电机简答题解答

直流电机1.为什么直流电机主磁极一般只要用3mm厚的低碳钢板叠压而成，而电枢铁芯必须要用的硅钢片叠压而成答：涡流损耗p p∝p p2p2p2，直流电机主磁极没有交变电流，涡流损耗几乎为0，故可以厚点，但电枢铁芯存在交变电流，为了减小涡流损耗所以应减小硅钢片厚度d，故硅钢片厚度应尽可能的薄。

2.为什么直流电机的机壳上不需要安装散热片答：直流电机定子中没有交变电流，不产生交变磁场，铁耗几乎为零，不需要散热片。

3.将一台额定功率为30kW的直流发电机改为电动机运行，则其额定功率将大于、等于、还是小于30kW为什么答：小于。

对于发电机：P=p p p p，对于电动机：P=p p p p p p。

4.试判断下列情况下，电刷两端的电动势是交流还是直流①磁极固定，电刷和换向片、电枢同时旋转；②电枢和换向片不动，电刷与磁极同时旋转。

答：直流电机工作的基本条件是：电刷与磁极要保持相对静止关系，而电枢与电刷和磁极要保持相对运动关系。

因此，（1）电刷两端电压性质是交流（2）电刷两端电压性质是直流。

5.电刷正常情况下应该放在什么位置为什么答：换向器上的几何中性线，确保空载时通过正负电刷引出的电动势最大。

6.为什么电枢绕组的并联支路数永远是偶数答：单波绕组：a=1，并联支路数为2。

单叠绕组：a=p，并联支路数为2p。

故并联支路数永远为偶数。

7.一台他励直流发电机，在励磁电流和电枢电流不变的条件下，若转速下降，则电机铜耗、铁耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率如何变化答：p pp=p p2p p，铜耗不变。

n下降，f下降，铁耗减小。

n下降，机械损耗下降。

E=p pΦp，n下降，电枢电动势下降。

p pp=p pΦp p，电磁转矩不变。

p2=pp=(p−p p p p)p，E下降，输出功率下降。

p1=p pp+p0，p pp下降，输入功率下降。

8.他励直流发电机能否持续稳态短路并励直流发电机是否可以为什么时，I机，所以可以持续稳态短路。

9.如果一台他励直流发电机，如果不小心将50Hz的交流电源接在励磁绕组上，则将获得一个什么样的输出电压答：获得f=100Hz的交变电压。

10.试证明：如果有一台直流电机，其电枢铁芯既可嵌放单叠绕组也可嵌放单波绕组，只要每极磁通和总的导体数不变，则两种绕组形式的直流电机必然具有相同的电磁功率。

答：p pp=p p p p=p p2p ，p p=p pΦp=pp p60pΦp。

单波：a=1，R=NIUUUp4⁄；单叠：a=p，R=p4p2，故p pp=4p p2p。

11.一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响答：电刷移动后，电刷不在几何中性线上，同时存在交轴电枢反应和直轴电枢反应。

交轴电枢反应使气隙磁场波形发生畸变，磁场零点位置逆电枢旋转方向偏移；因磁路饱和，还有去磁作用，使每极磁通减少。

作为电动机，电刷逆电枢旋转方向移动后，直轴电枢反应起去磁作用，使每极磁通减少。

12.直流电机磁路是饱和的，其负载运行时的电枢绕组电动势与空载运行时的是否相同为什么答：直流电机磁路饱和，Φp不变，负载时，n下降，由E=p pΦp p知，E下将。

13.一台正在运行的并励直流电动机转速为1450r/min，现在将它停下来，用改变励磁绕组极性的方法使之改变转向（其他条件不变），当电枢电流的大小与正转时相同，则转速会怎么变化为什么答：变大。

对于正转情况而言，电刷顺电枢方向偏移了一个角度，直轴电枢磁动势起助磁作用；对于反转情况而言，电刷逆电枢方向偏移了一个角度，直轴电枢磁动势起去磁作用；所以Φ减小,由公式n=p−p p p pp pΦ可知，转速增大。

14.一台并励直流发电机在额定转速下能自励，而当转速下降到一定的程度时却不能自励，为什么答：n下降，空载特性曲线向下移动，临界电阻线与空载特性曲线无交点，不能自励。

15.并励直流发电机正转时能自励，反转时还能自励么若是将励磁绕组两端反接，是否可以自励请说明原因。

答：发电机正转时能自励，表明发电机正转时满足自励条件，即：（1）有一定的剩磁（2）励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻（3）励磁绕组的接线与电机转向的配合是正确的，励磁电流所产生的磁场方向与剩磁方向相同，从而实现电机的自励如果电机的转向改变，而励磁绕组的接线未改变，则剩磁电动势极性改变，励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场方向将与剩磁的方向相反，电机内磁场被削弱，电压不能建立。

所以并励直流发电机正转时能自励，反转时不能自励，若是将励磁绕组两端反接，可以自励。

16.并励直流发电机自励时，其励磁绕组的电阻必须小于临界电阻。

临界电阻是否永远不变为什么答：与n有关，否。

n下降，空载特性曲线下移，临界电阻减小。

17.若把直流发电机的转速升高20%，试问在他励方式下运行和并励方式下运行时，哪一种运行方式下空载电压升高得较多为什么答：并励。

由p p=p pΦp可知，他励：p升高20%，电压升高20%。

并励：电压升高使p p增大，所以Φ增大，进一步导致电压升高，故电压升高不止20%。

18.他励直流发电机由空载到额定负载，端电压会逐渐上升还是下降并励直流发电机与他励直流发电机相比，哪一个的电压变化率大答：下降，并励。

由U=E−p p p p可知，他励直流发电机由空载到额定负载，p p由0增加到p pp，所以端电压会下降。

对于并励直流发电机而言，端电压下降，引起励磁电流p p下降，使Φ下降和E下降，从而引起U进一步下降。

19.并励直流电动机正在运行时励磁绕组突然断开，试问在电机有剩磁或没有剩磁的情况下有什么后果若起动时励磁绕组就已经断了，会有什么后果答：励磁绕组突然断开时，电机只剩下剩磁。

在短线初瞬，由于机械惯性，电机转速来不及改变，电枢电势E=p pΦp与磁通成比例减小，由U=E−p p p p可知，p p将急剧增大。

电磁转矩p pp=p pΦp p，当p p增加的比例大于磁通下降的比例时，电磁转矩增加，负载转矩不变，由于电磁转矩大于负载转矩，电动机转速会明显提高，出现飞车现象；当p p增加的比例小于磁通下降的比例时，由于电磁转矩小于于负载转矩，因而转速下降，但在这种情况下，电枢电流仍然远远超过了额定电流，会烧毁电枢绕组。

若电机没有剩磁，则励磁绕组突然断开时，电磁转矩为0，电机会停转，同样电枢电流将远远超过了额定电流。

若启动时励磁绕组断线，则启动转矩为0，电机不能启动，电枢电流远远超过了额定电流值。

20.若给并励直流电动机施加交流电压，是否可以运行为什么若为他励电动机，能否运行答：（1）并励可以，p pp=p pΦp p，前半周期，电压为正，Φ为正，p p为正，p pp为正；后半周期，电压为负，Φ为负，p p为负，p pp为正，故可以运行。

（2）他励不可以。

前半周期，电压为正，Φ为正，p p为正，p pp为正；后半周期，电压为负，Φ为正，p p为负，p pp为负，故不可以运行。

21.直流电动机的实验（接线图及其原理、仪表及其量程）。

22.直流发电机的实验（接线图及其原理、仪表及其量程）。

23.直流电机的电枢绕组画法变压器1.在变压器高压侧和低压侧分别加相应的额定电压进行空载试验，所得到的铁耗是否相同计算出来的励磁阻抗是否相同试予以解释。

答：由于p1≈p1=4.44pp1Φp，即Φp∝p1/p1=p2/p2，因此，在变压器高压方和低压方分别加额定电压进行空载实验时，铁芯的主磁通是相等的，即磁密B p是相等的。

而铁耗p pp∝p p p p2,故所测得的铁耗相等。

由于主磁通相等，因此磁动势相等，故所测得的空载电流与匝数成反比。

而所加的电压与匝数成正比，故计算出的励磁阻抗（等于电压除以电流）之比等于匝数之比的平方，所以它们之间的关系符合变压器的阻抗参数折算关系。

2.电流互感器与主线路是串联关系还是并联关系哪一侧绕组的匝数多哪一侧绕组的导线截面积大为什么为什么电流互感器二次侧不能开路运行答：串联，二次侧，一次侧。

由p1p2⁄，因为p1>p2，所以⁄=p2p1p2>p1，因为一次侧匝数较少，所以导线截面积大。

若电流互感器二次侧开路运行，则二次侧产生极大的电压，将使其绕组绝缘损坏，危及人身、仪表安全，且铁芯会过饱和，铁耗将大大增加，使铁芯过热，将电流互感器烧坏。

3.一台额定频率为50Hz的电力变压器接到60Hz的电网上运行，额定电压不变，试问对励磁电流、铁耗、漏抗、电压调整率有什么影响为什么答：根据p1≈p1=4.44pp1Φp，频率p由50Hz变为60Hz时，主磁通减小为原来的5/6，铁芯饱和程度下降，主磁路磁导增大，磁阻减小，由F=Φp p p=p1p p知励磁电流减小且小于原来的5/6。

由于p pp∝p p p p2(1<β<2)，主磁通减小为原来的5/6，即磁密B p减小为原来的5/6.因此铁耗变为原来的(65)p(56)2=(65)p−2<1.故铁耗减小。

漏电抗p1p=2ppp12Λ1p，p2p=2ppp22Λ2p，Λ1p、Λ2p与饱和程度无关，为常数，故漏抗增大为原来的6/5倍。

由于漏抗增大，短路电抗增大，基值不变，短路电抗标幺值p p∗增大，由?u=p2∗(p p∗cos p2+p p∗sin p2)×100%知电压调整率增大。

4.变压器负载运行时输出电压高于额定电压，负载是感性、容性还是阻性为什么答：容性。

由题意知，?u=p2?p−p2p2?p×100%<0，又因为?u= p2∗(p p∗cos p2+p p∗sin p2)×100%<0,所以p p∗sin p2<0,且|p p∗cos p2|<|p p∗sin p2|，所以为容性。

5.变压器二次侧开路，一次侧加额定电压时，虽然一次绕组的电阻很小，但是一次电流却不大，为什么答：由p1p=p0(p p+pp p)，因为p p非常大，所以电流p0不大。

6.使用T型等效电路进行变压器实际问题的计算时，算出来的一次和二次电压、电流、铜耗、铁耗、输入功率、输出功率是否均为实际值为什么答：一次侧电压、电流、铜耗、铁耗、输入功率均为实际值；二次侧输出功率、铜耗为实际值，但电压、电流均不是实际值，它们都是二次侧折算到一次侧的值。

7.相同容量和相同额定电压的两台变压器，若额定频率分别为50Hz和500Hz，则哪一台变压器的体积大为什么答：第一台变压器的体积大，由p1=4.44f p1Φp知，相同容量和相同额定电压的两台变压器第一台变压器频率低，所以匝数多，故体积要大。

8.试证明：在额定电压时，变压器的空载电流标幺值等于励磁阻抗模的标幺值的倒数。