[整理]电机学变压器直流电机题解
电机学_第三章变压器习题
第二章变压器
一、填空：
1.★一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ，电压为此变压器的5/6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，励磁电抗减小，漏电抗减小。
2.三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。
3.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于空载电流将，空载损耗
将。
答：空载电流很大，空载损耗很大。
4.★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。
5.变压器的副边是通过对原边进行作用的。
答：电磁感应作用。
6.引起变压器电压变化率变化的原因是。
答：负载电流的变化。
7.★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，烧毁。
8.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。
9.★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免。
答：相电压波形畸变。
10.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。
11.★★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。
12.通过和实验可求取变压器的参数。
答：空载和短路。
13.变压器的参数包括，，，，。答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。
电机学复习的题目及问题详解
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φ ；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 。
电机学相关习题及解答
电机学相关习题及解答
1－36 一台直流电动机，电枢电流为15.4A，2P＝4，单波S＝27，每元件匝数W y＝3，每极磁通量等于0.025W b，问电机的电磁转矩为多少？若同样元件数，绕组改为单迭，极数于励磁不变，电磁转矩又为多少？
1－48 一台并励直流电动机，P N＝100kw，U N ＝220V，n＝550r/m在750C时电枢回路电阻r a ＝0.022欧，励磁回路电阻r f＝27.5欧，2u ＝2V，额定负载时的效率为88％，试求电机空载时的电流。
1－54 一台并励直流电动机的额定数据如下：P N＝17kw，U N＝220V，n＝3000r/m，
I N＝88.9A，电枢回路电阻r a=0.0896欧，励磁回路电阻R f＝181.5欧，若忽略电枢反应的影响，试求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）额定负载时的效率；（4）在理想空载（I a＝0）时的转速；（5）当电枢回路串入电阻R＝0.15欧时，在额定转矩时的转速。
1－58 一台串励直流电动机U N＝220V，n＝1000r/m，I N＝40A，电枢回路电阻为0.5欧，假定磁路不饱和。试求：（1）当I a＝20A时，电动
机的转速及电磁转矩？（2）如果电磁转矩保持上述值不变，而电压减低到110V ，此时电动机的转速及电流各为多少？
1－62 一台直流串励电动机，额定负载运行，U N ＝220V ，n ＝900r/m ，I N ＝78.5A ，电枢回路电阻r a =0.26欧，欲在负载转矩不变条件下，把转速降到700r/m ，须串入多大电阻？
《电机学》习题解读
第 2 章直流电机
P57，2-9
一台并励直流电动机，将其电枢单叠绕组改为单波绕组，试问对其电磁转矩会有何影响？
答：因为直流电动机电磁转矩为
pz
T e I a
2a
所以
1. 关于单叠绕组电动机
支路对数 a = p，电枢电流 I a = 2ai a
pz pz
(2 ai a )pz
T e I a(2i a )
2 a 2 a2
2.关于单波绕组电动机
支路对数 a = 1，电枢电流 I a = 2i a
pz pz
(2i a )pz
T e I a(2 i a )
2 a 2 12
所以，当磁通Φ保持不变时，在保证支路电流i a不变的状况下，电磁转矩 T e是不变的
P57，2-13
电动机的电磁转矩是驱动性质大的转矩，当电磁转矩增大时，转速仿佛应当是上涨的，当从直流电动机的电磁转矩及特征上看，电磁转矩增大时，转矩反而是降落的，这是为何？答：
1.关于并励直流电动机，直流电动机的电磁转矩是随电枢电流的
增大而增大，电枢电流又随负载的增大而增大。但由转速公式
n U I
a
R
a可知，并励直流电动机的电枢电流会使电阻电压降增C e
大，只管电枢反响的去磁特征，会使转速体现增大趋向，但电枢
电压降增大的重量要比去磁效应大一些，所以会使电动机的转速随负载的增大而有所降落。
2.关于串励直流电动机，电枢电流的增大会使电枢电压降和磁通同
时增大。这两个要素都会使电动机的转速随负载的增大而降落。
P57，2-15
一台并励直流电动机在额定电压U N =220V 和额定电流 I N =80A 的状况运转，该电机的电枢回路总电阻R a=0.08Ω，2 U c =2V ，励磁回路总电阻 R f =0.08Ω，额定负载时的效率ηN= 85%，试求：
《电机学》学习指导及习题解答
N 2 ，试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式，并写出感应电动势与磁通量关系
的复数表示式。 解：(1)
E2 =
2π
fN 2 Φ m =
2π
ω N Φ = 2ωN Φ 2 m 2π 2 m 2
(2) E & = E 9 0 ° = − 0 .7 0 7 ω N Φ 9 0 ° 2 2 2 m 1.9 有一单匝矩形线圈与一无限长导体在同一平面上， 如图 1.31 所示， 试分别求出下列条件 下线圈内的感应电动势： （1）导体中通以直流电流 I，线圈以线速度 v 从左向右移动； （2）导体中通以电流 i = I m sin ω t ，线圈不动； （3）导体中通以电流 i = I m sin ω t ，线圈以线速度 v 从左向右移动。 解：关键求磁通 Φ (1)∵ Φ
= 4.44 fNφm 。
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的 eT 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。e 对空心线圈：ψ L 自感： L
变压器电势变为：
Φ = b∫
a + c + vt a + vt
电机学习题与解答
第一章 第一章 变压器基本工作原理和结构
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I 0， 产生励磁磁动势F 0， 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 e 1和e 2, 且有
dt d N e 01
1φ-=,
dt d N e 0
2
2φ-=, 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。
1-2 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 011φ-=, dt d N e 0
2
2φ-=, 可知 , 2211N 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，22
11N U N U ≈
， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以11
22N 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。
1-3 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，
《电机学》习题解读
(2)这时电源输入电机的功率只有百分之几输入到电枢中？这说明了什么问题？
解：
(1)
Ω
应在电枢回路中串入电阻的大小为
Ω
(2)电源的输入功率
W
(3)输入到电枢中功率
W
这说明有42.5%的能量将消耗在所串入的1.8Ω电阻上，并以热量的形式散失了，该方法不够经济，效率低。
V来自百度文库
P58，2-23
一台并力直流电动机的数据为：UN= 220V，电枢回路电阻Ra=0. 032Ω，励磁回路电阻Rf= 275Ω。将其装在起重重机上，当使重物上升时，Ua=UN，Ia=350A，；而将重物下降时（重物负载不变，电磁转矩也近似不变），电压及励磁电流保持不变，转速nN=300r/min。问电枢回路要串入多大电阻？
(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时电动机的转速；
(4)在总制动转矩不变的情况下，当电枢串入0.1Ω电阻并稳定时的转速。
解：
(1) A
Nm
(2) V
W
Nm
(3) V/r
r/min
(4) r/min
P57，2-18
一台并励直流电动机的额定数据如下，PN= 17kW，UN= 220V，IN=88.9A，nN=3000r/min，电枢回路电阻Ra=0.114Ω，励磁回路电阻Rf=181.5Ω，忽略电枢反应影响，试求
电机学习题 1 变压器
电机学习题 1 变压器
电机学习题集
第一部分：
变压器
第一章变压器基本工作原理和结构
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？
1-2 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？
1-3 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？
1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢
片迭成？ 1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？ 1-6变压器原、副方和
额定电压的含义是什么？
V，试求变压器原、副线圈1-7 有一台D-50/10单相变压器，
SN?50kVA,U1N/U2N?10500/230的额定电流？
1-8 有一台SSP-125000/220三相电力变压器，YN，d接线，U1N/U2N?220/10.5kV，求①变压器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。
第二章单相变压器运行原理及特性
2-1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？
2-2变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？
2-3 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？
2-4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？
2-5 一台220/110伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压220伏时，空载电流
电机学变压器经典习题及问题详解
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
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。
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 =560kVA， =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，
A变大 B 变小
答：B，B，A
电机学考试试题-附参考答案
电机学试题
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.变压器从电网吸取能量，依靠的作用，以为媒介，将能量传送到负
载。
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。
13.三相变压器由三台相同的单相变压器组合而成，各相磁
路，互不相关，仅各相电路之间有联系。
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。
电机学-第二章直流电机习题
直流电机
一、填空
1.直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是。
答：交流的。
2.一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将
电源电压降低了20℅，则稳定后电机的电流为倍的额定电流（假设磁路不饱和）。T em=φIa
答：倍。
3.并励直流电动机，当电源反接时，其中I a的方向，转速方
向。
答：反向，不变。
4.直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是
转矩。
答：制动，驱动。
5.：
6.直流电动机电刷放置的原则
是：。
答：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。
7.直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速，
而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速。
答：升高，降低。
8.电磁功率与输入功率之差对于直流电动机包括
损耗。
答：绕组铜损耗。
9.串励直流电动机在负载较小时，
I；当负载增加时，
a
T e，
I；负载增加时，n下降的程度比并励电
a
动机要。
答：小，增加，增加，严重。
10.并励直流电动机改变转向的方法
有，。
答：将电枢绕组的两个接线端对调，将励磁绕组的两个接线端对调，但二者不能同时对调。
11./
12.串励直流电动机在电源反接时，电枢电流方向，磁通方
向，转速n的方向。
答：反向，反向，不变。
13.当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，
则电机的转速将。
答：
14.直流电机单叠绕组的并联支路数为
答：2p。
13．直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应
是；若为电动机，则直轴电枢反应是。
答：去磁的，增磁的。
二、选择填空
1.]
电机学习题解答解析
电机学习题解答解析
第⼀篇变压器
⼀、思考题
（⼀）、变压器原理部分
1、变压器能否⽤来变换直流电压？不能。磁通不变，感应电动势为零，1
11R U I =，1R 很⼩，1I 很⼤，烧毁变压器。 2、在求变压器的电压⽐时，为什么⼀般都⽤空载时⾼、低压绕组电压之⽐来计算？
电压⽐应为绕组电动势之⽐，绕组电动势的分离、计算和测量⽐较困难。空载时
22202E U U U N ===，1
1011Z I E U N +-=，10I 很⼩，⼀次侧阻抗压降很⼩，11E U N ≈，所以N
N U U E E k 2121≈=，变压器⼀、⼆侧电压可以⽅便地测量，也可以通过铭牌获得。 3、为什么说变压器⼀、⼆绕组电流与匝数成正⽐，只是在满载和接近满载时才成⽴？空载时为什么不成⽴？
012211I N I N I N =+，0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相⽐很⼩，02211≈+I N I N ，所以
k
N N I I 11221=≈。空载时，02=I ，⽐例关系不成⽴。 4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的？
在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。从⼀侧看L e Z k I U k k
I kU I U Z 22
222211====（21kU U =，忽略了1Z 、2Z 。k
I I 21=，忽略了0I ）。（⼆）、变压器结构部分
1、额定电压为V 230/10000的变压器，是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上⼯作？
不允许。（1）此时，V U 3802=，V U 7.16521230
100003801=?=，⼀、⼆侧电压都超过额定值1.65倍，可能造成绝缘被击穿，变压器内部短路，烧毁变压器。(2)m fN U
电机学习题解答15
第五部分 直流电机
直流电机是将机械能与直流电能相互转换成的设备，可用作发电机或电动机。由于其中涉及机械能，它的结构上需要运动部件，所以直流电机也是一种旋转电机，本书介绍带有换向器的旋转旋转电枢式直流电机。本部分习题主要围绕直流电机的工作原理、结构、额定值；直流电枢绕组及其电动势和电磁转矩；直流电机的电枢反应与换向；直流发电机的基本方程、工作特性和自励建压；直流电动机的基本方程、运行特性、调速原理与方法、以及启动和制动等内容。
第15章习题解答（Page 289~290）
本章内容包括同步电机的工作原理、分类、主要结构部件、额定值、电枢反应、电压方程与相量图等。
15-1 试比较隐极式和凸极式同步电机转子构造上各有什么特点？据此特点，在应用场合上有何区别？在性能和分析方法上又有何不同？
【解】两者共同之处都是通过在励磁绕组中通入直流来建立主磁场；通入直流的方法也相同，即通过电刷与集电环（俗称滑环），此即有刷励磁，或者直流电源与转子一道旋转，此即无刷励磁。区别是：隐极式同步电机的转子铁心是整体锻压件，兼备导磁和承载功能，铁心的外表对称的铣有槽，其中留出两个大齿各约占六分之一圆周，大齿中心连线就是磁极轴线（称为直轴或纵轴），可见隐极机一般都做成2极机；励磁绕组是分布绕组，它分布在铁心槽中。凸极式同步电机的转子由磁轭和磁极两部分构成，其中，磁轭是合金钢整体锻压件，兼备导磁和承载功能；主磁极铁心由1~3mm 的厚钢板冲片叠压而成，励磁绕组是集中绕组，它套在磁极铁心柱上，二者共同构成主磁极，主磁极对称地固定在磁轭上。由于隐极机的原动机汽轮机是一种高速原动机，故其转子直径相对较小；凸极机的原动机水轮机是一种低速原动机，需要做成多个磁极才能满足频率要求，故其直径相对较大。
电机学课后习题答案
电机学（十五课本）
第二章 变压器
A U S I N
N N 51310
36310
560033
322=⨯⨯⨯=
=
.，A
I I N
N 2963513322===φ
额定电压：kV
U U N N 7745310
311.===φ
kV U U N N 3622.==φ
1）低压侧开路实验：
()
Ω
==
=
21243
4
73
68003
2
2200..'
'φ
I p R m
Ω==
=614743
4
763002020..''φ
φI U Z m
Ω=-=
-=
414692
1246
14742
2
2
2
...''''''m m
m R Z X
折算到高压侧（一次侧）：Ω=⨯==21042124916402...'
'm m R k R
Ω=⨯==8123241469916402...'
'm m X k X
一次阻抗基值：Ω==
=
8717323
5774111.φ
φN N b I U Z
83587
1721041...==
=
*
b
m m Z R R ，026987
17812321...==
=
*
b
m m Z X X
高压侧短路实验：
Ω==
=
05750323
3180003
2
2
1.φ
k k k I p R Ω==
=
=
9830323
3
5503
1111.φ
φ
φk k k k k I U I U Z
Ω=-=-=98100575
098302
2
2
2
...k k k R Z X 00325087
17057501...==
=
*
b
k k Z R R ，0549087
1798101...===
*
b
k
k Z X X
2）采用近似等效电路，满载且802.cos =ϕ（滞后）时，取0220∠=-∙
电机学习题与解答_变压器
第一部分： 变压器
第一章 变压器基本工作原理和结构
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I 0， 产生励磁磁动势F 0， 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 e 1和e 2 , 且有
dt d N e 01
1φ-=, dt d N e 0
22φ
-=, 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。
1-2 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 011φ-=, dt d N e 0
2
2φ-=, 可知 , 2211N 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11
N U 增大，
所以
11
2
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。
1-3 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
电机学直流电机例题
• 他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什 么会下降？并励发电机与他励发电机相比，哪个 电压变化率大？并说明原因。
• 一台并励直流电动机，UN＝220V，，额定运行时， 电枢绕组电阻ra=0.099Ω，励磁回路电阻Rf=110Ω ， 2ΔUb=2V ，附加损耗占额定功率1%，额定负载时的 效率为0.85，求：（1）额定输入功率；（2）额定输 出功率；（3）总损耗；（4）电枢绕组铜损耗；（5） 励磁回路铜损耗；（6）电刷接触电阻损耗；（7）附 加损耗；（8）机械损耗和铁损耗之和。 • 解： 1)输入功率 • 2)输出功率
• 电枢电势为：
Ea U N I a Ra 2U 230 365.27 0.029 2 241.5(V )
• 电磁功率为：
PM Ea I a 241.5 365.27 88.2(kW )
• （2）求输入功率
P 1 P M pFe pm pS 88.2 2.5 0.005 82 91(kW )
• 把一台他励直流发电机的转速提高20%，空载电 压会提高多少（励磁电阻保持不变）？若是一台 并励直流发电机，则电压升高得多还是少（励磁 电阻保持不变）？
• 答：①他励发电机：I f • 空载电压增加1.2倍。 • ②并励发电机：若磁通=C情况同上，空载电压Uo 增加1.2倍，但由于Uo增加的同时，if也相应加， 从而导致磁通也增大。所以并励发电机空载电压 增加的程度比他励发电机大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电机学题解
一．填空题（20分，每小题2分）
1. 变压器铁心在叠装时由于装配工艺不良，铁心间隙较大，主磁通将，励磁
电流将。
2. 一台单相变压器进行空载试验，在高压侧加额定电压测得的损耗和在低压侧加
额定电压测得的损耗______。
3. 三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免。
4.不考虑铁心损耗时，当变压器的磁通随时间正弦变化时，磁路饱和的非线性性
质将导致激磁电流成为与磁通同相位的波。
5.变压器的绕组归算，实质上是在保持为不变量的条件下，
对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。
6. 直流电机的主磁路包括以下几段：电枢齿两个、电枢轭一段、主极铁心两个、定
子轭一段以及。
7.直流电机单叠绕组的并联支路对数为，单波绕组的并联支路对数。
8.直流电机的交轴电枢反应结果是：引起气隙磁场畸变；使物理中性线偏离几何中
性线一个角度；计及饱和时，对主磁场有。
9. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低
了20℅，则稳定后电机的电枢电流为倍的额定电枢电流（假设磁路不饱和）。
10.一台串励直流电动机与一台并励直流电动机，都在满载下运行，它们的额定功
率和额定电流都相等，若它们的负载转矩同样增加1 N.m，则可知：电动
机转速下降得多，而电动机的电流增加得多。
1.不变，增加；
2.相等；
3.电压波形畸变；
4.尖顶波；
5.一次或二次侧磁动势；
6.两段气隙；
7. 2p，2；8.去磁作用；9. 1.25倍；10.串励，并励。
二．问答题（40分）
1.一台变压器Hz f N 50=，v U N 220=，当它接到频率为Hz f 25=，电压为
v U 110=的电源上运行时，问：励磁电流，铁耗，一、二次侧漏抗，负载能力如何变化？
为什么？（8分）
答：由式m fN E U Φ=≈11144.4可知，前后两种情况主磁通相同。从磁路欧姆定律知，励
磁电流不变。主磁通未变，磁密不变，频率减小，则铁耗减小（3
.12f B p m Fe ∝）。一、二
次侧的漏电抗随频率的减小成正比减小。另外，二次侧感应电动势比原来减少一倍，故负载能力减小一倍。
2.变压器在额定电压和额定频率的电源下空载运行时，当频率保持不变，电源电压增加到1.1N U ，励磁电抗和铁耗如何变化，为什么？若变压器二次侧短路，励磁电抗和铁耗如何变化，为什么？（8分）
.答：（1）此时主磁通增大，主磁路饱和程度增加，铁心磁导率减小，磁阻增大，由磁路欧姆定律知，励磁电流大大增加，反映在等效电路中就是励磁电抗减小。（2）二次侧短路，二次侧电流大大增加，由磁动势平衡知一次侧电流也大大增加，再从一次侧电压平衡方程式知，电压U 1不变，漏阻抗压降大大增加，则电动势E 1减小很多，主磁通随之减小，可知励磁电抗有所增加。 计算题（30分）
3.已知一台两极直流电机，主磁极不加励磁电流，只在电刷通以直流电流且电枢以一定的转速旋转，问电枢导体是否感应电动势、电刷两端的感应电动势为多少？为什么？（8分） 答：此时气隙磁密友电枢磁动势单独产生，而正、负电刷间导体电流的大小和方向不变，故气隙磁密相对于定子时静止的，旋转的电枢导体切割此气隙磁密而感应电动势。电刷两端的感应电动势为零，因正、负电刷间（支路间）导体感应电动势彼此抵消了。从辜承林教材
图2.35可清楚的知道这一点。
4.一台直流发电机，定子为6极，电枢绕组为单叠型式。正常运行时有三对电刷，如保持额定运行时转速及励磁电流不变，因故去掉一对电刷，忽略电枢反应的影响，试分析电机可能发出的最大功率。（8分）
答：单叠绕组的并联支路数为2p ，故原来有6条并联支路数，去掉相邻一对电刷后，支路数变为4条，其中三条是原来的，另一条由原来的三条支路串联而成。 正常运行时，a a a i ai I 62== ；
现在，a a a a I i i I 9
531
3'
=+=，a a I U P =。P I U P a a 95'max ==，此为电机可能发出的最大
功率。
5. 一台他励直流电动机拖动一台他励直流发电机在额定转速下运行，当发电机的电枢电流增加时，电动机电枢电流有何变化？机组转速有何变化？分析其原因。设电动机和发电机的励磁电流均保持不变。（8分）
答： 直流电动机的电枢电流也增加。因为直流发电机电流增加时，输出功率、电磁功率增加，电磁转矩增大（磁通不变），根据能量守恒原理，发电机必须增大输入转矩即电动机应增加输出转矩，那么，电动机的电磁转矩增大，因此电枢电流也增大。电动机电枢电压为固定值，根据电压平衡方程知，机组转速略有下降。
三．变压器负载运行原理示意图如图题三所示，当图中二次侧的电磁量正方向全部与图中相反时，列出变压器的六个基本方程式并画出相应的相量图（10分）
图题三 . 变压器负载运行原理图
解：此时变压器的基本方程式为：
''2
'2
1'2
1
'
2
1'2'2
'2
'2
'2
11111)()()(L
m m m m
Z I U
jx r I E I I I
E E jx r I E U
jx r I E U =+-==--=+-=++-=σ
σ
四．计算题（30分）
1. （12分）一台单相变压器50kV A 、7200/480V 、60Hz 。其空载和短路实验数据如下：
试求：（1）短路参数及其标么值；
（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；
（3）额定负载电流、功率因数9.0cos 2=φ滞后时的电压变化率、副边电压及
效率。
解： 11 6.944N N N S A I U ==； 22104.167N N N
S
A I U ==
(1) 短路参数 157
22.427k k k
U Z I =
==Ω Ω===
55.127
615
22k k k I P R Ω=-=-=
58.1855.1242.222222k k k R Z X
其阻抗基值 1117200
1036.876.944
N N N U Z I =
==Ω 所以 10.0216
k k N
Z Z Z ∙=
=
0121.087.103655.121*===
N k k Z R R ；0179.087
.103658.181*
===N k k Z X X (2)
(3) 空载时铁耗 W P p Fe 2450=≈; 铜耗 0≈cu p