电机简答题含答案版

1、变压器中m x 的物理意义是什么？在变压器中希望m x 大好还是小好？为什么？

答：m x 是主磁通φm 引起的感抗，反映主磁通对电路的电磁效应。当磁通一定时，m x 越大，所需的励磁电流越小，所以m x 越大越

好。

2、简述正余弦旋转变压器定子绕组和转子绕组的结构，并分别说明副边补偿和原边补偿时定子绕组和转子绕组连接方法。

答：正余弦旋转变压器，通常为两极结构，定子上两套绕组，其空间位置相差90°，这两套绕组的匝数及型式完全相同；转子上也有两套完全相同的绕组，他们在空间位置上也相差90°。

原边补偿接线: 励磁绕组外施单相交流电压，交轴绕组接入阻抗Zq ，转子的正弦输出绕组中接有负载Zl1，另一个余弦输出绕组为开路。

副边补偿接线：交轴绕组开路，励磁绕组外施电压Uf ，正余弦输出绕组分别接入负载阻抗Zl1和Zl2。

3、已知异步电动机定、转子绕组相数分别为1m 和2m ，转差率s ，试分别用以上参数以及（1）转子绕组实际电流2I 和实际电阻2r ，

（2）电流归算值'2I 和电阻归算值'

2r ，写出转子铜耗表达式和总机械功率表达式。

P 1=m 2I 22r 2(1-s)/s P 2=m 1I 2’2 r 2’(1-s)/s P CU1= m 2I 22r 2 P CU2= m 1I 2’2 r 2’

4、某步进电机采用四相双四拍运行方式，试解释“四相”，“双”，“四拍”的含义。此电机还可以运行在什么方式下？

答：“四相”， 是指此步进电动机具有四相定子绕组。“双”是指每次有两相绕组通电。“四拍”指四次换接为一个循环。其他运行方式：四相单四拍，四相单双四拍。

5、变压器中m r 的物理意义是什么？这一电阻是否能用万用电表来测量？若能，请说明理由；若不能，那么可以采用什么方法测量？ 答：rm 是表示变压器铁芯损耗的等效电阻即用来计算变压器铁芯损耗的模拟电阻，并非实质电阻，该电阻不能用万用表来测量。用空载试验测得，U0为外施每相电压，I0为每相电流，P0为每项输入功率即等于每项的空载损耗p0，r0=p0/（I0）^2=r1+rm≈rm

6、简述为什么要进行正余弦旋转变压器副边补偿或原边补偿？并分别说明采用这两种补偿时定子绕组和转子绕组连接方法。

答：因为负载电流产生的交轴磁场，将使输入电压发生畸变，为了消除交轴磁场的影响，要进行正余弦旋转变压器副边补偿或原边补偿。

副边补偿：交轴绕组开路，励磁绕组外施电压Uf ，正余弦输出绕组分别接入负载阻抗Zl1和Zl2。

原边补偿：励磁绕组外施单相交流电压，交轴绕组接入阻抗Zq ，转子的正弦输出绕组中接有负载Zl1，另一个余弦输出绕组为开路。

7、异步电机T 形等效电路中的

'21r s

s -含义是什么？能不能不用电阻而用电抗代替这个参数？为什么 答： '21r s s -代表消耗在这个电阻上的电功率就相当于电动机向外输出的机械功率，不能用电抗代替电阻，因为电抗只能占用功率，属于无功功率，电阻用来消耗功率，属于有功功率。 8、简述两相交流伺服电动机当控制绕组接受一定的控制电压时电机的运行原理。

答：控制绕组接受一定的控制电压，在电机内部产生椭圆形旋转磁场。一个椭圆形旋转磁场可以看成是由两个圆形旋转磁场合成起来的。这两个圆形旋转磁场幅值不等，但以相同的速度，向相反的方向旋转。它们切割转子绕组感应的电势和电流以及产生的电磁力矩也方向相反、大小不等，因合成力矩不为零，所以伺服电机就朝着正转磁场的方向转动起来，随着信号的增强， 磁场接近圆形，此时正转磁场及其力矩增大，反转磁场及其力矩减小，合成力矩变大，如负载力矩不变，转子的速度就增加。如果改变控制电压的相位，即移相 180度，旋转磁场的转向相反，因而产生的合成力矩方向也相反，伺服电机将反转。若控制信号消失，只有励磁绕组通入电流，伺服电机产生的磁场将是脉动磁 场，转子很快地停下来。

9、电源频率降低，电源电压不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗和励磁电阻的变化情况。

答：根据公式E=4.44fN Φm ，若电源频率降低而电源电压不变，磁通Φm 将增大，变压器铁心饱和程度加剧，故励磁电阻，励磁电抗均均减小，且由磁滞回线可知，励磁电流将随磁通的增大而增大。

11、试从励磁电流（空载电流）和电动机功率因数的角度解释异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

答：因为这样可以增加磁通量，减少空气磁阻，从而降低励磁电流，提高功率因数

12、异步电机T 形等效电路与变压器T 形等效电路的主要区别在哪里？并给出相应的解释。

答：主要区别在于异步电机属于旋转电机，那么在进行折算时就多一步，异步电机的转子参数要先折算到转子静止状态，故最后的T 型等值电路中有的参数与转差率S 有关；定、转子具有相同的频率，要保持频率归算后转子电流的大小和相位不变，最后用r2/s 的转

子电阻来代替实际的转子电阻r2

13、为什么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？

答：变压器的空载损耗的测定方法是：在原绕组上加额定电压，副绕组空载（不接任何负载）时测出的消耗功率为空载损耗。此时，线圈电流几乎为零，根据线圈电流损耗是线圈电阻损耗的定义，可知，此时线圈电阻上的损耗接近于零。故此时变压器的损耗就是由变压器铁心的损耗造成的。所以空载损耗也称铁芯损耗。短路损耗的测量方法是：在变压器原绕组上加额定电流，并将所有副绕组都短路的状态下测定的。此时，铁芯中的磁通量几乎为零。变压器铁心的损耗几乎不存在，故变压器此时的损耗，就是线圈导体本身的电阻上的热损耗。所以称它为铜损耗。

14、一台他励直流伺服电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压， 试问电枢电流、转速变化怎样? 答：转速升高，转速与电枢端电压成正比； 负载转矩不变，电枢电流基本不变(会有微小升高)。

15、两相交流伺服电机有哪几种控制方式？并分别加以说明。

答：交流伺服电机有三种控制方式，它们分别是幅值控制、相位控制、幅相控制。

幅值控制：控制电压和励磁电压保持相位差90o ，只改变控制电压幅值。

相位控制：相位控制时控制电压和励磁电压均为额定电压，通过改变控制电压和励磁电压相位差，实现对伺服电机的控制。 幅相控制：对幅值和相位都进行控制，通过改变控制电压的幅值及控制电压与励磁电压的相位差控制伺服电机的转速。

16、变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写出它们的表达式，并写出电动势平衡方程。

答：一次绕组有主电动势1E ，漏感电动势σ1E ，一次绕组电阻压降11r I ，主电动势1

E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势σ1E 由一次绕组漏磁通σ1Φ

交变产生。 一次绕组电动势平衡方程为)(1

1111jx r I E U ++-= ； 二次绕组有主电动势2E ，漏感电动势σ2E ，二次绕组电阻压降22r I ，主电动势2

E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势σ

2E 由二次绕组漏磁通σ2Φ 交变产生, 二次绕组电动势平衡方程为)(2

2222jx r I E U +-= 。 17、一台并励直流伺服电动机原运行于某确定的a I 、n 、E 和e T 值下，设负载转矩L T 突然增大，试分析电机将发生怎样的过渡过程，并将最后稳定的a I 、n 、E 和e T 的数值和原值进行比较。

答：直流电动机稳定运行时，02T T T em

+=，2T 增大后，02T T T em +<，从而使得n 下降。由n C E E Φ=知，E 下降，而a a R E U I -=

，因此，a I 上升。a T em

I C T Φ=，故em T 上升。这个过程一直持续到02T T T em +=为止，电动机在新的状态下稳定运行。与原值相比，a I 增大，n 减小，E 减小，em T 增大。

18、试简述三相感应电动机转子绕组折算和频率折算的含义，说明折算原理。

答：转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。为了导出等效电路，用一个与定子绕组的相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕组的磁动势和各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。频率折算即用静止的转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。为此，只要将转子电阻2

R '换成s R 2'。 19、常见两相交流伺服电动机转子结构？如果要得到圆形旋转磁场，加在励磁绕组和控制绕组上的电压应符合什么条件？

答：1、电源高电阻率导条的笼型转子 2、非磁性空心杯转子 3、铁磁性空心转子

若在两相对称绕组中外施两相对称电压便可得到圆形旋转磁场。 20、请解释步进电机转子失调角和矩角特性的概念；并回答当失调角分别为0度和90度时，对应的静态转矩数值是多少？ 答：失调角是指步进电动机转子偏离初始稳定平衡位置的电角度。

矩角特性是在不改变通电状态，即控制绕组电流不变时，步进电动机的静转矩和转子失调角的关系即T=f(θ).

当失调角位0度时，静态转矩数值为0. 当失调角位90度时，为最大静转矩 Kl T sm

==12λδlF Z KZ T r s sm =. 21、请解释电动机的机械特性的概念；并解释“机械特性硬”和“机械特性软”的含义。

答：机械特性是指控制电压恒定时，电机的转速随转矩变化的关系。

电动机的特性“软”或“硬”是指电动机抗“干扰”的能力，即负载变化时，电动机的“应变能力”，如负载突然增加时而需要的输入电压电流增加不是很大，这样的特性称“特性硬”反之为特性软。