电机学复习资料+试题
常用的调速方法有：改变励磁电流调速；改变端电压调速；改变电枢回路电阻调速。
1.直流电机的制动方式有三种在：能耗制动；反接制动；回馈制动。这三种方法都不改变磁场的大小及方向而仅改变电枢电流的方向，从而得到制动转矩。
2.把磁场分成主磁通和漏磁通两部分.主磁通沿铁心闭合,起能量传递的媒介作用,所经磁路是非线性的;漏磁通主要沿非铁磁物质闭合、仅起电抗压降的作用，所经磁路是线性的。
3.异步电机的重要物理量：转差率
11n n
n s -=，当S,n1已知时，可算出n:1)1(n s n -=
当转子不转（启动瞬间），0=n
，则1=s ；当转速接近同步转速时，1n n ≈，则0≈s 。正常运行时，s 仅在0.01~0.06之间。
转差率是异步电机的一个重要物理量，它反映了转子转速的快慢或负载的大小。根据转差率的大小和正负，可判定异步电机的三种运行状态：电动机状态；电磁制动状态；发电机状态。
对于三相异步电机机械功率。 ：310cos 3-?=N N N N N I U P η?
▲功率平衡方程式
输入功率em
Fe Cu P p p I U m P ++==111111cos ? 电磁功率mec Cu p p S r I m I E m P +===2'2'21'
2'2112cos ?
定子铜耗
12111r I m p Cu = 铁耗m m Fe
r I m p 21= 转子铜耗
em Cu SP r I m p ==''22212 机械功率2'22
2
11)1(1'Cu em MEC p S S P S r S S I m P -=-=-=
输出功率ad
mec MEC p p P P --=2 N P 是感应电机的额定功率，是指电动机在额定情况下运行时由轴端输出的机械功率。只有在额定情况下，N P P =2。
4.电磁转矩方程式 电磁转矩与电磁功率、机械功率的关系Ω
=Ω=
MEC em em P P T 1
电磁转矩平衡方程式02T T T em +=。式中负载转矩Ω=22P T ，空载转矩Ω+=
ad mec p p T 0
5.三相绕组的构成原则是：⑴力求获得较大的基波电动势；⑵保证三相电动势对称；⑶尽量削弱谐波电动势，力求波形接近正弦波；⑷考虑节省材料和工艺方便。
6.交流绕组通常分为双层绕组和单层绕组两大类。双层绕组又分为叠绕组和波绕组两种。双层绕组的特点是可灵活地设计成各种短距来削弱谐波，对于叠绕组，采用短距还可以节省端部材料。单层绕组的特点是制造工艺简单，但它不能向双层绕组那样设计成短距以削弱谐波。
7.在正弦波磁场下，交流绕组相电动势的计算公式为
;11144.4φφw fNk E =
式中，N ——每相每条支路串联匝书；
Φ——每相磁通量；
K w1——绕组系数。
N 和k w1的计算公式如下：
单层）（双层）(2a PqN N a
pqN N C C ==
k W1=k y1*k q1——绕组系数
—槽距电角——每极每相槽数——分布系数——短距系数—Z
p mp
Z q q q k y k q y ??===?=36022
sin 2sin 90sin
111
1
111ααατ 在上述各式中，N C 为每线圈匝数，a 为每相并联支路数，y 1为线圈节距，τ为极距，Z 为槽数，m
为相数。 8.线圈为整距时，（y 1=τ），线圈的两个边在任何时刻的感应电动势的大小相等，方向相反（相位差为180°），因此线圈总的电动势为每个边的电动势的两倍。线圈为短距时，线圈的两个边的电动势相位差小于180°，因此线圈总的电动势比整距时小。故短距系数k y1表示了短距线圈同整距线圈相比其电动势的减小程度，k y1≤1。
当q 个线圈集中放置时，每个线圈的电动势同相位，q 个线圈串联后的总电动势为单个线圈电动势的q 倍。当q 个线圈分布放置时，相邻线圈电动势存在相位差，合成电动势比集中放置时小。故分布系数表示了分布绕组同集中绕组相比其电动势的减小程度，k q1≤1。
9.当磁极磁场沿空间不按正弦规律分布时，磁场中的高次谐波将在绕组感应出相应的谐波电动势。υ次谐波电动势计算公式为ννννφw Nk f E 44.4=；注意在三相对称绕组中，无论是Y 接还是△接，均不存在3及3的倍数次谐波。
10.削弱谐波电动势的方法有：①采用不均匀气隙，改善气隙磁场分布，使之接近正弦波形；②采用短距绕组；③采用分布绕组。
电磁场求解方法有两种：场的分析方法和路的分析方法。
磁性材料按磁性分三种：顺磁材料、反磁材料、铁磁材料。
铁磁材料分为两类：软磁材料、硬磁材料。
机电能量转换装置的能量损耗通常分为：铜耗，铁耗，机耗。
磁通恒定的磁路称为直流磁路，磁通随时变化的磁路称为交流磁路
电机和变压器常用铁芯材料为软磁材料
当外加电压大小不变而铁芯磁路中地气隙增大时，对直流磁路，则磁通减小,电感减小,电流不变
交流铁芯磁路中，当外加电压大小不变是，如果增大气隙，则磁通基本不变,电感减小,电流增大
若硅钢片的叠片接缝增大，则其磁阻增大
在电机和变压器铁芯材料周围的气隙中存在磁场
磁路计算时如果存在多个磁动势，则对线性磁路可应用叠加原理。
铁芯叠片越厚，其损耗越大
电机和变压器的磁路通常采用什么材料制成？他们的大小与哪些因素有关？
电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的倒磁率高，损耗小，有饱和现象存在。
硅钢片的铁芯损耗小，磁导率高，有热轧和冷轧两种。冷轧导磁性好，损耗小。（多）
变压器有心式和壳式两种
变压器二次绕组的额定电压是指，一次绕组加额定电压时二次绕组的空载电压。
空载试验的目的是测定变压器的变化、空载电流特性、空载损耗特性和励磁阻抗。
铁芯的励磁性能和漏磁通的压降作用可以用励磁阻抗和漏磁电抗表示。
三相变压器按其磁通路结构不同可分为两类：各项磁路彼此无关的三相变压器组和各相磁路彼此有关的三相心式变压器。
变压器的损耗可分为两类：主磁通在变压器铁芯中产生的铁芯损耗（铁耗）；电流通过一、二次绕组产生的电阻损耗（铜损）
互感器是测量用设备分为：电压互感器和电流互感器
使用电压互感器时应特别注意？
1.二次绕组不允许短路，否则会产生很大的短路电流；
2.互感器的铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地，以保证操作人员的安全。
电流互感器使用时应注意？
1.二次绕组必须可靠接地，以防止由于绝缘损坏后，一次绕组的高电压传到二次侧，发生人身事故。
2.二次绕组决不允许开路，因为二次绕组开路后，互感器变成空载运行，此时一次侧被测电流成为励磁
电流，铁芯磁密度大幅度增加，它一方面使二次绕组感应高电压，可能使绝缘击穿，同时对测量人员也很危险；另一方面，铁芯磁密度增大以后，铁耗会增加，使铁芯过热，影响互感器性能，甚至将其损坏。
自耦变压器具有，质量轻、材料省、损耗小、效率高等优点。
既与一次绕组交链又与二次绕组交链的磁通为主磁通，仅和一次绕组交链的磁通为漏磁通。
为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使其中一侧绕组采用三角形接法。
变压器运行时基本铜耗可视为可变损耗，基本铁耗可视为不变损耗
三相变压器为达到理想并联运行，各台变压器应满足的条件是?
1.额定电压与变比相等
2.联结组别相等
3.短路阻抗标红值相等阻抗角相等
一台额定电压为50Hz的电力变压器接于60Hz、电压为此变压器6/5倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电坑增大。
变压器空载运行时功率因数很低，其原因励磁贿赂的无功消耗比有功消耗大很多。
三相变压器组不宜采用Yy联结组，主要是为了避免二次绕组相电压波形畸变。
引起变压器电压变化率变化的原因是负载电流的变化。
三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压是二次侧的空载线电压。
升压变压器，一次绕组的每匝电动势等于二次绕组的每匝电动势。
将额定电压为220/110V的变压器的低压侧误接到220V电源电压上，则励磁电流将增加很多倍，变压器将严重发热有烧坏危险。
变压器在制造是，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁芯饱和程度励磁电流、励磁电抗、铁耗、变比等有何影响？
工业交流电机主要分为两大类：1.交流同步电机2.交流感应电机
单相绕组的基波磁动势是脉振磁动势，它可以分解成大小相等，转向相反，转速相等的两个旋转磁动势。将一台三相交流电机的三相绕组依次串联起来，通交流电，则合成磁动势为0
我国规定电机有多种工作制，主要有连续工作制、短时工作制和断续周期工作制。
一台50HZ的三相电机通以60HZ的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁动势的幅值大小不变，转速变大，极数不变。
当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中5次和7次谐波磁动势时，应选绕组节距为
交流绕组采用短距与分布后，基波电动势减小，谐波电动势减小。
交流电机定、转子的极对数要求相等
三相感应电动机，如使启动转矩达到最大，此时临界转差率s=1
若感应电动机的漏抗值增大，则启动转矩小，最大转矩减小
三相异步电动机额定频率50HZ，现在接于60HZ的交流电源上，则电动机的空载转速将相应提高
三相感应电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流增大
绕线式三相感应电动机，转子穿适当电阻启动时可使启动转矩增大，启动电流减小
三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子串电阻调速，运行在不同转速时，其转子回路电流的大小与转差率无关
三相感应电动机电磁转矩大小与电磁功率成正比
有一台三相感应电动机运行在转差率s=0.25，此时通过气隙传递的功率有25％是转子铜耗
1、电部机的铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗两分。
2、变压器负载运行时，当负载电流增大时，铜损耗会增大，铁损耗会基本不变。
3、电机包括:直流电机、变压器、异步电机、和同步电动机。
4、变压器中的磁通包含主磁通和漏磁通，前者（主磁通）的路径为:铁心，后者的路径为空气及变压器油。
6、一台单相双绕组变压器，额定容量S N=250KVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4KV，试求一次、二次侧的额定电流I1N=25A，I2N=625A 。
8、铁心的作用是为了提高磁路的导磁率。为什么要用厚度为0.35mm且表面土有绝缘漆的硅钢片叠制成铁心为了减小铁心的涡流损耗。
9、一台单相变压器在铁心叠装时，由于硅钢片剪裁不当，叠装时接缝处留有较大的缝隙，那么此台变压器的空载电流将增加。
10、一台单相变压器，额定电压为220/110V现将原边接在电压为250V的电源上，变.2压器等效电路中的励磁电抗则变小。
11、一台变比k=10的变压器，从低压侧做空载试验求得励磁阻抗为16Ω，那么高压边的励磁阻抗值是1600。
12、一台单相变压器进行空载试验，当高压侧加额定电压进行测量，或低压侧加额定电压进行测量，所测得损耗相等。
6、变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗
14、若电源电压不变，变压器产生的主磁通Φ，在空载和负载时，其值基本不变。
15、一台单相变压器，当一次侧电压降至额定电压一半时，变压器等效电路中的励磁电抗变大
16、一台变压器的额定频率为50Hz ，如果接到60Hz 的电源上，且额定电压的数值相等，则此变压器铁心中的磁通减少。
17、变压器在空载时，线路电压增加，铁心耗损将增加,压一定,铁耗一定
18、Y/Y 联接的三相变压器组，在空载运行时，由于有三次谐波磁通通过,三次谐波感应电势，使相电压增大，有害于变压器的正常运行。
19、消除三相心式变压器中的三次谐波磁通的主要方法是；采用Y/△联接；采用△/△联接
20、Y/Y 联接的组式变压器，相电势的波形是尖顶波
23、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏阻抗压降条件下，其主磁通的大小决定于外加电压的大小，而与磁路的材质和几何尺寸基本无关，其主磁通与励磁电流成非线性关系。
24、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗越大，励磁电流越小
25、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将不变，铜损耗将增加
26、当变压器负载（φ2>0°）一定，电源电压下降，则空载电流I0减小，铁损耗PFe 减小。
27、一台2kV ·A,400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路测得I0=2A ；P0=20W ；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得I 0=0.5A ，P 0=20W 。
28、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就大，短路电流就小。
29、变压器等效电路中的xm 是对应于主磁通的电抗，rm 是表示铁心损耗的等效电阻。
30、两台变压器并联运行，第一台先达满载，说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台小
31、三相变压器的联结组别不仅与绕组的绕向和首末端标记有关，而且还与三相绕组的联结方式有关。
1．变压器的激磁阻抗Z m 随外加电压的增大而增大。×
2．变压器从空载到负载主磁通将随负载电流的增加而变大。×
3．变压器变比的定义是初级和次级绕组的负载电压之比。×
4 变压器短路实验常在高压侧进行，测取外加电压为额定电压时的电流。×
5、变压器次级电流折算到初级要除以变比k 2 。×
6、短路电压u k 越大，则变压器随负载变化时，输出电压电压波动越大，且在变压器故障短路情况下，短路电流较小。√
8、变压器空载实验时，
O m I U Z 1=
，为了使测出的参数能符合变压器的实际运行，应选取额定电压时的
数据来计算激磁阻抗。√ 9、变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，短路损耗可近似看成铜损耗。√
10、变压器带感性负载时，输出电压有可能比空载电压还高。×
11、标么值是实际值与该物理量所选定的同单位基值之比的形式表示。√
12、变压器次级电阻的标么值与次级电阻折算到初级后的的标么值具有不同的值×
13、变压器带额定负载时变压器的效率最高。×
14、三相心式变压器三相磁路长度不同，当外加三相对称电压时，三相激磁电流不完全对称，中间铁心柱
的一相磁路较短，激磁电流较大。×
15、绕组的同名端只决定于绕组的绕向，与绕组的首末端标志无关。√
16、联接组号为Y/Y-4的变压器次级绕组的线电动势超前初级绕组的线电动势120?×
17、在三相变压器中，总希望在初级或次级绕组中有一个接成三角形，以保证相电动势接近正弦波，从而
避免相电动势波形发生畸变。√
18、磁路彼此相关的三相组式变压器如采用Y/Y联结会使相电动势畸变成为尖顶波，可能危及绕组绝缘安
全，故不允许采用Y/Y联结。×
19、电流互感器不允许短路运行。×
21、仪用电压互感器在工作时绝对不允许副方短路。√
22、变压器中的磁通按正弦规律变化时，激磁电流波形也按正弦规律变化。×
23、不论变压器带什么性质的负载，其负载电压总比空载电压低。×
24、变压器低压侧电压折算到高压侧时，低压侧电压乘以变比K
25、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等
26、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，因此变压器的主要磁通也大
27、变压器的漏抗是个常数，而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少
28、自耦变压器由于存在传导功率，因此其设计容量小于铭牌的额定容量
29、使用电压互感器时其二次侧不允许短路，而使用电流互感器时二次侧则不允许开路
1、变压器的空载损耗为：主要为铁耗短路损耗主要为铜秏
2、变压器空载电流小的原因是：变压器的励磁阻抗大
3、当一次侧接额定电压并维持不变时，变压器由空载转为满载运行时，其主磁通将会基本不变
4、一台一次侧额定电压为220V的单相变压器，接220V交流电源时，空载电流为1A；如果不慎错误地接到380V的交流电源，则空载电流为大于1.727A
5、下列哪种形式的变压器在电力系统中不宜采用Y,y接法的组式变压器
6、一台三相变压器，S N=200kVA,U1N/U2N=1000/400V，Y/Δ接法，当此变压器额定运行时，二次绕组中流过的电流值为166.7A指的是相电流
7、一台变压器设计的频率为50Hz，现在将它接到60Hz的电网上运行，当额定电压不变时，铁心中的磁通将减小
8、一台变压器在高压侧做空载实验求得的参数与在低压侧做实验求得的参数相比大K2倍
11、一台变压器在（）时效率最高。
①β=1；②P
/P S=常数；③P Cu=P Fe；④S=S N
1、电流互感器二次绕组为什么不许开路？电压互感器二次绕组为什么不许短路？
答：电流互感器正常运行时，相当于变压器工作在短路状态，一、二侧磁动势处于平衡状态，磁场很弱。若二次侧开路，一次侧电流完全用于励磁，磁场变得很强，将在二次侧感应出很高的电压，将绝缘击穿，危及人身及设备安全。因此，电流互感器二次侧不得开路。
电压互感器正常运行时，负载接电压表，阻抗很大，接近于空载运行。若二次绕组短路，则变成短路运行，电流从空载电流变成短路电流，一、二次侧电流均变得很大，造成互感器绕组过热而烧坏。
3、变压器并联运行的最理想情况有那些？怎样才能达到最理想的情况？
答：变压器并联运行的最理想情况是
（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时各台变压器有相同负载；（3）各变压器输出电流应为同相位。
为了达到上述并联运行的理想情况，各台变压器必须具备下列三个条件
（1）各台变压器的额定电压与变比相等。（2）各台变压器应属于相同的连接组；（3）各台变压器用标幺值表示的短路阻抗应相等，阻抗角要相同。
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？
铁芯损耗分两种：磁滞损耗，涡流损耗。
磁滞损耗：外磁场交变的作用下，铁磁材料中的磁畴翻转相互摩擦引起损耗，称为。与交变磁场频率 铁磁材料体积 最大感应强度有关，
涡流损耗：通过铁芯的磁通交变时，由电磁感应定律可知，铁芯将产生感应电动势和电流，并在铁芯部围绕磁通形成环流，称为涡流吧，涡流所引起的损耗叫。与交变磁场频率 铁磁材料体积 最大感应强度 硅钢片厚度等有关，
变压器空载运行和负载运行有什么区别？
变压器空载运行是指变压器的一次绕组接到交流电源上，一次绕组开路，一次绕组接有交流电源产生空载电流，产生的磁动势建立变压器的空载磁场 ，由于铁芯磁路的磁导率远远大于周围空气或油的磁导率，所以磁动势所产生时间交变的磁通大部分通过铁芯，并与一次绕组交链又与二次绕组交链的磁通为主磁通，仅和一次绕组交链的磁通为漏磁通
变压器负载运行时，一次绕组和二次绕组产生电动势同时作用在铁芯磁路建立主磁通。二次绕组电流的增加或减小必然同时引起一次绕组电流的增加或减小；二次绕组输出的功率增加或减小时，一次绕组从电网吸收的功率必然同时增加或减小。
7、电源频率降低，其他各量不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。
答 据m fN U φ1144.4≈可知，当f 降低时，m φ（m B ）增加，铁心饱和程度增加，励磁电流增加，励磁电抗减小。
7、三相变压器额定容量为20kV ·A ，额定电压为10/0.4 kV ，额定频率为50H Z ，Y ，y0联结，高压绕组匝数为3300。试求：（1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压绕组的额定电压；
解：（1
）1 1.16N I A =
=
228.87N I A =
=
（2
）1 5.774NP U kV ==
20.231NP U kV =
=
2、直流电机以励磁方式来分类，有他励，并励，串励和复励 四类。
6、串励电动机电动机空载运行时会出现的现象是飞车现象。
9、直流发电机电枢导体中的电流是交流电。
10、要改变并励直流电动机的转向，可以改变励磁绕组。改变励磁绕组的电压极性，改变电枢绕组的电压极性
11、直流发电机的电磁转距与转速的方向相反。
22、直流的电磁转矩是由每极气隙磁通量和电枢电流共同作用产生的。
1、若并励直流发电机转速升高15％，则空载时发电机的端电压将升高>15%
2、直流电动机降压调速稳定后，若磁场及负载转速不变，则电枢电流不变
3、直流发电机由主磁通感应的电动势存在于电枢绕组
4、电源电压不变时，直流电动机的启动电流决定于电枢回路的总电阻
6、直流并励电动机起动时，串联在励磁回路中的变阻器应处于的位置阻值最小
6、基波脉振磁势可以分解为两个幅值相等、转向相反、转速相同的圆形旋转磁势。
8、一台异步电动机的额定转差率为0.02，由定子经气隙传递到转子侧的电磁功率Pem 中的2％部分供给
转子铜耗，98％部分供给总的机械功率。
11、由三相定子绕组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：等于基波频率
13、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等，相位互差α电角度。
17、三相对称绕组的构成原则是各相绕组的结构相同;阻抗相等;空间位置对称（互差120度电角度）
19、三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。
22、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速减小，定子电流增加。
24、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s 一般在0.01～0.06围。
25、如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是
2:P :e Cu P p Ω=s :s)(1:1-
26步电动机与直流电动机相比，前者具有较大的启动转距。×
S>1或n<0,电磁制动；0
3、两相对称绕组，通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势。
4、改变电流相序，可以改变三相旋转磁通势的转向。
5、不管异步电机转子是旋转还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的
6、三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗
7、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。
8、三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同。
9、三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变 。
10、三相感应电动机的功率因数1cos ?总是滞后的 。
11、感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。
12、只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。
13、感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。
14、在机械和工艺容许的条件下，感应电机的气隙越小越好。
15、定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。
16、感应电动机空载运行时的功率因数很高。
1、异步电动机空载电流比同容量变压器大的原因是异步电动机有气隙
2、三相异步电动机空载时气隙磁通的大小取决于电源电压
3、异步电动机等效电阻中附加电阻21'
s r s -上消耗的功率为总机械功率
4、电源频率不变而三相异步电动机的转速降低时，转子绕组产生的磁势在空间的转速将：不变
5、如果异步电动机的转差率s>1，则它的运行状态为制动状态
6、空间按矩形分布的磁场以n （r/min ）转速切割一短距线圈感应的电动势与切割整距线圈时相比，感应电势基波略下降，谐波下降明显；