上海电力学院电机学期末考试题库交流绕组电动势和磁动势
绕组电势磁势
一、选择
１设同步电机稳定运行时，定子电枢电流产生的旋转磁势相对定子的转速为ｎa ,转子励磁电流产生的旋转磁势相对定子的转速为ｎb ,则： ⑴ｎa ＞ｎb ； ⑵ｎa ＜ｎb ； ⑶ｎa ＝ｎb ； ⑷都有可能，与电机的运行状态有关。
２当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波磁势时，下列那一种绕组是我们应该选用的： ⑴绕组跨距为（４／５）τ； ⑵绕组跨距为（５／６）τ； ⑶绕组跨距为（６／７）τ； ⑷绕组跨距为（７／８）。
３交流绕组每相感应电势公式Ｅ1＝４．４４ｆＮｋw1φ1中的φ1是： ⑴磁通随时间交变的最大值； ⑵一台电机的基波磁通量； ⑶一个极的基波磁通量。 ４公式Ｆ＝１．３５（Ｎｋw1／ｐ）Ｉ1是指: ⑴一相的磁势振幅；
⑵三相一对极的合成磁势振幅； ⑶三相一个极的合成磁势振幅。
５由三相定子绕组基波电流产生的五次空间磁势谐波，它的转速是： ⑴静止不动；⑵是基波磁场转速的１／５； ⑶等于基波磁场转速； ⑷五倍于基波磁场转速。
６由三相定子绕组基波电流产生的七次空间磁势谐波，它产生的磁通切割定子绕组感应电势的频率是：
⑴等于零； ⑵等于基波频率； ⑶等于基频的１／７； ⑷等于基频的七倍。
７三相异步电动机定子绕组做成分布及短距以后，虽然感应电势的基波分量有所减少，但是它带来的优点主要是： ⑴改善了电势的波形； ⑵可以增加某次谐波电势； ⑶可以增加电机的额定转速；
⑷可以改善磁势的波形。
８整数槽双层迭绕组最大并联支路数为ａ
ｍ
，极对数为ｐ，它们之间的关系是：
①ａ
ｍ＝２ｐ；②ａ
ｍ
＝ｐ；③ａ
ｍ
＝０．５ｐ。
①（６０°相带）；②（１２０°相带）
９整数槽单层绕组的最大并联之路数为ａ
ｍ
，极对数为ｐ，它们之间的关系是：
①ａ
ｍ＝２ｐ；②ａ
ｍ
＝ｐ；③ａ
ｍ
＝０．５ｐ。
①（ｑ为偶数）；②（ｑ为奇数）
１０整数槽双层波绕组的最大并联之路数为ａ
ｍ
，极对数为ｐ，最大并联支路数为：
①２ｐ；②ｐ；③２。
①（ｙ＝２τ＋１时）；②（ｙ＝２τ时）
１１单层交流绕组中，每相串联匝数Ｎ
1
同每个线圈的匝数Ｎy ，每极每相槽数
ｑ，极对数ｐ，并联支路数ａ之间的关系是：①２ｐｑＮy ／ａ＝Ｎ
1
；②ｐｑＮy ／
ａ＝Ｎ
1
；
③２ｐｑＮy ａ＝Ｎ
1；④ｐｑＮy ａ＝Ｎ
1
。
１２交流双层绕组中，每相串联匝数Ｎ
1
同每个线圈的匝数Ｎy，每极每相槽数ｑ，极对数ｐ，并联支路数ａ之间的关系是：
①２ｐｑＮy ／ａ＝Ｎ
1；②ｐｑＮ
y
／ａ＝Ｎ
1
；
③２ｐｑＮy ａ＝Ｎ
1；④ｐｑＮ
y
ａ＝Ｎ
1
。
１３三相同步发电机额定运行时，定子基波电势频率为ｆ
1
，转子直流励磁磁势产生的ν次空间谐波磁通，在定子绕组中感应电势的频率为：
①ｆ
1；②νｆ
1
；③ｆ
1
／ν。
二、填空
１有一台三相交流同步发电机，１０极，若转子磁场以６００转／分的转速相对三相绕组旋转，那么绕组中产生感应电势的基波频率为________赫，产生的五次谐波电势频率为__________赫。
①５０②２５０
２有一旋转磁势的表达式为ｆ＝ＦＣＯＳ（７ωｔ＋５ｘ），那么此磁势是由频率为
____________赫的电流所产生，此磁势在空间的转速为____________转／分，此磁势是空间_________次谐波。（设ω＝２πｆ，ｆ＝５０赫，２Ｐ＝４）
①３５０②２１００③５
３在任一瞬间，脉振磁场基波的空间分布是____________，圆形旋转磁场的空间分布是____________，椭圆形旋转磁场的空间分布是____________。
①正弦②正弦③正弦
４一台三角形联接的交流电机的定子绕组，当绕组内有一相断线时，产生的磁势是__________________磁势。
椭园形旋转
５一台三相凸极水轮发电机，有２４个极，接成分数槽绕组，每极每相的槽数ｑ＝５／４，此电机的定子总槽数为________，绕组的分布因数为____________。
６交流电机一般采用短距、分布绕组的原因是
______________________________。
为了改善电势的波形及磁势的波形
７交流绕组三相合成基波磁势的幅值、转向和转速各决定于
___________________________________。
Ｆ
1＝（ｍ
1
／２）０．９（ＮＩ／ｐ）Ｋw
1
，转向和电流的相序有关；ｎ
1
＝６０ｆ
1
／ｐ
８基波脉动磁势和圆形旋转磁势的相互替代关系是
___________________________________。
Ｆcos（ｘ）cos（ωｔ）＝（Ｆ／２）cos（ｘ＋ωｔ）＋（Ｆ／２）cos（ｘ－ωｔ）
９一电机当在不动的转子单相绕组中，通以５０赫电流后，将在定子三相对称绕组中感应电势，今如将定子三相绕组端点短路，此时定子三相绕组中流过的电流产生的合成磁势是________磁势。脉动
１０一台四极三相交流电机，定子５６槽，假如我们希望尽量削弱７次谐波磁势，则绕组节距ｙ应等于______槽。
１１在交流电机中磁势公式ｆ
1
＝Ｆcos（ωｔ）cos（ｘ）＝（１／２）Ｆcos （ｘ－ωｔ）＋（１／２）Ｆcos （ｘ＋ωｔ）的物理意义是：
___________________________________。
一个空间余弦分布且振幅随时间作余弦变化的脉动磁势可以分解为二个幅值大小相等，旋转方向相反的园形旋转磁势，其幅值为脉动磁势幅值的二分之一。
１２三相对称电流流过三相对称绕组时，产生的基波旋转磁势其幅值Ｆ
1
＝
_______________________，它的转向由___________________________，它的转速等于______________，它的振幅的位置和
____________________________________轴线相重合。
①（３／２）０．９（ＮＩ／ｐ）ｋ
w1
②超前电流的相转向落后电流的相
③６０ｆ
1
／ｐ
④电流达到最大值的那一相绕组
１３一台三相四极对称定子绕组，如果接到三相电源，已知电源电压中除基波分量（频率为５０赫）外，还存在五次时间谐波电压分量，那么此五次谐波所产
生的电流，通过此三相绕组将产生空间旋转基波磁势，它的转速为
______________，此磁场在定子绕组中感应电势的频率为______赫兹，所产生的空间旋转五次磁势的转速为__________，此磁势在定子绕组中感应电势的频率为___________赫兹。
①７５００转／分②２５０
③１５００转／分④１２５
１４单相异步电动机加上单相电源，静止时气隙磁场为________磁场，运转时气隙磁场是_______磁场。
①脉振②旋转
１５四极的三相交流绕组有两套完全相同的线圈组，当线圈组间联接线接法ａ＝１时，三相合成磁势为Ｆ
1
，当线圈组间联系接线接法ａ＝２时，三相合成磁势幅值为____________________________________。（设导线额定电流Ｉ不变，全
串联ａ＝１时每相串联匝数为Ｎ
1
）。
(３／２）０．９（Ｎ
1
Ｉ／２ｐ）Ｋw1
１６一台三相电机，本来设计的额定频率为５０赫兹，今通以三相对称而频率为１００赫兹的交流电流，这台电机的合成基波磁势的极对数为
__________________，转速为____________________。
①原来的极对数②原转速的２倍
１７异步电机定子表面在空间相距α电角度的两根导体，它们的感应电势大小__________，相位________________。
①相等②互差α电角度
１８已知一台交流电机的极距按定子槽数计算时等于１０，如果希望绕组组件中完全不包含５次谐波电势，组件的节距应当选为________，在这种节距下，基波电势的短距系数为__________，７次谐波的短距系数为________。
①８②０．９５１③－０．５８７８
三、作图
１在对称两相绕组（两相绕组匝数相同，在空间相隔９０°电角度）中通过对称
两相电流ｉ
a ＝Ｉ
m
ＳＩＮ（ωｔ）,ｉ
b
＝Ｉ
m
ＳＩＮ（ωｔ－９０°），试用作图法证明两相合成
磁势为园形旋转磁势。
２已知相数ｍ＝３，极对数ｐ＝２，每极每相槽数ｑ＝１，线圈节距为整距，画出并联支路数ａ＝１的双层绕组一相展开图，并计算绕组因数。
３已知相数ｍ＝３，极对数ｐ＝２，每极每相槽数ｑ＝１，线圈节距为整距，画出并联支路数ａ＝２的双层绕组一相展开图。
四、计算
１一台三相交流发电机，额定容量为８００千伏安，Ｙ接法，电压为６０００伏，２Ｐ＝６，定子有５４槽，双层绕组，每个线圈４匝，线圈的跨距为１－９槽，并联支路数ａ＝１，求三相绕组通过额定电流时基波，五次、七次谐波磁势的振幅值。
Ｆ
1=９４２８．９安匝／极，Ｆ
5
=６９．７８６安匝／极，
Ｆ7=２１．６３安匝／极
２有一个三相单层同心式绕组，２Ｐ＝２，Ｚ＝２４，属于同一相带的线圈出槽后端接线分别向两侧弯走，若每个线圈的匝数相等，试求：基波绕组系数。
ｋ
w1
＝０．９５７７
３有一台三相５０赫的交流发电机，定子线圈采用双层绕组，极数２Ｐ＝２，每极下
有９个槽，每槽内有１２根导体，线圈节距ｙ
1
=（８／９）τ，每相只有一条支路，
每极总气隙磁通φ＝１．０８３韦伯，磁密波Ｂ（ｘ）＝Ｂ
m1ＳＩＮ（π／τ）ｘ－０．３Ｂ
m1
ＳＩＮ
３（π／τ）ｘ分布，绕组Ｙ型接法，试求：⑴相电势的基波和三次谐波的有效值；
⑵合成相电势以及线电势的有效值；⑶写出合成相电势的瞬时表达式。
①基波相电势９０９０伏，三次谐波相电势１６６５伏;②合成相电势９２４１伏，合成线电势１５７４４伏;③合成相电势瞬时表达式ｅ＝1.414*9090ＳＩＮ(１００πｔ－1.414)*1665ＳＩＮ３００πｔ
４有一三相六极异步电动机，定子有３６槽，每槽导体数Ｎ
y
=３６，三相单层绕组，并联支路数ａ＝１，已知电机所需每极基波空载磁势幅值为３２６安匝／极，求所需三相励磁电流的每相电流值。
Ｉ
m
=３．４７２安
５有一１０００千瓦三相绕线式异步电动机，ｆ
1=５０赫，电机的同步速度ｎ
1
=１８
７．５转／分，Ｕ
N =６０００伏，Ｙ接法，ＣＯＳφ
N
=０．７５，η
N
=９２％，定子为双层绕
组，定子槽数Ｚ＝２８８，线圈跨距ｙ
1
=８槽，每槽内有８根有效导体，每相有两条
支路，已知电动机的励磁电流Ｉ
m =４５％Ｉ
N
，试求三相基波励磁磁势幅值。
Ｆ
m1
＝９６０．６安匝／极
６三相交流电机Ｙ接法，２Ｐ＝２，Ｚ＝４８槽，ｙ1=２０槽，ｑ＝８槽，Ｎ＝４８匝（Ｎ为每相串联匝数），今将一相绕组断开，而将另两相绕组接通电流。求下列情况合成基波磁势的振幅。⑴ｉ＝１４．１４ＳＩＮωｔ安；⑵直流电流１０安。
①Ｆ
1
=６９０．７３安匝／极
②Ｆ
1
=４８８．４９安匝／极
７有一台３８０伏，Ｙ接法，三相，５０赫，６极交流发电机，每极每相槽数为４，单层绕组，每个线圈的匝数为２匝，线圈的跨距为（５／６）τ，设磁极磁场波形为正弦波，求每极磁通。
φ＝０．０４２９８韦伯
８一台三相发电机，每极有１２槽，双层绕组，绕组节距ｙ1=１０槽，试求：基波、三次、五次谐波之短距因数、分布因数及绕组因数。 Ｋq1＝０．９５８， Ｋy1＝０．９６６， Ｋw1＝０．９２５１， Ｋq5＝０．２０５３，Ｋy5＝０．２５８８， Ｋw5＝０．０５３１， Ｋq3＝０．６５３， Ｋy3＝０．７０７， Ｋw3＝０．４６２
９若一台交流发电机线圈电势的三次谐波，采用短距绕组已被去除，试求五次谐波与七次谐波的短距因数。 ｋy5＝ｋy7＝－０．８６６
１０设在交流电机的定子铁芯上绕有一两相绕组ａ和ｂ，两绕组空间相距６０°电角度，绕组ａ和绕组ｂ的有效匝数之比为１：２。今在绕组ａ中送入一电流ｉa =０．５ＳＩＮ３１４ｔ安，如要获得园形旋转磁势，求在绕组ｂ中应送入的电流的表达式。
ｉb =０．２５ＳＩＮ（３１４ｔ－６０°）
１１一台三相四极交流发电机共有４８槽，绕成双层短距分布绕组，节距ｙ1=（５／６）τ，每相串联匝数Ｎ＝３２匝，ｆ＝５０赫，试求：⑴每极每相槽数及槽距角；⑵基波、三、五、七次谐波的短距因数，分布因数及绕组因数；⑶若每极磁通为０．５４韦伯，而其中φ1:φ3:φ5:φ7=１：０．０５：０．０２：０．０１，求合成相电势值；⑷绕组作Ｙ形联接及作△联接时的线电压值。
①ｑ=4,α=15°电角度;②Ｋq1=0.958,Ｋy1=0.966,Ｋw1=0.9254，Ｋq3=0.653， Ｋy3=0.707, Ｋw3=0.4617, Ｋq5=0.2053， Ｋy5=0.2588, Ｋw5=0.0531，Ｋ
q7
=-0.1576， Ｋy7=-0.2588， Ｋw7=0.0408;③合成相电势为3296.3伏;④Ｙ：
Ｅ＝５６９３．５伏， △：Ｅ＝３２８７．０７伏
１２一台四极３６槽单相异步电动机，定子绕组占有每极四槽，试计算基波与五次谐波的分布因数。
Ｋw1＝０．９２５， Ｋw5＝０．２０９８
１３用三个等值线圈Ａ－Ｘ，Ｂ－Ｙ，Ｃ－Ｚ代表三相对称定子绕组（即三相绕组轴线在空间互差１２０电角度），若通以三相对称电流 ｉa =１０san ωｔ, ｉb =１０san （ωｔ＋１２０°）, ｉc =１０san （ωｔ＋２４０°），在Ａ相电流瞬时值为⑴＋１０安；⑵＋５安减少时，
试问三相合成的旋转磁势轴线位置在何处？ ①旋转磁势轴线和Ａ相绕组轴线相重合 ②旋转磁势轴线和Ｂ相绕组轴线相重合
１４一台二、四极三相交流双速电机，定子共有２４槽，只有一套双层叠绕组，节距为１－７，每相有二个线圈组，每一线圈组由四个线圈串联组成。试求该绕组：①电机磁场为二极时的基波绕组系数；②电机磁场为四极时的基波绕组系数。
①ｋw 1 ＝０．６７７ ②ｋw 1＝０．８３６５
１５设有一六极三相双层绕组，Ｙ接，５４槽，线圈跨距为７槽，每个线圈有两匝，每相一条支路，基波磁通Φ1 ＝０．７４韦伯，五次谐波磁密与基波磁密之比Ｂ5／Ｂ1＝１／２５（５次谐波是指旋转磁场的５次空间谐波）。试求基波、五次谐波的相电势和线电势。
基波相电势５３３５伏；基波线电势９２４０伏；Φ5 ＝0.00592 韦伯；五次谐波相电势－１．８伏；五次谐波线电势－３．１伏。
１６三相双层短距绕组ｑ＝５，已知其５次谐波的绕组系数ｋw5＝0.10，试求：该绕组的基波及七次谐波的绕组系数。 ｋw1＝０．９３６； ｋw7＝０．０１５６
１７一台三相同步发电机，ｆ＝５０赫，ｎN ＝１５００转／分，定子采用双层短距分布绕组，ｑ＝３，ｙ1 ＝τ* ８／９，每相串联匝数为Ｎ＝１０８，Ｙ联接，每极磁通量Φ1 ＝０．０１０１５韦伯，Φ3 ＝ ０．００６６韦伯，Φ5 ＝０．００２４韦伯，Φ7 ＝０．０００９韦伯。试求：①电机的极对数；②定子槽数；③绕组因数ｋw1，ｋw3，ｋw5，ｋw7；④相电势Ｅ1，Ｅ3，Ｅ5，Ｅ7，及合成相电势Ｅ和线电势。 ①Ｐ＝２；②Ｚ1 ＝３６槽；③ｋw1＝０．９４５，ｋw3＝０．５７８，ｋw5＝０．１４，ｋw7＝－０．０６０５；④相电势各谐波Ｅ1 ＝２３０伏，Ｅ3 ＝１４９．６７伏，Ｅ5 ＝４０．３伏，Ｅ7 ＝－９．１４伏，合成相电势Ｅ＝２７７．５伏，线电势＝４０４．７伏。
１８一台三相异步电动机，ＰN ＝４０千瓦，ＵN ＝３８０伏，ＩN ＝７５安，定子绕组采用△接法，双层叠绕组，四极，４８槽，ｙ1 ＝１０槽，每槽导体数Ｎs ＝２２，ａ＝２，试求：①计算脉振磁势基波和３、５次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁势的表达式；②当Ｂ相电流为最大值时，写出各相基波磁势的表达式。 ①1586安匝／极,264安匝／极，18.2安匝／极；ｆA1＝1586 cos ｘsin ωｔ安匝／极，ｆB1＝1586 cos （ｘ-120°） sin （ωｔ-120°）安匝／极，ｆc1＝1586 cos （ｘ-240°） sin （ωｔ-240°）安匝／极；②ｆA1=-793 cos ｘ,ｆB1=1586cos(ｘ-120°);ｆC1=-793cos(ｘ-240°)
１９试分析单相绕组内通以正弦电流ｉv ＝Ｉmv ＳＩＮ（Ｖωｔ）；以及在三相对称绕组中通以ｉav ＝Ｉmv ＳＩＮ（Ｖωｔ）；ｉbv ＝Ｉmv ＳＩＮ（Ｖ（ωｔ－１２０°））；ｉcv ＝Ｉmv ＳＩＮ（Ｖ（ωｔ＋１２０°））电流时，令Ｖ分别为１、２、３···各正
整数，绕组所产生磁势的性质是脉振的还是旋转的？其基波的脉振频率或旋转速度各为多少？
①单相脉振磁势ｆv ＝Ｖω／（２π）
②当Ｖ＝１，Ｖ＝３Ｋ＋１或 Ｖ＝３Ｋ－１次时是园形旋转磁势，ｎv ＝６０Ｖω／（２πＰ），当Ｖ＝３Ｋ次时合成磁势为０。
２０一交流电机的定子三相对称绕组，四极，双层，ｑ＝３，每个线圈的匝数 Ｎ
y
＝４，ｙ1 ＝７槽，并联支路数ａ＝１，现在三相绕组中通入电流。试就下列各种
情况求出所产生的合成磁势基波的幅值，并对每一种情况，说明其磁势的性质。①ｉa ＝１４１ sin ３１４ｔ安，ｉb ＝１４１ sin （３１４ｔ－１２０°）安，ｉc ＝１４１ sin （３１４ｔ－２４０°）安；②ｉa ＝１４１ sin ３１４ｔ安，ｉb ＝－１４１ sin ３１４ｔ安，ｉc ＝０安；③ｉa ＝１４１ sin ３１４ｔ安，ｉb ＝１４１ sin ３１４ｔ安，ｉc ＝１４１ sin ３１４ｔ安。Ｚ1 ＝３６槽，τ＝９槽，α＝２０°，β＝４０°，ｋw ＝０．９０２，Ｎ＝４８匝。
①Ｆ1 ＝２９２２．４８安匝／极，圆形旋转磁势；②Ｆ＝３３７４．７０安匝／极，脉振磁势；③磁势为零。
２１今有一台八极同步电动机与一台四极绕线式异步电动机同轴联接，两台电机定子都接在５０赫电源上。绕线式异步电机的转子引出三相接线作为电源输出，试求输出的电流频率。
异步电机转子转向与旋转磁场旋转方向相同时为２５赫，相反时为７５赫。 ２２一台三相交流电机，８极，７２槽，双层绕组，ｙ1 ＝７槽，每线圈边有１０根导体，今在绕组中通过频率为５０赫，有效值为２０安的三相对称电流，求基波旋转磁势的振幅和转速。
Ｆ1 ＝１４６１．２４安匝／极， ｎ1 ＝７５０转／分
２３在某一台三相同步电机中，假如由三相对称基波电流产生的ν次谐波磁场磁密幅值与由转子直流励磁产生的ν次谐波的磁密幅值相等。试求这两个谐波磁场在定子绕组中感应电势的幅值之比。
Ｅmv ／Ｅmv ’＝１／ν，Ｅmv ’为转子ν次谐波磁场感应的电势。
２４一交流电机相数ｍ＝３，极对数Ｐ＝２，每极每相槽数ｑ＝１，线圈节距为整距，并联支路数ａ＝１。①若每槽有两根导体，每根导体产生一伏的基波电势（有效值），每相绕组能产生多大的基波电势？②若５次谐波磁密在每根导体感应０．２伏（有效值）电势，每相绕组能产生多大的５次谐波电势？ ①Ｅ1 ＝８伏 ②Ｅ5 ＝１．６伏
２５把三个线圈Ａ－Ｘ，Ｂ－Ｙ，Ｃ－Ｚ叠在一起，分别在Ａ－Ｘ线圈里通入电流为ｉa ＝１．４１４Ｉ sin ωｔ，在Ｂ－Ｙ线圈里通入电流为 ｉb ＝１．４１４Ｉ sin （ωｔ－１２
０°），在Ｃ－Ｚ线圈里通入电流为ｉc ＝１．４１４Ｉ sin （ωｔ－２４０°），电流的正方向均从线圈的首端指向末端。试求：三相合成的基波磁势和三次谐波磁势。
ｆ1 ＝０； ｆ3＝０
２６三相对称绕组Ａ－Ｘ，Ｂ－Ｙ，Ｃ－Ｚ，将ＢＸ相接，ＣＹ相接，由ＡＺ通入电流ｉ＝１．４１４Ｉ sin ωｔ，试求三相合成的基波和三次谐波磁势。
ｆ1 ＝０； ｆ3 ＝－３Ｆm3 sin （ωｔ） cos （３ｘ）；Ｆm3＝（１／３）（４／π）（１．４１４／２）（Ｎ1Ｉ／Ｐ）ｋw3
２７一台三相异步电动机，ＰN ＝４０千瓦，ＵN ＝３８０伏，ＩN ＝７５安，定子绕组采用△接法，双层迭绕组，四极，４８槽，ｙ1 ＝１０槽，每槽导体数Ｎy ＝２２，并联支路数ａ＝２，试求：①计算三相合成磁势基波及５、７次谐波的幅值，并说明各次谐波的转向、极数、转速；②写出三相合成磁势的基波及５、７次谐波的表达式。
①Ｆ1=2379安匝／极，顺相序为正转，２Ｐ＝４极，ｎ1=1500转／分，Ｆ5=27.3安匝／极，反转向，２Ｐ＝２０极，ｎ5=300 转／分；Ｆ7=60安匝／极，正转向，２Ｐ＝２８极，ｎ7=214转／分； ②ｆ1(t,x)=2379sin （ωt-x ）, ｆ5(t,x)=27.3sin(ωt+5x), ｆ7(t,x)=60sin(ωt-7x)
２８一台５００００千瓦的两极汽轮发电机，５０赫，三相，ＵN ＝１０．５千伏，Ｙ联接，cos φN ＝０．８５，双层迭绕组，Ｚ＝７２槽，ｙ1 ＝２８槽，每个线圈一匝，并联支路数ａ＝２。试求当定子电流为额定值时，三相合成磁势的基波、３、５、７次谐波的幅值和转速，并说明转向。
Ｆ1 ＝４７０００安匝／极，３０００转／分，顺相序为正转；Ｆ3 ＝０；Ｆ5 ＝３５１安匝／极，６００转／分，反转；Ｆ7 ＝７９５安匝／极，４２９转／分，正转。 ２９三相６０００千瓦的汽轮发电机，２Ｐ＝２，ｆ＝５０赫，ＵN ＝６．３千伏，Ｙ接法，cos φN ＝０．８，Ｚ＝３６槽，双层短距绕组，ｙ1 ＝１～１６，每个线圈有２匝，每相有二条支路，试求额定电流时：①一个线圈所产生磁势的基波幅值；②一个相绕组所产生磁势的基波幅值；③三相合成磁势基波的幅值、转速和转向。 ①Ｆy ＝６１８安匝／极；②Ｆφ＝６８５６安匝／极；③Ｆ1 ＝１０３００安匝／极，３０００转／分，顺相序旋转。
３０一台三相同步发电机，额定转速m /r 1500 ｎ=，额定频率HZ f n 50=。现在电机定子绕组中通入频率为60HZ 的交流电流，转子绕组开路，试分析：１）如
m
r n / 1500=
转子不动，转子绕组上感应的基波电势的频率为多少？２）如转子以 旋转，转向与定子电枢磁势相同，则转子绕组上感应的基波电势的频率为多少？ ３１一台星形联接，50HZ 的三相同步发电机，m r n
/600=，定子槽数为
150 ，双层绕组，每槽22 根导体，并联支路数为 2 ，线圈节距为12 ，已知
wb 112.01=Φ ，132.0δδB B =，151.0δδB B =。试求：１）1ΦE ，
3ΦE
；２）合成线电势L E 。
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
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____。
电机学第三版课后习题答案
电机学第三版课后习题答案 变压器 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|0,产生励磁磁动势F o,在铁芯中产生交变主磁通 e 0,其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定 d d)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 i和e2, 且有巴- -N1, dt e2= _N2 d 0,显然，由于原副边匝数不等,即N产N2，原副边的感应电动势也就不等, dt 即e i^e2,而绕组的电压近似等于绕组电动势，即U i~E i, 匕~ E?,故原副边电压不等,即 U i^ U2,但频率相等。 1-2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？ 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。 1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？ 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。 1-4 一台220/110伏的变压器，变比k=N—2，能否一次线圈用2匝, N2 二次线圈用1匝，为什么？ 答：不能。由U1 E^ 4.44fN^J m可知，由于匝数太少，主磁通m将剧增，磁密B m过 大，磁路过于饱和，磁导率卩降低，磁阻R m增大。于是，根据磁路欧姆定律l0N1= R m「m 可知，产生该磁通的激磁电流I。必将大增。再由p Fe^B m2f1.3可知，磁密B m过大，导致 2 铁耗P Fe大增，铜损耗I0 r1也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
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。 >
电机学期末试题及答案
电机学Ｉ试题 （华南理工大学电力学院２００５．６） 姓名班级学号（指班内序号）成绩 注意： 1. 一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置； 2. 四、五、六题写在答题纸上； 3. 不得自带草稿纸； 4．答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）右下角写上自己的名字，才可拆开试卷。 一、填空（25分） 1. 电机是 装置。 2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，不变； 不变。 3. 变压器的效率在达到最大值。 4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为： 。 5. 自耦变压器功率传递的特点为 。 6. 短距因数的物理意义为 。 7. 一相绕组的感应电动势计算公式为；其中的匝数N是指。 8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。其旋转的规律为：；其幅值为单相磁动势的倍。 9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n= 。 10. 感应电机转子反应的物理意义为 。 11. 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进行和归算。 13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为。 14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率P em，可以分割成转子铜耗p cu2、总机械功率（转换功率）PΩ。二者同P em的关系为p cu2= ；PΩ = 。 15. 同步电机的电枢反应是指 。 16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时， 之间的关系。 17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是 之间的夹角；从磁场角度看，它是 之间的夹角。 18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cos?、X d、X q，求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势E Q来求取I和E0的夹角ψ0。。
完整word版,《电机学上》林荣文版课后答案
09电气学习部 《电机学》系列材料电机学 作业参考答案 福州大学电气工程与自动化学院 电机学教研组黄灿水编 2008-3-3
2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。 解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有： 高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =??= = 低压侧： )(7.721400 3105003322A U S I N N N =??== 2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。 解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有： 高压侧 额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.8410 1103101633 611A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 5.633 110311== =φ 额定相电流： )(8411A I I N ==φ 低压侧 额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010 113101633 622A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853 8403 22A I I N == =φ
最新电机学期末考试试卷大全
电机学期末考试试卷大全(附答案) 考试卷（ A 卷）《电机学》课程试卷 一、填空： 1．一台直流电动机，PN=10KW,UN=220V,?=0.86，nN=980r/min，则额定电 流为＿＿＿52.85A ＿＿＿，额定输出转矩为＿＿＿97.44N.m＿＿＿＿。 2．电机铁心采用0.35或0.5mm的硅钢片，其目的是:＿＿提高磁路的磁导率,降低电机的铁耗＿＿＿＿＿＿＿ 3．YYn联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形为:＿接近正弦波＿＿ ＿＿，这是因为:三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合，只能沿油或空气及油 箱壁闭合，磁阻大，故三次谐波磁通小，且负载时副方YO联接，使副方可感应、 流通较小的三次谐波电流，此电流也会对三次谐波磁通有所削弱，使磁通接近 正弦波，故相电势接近正弦波。 4．变压器的空载损耗主要是＿铁＿＿＿损耗，短路损耗主要是＿＿＿铜＿＿ 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y1=＿＿＿5/6τ＿＿＿。 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 =200，现因外线发生故障，电网电压降为60%*UN，为使角保持在小于250范围内，应加大励磁，使E0为：E0/E0＿＿＿E0*/E0>1.35＿＿＿＿。 二、选择题： 1．下列关于直流电动机说法错误的是：（ c ） A 串励电动机不允许空载或轻载运行 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=Imsinwt,i2=Imsin(wt 1200)，则此时产生的磁场（ b ） 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
电机学陈乔夫第三版答案
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。
电机学期末复习题集
选择题 1一台双绕组单相变压器，其主磁通在一、二次侧线圈中产生的每匝电动势分别为 ec1和ec2，则应有（ C ） (A)ec1>ec2 (B)ec1 电机学第三版课后习题测验答案 原边接上电源后，流过激磁电流I0，产生励磁磁动势F0，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 e1和e2, 且有 , , 显然，由于原副边匝数不等, 即 N1≠N2，原副边的感应电动势也就不等, 即e1≠e2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1, U2≈E2,故原副边电压不等,即U1≠U2, 但频率相等。1-2 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？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。1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？ 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。1-4一台220/110伏的变压器，变比，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？答：不能。由可知，由于匝数太少，主磁通将剧增，磁密过大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻增大。于是，根据磁路欧姆定律可 知, 产生该磁通的激磁电流必将大增。再由可知，磁密过大, 导致铁耗大增，铜损耗也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。1-5有一台S-100/6、3三相电力变压器，，Y，yn（Y/Y0）接线，铭牌数据如下：I0%=7% P0=600W uk%=4、5% PkN=2250W试求：1。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数，并标于图中；2。当变压器原边接额定电压，副边接三相对称负载运行，每相负载阻抗，计算变压器 一、二次侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。解： 1、1-6 三相变压器的组别有何意义，如何用时钟法来表示？答：三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应的线电动势（线电压）之间的相位关系。影响组别的因素不仅有绕组的绕向、首末端标记，还有高、低压侧三相绕组的连接方式。用时钟法表示时，把高压绕组的线电动势（线电压）相量作为时钟的长针，并固定在12点，低压绕组的线电动势（线电压）相量作为短针，其所指的数字即为三相变压器的连接组别号。三相变压器共有12种组别，其中有6种单数组别和6种偶数组别。1-7为什么说变压器的激磁电流中需要有一个三次谐波分量，如果激磁电流中的三次谐波分量不能流通，对线圈中感应电动机势波形有何影响？答：因为磁路具有饱和特性，只有尖顶波电流才能产生正弦波磁通，因此激磁电流需要有三次谐波分量（只有这样，电流才是尖顶波）。如果没有三次谐波电流分 华侨大学 电机学期末考试试卷A 考试日期： 年 月 日 院（系） 班级 学号 姓名 成绩 一. 填空题。【每空一分，共30分，将答案直接填在题中．．．．．．．．．括号中．．． 】 3．凸极同步电机的转子绕组为（集中）（分布、集中）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（矩形）（正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。 5．有一台三相交流电机，定子有36个槽，极数为4，节距为7。则每极每相槽数q 为（3），槽距角为（20°），极距τ为（9），短距因数p k 为(0.9397)，分布因数d k 为（0.9598），绕组因数w k 为（0.9019） 6．一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为a r ,电枢电流为a I ,可知此单迭绕组有(p 2)条并联支路，其每条支路电阻为(a pr 2)；若为单波绕组其每条支路电阻为(a r p 22)，电枢电阻为(a r p 2)。 7. 同步发电机在过励时从电网吸收(超前)无功功率，产生(直轴去磁)电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出(滞后) 无功功率，产生(直轴增磁)电枢反应。 8. 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)。 以下各题在答题纸上作答，并在每张答题纸上写上：班级、姓名、学号．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 二. 简答题。【每小题5分，共25分。】 1. 变压器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。 20１4年安徽大学电机学考试卷 （小题目每年基本不变,考前一定要看) 得分 一、选择题（每小题1分，共10分) １.以下是有关变压器的论述,唯一错误论述为（)。 变压器的磁路可以闭合，而电机的磁路必有气隙 三相变压器的额定电压指的是线电压 三相变压器的额定电流指的是相电流 推导变压器的等效电路必须遵循磁动势守恒和功率守恒的原则 ２．变压器做空载试验时，在一、二次侧分别进行，并且都加额定电压,则两侧的铁耗（)。 A.相等 B. 不相等 C.一次侧大 D.二次侧大 3. 变压器运行时,当二次电流增加到额定值，若此时二次电压恰好等于其开路电压,即,其中,那么,二次阻抗的性质为（ )。 A.感性B．纯电阻性C.容性D.任意 ４.已知一双层交流绕组的极距,今欲利用短距消除５次谐波电动势,其线圈节距应设计为( ）。 A.的某个值 B. C. D. 5．三相感应电动机定子绕组，联结,接在三相对称交流电源上,如果有一相断线，在气隙中产生的基波合成磁动势为（）。 A．不能产生磁动势Ｂ．脉振磁动势C．椭圆形旋转磁动势D．圆 形旋转磁动势 6.改变A、B、C三根电源线与异步电动机的连接关系可以改变电动机的转向,正确方法是()。 A.Ａ、B、C 三线逆时针轮换一遍B．A、B、Ｃ三线顺时针轮换一遍 C．A、B、Ｃ三线中任意两根互换一次Ｄ．Ａ、B、C三线中任意两根互换两次 ７．绕线式异步电动机拖动恒转矩负载运行，当转子回路串入不同电阻，电动机转速不同，而串入电阻与未串电阻相比，对转子的电流和功率因数的影响是（）。 A．转子的电流大小和功率因数均不变Ｂ.转子的电流大小变化，功率因数不变 Ｃ．转子的电流大小不变,功率因数变化D.转子的电流大小和功率因数均变化 8.一台正向旋转的直流并励发电机接在直流电网上运行，若撤掉原动机,则发电机将( )。 A.停转B．作为电动机反向运行Ｃ.作为电动机正向运行D.不能继续运行 9．一台并励直流电动机拖动一台并励直流发电机,当电动机的电压和励磁回路的电阻均不变时,若增加发电机输出的功率,此时电动机的电枢电流和转速将（)。 A．减小，降低B．减小，增高Ｃ.增大，增高D. 增大,降低 1０．一台积复励直流发电机与直流电网连接向电网供电,欲将它改为积复励直流电动机运行，若保持电机原转向不变，设电网电压极性不变,需要采取(）。 A．反接并励绕组Ｂ．反接串励绕组C.反接电枢绕组D.所有绕组接法不变 第一章 磁路 1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？ 答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为 A l R m μ= ，单位：Wb A 1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？ 答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。经验公式V fB C p n m h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关； 涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。经验公式G B f C p m Fe h 2 3 .1≈。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。 1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320 硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计 算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-?Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。 解： 磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁心、气隙截面2422 109.293.010 25.1025.0m m A A --?=???==δ (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 4 1052-?==δδ 铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-?=?--+??? ? ??-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.724 4 =???=Φ= =--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 6 7 100.110 429.1?=?= = -πμδ δ 磁势A A l H F F I 500105100.14 6 =???=?==-δδδ 电流A N F I I 5.0== (2) 考虑铁心中的磁位降： 铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700= 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002 =??=?=- 全国 2004 年 4 月高等教育自学考试电机学试题 课程代码： 02271 一、单项选择题（本大题共20 小题，每小题 1 分，共 20 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、多选或未选均无分。 1. 一台变比 K=3 的三相变压器，在低压侧加额定电压，测出空载功率P0=3000W，若在高压侧加额定电压，测得功率为() 。 A.1000 瓦 B.9000 瓦 C.3000 瓦 D.300 瓦 2. 变压器做短路实验所测得的短路功率可以认为() 。 A.主要为铜损耗 B.主要为铁损耗 C.全部为铁损耗 D.全部为铜损耗 3.变压器铁心在叠装时由于装配工艺不良，铁心间隙较大，空载电流将 () 。 A.减小 B.增大 C.不变 D.无法确定 4. 变压器负载电流不变时，功率因数越大，其效率() 。 A.越大 B.越小 C.不变 D.与铁耗、铜耗比值有关 5.若电源电压随时间按正弦规律变化， u1= U1sin( ωt+ ) ，欲使变压器空载合 闸电流最小，应为 ( ) 。 A.0° B.30° C.90° D.60° 6.D， yn 三相组式变压器的零序阻抗从副边看等于() 。 A.Zm B.Zk C.∞ D.Z2+Zm 7.为消除交流绕组中的 5 次谐波电动势可取Y 等于 ()。 A.Y= B. Y= C. Y= D. Y= 8. 三相交流电机接成Y 接可改善电动势波形，这是因为() 。 A.获得了中性点 B.消除了零序电流 C.消除了线电动势中的三次谐波 D.消除了相电动势中的三次谐波 9.交流绕组三相合成基波磁动势的幅值为()。 A.1.35 B. 0.9 C.0.9I C N C D.0.9I C qN C K q1 10.U N、I N、ηN、cos N分别是三相异步电动机额定线电压，线电流、效率和功率因数，则三相异步电动机额定功率 P N为 ( )。 A.U N I N cos N ηN B.U N I N cos N C.U N I N D. U N I N 11.一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功率中有 () 。 A.2%是电磁功率 B.2%是机械功率 C.2%是机械损耗 D.2%是转子铜耗 12.有一台两极绕线式异步电动机，要把转速调上去，下列哪一种调速方法是可行的 () 。 A.变极 B.转子回路串电阻 C.变频 D.降低电源电压 13. 同步发电机带纯感性负载时其电枢反应为() 。 A.交轴 B.直轴去磁 C.直轴加磁 D.交磁和直轴去磁 14. 同步电机电枢绕组匝数增加，其同步电抗() 。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 华侨大学 <电机学>期末考试试卷A 考试日期： 年 月 日 院（系） 班级 电气7班 学号 姓名 成绩 一. 填空题。【每空一分，共30分，将答案直接填在题中．．．．．．．．．括号中．．． 】 1. 一台3相感应电动机，通电频率为50 Hz ，额定转速是730 r/min ，该电机的同步转速是（750）r/min ，极数是（8），额定时的转差率是（0.027）。 2．三相异步电动机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1 n n <是（电动机） 运行状态；当 1 n n >是（发电机）运行状态；当n 与 1 n 反向时是（电磁制动）运 行状态。 3．凸极同步电机的转子绕组为（集中）（分布、集中）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（矩形）（正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。 4．当降低感应电动机的定子电压时，感应电动机的最大转矩（减小），产生最大转矩的临界转差率（不变）。当增加转子回路电阻时，感应电动机的最大转矩（不变），产生最大转矩的临界转差率（增大）。（增大、减小、不变） 5．有一台三相交流电机，定子有36个槽，极数为4，节距为7。则每极每相槽数q 为（3），槽距角为（20°），极距τ为（9），短距因数p k 为(0.9397)，分布因数d k 为（0.9598），绕组因数w k 为（0.9019） 6．一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为 a r ,电枢电流为 a I , 可知此单迭绕组有(p 2)条并联支路，其每条支路电阻为(a pr 2)；若为单波绕组其每条支路电阻为(a r p 22)，电枢电阻为(a r p 2)。 《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》 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。电机学第三版课后习题测验答案
2010年电机学期末考试)
年安徽大学期末电机学考试卷
电机学第三版课后答案
全国高等教育自学考试电机学试题.doc
2010年《电机学》期末考试A_华侨大学
电机学课后 思考题 习题 答案
《电机学》课后习题答案