电机学复习资料(本科)

电机学复习资料一、 填空题1、磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋定则。

2、设有一线圈位于磁场中 ，当该线圈中的磁链发生变化时，线圈中将有感应电势 产生。

3、通过学习研究电机的 原理 、结构、特性和应用来掌握电机学的内容。

4、磁通Φ是垂直穿过某截面积的磁力线总和，单位Wb 。

5、磁场强度H 沿任何一条闭合回线L 的线积分，等于L 所包围的电流的代数和-安培环路定理。

6、铁心内通过的绝大部分磁通成为主磁通 。

7、电机最基本的考核标准能量转换能力。

在单位时间内，尽可能在小的体积内实现多的能量转换（比功率概念）。

8、在各种电机、变压器的主磁路中，为了获得较大的磁通，但又不过分的增大励磁电流，通常把铁心内工作点选择在膝点附近。

9、直流电动机的工作原理用公式表示为 Bli f = ，直流发电机的工作原理用公式表示为 Blv e = 。

10、 电枢绕组是由许多按照一定规律连接的线圈组成，它是直流电机电路的主要部分，是通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换的关键部件。

11、第一节距是线圈两个有效边的距离 ，c y 是 同一个线圈两端链接的换向器的距离12、直流电机电枢绕组感应电动势的计算公式是n C E e a Φ=，其中e C 是 电动势常数 ， e C = apZ 60 。

13、当电机可变损耗等于不变损耗 时，电机的效率达到最高。

14、直流电机电磁转矩的计算公式是a t I C Φ=T ，其中t C 是电磁转矩常数，t C =a pZ π2 。

它和电动势常数的关系是e t C C 55.9=。

15、变压器变比21N N k =，其中1N 是指 原边绕组匝数（一次侧绕组匝数）。

16、两台变压器，除了匝数一次侧不一样外（一个多，一个少），其余参数完全相同，现将两台变压器接到220V ，50赫兹交流电上。

匝数少的变压器的损耗较大。

17、有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器，联结0,;160yn Y A kV S N ⋅=，kV kV U U N N 4.0/35/21=，则一次绕组的额定电流 2.64A ，二次绕组的额定电流 230.9A 。

18、变压器感应电势有效值的表达式为 Φ=fN E 44.4 。

19、变压器试验中空载试验的时候仪表接在低压侧，负载试验的时候仪表接在高压侧。

20、在电动机中物理中心线逆着旋转方向偏移。

在发电机中则顺着电机旋转方向偏移。

21、电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应22、变压器空载电流包含励磁和铁损耗两个分量。

23、绕组归算的原则是磁动势和功率不变。

24、标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值（通常以额定值为基准值）。

25、三相绕组，可以采用不同的联接，使得变压器一次、二次电压之间出现不同的相位差。

通常采用“时钟法”表示。

26、励磁电流中除了含有基波外，还含有一系列谐波分量。

27、无论是电动机运行还是发电机运行，电枢绕组中都会产生感应电动势。

28、一般电机的最高效率点出现在80％的额定功率附近。

29、直流电机的励磁方式分为他励式和自励式两种。

30、额定容量为变压器的视在功率（用SN 表示，单位 kVA ，VA ）31、同步电机的功角δ有双重含义，一是主极轴线和气隙合成磁场轴线之间的夹角；二是 励磁电动势 和 电压 空间夹角。

32、同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos =ϕ，则其电枢反应的性质为直轴去磁与交轴电枢反应。

33、同步发电机并网的条件是发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致。

34、一台三相八极异步电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为700转/分，此时转差率为0.067，转子电势的频率为 3.3。

35、当三相感应电动机定子绕组接于Hz 100的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 Hz 100，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 Hz 100 。

36、当电机处于空载运行时，电机转速接近于同步转速。

37、同步补偿机的作用是改善电网功率因数。

38、电磁功率：转子铜耗：总机械功率= s s -1::139、当电机空载时，输出为零，电机此时效率非常低。

40、异步电机额度负载下运行转子电路基本上是电阻性的，功率因数较高。

二、判断题（正确划“√”，错误划“×”）1、 电机既可以作为发电机运行，又可以作为电动机运行。

（√）2、 第一节距大于极距的是短距绕组。

（×）3、 变压器的短路参数中，k k X R < ,在相同的负载系数条件下若负载是纯阻性的，0u ,0sin 1,cos 22>∆==ϕϕ，但其绝对值较小。

（√） 4、 变压器的损耗主要是铁耗。

（×）5、 当负载为额定值（二次电流为额定电流），功率因数为指定值（通常为0.8滞后）时的电压调整率，称为额定电压调整率，它是变压器运行的一个非常重要的指标。

（√）6、 联结组号不同的变压器或变比相差过大的变压器可以并联运行。

（×）7、 变压器稳态时空载电流很小,但变压器空载投入电网有时出现跳闸现象。

（√）8、 考虑到变压器运行时的温升对参数的影响，电阻不随温度变化，电抗随着温度变化。

（×）9、 变压器的额定效率一般可以达到95－99％。

（√）10、 变压器负载试验时为了安全考虑将测试仪表接在低压侧。

（×）11、 变压器空载和负载时的磁动势保持平衡。

（√）12、 直流电机电枢反应式对气隙磁场呈现去磁性。

( √ )13、 不论用作发电机或电动机，感应电势和电磁力都同时作用于导体。

（√）14、 电枢表面的单位周长内的安培导体数，称为线负荷。

（√）15、 直流电机的两套绕组之间存在耦合，所有参量可以独立控制。

这是直流电机易于控制的根本原因。

（×）16、 若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩增大，其最大转矩减小。

（×）17、 从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要大。

（√） 18、 在异步电机中，只有存在交轴电枢反应才能实现机电能量转换。

（×）19、 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 。

（√）20、 对于异步电动机，转差功率就是转子铜耗。

（×）21、 异步电动机空载运行时的功率因数很小。

（√）22、 异步电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。

（√）23、 负载运行的凸极同步发电机，励磁绕组突然断线，则电磁功率不为零。

（√）24、 同步发电机的短路特性曲线与其空载特性曲线相似。

（×）25、 同步发电机静态过载能力与短路比成正比，因此短路比越大，静态稳定性越好。

（×）26、 当电机各个参数不变时，最大电磁转矩与电压平方成正比，但临界转差率不变。

（√）27、 步电机堵转时，转差率s ＝1，附加电阻为零，转子短路。

（√）28、 当电机处于空载运行时，定子电流几乎全部是励磁电流，功率因数很低。

（√）29、 当电机负载增加时，转子电流加大，定子电流也相应增加。

（√）30、 1 s 时异步电机处于启动状态。

（×）三、简答推导题1、如图6所示，试简要解释呈马鞍形现象的原因。

图6 电枢反应合成图答：在两级的中间部位，虽然电枢磁动势ax F 出现峰值，但是由于这里的气隙较大，因此电枢电动势产生的磁密ax B 相对较小。

故ax B 呈马鞍型分布。

2、某变电所的负荷一天之内在1600kva 和3200kva 之间变化。

现有两台2000kva 的变压器，空载时的铁耗都是40kw ，满载时的铜耗都是60kw 。

问应该如何根据负载的变化来投入变压器？解：当负荷大于2000kva 时，应该让两台变压器都投入运行；当负荷小于2000kva 时，应该只投入一台变压器运行。

3、理想转速特性和实际转速特性为什么不一致？答：当电机电流较大时，电枢反应表现出明显的去磁特性，从而使Φ减小，磁通减小将会使（1）理想空载转速n0略微上升，（2）使转速曲线斜率减小。

综合两方面的因素，设计时使得并励直流电机具有略微下降的转速特性。

4、为什么并联运行时变压器的联结组标号一定要相同？答：因为变压器并联运行时尽量要限制循环电流的数值，即要尽量减小二次电压差2U ∆的值，而2U ∆是并联变压器二次侧之间的电压的相量差，要想02=∆U ，除了大小相等外，时间相位上也应同相，否则就会产生环电流。

所以并联变压器的联结组标号一定要相等。

5、为什么串励直流电机不能允许轻载运行？答：串励直流电机当在负载很小时，电机的转速将会很高，容易导致转子出现机械损坏，因此串励直流电机不允许轻载运行。

四、计算、作图题（本大题共4小题，每题10分，总计40分）1、（1）分析下图，按照有关定律列出方程式求I 。

(3分)解：根据基尔霍夫电流定律，设进入的电流为正，流出的为负，则有18+7-1-I=0由此得I=24A.（2）分析图9按照有关定律列出方程式求cd u 。

（7分）图9A i R R A i A i 3,5,10,3,243221-=Ω=Ω===其中：解：由基尔霍夫电流定律有132,03321-==-=--i i i i 即A ；又由基尔霍夫电压定律有05*)1(10*3,0u 32=+--=-+cd cd u u u 即由此得cd u =-35v2、一台直流电机绕组数据为：极对数p ＝2，槽数 Q ＝16，元件数S ＝槽数Q ＝换向片数K ＝16。

（该绕组为单叠绕组）。

试计算其第一节距1y ，第二节距2y ，并画出元件联结次序图。

解：341,1,42*2162121-=-=-====±=±=y y y y y p Q y c εε 故其元件联结次序如下图所示3、试用时钟法判断图10的联结组标号。

用作相量图的办法给出过程。

图10答：ABCθ所以，该联结组标号为Yd11 4、一台变压器各电磁量的正方向如图11所示，试写出一二次侧的感应电动势表达式及二次侧电压平衡方程式。

F Z 1 Iσ11E E +I 解：σσσσ22.22..11.1.44.4,44.4,44.4,44.4221Φ-=Φ-=Φ-=Φ-=N j E N j E N j E N j E m m2222212222222Z I E R I I jX E R I E E U-=--=-+=σσ5、一台他励直流电动机的额定数据为：kW P N 1325=，V U N 750=，A I N 1930=，min /200r n N =，电枢绕组的电阻Ω=0161.0a R ，电刷接触压降V U c 22=∆。

减少电动机的励磁电流，使磁通Φ减少10%，当达到稳定时的电枢电流和转速分别是多少？ 解：磁通Φ减少为原来的0.9，由于负载转矩不变，电磁转矩不会发生变化。