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电机复习

电机拖动复习题：

直流电机（重点：直流他励和并励电机拖动计算）

2-2 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？

2-2提示：

直流发电机：电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢感应电动势和电枢电流方向相同；

直流电动机：电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢感应电动势和电枢电流方向相反；

运行时直流电机的感应电动势大于电枢端电压为发电运行状态；感应电动势小于电枢端电压为电动运行状态

2-3 一台Z2 直流电动机，其额定功率PN＝160千瓦；额定电压UN＝220伏，额定效率ηN = 90 % , 额定转速nN =1500转/分，求该电动机的额定电流？

2-3提示：

直流电动机：PN=UN·IN·ηN

2-4 一台Z2 直流发电机，其额定功率PN＝145千瓦；额定电压UN ＝230伏，额定转速nN =1450转/分，求该发电机的额定电流？

2-4提示：

直流发电机：PN=UN·IN

2-5 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式Ta＝CN φN Ia 中的φN应是什么磁通。

2-5提示：

直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。φN 应该是每极合成磁通。

问答题：

2-7 并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什么？

2-7提示：

并励直流电动机的起动电流IQ=UN/Ra(Ra电枢回路总电阻)；正常工作时电枢电流决定于实际负载。

2-8 试验时如果分别要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？

2-8提示：

对于直流电动机的电枢电流或励磁电流方向，两者只能改变其一。

2-9 并励直流电动机在运行时若励磁绕阻断线，会出现什么后果？

2-9提示：

这时电动机的磁通仅为剩磁。空载时电动机的转速急速上升；负载时电动机的转速降至零且电枢电流急速上升。

分析依据：机械特性方程式的一般表达式为2

d em

e e T U R n T C C C ∑

-ΦΦ 空载时：0d

e U n C =

负载时：电磁转矩a T em I C T Φ=小，无法拖动负载；0=n ，因而0=a E ,此时电枢电流

/a d st i U R i ∑==很大；

2-10 一台并励直流电动机，PN= 96千瓦，UN ＝440伏，IN ＝255安，IfN ＝5安，nN ＝500 转/分，电枢回路总电阻Ra ＝0.078 欧。试求：

（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定电流时的电磁转矩；

（3）当Ia ＝0 时电机的转速；（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻0.1 欧而达稳定时的转速。

2-10提示：

（1）电动机的额定输出转矩TN=9.55PN/nN （2）Tem=CT ΦNIa 求得： Ia=IN-IfN ；

Ce ΦN=(UN-IaRa)/nN ,

在额定电流时的电磁转矩Tem=CT ΦNIa=9.55Ce ΦNIa

（说明：电枢的感应电势a e E C n =Φ，em T a T C I =Φ，解题的关键在于利用这两公式计算出Ce Φn ；无rf 已知条件，则忽略接触电压的影响，电枢回路总电阻已经包含其影响。）

图3—30 他励直流电动机等效电路及参考方向

图中：22d a a a c a a e c U E I R U I R C n U =++?=+Φ+?（电动机惯例标注参考方向，且计及接触电阻影响）

（3）当Ia ＝0 时电机转速为：n0=UN/Ce Φn （即空载状态）

（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻RW=0.1W 而达稳定时的转速为：n=(UN-IaRa-IaRW)/Ce Φn

2-14 他励直流电动机的铭牌数据：

PN=1.75千瓦,UN=110伏,IN=20.1安,nN=1450转/分，Ra = 0.57欧。试计算：（1）固有特性曲线方程；（2） 50%额定负载时的转速；

（3）转速为1500转/分时的电枢电流值。 2-14提示：

（1）固有特性曲线T-n ：（空载点和额定运行点决定特性曲线）

Ce ΦN =(UN – INRa)/nN = 0.068 （a e E C n =Φ） CT ΦN = 9.55Ce ΦN = 0.649

n0 = UN/ Ce ΦN = 1618转/分（a e E C n =Φ） TN = CT ΦNIN = 13牛·米由图可知其固有的特性方程为：

n = n0 - R T /(CeCT ΦN2) = 1618 – 12.9T ，

或 n = n0 - RaIa/(Ce ΦN) = 1618 – 8.38Ia 提示：（2d em

e e T U R n T C C C ∑

-ΦΦ, 02e T N

RT n n C C =-Φ，a T em I C T Φ=）（2）T =50% TN

因T= CT ΦNIa ，Ia = 50% IN = 50% ╳ 20.1 = 10.05安

则 n = 1618 – 8.38 ╳ 10.05 = 1538.8转/分（由机械特性计算）（3） n = 1500转/分时

1500 = 1618- 8.38 Ia

Ia = (1618 – 1500)/8.38 =14.1 安（由机械特性计算）

[例4—5] 一台他励直流电动机额定数据如下: V U N 220=，A I N 116=，

kW P N 22=，Ω=174.0a R , min /1500r n N =，用这台电动机来拖动升起机构。求:

(1) 在额定负载下进行能耗制动，欲使制动电流等于N I 2，电枢回路中应串接多大制动电阻?

(2) 在额定负载下进行能耗制动，如果电枢直接短接，制动电流应为多大?

(3) 当电动机轴上带有一半额定负载时，要求在能耗制动中以800/min r 的稳定低速下放重物，求电枢回路中应串接多大制动电阻? 解:

(1) 根据直流电机电压方程a N a N R I E U +=，额定负载时，电动机的电势

)(8.199174.0116220V R I U E a N N a =?-=-=

能耗制动时，电枢电路中应串入的制动电阻

)()2()(0b a N a b a a a R R I E R R I E +?-+=++= )(687.0174.0116

.1992Ω=-?--=---

=a N a b R I E R (2) 如果电枢直接短接，即0b R =，则制动电流

)(5.688174

.08

.119A R E I a a a -=-=-

= 此电流约为额定电流的6倍，由此可见能耗制动时，不许直接将电枢短接，必须接入一定数值的制动电阻。

(3) 求稳定能耗制动运行时的制动电阻

a N N N e a N a N R I n C R I E U +Φ=+=

133.01500

.199==-=

ΦN a N N N e n R I U C

因负载为额定负载的一半，则稳定运行时的电枢电流为N a I I 5.0=，把已知条件代入直流电机能耗制动时的电势方程式，得

0()(0.5)()00.133(800)(0.5)()1.66()

a a a

b e N N a b N a b b E I R R C n I R R I R R R =++=Φ+?+=?-+?+=Ω

变压器

1. 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。 2. 变压器二次额定电压的含义是什么？

答：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。

3. 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：

)()(11.0.

01.

01.00.

10.

11.

jx r I Z I r I x I j jx r I r I E E U m m m ++=+++=+--=σ

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。

4. 试绘出变压器“T ”形等效电路，说明各参数的意义。答：“T ”形等效电路：

r 1 ，x 1——一次侧绕组电阻，漏抗

r 2’, x 2’ ——二次侧绕组电阻，漏抗折算到一次侧的值 r m , x m ——励磁电阻，励磁电抗

5．变压器空载电流很小，为什么空载合闸时会很大（即出现激磁涌流）？

答：空载合闸时磁通出现瞬变过程。由于暂态分量的存在，使铁心磁通大约可达稳态磁通的2倍。于是磁路过于饱和，根据磁化曲线的饱和特性，此时的激磁电流将达正常稳态空载电流的数十至近百倍，称为励磁涌流。

r 1 x 1 r

’ x ’ 'L Z

3-4三相变压器有哪些标准组别，并用位形图判别之。

答：标准组别有Y ，yn0，YN, y0, Y ，y0，Y ，d11， YN ，d11 标准组别接线及位形图分别为：见图示但是：

无论是Y ，yn0、YN, y0还是 Y ，y0，位形图都有是一样的

无论是Y ，d11还是 YN ，d11，位形图也是一样的。

Y ，yn0 YN,y0 Y ,y0

接线：

位形图

Y,d11 YN,d11

接线：位形图

A a

c b

· · ·

A B C · · ·

a b c 0

· · ·

A B C

· · ·

a b c

· · · · · ·

A B C a b c

· · · A B C · · ·

a b c B Aa

c b · · · A B C · · ·

a b c O

3-9 Y/Δ接线的三相变压器，三次谐波电动势能在Δ中形成环流，而基波电动势不能在Δ

中形成环流，为什么？

答：三次谐波电动势大小相等，相位互差360o ，即相位相同，因此在d 中能够形成环流。而基波电动势大小相等，相位互差1200，任一瞬间三相电动势代数和恒等于0，因而不能

在d 中形成环流。

三相异步电动机

机械特性的参数表达式

''2

'22211

3132em R pI R s T I s f π==Ω ()'2

2'2'

2111232em R pU

s T R f R X X s σσπ=????+++??

???????

（8—3） T s -曲线，如图8—1所示。

图8—1 三相异步电动机的T

s -曲线

'm s = （8—6）

临界转差率仅与电动机的参数有关，与转子回路的电阻'

2R 成正比，因此改变转子回路电阻，可以改变产生最大转矩时的转差率m s 。当绕线式异步电动机转子回路串入电阻时，m

将变大，当1m s =时，起动转矩st m T T =，达到最大。最大电磁转矩m T 为:

m T = （8—7）

异步电动机的最大转矩m T 与电源电压1U 的平方成正比，与电源频率1f 成反比，但与

转子电阻'

2R 无关。当转子回略串电阻时，虽然m s 变大，但m T 保持不变。

过载能力可以用转矩过载系数T K 表示，即

T N

T K T =

（8—8）稳定运行区域: 异步电动机的机械特性分为以下两个区域。

(a)转差率0~m s 区域。在此区域内转差率s 比较小，em T s ∝ （8—9）

em T 与s ()n 近似成直线关系，该区域是异步电动机的稳定区域，一般情况下异步电

机要求运行在这一区域。只要负载转矩小于电动机的最大转矩，电动机就可以在该区域内稳定运行。

(b) 转差率~1m s 区域。在此区域内转差率1m s ≈，1

em T s

∝

（8—10） em T 与s ()n 近似成反比关系，在该区域为异步电动机的不稳定区域。但水泵、风机

类负载可以在此区域稳定运行。

三相异步电动机的机械特性实用公式:

em m

m m

T s s T s s =+ （8—14）从产品目录中查得的T K 、N n 、p 、N s ，可得9550

N N

P T n =， m T N T K T = （8—15）

(m N T s s K = （8—17）

当三相异步电动机在额定负载范围内运行时0N s s >>，它的转差率小于额定转差率(0.01~0.05N s = )，机械特性实用公式可以简化为：

em m

T T s s =

（8—18） 2m T N s K s = 使三相异步电动机的机械特性呈直线变化关系。

异步电机不在额定工作点上运行，机械特性实用公式照样可以计算。将任一已知点的em T 和s 代入式(8—14)机械特性实用公式，

N m T em T s s K T ??=+??

160f n p

, 1(1)n s n =- , Y 系列异步电机是普通用途的小型鼠笼全封闭、自冷式三相异步电动机。用于金属切削机床、通用机械、矿山机械、农业机械等。

绝缘等级指电机主绝缘所使用的绝缘材料的耐热等级。例如Y 系列小型异步电动机采用B 级绝缘材料，其最高允许工作温度为130℃。

异步电动机定子绕组接法：指额定电压下电动机规定的接线方式。国标规定：Y 系列异步电动机，其额定功率3kW 及以下者采用Y 接法，4kW 及以上者采用Δ接法，以便可选用Y —Δ方式启动。

异步电动机工作方式：指电动机额定状态运行所允许的持续时间。分“连续”（S1）、“短时”（S2）、“断续”（S3）三种，后两种方式指电动机只能短时、间歇地工作。

异步电动机防护等级：指为满足环境要求电动机采取的外壳防护型式，通常有开启式(IP11)、

防护式(IP22)，和封闭式(IP44)等三类。

三相异步电机转子转速与旋转磁场转速间的大小用转差率s 来描述，11

n n

s n -=

，转

差率s 又称滑差，它是描述异步电机运行状态的一个基本量。电机空载时0.5%s <，额定负载时5%s <，所以异步电动机的转子转速总是接近旋转磁场转速的。

三相异步电机主磁通m Φ是定、转子绕组共同交链的磁通，磁路由定、转子铁心、气隙组成。主磁通m Φ从定子开始，经过气隙到达转子，再经过气隙回到定子，形成闭合磁路。主磁通是定、转子间进行能量交换的载体，其磁路磁导受铁心饱和程度的影响。

变压器中不存在机械损耗，也基本上不存在气隙，所以同变压器相比，异步电动机的空载电流10I 在额定电流中所占的比例大得多，例如在小型异步电动机中10I 可达60％的额定电流，

比变压器的2％～10％要高的多。

归算后的异步电机定、转子电路有相同的频率1f ，相同的相数1m ，相同的有效匝数

11w N k ，并且'

E E =，与变压器类似，定、转子两个电路可以联接起来成为一个等效电路，称为T 形等效电路，如图7—20所示。

图7—20 异步电机T 形等效电路

异步电动机运行时em P 、2Cu p 和m P 之间的定量关系为

2::1::(1)em Cu m P p P s s =- （7—43）

从式（7—43）可见，当电磁功率一定时，转差率s 越小，转子回路铜耗越小，总机械功率越大。电机运行时，若s 大，效率一定不高。另外，当异步电机处于电磁制动状态时1s >，即转子铜耗大于电磁功率，故由定子传送到转子的电磁功率都消耗于转子铜耗还不够，还应从轴上输入机械功率去补偿。这里再次说明，异步电机处于电磁制动状态时，从电源和转轴两方面输入功率，而消耗于转子电阻上。

1.Y 系列异步电机是普通用途的小型鼠笼全封闭、自冷式三相异步电动机。

2.绝缘等级指电机主绝缘所使用的绝缘材料的耐热等级。

3.异步电机T 形等效电路：

图7—20 异步电机T 形等效电路

4. 异步电动机运行时em P 、2Cu p 和m P 之间的定量关系为： 2::1::(1)em Cu m P p P s s =-

当电磁功率一定时，转差率s 越小，转子回路铜耗越小，总机械功率越大。电机运行时，若s 大，效率一定不高。

5. 交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的空间位置、转向和转速各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？

答：空间位置：沿气隙圆周旋转。当三相合成基波圆形旋转磁动势转至哪相绕组轴线上，那相电流就最大，绕组由构造决定，电流由运行条件决定。

转速： p

n 601=

，转速与电流频率f 及磁极对数p 有关，p 由构造决定，f 由运行条件决定。

转向：与电流相序有关（与电流相序一致），由运行条件决定。

6. 怎样改变三相异步电动机的转向？

答：改变相序即可改变三相异步电动机的转向。

7. 异步电动机的转差率，在什么情况下转差率为正，什么情况为负，什么情况下转差率小于1或大于1？如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状态？答：当n< n 1时，转差率为正（s>0），n> n 1时转差率为负（s<0）；

当n 1>n>0时，转差率s<1；当0>n>∞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。

8. 异步电动机等效电路中的附加电阻

21r s

s -的物理意义是什么？答：异步电动机等效电路中的附加电阻实为代表机械负载的一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率'

1r s

s I -来等效代替总机械功率。 9. 异步电动机在起动和空载运行时，为什么时候功率因数很低？当满载运行时，功率因数会提高？答：

①起动时：s=1，转子漏抗x 2s =sx 2最大，故转子功率因数cos ψ2较小，因而功率因数1

cos ?就小。 ②空载时，I 1=I 0，供空载损耗有功分量很小，主要用来励磁，属感性无功性

质，因而1cos ?就小； ③满载时，转子电流的有功分量增大(s

r '

2增大)，定子有功分量电

流就增大，因而1cos ?就大。

10.异步电动机轴机械负载增加时，定、转子各物理量怎样变化？答：当机械负载（即负载转矩）增加时，转子转速n 势必下降，转差率1

1n n

n s -=

增大。转子绕组感应电动势(22sE E s =)及电流I 2随之增大，因而转子磁动势F 2增大。

根据磁动势平衡关系，定子负载分量磁动势F 1相应增大，而励磁磁动势F 0基本不变；定子电流I 1随之增大，电动机的输入功率就随之增加。

11. 绕线式异步电动机在转子回路中串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？

答：绕线式异步电动机在转子回路串电阻增加了转子回路阻抗，由式

2'2

'2'2

)

()(x x r r r U I st

st ++++=

可见，起动电流随所串电阻r 2st ’增大而减小，同时提高转子回路功率因数cos ψ2，增大了转子电流的有功分量，从而增大了起动转矩。

12. 深槽和双鼠笼异步电动机在额定电压下起动，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？答：电动机在起动时，n=0，s=1，转子绕组电动势频率最高（f 2=sf 1），此时趋表效应最强烈，

使槽电流分布趋于槽口（双鼠笼转子趋于上笼），相当于槽导体有效截面减小，转子电阻增大（双鼠笼转子，上笼本身截面积又小，电阻大），既限制了起动电流，又增大了起动电阻。

13. 双鼠笼异步电动机两笼之间为什么一定要有缝隙？深槽式异步电动机转子槽为什么要做得深而窄？答：磁通总是以磁阻小的路径闭合，双鼠笼电动机两笼间的缝隙主要是迫使上笼漏磁通路径也交链于下笼（因缝隙的磁阻大），这样交链于下笼的漏磁通比上笼多，下笼就有较大的漏抗，使趋表效应更为明显。

深槽式异步电动机转子，槽越深，交链槽底部的漏磁通就越多，这些漏磁通所经过的截面积就越大，磁阻越小，漏抗就越大。另外槽窄，漏磁通经过槽内部分的长度越短，磁阻越小，故漏抗也越大，因此槽深而窄的结果，均增加槽底部分漏抗，使趋表效应更为明显。

5-9 一台三相异步电动机，P N =4.5千瓦，Y/Δ接线，380/220伏，8.0cos =N ?，8.0=N η，

1450=N n 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1n 及定子磁极对数P ； 3．带额定负载时转差率N s ；解： (1)Y 接时： U N =380V A U P I N

N N N

N 68.108

.08.03803105.4cos 33=????=

η?

△ 接时： U N =220V A U P I N

N N N

N 45.188

.08.02203105.4cos 33=????=

η?

(2) 1

160f n p

磁极对数 07.21450

6060=?==

N n f p 取p=2 同步转速116060501500/min 2

f n r p ?=

== (3) 额定转差率 1115001450

0.03331500

N N n n s n --=

== 5-10一台八极异步电动机，电源频率f=50赫，额定转差率N s =0.04，试求：额定转速N n ；

解： (1) 同步转速 min /7504

60601r p f n =?==

额定转速 1(1)(10.04)750720/min N N n s n r =-=-?=

[例8—2] 一台三相绕线式异步电动机，已知额定功率150N P kW =，额定电压

1380N U V =，额定频率150f Hz =，额定转速1460/min N n r =，过载倍数 2.3T K =。求

电动机的转差率0.02s =时的电磁转矩及拖动恒转矩负载860N m ?时电动机的转速。

解：

根据额定转速N n 的大小可以判断出旋转磁场的转速11500/min n r =。则额定转差率

11150014600.0271500

N n n s n --=

== 临界转差率

((0.0272.30.118m N T s s K ===

额定转矩 150

9550

9550981.21460

N N N P T N m n ===? 当0.02s =时的电磁转矩 22 2.3981.2

743.50.1180.02

0.020.118T N em m m

K T T N m s s s s ??=

==?++

设电磁转矩为860N m ?的转差率'

s ，由实用公式得

'2T N em m m

K T T s s s s =

代入数据得 '

'2 2.3981.2

8600.1180.118

s s ??=

+ （由于定、转子回路阻抗没变，所以m s 不变）

上式是一个二次方程，解得'10.0234s =，'

20.596s =。根据T s -曲线可知，当电机负载转

矩860N m ?小于额定转矩981.2N T N m =?时，对应转差率'

s 也应小于0.027N s =。所以

'20.596s =不合题意舍去。

电机转速为 '1(1)(10.0234)15001465/m i n

n s n r =-=-?=

[例10—1] 一台三相绕线式异步电动机的额定数据是，75N P kW =，1380N U V =，1148N I A =，720/min N n r =， 2.4T K =，2213N E V =，2220N I A =，拖动0.85L N T T =恒转矩负载，要求电动机运行在660/min n r =。计算：（1）若采用转子回路串电阻调速，求每相应串的电阻值；解：（1）转子回路串电阻调速

额定转差率 11750720

0.04750

N N n n s n --=

== 临界转差率

(

(0.04 2.40.183m N T s s K ==?=

转子每相电阻

20.0224R =

=Ω

①在0.85L N T T =时运行在固有特性上的转差率：利用实用转矩公式 2T N em m m

K T T s s s s ?=

+有2

1.0330.03350s s -+=解得

10.0336s =（20.9995s =不合题意）

②在0.85L N T T =，运行与转子回路串电阻的特性上，且660/min n r =时的转差率为：

'11750660

0.12750

n n s n --=

== 转子回路应串电阻 '20.12110.02240.05670.034c s R R s ????

=-=-?=Ω ?

?????

； /

22c R R S R S +=

同步电机

10-1 同步发电机是怎样发出交流电的？

答：同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。

11-3保持转子激磁电流不变，定子电流I=I N ，发电机转速一定，试根据电枢反应概念，比

较：（1）空载；（2）带电阻负载；（3）带电感负载；（4）带电容负载时发电机端电压的大小？为保持端电压为额定值，应如何调节？答：（1）空载时，端电压为空载电动势，即U N =E 0；

（2）和（3）情况下，电枢反应有直轴去磁作用，端电压将下降，低于空载电动势，但带纯感性负载（参看上题等效电路），内功率因数角ψ=900，而带纯电阻负载时的ψ更接近00（见上题），故纯感性负载时的电枢反应直轴去磁作用更强，端电压下降得更多；也可由电路的电动势方程：

t a x I j r I U E 。

。。++=.0分析，

由相量图可见，发电机带上? >00

的负载后，由于电机本身阻抗压降的影响，

使得端电压下降。

（4）种情况由于负载的容抗大于发电机的同步电抗，使内功率因数角ψ<00, 接近-900，所以电枢反应的性质为直轴助磁，使端电压上升，即U>E 0；

综上所述，电压从大到小的顺序为：U 4>U 1>U 2>U 3。

欲保持端电压为额定值，当U> U N 时，应减小励磁电流；当U< U N 时，应增加励磁电流。

12－1 试述三相同步发电机准同期并列的条件？为什么要满足这些条件？怎样检验是否满足？

答：条件是：（1）待并发电机的电压U g 与电网电压U c 大小相等；（2）待并发电机的电压相位与电网电压相位相同；（3）待并发电机的频率f g 与电网频率f c 相等； (4) 待并发电机电压相序与电网电压相序一致；

x I j .

12-4 与无限大电网并联运行的同步发电机，如何调节有功功率，试用功角特性分析说明？答：改变原动机的输出功率或转矩，以改变功率角δ的大小。

见图示：在0－a －m 区域内，改变P 1或T 1，即可改变功率角δ的大小，调节有功

功率P 2.

（1）原工作于a 点，此时P 1=P 2≈P em （忽略Σp ），

功角为δ；（2）当增大原动机转矩T 1，即增大输入功率至P 1’，

由于输出功率瞬时未变，出现功率差额△P=P 1’-P 1, 在相应于功率差额△P 的剩余转矩作用下，转子加速，使功角由δ增至δ’，这时输出功率P 2’也相应增大，直至与输入功率达到新的平衡（P 2’=P 1’），

于是电机就稳定运行在新的工作点a ’点。

12-5用功角特性说明与无限大电网并联运行的同步发电机的静态稳定概念？答：忽略电机的各种损耗。在b 点，em P P =1，em T T =1，当受到某些原因，使功角增大，则em P P >1，em T T >1，功角继续增大，发电机功率越小，电磁转矩越小，运行点离b 点越来越远，最后发电机失步。同理，当某原因使功角减小时，运行点也不能回到b 点。所以在b 点运行时，电机不具有静态稳定性。

在a 点，em

P P =1，em T T =1，当受到某些原因，使功角增大，则em P P <1，em T T <1，功角减小，发电机功率越小，电磁转矩越小，电机能重新回到a 运行点.同理，当某原因使功角减小时，运行点也能回到a 点。所以在a 点运行时，电机具有静态稳定性。

12－7 与无限大容量电网并联运行的同步发电机如何调节无功功率？试用相量图分析说明？

答：调节励磁电流即可调节无功功率的大小。电机输出的无功功率（以隐极机为例）为： t t x U m x U E m Q 2

0cos -=δ，在相量图上可用E 0cos δ―U 来表示，即aU 段，

当增加励磁电流时空载电动势E 0增大，由于调

节励磁电流时有功功率不变化，E 0相量的顶点只能向上移动，达至点E 0’，此时表示无功功率的线段部分变为a ’U 段，说明调节励磁电流即可改变无功功率的输出。

12-8什么是U 形曲线？什么时候是正常激磁、过激磁和欠激磁？一般情况下发电机在什么

P 2P 2

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

电机学主要知识点复习提纲(word文档物超所值)

电机学主要知识点复习提纲一、直流电机 A.主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2.极数和极对数 3.主磁极、励磁绕组 4.电枢、电枢铁心、电枢绕组 5.额定值 6.元件 7.单叠、单波绕组 8.第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9.并联支路对数a 10.绕组展开图 11.励磁与励磁方式 12.空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13.电枢磁场 14.（交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15.反电势常数C E、转矩常数C T 16.电磁功率P em 电枢铜耗p Cua

励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗17.直流电动机（DM ）的工作特性18.串励电动机的“飞速”或“飞车” 19.电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性20.稳定性 21.DM 的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动；启动电流 22.DM 的调速方法：电枢串电阻、调励磁、调端电压23.DM 的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B.主要公式：发电机：P N ＝U N I N (输出电功率) 电动机：P N ＝U N I N ηN (输出机械功率)反电势： 60E a E E C n pN C a Φ==

电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --=DM 的效率：2111 2100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?=?DM 的机械特性：em 2 T j a j a a ) (T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-=. 并联DM 的理想空载转速n 0：二、变压器A.主要概念 1.单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器；干式、油浸式变压器 2.铁心柱、轭部 3.额定容量、一次侧、二次侧 4.高压绕组、低压绕组

电机学期末复习总结要点

《电机学》期末复习材料第三篇交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构：定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为 60 1 pn f = 2、异步电机的结构：定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度：电角度：磁场所经历的角度称为电角度。机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用 τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ① 节距因数： 1 90sin 90)1(cos 11≤?? ? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4=

⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=，定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路数）【练习2】有一双层三相短距绕组，24=z ， 42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组展开图；（2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： )cos(2 1 )cos(21cos cos t x F t x F t x F ωωωφφφ++-= 单相磁势的特

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

电机复习题

了解交直流电机的工作原理；掌握各种低压电器的原理、功能、图形文字符号等等；掌握基本控制电路和典型控制电路等 1 直流电动机的定子主要由______电刷__、______机座___和______端盖____及换向磁极等组成。 2.电动机具有过载保护的电路中，热继电器的热元件应______串联_____在电动机定子绕组____________中，常闭触点应串联在接触器线圈回路______中。 3 直流电动机电枢回路串入电阻时，串入的电阻越大特性曲线越___陡________（平/陡），转速变化率越__大_________。 4.步进电动机的最大缺点是容易失步（引起控制误差）________，特别是在___启动_______和__高频________的情况下，更容易发生。 5 对三相异步电动机调速的方法有：变__电源电压________调速、变_极_______调速和改变转差率调速等。 6.接触器的触点分为____主触点__________和__辅助触点_____________。_主触点___________用来通断大电流的主电路，__辅助触点__________用来通断小电流的控制电路。 7 三相反应式步进电动机的供电方式有三相单三拍、_双三拍_______________和___单双六拍_____________三种工作方式。 8 伺服电动机按电流制的不同可分为_直_____流和__交_____流两种伺服电动机。 9 交流异步电动机按转子结构的不同可分为三相和单项两种。 10 电磁式电器的电磁机构一般由__铁心________、____线圈______和_衔铁_________组成。 11.电气原理图一般有主电路________和_辅助电路_______两部分组成。在电气原理图中各元器件触点的图形符号画法为：图形垂直放置时以__从走往右________的原则绘制；当图形水平放置时以__从上往下________的原则绘制。 12、热继电器是对电动机进行_过载保护______保护的电器；熔断器是用于供电线路和电气设备的__短路______保护的电器。 13 电动机电磁转矩T与转速n方向相同时为电动状态，特性曲线位于第1,3_________象限；T与n方向相反时为制动状态，特性曲线位于第__2,4_________象限。 14 接触器的触点系统按在电路中的功能分有_主__________触点和___辅助________触点，在线圈未通电时触点按其通断状态分为__动断________触点和_常开_________触点。 15.步进电机通过控制__脉冲频率________控制速度；通过控制_脉冲个数___________控制位移量；通过改变步进电机输入脉冲信号的_通电顺序_________，实现步进电机的正反转。 16 当异步电动机的转子转速小于同步转速（n < n0）时，电机处于电动运行状态，当n > n0时，电机处于_____发电_______运行状态。（用发电机或电动机） 17. 调速按平滑性可分为_有极__________调速和__无极________调速两种。 18、笼型异步电动机降压起动控制方式有_定子串电阻______________、_星三角降压启动_______________和__自耦变压器降压启动_____________，采用降压启动的根本目的是_减小启动电流_________________________。 19 电气控制线路图一般都含有_主__________电路和_辅助___________电路两部分。 20.热继电器是对电动机进行_过载______保护的电器；熔断器是用于供电线路和电气设备的__短路__ ____保护的电器。 21.接触器的触点系统按在电路中的功能分有__主______触点和__辅助_______触点。 22. 电器在其线圈没通电状态下，其触点处于接通状态的叫_常闭_______触点，处于断开状态的叫__

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

电机复习资料复习课程

一、判断题（共10题20分，每题2分） 1、三相异步电动机按结构可分笼型、绕线型和电磁型。（×） 2、三相笼式异步电动机直接启动时，其启动转矩为额定转矩的1—7倍。（√） 3、三相异步电动机的调速方法有改变定子绕组极对数调速、改变电源频率调速、改变转子转差率调速三种。（√） 4、三相异步电动机的起动转矩与定子电压的平方成正比关系，与转子回路的电阻值无关。（×） 5、电动机起动时，负载转矩一定小于堵转转矩（√） 6、电动机的绝缘等级，表示电动机绕组的绝缘材料和导线所能耐受温度极限的等级。如 E 级绝缘其允许最高温度为120 摄氏度。（√） 7、异步电动机采用Y- Δ降压起动时，定子绕组先按Δ联结，后改换成Y 联结运行。（×） 8、三相异步电动机转子的转速越低，电机的转差率越大，转子电动势频率越高。（√） 9、串级调速就是利用一个或n个辅助电机或者电子设备串联在绕线式异步电动机转子回路里，把原来损失在外串电阻的那部分能量加以利用，或者回收到电网里，既能达到调速的目的，又能提高电动机运行效率，这种调速方法叫串级调速。（√） 10、三相异步电动机进行堵转试验时，当定子绕组上加额定电压，若流过的电流为额定电流，则说明试验合格。（×）二、选择题（共7题14分，每题2分） 1、双速电动机的变速原理，属于（ c ）。 A、变频调速 B、变压调速 C、变极调速 2、在下列直流电动机中机械特性最硬的是（ A ）。 A、他励 B、并励 C、串励 3、监视电动机运行情况是否正常，最直接、最可靠的方法是看电动机是否出现（ D ）。 A、电流过大 B、转速过低 C、电压过高或过底 D、温升过高 4、某三相异步电动机的额定电压为380V，其交流耐压实验电压应为（ A ）。 A、1760V B、1000V C、500V D、380V 5、三相绕线转子异步电动机的整个起动过程中，频敏变阻器的等效阻抗变化趋势是（ A ）。 A、由大变小 B、由小变大 C、恒定不变 D、不能确定 6、发电机的基本工作原理是：(A)。 A、电磁感应 B、电流的磁效应 C、电流的热效应 D、通电导体在磁场中受力 7、高压电动机常采用（ C ）保护装置作过负荷的保护，常采用（ A ）保护装置作相同短

电机学复习重点整理

第一章变压器 1.变压器基本工作原理，基本结构、主要额定值变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能变换为另一种同频率且不同电压等级的交流电能的静止电气设备，它在电力系统，变电所以及工厂供配电中得到了广泛的应用，以满足电能的传输，分配和使用。变压器的原理是基于电磁感应定律，因此磁场是变压器的工作媒介变压器基本结构组成：猜测可能出填空题或选择题三相变压器按照磁路可分为三相组式变压器和三相芯式变压器两类变压器的型号和额定值

考法：例如解释S9-1250/10的各项数值的含义 2.变压器空载和负载运行时的电磁状况；空载电流的组成、作用、性质。变压器一次侧接到额定频率和额定电压的交流电源上，其二次侧开路，这种运行状态称为变压器的空载运行。变压器空载运行原理图变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行方式，称为变压器的负载运行方式。变压器负载运行原理图实际运行的电力变压器的磁路总是工作在饱和状态下。通过磁化曲线推得的电流波形可以发现：

21 21N N E E =空载电流（即励磁电流）呈尖顶波，除了基波外，还有较强的三次谐波和其他高次谐波。产生主磁通所需要的电流称为励磁电流，用m i 表示；同理产生主磁通的磁动势称为励磁磁动势，用 m F 表示。变压器铁芯上仅有一次绕组空载电流0i 所形成的磁动势0F ，即空载电流0i 建立主磁通，所以空载电流0i 就是励磁电流m i ，即m 0i i = 同理，空载磁动势0F 就是励磁磁动势，即m 0F F =或m 101i N i N = 因为空载时，变压器一次绕组实际上是一个铁芯线圈，空载电流的大小主要决定于铁芯线圈的电抗和铁芯损耗。铁芯线圈的电抗正比于线圈匝数的平方和磁路的磁导。因此，空载电流的大小与铁芯的磁化性能，饱和程度有密切的关系。 3. 变压器变比的定义；磁动式平衡关系的物理含义，用此平衡关系分析变压器的能量传递；变压器折算概念和变压器折算方法，变压器基本方程组、等效电路和相量图在变压器中，一次绕组的感应电动势1E 与二次绕组的感应电动势2E 之比称为变比，用k 表示，即k = 变压器负载运行时，作用于变压器磁路上111N I F ? =和222N I F ? =两个磁动势。对于电力变压器，由于其一次侧绕组漏阻抗压降很小，负载时仍有 m 111fN 44.4E U φ=≈，故变压器负载运行时铁芯中与1E 相对应的主磁通? m φ近似等于空载时的主磁通，从而产生? m φ的合成磁动势与空载磁动势近似相等，即 m 021F F F F ==+ m 1012211I N I N I N I N ? ?? ? ==+

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

《电机设计》(陈世坤)课后习题标准答案(期末复习资料)

电机设计第一章 1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为： ①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。 ③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。

3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据： (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)；直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A和利用系数K A的物理意义是什么？答：C A：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。K A：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？答：主要尺寸关系式为：，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率Pˊ和转速n之比或计算转矩Tˊ所决定；②电磁负荷A和Bδ不变时，相同功率的电机，转速较高的，

电机复习重点(新)

电机与拖动复习题一、填空题： 1、一台三相异步电动机铭牌U N＝1140V，Y接，现采用电源电压660V，能否拖动风机星——三角起动？为什么？ 2、三相异步电动机产生旋转磁场的条件是 3、绕线式异步电动机起动，转子串电阻的目的是。 4、三相异步电动机降低定子电压，则Sm ，Tm ， Tst 。 5、三相对称绕组通入三相对称电流产生磁场。 6、三相绕线型异步电动机制动方式有、、。 7、三相异步电动机根据转子结构的不同可分为________和___________两类。 8、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。 9、一台6极三相异步电动机接于50Hz的三相对称电源，其s=0.05，则此时转子转速为_____ r/min，定子旋转磁通势相对于转子的转速为______r/min。 10、绕线式三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转，最大转矩，临界转差率。 11、异步电动机的制动方法有、、、。 12、直流电机的励磁方有，，，。 13、或均可改变直流电动机转向。 14、当S在_____范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为______________，S 在范围内，运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为________。 15、三相绕线式异步电动机的起动采用________和__________。 16、三相异步电动机降低定子电压,则最大转矩Tm______，起动转矩Tst_____，临界转差率Sm______。 17、按电动机的转子结构不同，可将电动机分为电动机和型电动机两种。 18、直流电动机不能起动，可采用或起动，起动时必须先通往励磁电流。 18、他励直流电动机的起动方法有_______和________两种。 19、直流电机的电枢电动势公式，电磁转矩公式。二、选择题： 1、下列哪些方法可以使三相异步电动机的起动转矩增加： A. 转子回路串适当的电抗 B. 降低电源电压 C. 转子回路串适当的电阻 D.定子回路串适当的电抗 2、电源电压下降,可以使三相异步电动机的 A. 起动转矩减小,同步转速增加,临界转差率增加 B. 起动转矩减小,同步转速减小,临界转差率不变 C. 起动转矩增加,同步转速不变,临界转差率不变

电机2复习资料

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？答空间电角度是指一对主磁极所占的空间距离，称为360°的空间电角度。时间电角度是指感应电动势交变一次所需要的时间为360°的时间电角度。机械角度和电角度之间的关系为：电角度=极对数×机械角度。 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？答采用60°相带法，在单层绕组中，每对极下，必须用两个相带下的槽导体组成一个线圈组（如用A 相带和X 相带的槽导体组成A 相线圈组），也就是每对极只有一个极相组，所以最大并联支路数等于极对数，p a =，而在双层绕组中，每个槽中上下层分开，一个相带下的线圈可组成一个极相组，每对极有二个极相组，所以最大并联支路数可等于极对数的二倍，即p a 2=。 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？答单层绕组采用60°相带，在每对极下，必须用两个相带下的槽导体组成一个极相组，所以对于单层绕组来说，一般它只能组成整距绕组，即使采用短距连接，各线圈的电动势和磁动势并未改变，所以不能削弱谐波。 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？答相带通常指一个线圈组在基波磁场中所跨的电角度。常采用60°相带绕组是因为：（1）分布系数较大；（2）有正负相带而不含偶数次谐波磁动势。 6.5 试说明谐波电动势产生的原因及其削弱方法。答一般在同步电机中，磁极磁场不可能为正弦波，由于电机磁极磁场非正弦分布所引起的发电机定子绕组电动势就会出现高次谐波。为了尽量减少谐波电动势的产生，我们常常采取一些方法来尽量削弱电动势中的高次谐波，使电动势波形接近于正弦。一般常用的方法有：（1）使气隙磁场沿电枢表面的分布尽量接近正弦波形。（1）用三相对称绕组的联结来消除线电动势中的3次及其倍数次奇次谐波电动势。（2）用短距绕组来削弱高次谐波电动势。（4）采用分布绕组削弱高次谐波电动势。（5）采用斜槽或分数槽绕组削弱齿谐波电动势。 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。答短距系数： 2 sin 1) 1(1)1(11π τττy E E K y t y t y == =< 它表示线圈短距后感应电动势比整距时应打的折扣。由于短距或长距时，线圈电动势为导体

电机学复习笔记重点,

1) 电力网：由变压器和不同电压等级输电线路组成的网络。 2) 电力系统：由发电机、电力网（变压器、输电线路）以及用电设备（或生产、输送、分配和消耗电能的各种电气设备），按照一定的规律连接而组成的统一整体。 3) 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在内的系统。 4) 衡量电能的质量指标：电压、频率、波形。 5) 衡量电压质量指标：供电电压允许偏差、电压允许波动和闪变、三项供电电压允许不平衡度 6) 传输功率越大，输送距离越远，则选择越高的电压等级。 7) 接地包括：工作接地、保护接地、保护接零，防雷接地、防静电接地。 8) 中性点接地的方式有：不接地、直接接地、经消弧线圈接地、经电阻接地 9) 中性点接地的作用：保证电气设备在正常或发生故障的情况下可靠工作。 10) 中性点不接地系统发生故障时，接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的电弧。 11) 中性点经消弧线圈接地有三种补偿方式：全补偿，欠补偿，过补偿。其中过补偿最不容易发生谐振。 12) 能源按获得方式分:一次能源和二次能源；按能源本身性质分：含能体能源和过程性能源 13) 核电厂由核系统和设备、常规系统和设备两部分组成。 14) 一次设备：发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。（有W —母线；T1, T2—变压器；QF —断路器；L —电抗器；WL ——馈电钱；CS —同步调相机；TV —电压互感器；TA —电流互感器）注：电流电压继电器不属于一次设备 15) 开关电器中以断路器性能最好，应用最广。 16) 电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路。 17) 有汇流母线的接线：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、旁路母线、一个半断路器 18) 无汇流母线的接线：桥形接线、角形接线、单元接线（注：以上要识图P68） 19) 计算负荷的确定：功率因数：式中，Pc 、 Qc 、 Sc 的单位分别为kW 、kvar 、kV A Ps 为设备容量补偿电容器的容量：补偿后负荷的计算：看P120，例5-3 )cos 3/(3cos /tan 22c ?? ?N c c N c c c c c c c c c S ne U P I U S I P S Q P S P Q P K P ===+===或或2 3030) (11cos P Q αβ?+=30 30)tan (tan P q P Q c C ?='-=α??α2302 303030)(30C C Q Q P S Q Q Q -+='-='

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

电机期末考试复习资料.docx

1.定子三相绕组为Y形接线的异步电动机，若换接成△接线，为什么会烧毁电机？答：当电动机由Y形接线错接成三角形接线后，定子相电压将增加倍。因此电动机铁芯将高度”饱和”，激磁电流分量也将急剧增加，铁损耗也将大大增加，引起铁芯过热。而且负载电流分量与激磁电流分量之和要比额定电流大好几倍。这样在的定子电流将使绕组铜损耗急剧增大，导致严重过热。由于铁芯和绕组均严重过热将使电动机烧毁。 2?单相异步电动机为什么没有启动转矩？主要分哪儿种类型？如何改变单相异步电机的转向？答：从合成机械特性T em=f）可以看出：当转速"0时，电磁转矩r cm=o,亦即运行绕组单独通电时，没有启动转矩，不能自行启动。单相异步电动机可分为电阻分相单相异步电动机和电容分相单相异步电动机（电容启动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容启动运转式单相异步电动机）和罩极式单相异步电动机。改变单相电容运转电动机转向的方法有两种：一是在电动机与电源断开时，在主绕组或副绕组中任意一组的首尾两端换接以改变旋转矽场的方向，从而改变电动机的转向；二是在电动机运转时，将副绕组上的电容器串接于主绕组上，即主、副绕组对调，从而改变旋转磁场和转子的转向。 3.什么叫自转现象？如何消除交流伺服电动机的自转现象？答：在单相异步电动机中，当转子转动起来以后，断开启动绕组，电动机仍然能够转动。如果在交流伺服电动机中，控制绕组断开后，电动机仍然转动，那么伺服电动机就处于“自转” 状态，这是伺服电动机所不能允许的。消除交流伺服电动机自转现象的方法是增加伺服电动机的转子电阻。 4.变压器的额定电压为220/110伏，若不慎将低压方误接到220伏电源上，试问励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E=U=4.44fN（pN知，磁通增加近一倍，使励磁电流增加很多（饱和是大于一倍〉。此时变压器处于过饱和状态，副边电压440V左右，使效率降低，绝缘可能被击穿等现象。 5.单相异步电动机主要分为哪几种类型？简述电容运转单相异步电动机的工作原理。答：单相异步电动机可分为电阻分相单相异步电动机和电容分相单相异步电动机（电容启动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容启动运转式单相异步电动机）和罩极式单相异步电动机。电容运转单相异步电动机的工作原理见P81o 6.直流电动机为什么不能直接启动？如果直接启动会引起什么后果？答：如果他励直流电动机在额定电压下直接启动，由于启动瞬间〃=0、￡a=0,故启动电因为电枢电阻心很小，所以，直接启动电流将达到很大的数值，通常可达到（20?30）/N o过大的启动电流会引起电网电压下降，影响电网上其他用户；使电动机的换向严重老化，甚至会烧坏电动机；同时过大的冲击转矩会烧坏电枢绕组和传动机构。因此，除了个别容量很小的电动机外，一般直流电动机是不允许直接启动的。 7.交流伺服电机有哪儿种控制方法？并分别加以说明。答：幅值控制、相位控制、幅相控制。具体见P90o 8.笼型异步电动机的几种降压启动方法各适用于什么情况？试列出两种方法并说明。

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。

《电机设计》陈世坤)课后习题答案期末复习资料)

3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据： (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)；直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？答：主要尺寸关系式为：δ αAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n

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最新电机学上册复习重点——第2篇变压器

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