数槽（半闭口槽）___ 以及其它措施。 9. 单相绕组的磁动势是脉动磁动势;对称三

相绕组的磁动势为旋转磁动势。 10. 三相感应电动机的调速方法有：改变转差率调速、改变电压_____ 调速、变频________ 调速。 11. 变压器空载实验选择在低压侧压侧进行, 原因是安全和仪表选择方便。短路实验选择在高压侧压侧进行,原因是—安全和仪表选择方便。 12. 一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10，则将二次绕组进行归算后，归算前后的二次侧电阻之比为 1 : 100 ;归算前后的二次侧磁势之比是1 : 1 。 13. 并励直流发电机自励的三个条件是有剩磁、剩磁与励磁方向相同（电枢和励磁绕组接法正确）、励磁电阻小于临界电阻。 14 . 一台直流发电机，其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 15. 三相感应电动机转子转速为n定子旋转磁场的转速为,极对数为P,则定子电流的交变频率为上￡；转子电流的交变频率为5s —n）P。

电机学试卷及答案2012年最新消息

《电机学》课程试卷1 一、填空： 1．一台直流电动机，P N =10KW,U N =220V,η=0.86，n N =980r/min ，则额定电流为＿＿＿＿＿＿，额定输出转矩为＿＿＿＿＿＿＿。 2．电机铁心采用0.35或0.5mm 的硅钢片，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2．YY n 联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 4．变压器的空载损耗主要是＿＿＿＿损耗，短路损耗主要是＿＿＿＿＿损耗。 5．选择交流绕组节距时，主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势，故通常采用y 1=＿＿＿＿＿＿。 6. 一台隐极同步发电机并联于无穷大电网，额定负载时功率角θ=200 ，现因外线发生故障，电网电压降为60%*U N ，为使角θ保持在小于250 范围内，应加大励磁，使E 0* 为：E 0* /E 0＿＿＿＿＿＿＿。二、选择题： 1．下列关于直流电动机说法错误的是：（） A 串励电动机不允许空载或轻载运行班次学号：姓名：

B 并励电动机不允许励磁回路开路 C 同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向 D 其它条件不变，仅降低他励电动机电枢端电压，其转速下降 2．在两相对称绕组中分别通入i1=I m sinwt,i2=I m sin(wt+1200)，则此时产生的磁场 A 圆形旋转磁场 B 椭圆形旋转磁场 C 脉振磁场 D 无法确定 3. 三相变压器额定电压为220/110V,Yy12，在高压侧作短路实验测得短路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为（） A 0.06 B 0.03 C 0.12， D 0.24 4．一台50HZ、380V感应电动机，若运行于60HZ、380V 电网上，当输出功率保持不变时，则同步转速及电机实际转速将： A 增大 ,减小 B 增大 ,增大 C减小,减小 D减小, 增大 5．绕线式感应电动机转子回路串电阻起动时，其特点为：（）

《电机学》课后习题答案

《电机学》课后习题答案华中科技大学辜承林主编

第1章导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅钢片。特点：导磁率高。电路：紫铜线。特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片，永磁材料铁氧体稀土钴钕铁硼变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？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，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。闭合铁心μ>>μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问（1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向；（3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。

电机学试题及答案(仅供参考)

《电机学》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

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=0.1 Ω（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。五、（10分）一台三相电机，极对数p=2，三相绕组的有效匝数彼此相等W A K dp1= W B K dp1= W C K dp1=100 匝，通入的电流分别为： i A =1.41Icos(ωt-2400); i B =1.41Icos(ωt-1200); i C =1.41Icosωt; 其中电流有效值I=10A。已知三相绕组轴线顺时针排列，请画出ωt=1500瞬间基波合成磁动势的位置及旋转方向（方法不限），并写出幅值大小。

电机学考试试卷及答案

电机学考试卷（ A 卷）课程名称电机学考试学期得分适用专业电气工程及其自动化考试形式考试时间长度120分钟一、填空题（30分，每空1分） 1．从外形上区分，汽轮发电机是瘦长形，水轮发电机是扁短形。2．同步发电机电枢反应的性质取决于E0与I间的夹角，内功率因数角，ψ。3．同步发电机投入电网并列运行的理想条件有：①相序一致，②电压大小相等，③频率一致，④相角一致。（没有先后顺序之别） 4．并网运行的同步发电机，通过调节输入机械功率可以控制输出的有功功率，通过调节励磁电流可以控制输出的无功功率。 5．同步电机的同步电抗包括两部分，电枢反应电抗对应于电枢电流产生的三相合成磁通，漏抗对应于漏磁通，其中电枢反应电抗的大小与磁路的饱和程度有关。 6．同步发电机的短路特性呈直线形状，此时电枢反应是纯去磁作用。7．同步电机不对称运行时，正序旋转磁场不在转子绕组中感应电势，负序旋转磁场能在转子绕组中感应电势。 8．设I k(1)、I k(2)、I k(3)分别为同步发电机在单相、两相、三相稳定短路时的电流值，则其大小关系为Ik(3)< Ik(2)< Ik(1)。 9．当同步发电机发生突然短路时，其定子电流分量中可能有直流分量，此直流分量产生的原因是维持短路瞬间磁链不变，其大小会（会、不会）衰减。 10．直流电机的电枢绕组从结构特点上看是闭合绕组，当直流电机运行时，电枢的每个绕组中感应的是交变电势，通过电刷和换向器的作用，在电机外表现的是直流电势。 11．直流电机的电枢反应对主磁场的影响主要有：①使每极磁通有所减小，②磁场分布发生畸变。共 5 页第 5 页

12．直流电动机的调速方法主要有：①改变电源电压，②改变励磁电流，③电枢回路串电阻。其中第 3 种调速方式效率最低。（对应于串电阻调速效率最低）二、分析题（40分，每题10分） 1．比较下列情况下同步电机的稳定性，并说明理由：（1）当有较大的短路比和较小的短路比时；（2）在过励状态下或在欠励状态下运行时；（3）在轻载状态下或在满载状态下运行时。答：关键1——指出电机的稳定性与电机运行时的功角有关，功角越小，电机稳定性越好。关键2——写出电机的功角关系式P = E0 U sinδ/ Xs （1分）（1）短路比较大，则对应于同步电抗值越小，在相同负载及其他条件下，对应的功角越小，电机稳定性越好；（3分）（2）过励状态相比与欠励状态，励磁电流大，因此对应的空载电动势E0大，在相同负载及其他条件下，对应的功角越小，电机稳定性越好；（3分）（3）轻载即输出有功功率小，因此对应的功角小，电机稳定性好。（3分） 2．试分析下列情况下，同步电机的转子电流中有没有交流分量：（1）同步运转，定子电流三相对称且有稳定值；（2）同步运转，定子电流有稳定值，但三相不对称；（3）稳定异步运转；（4）同步运转，定子电流突然变化。答：（1）定子电流三相对称，则仅有正序分量，其旋转速度为同步速。电机以同步速旋转，则定子磁场与转子励磁绕组没有相对运动，没有运动电动势；定子电流有稳定值，即定子磁场幅值不变，则转子绕组中亦没有变压器电动势。因此，此时转子绕组中无交流分量。（2）定子电流三相不对称，则可以分解出正序分量和负序分量，负序分量产生负序旋转磁场，其运动速度为同步速，方向与转子运动方向相反，则与转子绕组有2倍同步速的相共 5 页第 5 页

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