電機學試題 打印版.doc

變 壓 器一、判斷題1、變壓器的電壓調(diào)整率越大，說明輸出的電壓越穩(wěn)定。（ ）(調(diào)整率大說明電壓變化大)2、與普通變壓器一樣，當電流互感器副邊短路時，將會產(chǎn)生很大的短路電流。（ ）（電流互感器不能開路運行，電壓互感器不能短路運行）3、自耦變壓器的原邊從電源吸收的電功率，除一小部分損耗在內(nèi)部外，其余的全部經(jīng)原、副邊線圈之間的電磁感應(yīng)傳遞到負載上。（ ）（自耦變壓器視在功率由感應(yīng)功率和傳導功率組成）4、將聯(lián)接組別為Y，y0的三相變壓器副邊出線端標志由a、b、c依次改為c、a、b，則其聯(lián)接組別變成Y，y8。（ ）（Y，y4）5、變壓器并聯(lián)運行的必要條件是各變壓器的變比必須相同，否則將在變壓器中產(chǎn)生很大的環(huán)流。（ ）（條件：變比相同，聯(lián)結(jié)組別號相同，短路阻抗的標幺值阻抗角相同）6、正常運行時，電流互感器副邊近似于短路狀態(tài)，而電壓互感器副邊相當于開路。（ ）7、與同容量的雙繞組變壓器相比，自耦變壓器的線圈容量比雙繞組變壓器線圈容量要小些。（ ）8、Y，d1聯(lián)接組別的變壓器，原、副繞組對應(yīng)的相電壓的相位差是30。（ ）（線電壓）9、將聯(lián)接組別為Y，d11的三相變壓器副邊出線端標志由a、b、c依次改為b、c、a，則其聯(lián)接組別變成Y，d3。（ ）（Y,d7）10、電流互感器鐵心中的磁通基本上是一個常量，與副邊電流大小無關(guān)。（ ）11、額定電壓為10000/400 V的三相變壓器，D，y1接法，那么該變壓器的變比為43.3。（ ）12、當變壓器的副邊電流增加時，由于副繞組的去磁作用，使鐵心中的磁通減少。（ ）(副邊電流增加時原邊電流也會相應(yīng)增)二、填空題1、聯(lián)接組別為Y，d3的三相變壓器，其高壓邊相電壓超前低壓邊相電壓 120電角度。2、變壓器副邊電流的大小和性質(zhì)決定于 負載的大小和性質(zhì) ，原邊電流決定于 副邊電流 。3、自耦變壓器的低壓繞組是 高壓繞組 的一部分，其原邊和副邊既有 磁 的聯(lián)系，又有 電 的聯(lián)系。4、某單相電力變壓器，已知變比k=2，在高壓邊做短路試驗時，測得的短路阻抗的標么值為0.06，若在低壓邊做短路試驗時，測得的短路阻抗的標么值為 0.06 。5、將聯(lián)接組別為Y，d11的三相變壓器副邊出線端標志a、b、c依次改為b、c、a，其聯(lián)接組別變?yōu)?Y，d7 。6、自耦變壓器的額定容量由 電磁容量 和 傳導容量 組成。7、額定電壓為220/110V單相變壓器，在AX端加220V交流電壓，將X與x相連接，當A、a為同極性端時，A、a之間的電壓為 110 V；當A、a為為異極性端時，A、a之間的電壓為 330 V。8、變壓器勵磁阻抗的大小與磁路的 飽和程度 有關(guān)，它不是一個常數(shù)。9、當變壓器帶 容 性負載時，有可能使電壓變化率為零。10、三相變壓器副繞組采用三角形接法時，若一相繞組接反，則副邊三相電動勢相量和等于 相電勢的2倍 。三、問答題1、三相變壓器原、副邊聯(lián)接圖如圖所示。試畫出相量圖，并判斷聯(lián)接組別。答：（a）Y，y2 （b）D，y11 2、變壓器勵磁阻抗與鐵心的飽和程度有關(guān)，為什么我們卻把它當作常數(shù)，每一臺變壓器都給定一個確定值？答：由，當電源電壓一定時，鐵心中主磁通為常數(shù)，則反映主磁通大小的勵磁阻抗也為常數(shù)，所以當某臺變壓器繞組匝數(shù)一定、頻率一定時，勵磁阻抗為定值。3、變壓器原、副邊繞組之間沒有電路的直接聯(lián)系，為什么負載運行時，副方電流增加或減少的同時，原方電流也跟著增加或減少？答：副方電流變化時，力圖產(chǎn)生磁勢變化影響主磁通，由于電源電壓不變，則主磁通近似不變，為此原方電流必須變化，以產(chǎn)生磁勢抵消副方磁勢的影響，維持主磁通不變，即滿足磁勢平衡。所以原方電流隨著副方電流的變化而變化。4、自耦變壓器的計算容量為什么小于變壓器的額定容量？原、副邊的功率是如何傳遞的？答：因為自耦變壓器原副繞組既有磁聯(lián)系，又有電聯(lián)系，公共繞組的電流是原、副方電流之差，則繞組計算容量是額定容量的倍。5、三相變壓器連接如圖（a）、（b）所示，畫出相量圖并確定聯(lián)接組別。答：（a）D，d0（b）D，y3 6、為什么變壓器的空載損耗可以近似看成鐵耗，短路損耗可以近似看成銅耗？答：空載時，因空載電流很小，則銅耗可忽略；但電壓為額定值，則磁通為額定，故鐵耗較大。所以空載損耗近似看成鐵耗。 短路時，因短路電壓很低，則磁通很低，鐵耗較?。坏搪冯娏鳛轭~定值，故銅耗較大。所以短路損耗近似看成銅耗。7、試分析變壓器原繞組匝數(shù)比設(shè)計值少時，鐵心的飽和程度、勵磁電流的大小、鐵耗、變比的變化。若副繞組匝數(shù)比設(shè)計值少時，上述各量將如何變化？答：若原繞組匝數(shù)減少時，因電壓不變，故鐵心磁通增大，其飽和程度增大，但勵磁電流將增加。由因鐵心磁密增大，故鐵耗增大；另外，變比將減小。 若副繞組匝數(shù)減少時，鐵心飽和程度不變，勵磁電流不變，鐵耗不變，變比增加。8、一臺變壓器在額定短路電流的情況下，高壓側(cè)和低壓側(cè)所測量的短路參數(shù)相同嗎？若用標么值來表示高低壓側(cè)的短路參數(shù)相同嗎？答：不相同。 相同。9、變壓器并聯(lián)運行的條件有哪些？哪個條件需嚴格遵守而不得有誤？答：（1）變比相等。 （2）聯(lián)接組別相同。 （3）短路阻抗標么值相等。 其中，聯(lián)接組別相同必須嚴格遵守。四、計算題1、一臺三相變壓器連接，在高壓側(cè)做短路試驗，所測數(shù)據(jù)為：。已知額定電壓下的空載損耗，試求：變壓器短路參數(shù)的標么值（忽略溫度影響）。滿載及（超前）時副方電壓變化率及效率。（超前）產(chǎn)生最大效率時的負載系數(shù)。解：（1） （2） （3）2、某三相變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)為：接法，在原邊做短路試驗，當短路電流為額定值時，測得，空載試驗測得。試求：短路電阻、短路電抗和短路阻抗的標么值。額定負載且（滯后）時的電壓調(diào)整率和效率。解：（1） （2） 3、設(shè)有兩臺變壓器并聯(lián)運行，第一臺的容量為1000KVA，第二臺的容量為2000KVA，在不允許任何一臺變壓器過載的情況下，試就下列兩種情況求變壓器組可能供給的最大負載？（1）當?shù)谝慌_變壓器的短路電壓為第二臺變壓器短路電壓的90%時，即設(shè)；（2）當?shù)诙_變壓器的短路電壓為第一臺變壓器短路電壓的90%時，即設(shè)。解：（1） 令 ， 則 故最大輸出容量： （2） 令 ， 則 故最大輸出容量：4、一臺三相變壓器連接，在高壓側(cè)做短路試驗，所測數(shù)據(jù)為：。當電源電壓為額定值時，副方滿載，測得副邊電壓恰好為額定值，求：（1）短路參數(shù)的標么值；（2）此時負載的性質(zhì)及功率因數(shù)角的大?。ú挥嫓囟扔绊懀?。解：（1） （2） （容性負載）5、兩臺變壓器并聯(lián)運行，均為Y，d11接法，。試求：（1）總輸出為3250 KVA時，每臺變壓器的負載是多少？（2）在兩臺變壓器均不過載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出為多少？利用率是多少？解：（1）每相總負載電流： 每相副方額定電流： 并聯(lián)時： 即有， 解方程得： （2）當時， 故 總輸出容量： 利用率： 直 流 電 機一、判斷題1、若無剩磁，則并勵直流發(fā)電機就不能建立直流電壓。（ ）2、他勵直流電動機拖動負載運行，只要負載轉(zhuǎn)矩不超過額定轉(zhuǎn)矩，無論采用哪種調(diào)速方法，電動機均可以長期運行而不致過熱損壞。 （ ）（調(diào)速方法：改變磁極磁通，改變電樞電壓，電樞串電阻）3、并勵直流發(fā)電機由于其勵磁電流由發(fā)電機本身供給，因此發(fā)電機輸出功率總小于輸入功率，而對他勵直流發(fā)電機由于勵磁電流由另外的電源供給，因此輸出功率可以等于輸入功率。（他勵發(fā)電機還有機械損耗，和銅鐵耗） （ ）4、直流發(fā)電機電樞導體的電勢與電刷間電勢一樣都是直流電勢，只不過大小不同而已。（）5、無論是在發(fā)電機還是電動機中，電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是和電機的轉(zhuǎn)向相反。（ ）（發(fā)電機相反，電動機相同）6、他勵直流電動機采用降低電源電壓調(diào)速，額定運行時，不論轉(zhuǎn)速高低，電樞電流均為額定值。（ ）（電流與轉(zhuǎn)矩相關(guān)）7、直流發(fā)電機在電樞繞組中產(chǎn)生的是交流電動勢，只是由于加裝了換向器和電刷裝置，才輸出直流電動勢。（ ） 8、直流電動機輸入的電功率，扣除空載損耗后，即為電動機輸出的機械功率。（ ）（還有短路損耗）9、他勵直流電動機拖動負載優(yōu)秀，只要轉(zhuǎn)矩不超過額定轉(zhuǎn)矩，無論采用哪一種調(diào)速方法，電動機均可以長期運行，而不至于過熱損壞。（ ）（減小磁通增大電流過熱）二、填空題1、電磁轉(zhuǎn)矩對直流電動機而言是 拖動 轉(zhuǎn)矩，對發(fā)電機而言則是 制動 轉(zhuǎn)矩；電磁轉(zhuǎn)矩的大小無論是電動機還是發(fā)電機都等于 電磁功率 和 角速度 之比。2、在直流發(fā)電機中電刷間的電動勢是 直流 電勢，導體中的電動勢是 交流 電勢，兩者的性質(zhì)不同。3、在直流發(fā)電機中，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電機的轉(zhuǎn)向 相反 ，因此電磁轉(zhuǎn)矩為 制動轉(zhuǎn)矩 。4、直流電動機電樞回路串電阻調(diào)速時，轉(zhuǎn)速隨電樞回路電阻的增加而 降低 ，機械特性將會 變軟 。5、直流電動機起動瞬間轉(zhuǎn)速為零， 反電勢 也為零，而電樞電阻又很小，所以起動電流很大，不能 直接 起動。三、問答題1、一臺并勵直流電動機在正轉(zhuǎn)時為某一轉(zhuǎn)速，如將它停車，僅改變勵磁電流的方向后重新起動運行，發(fā)現(xiàn)此時轉(zhuǎn)速與原來不一樣，為什么？答：當電刷不在幾何中性線上時，電樞磁場分為直軸和交軸兩個分量。當電樞反向時，直軸電樞磁場的方向?qū)⒏淖儯ㄈ缬扇ゴ抛優(yōu)樵龃牛@樣使磁通發(fā)生變化，在拖動恒轉(zhuǎn)矩負載時，轉(zhuǎn)速也將發(fā)生變化（變磁調(diào)速）。2、并勵直流電動機在運行時，若勵磁回路斷線，試分析在空載和額定負載時會發(fā)生什么現(xiàn)象？答：勵磁斷線后，相當于極度弱磁（只有剩磁通）。由，堵轉(zhuǎn)電流，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。當磁通減小時，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩減小，同時理想空載轉(zhuǎn)速上升。如圖可見，空載時，可能“飛車”；額定負載時，可能停車。3、換向極的作用是什么？裝在哪里？其繞組如何勵磁？極性如何安排？答：換向極的作用是改善換向，減小火花。 換向極裝在兩主磁極之間（即幾何中性線上），其繞組與電樞繞組串聯(lián)，其極性與交軸電樞磁場極性相反。4、在直流電機中，EU還是EU是判斷電機作為發(fā)電機還是電動機運行的依據(jù)之一。在同步電機中，這個結(jié)論還正確嗎？為什么？答：不正確。因為在直流電機中電勢與磁通和轉(zhuǎn)速成正比，由電壓方程式，對直流發(fā)電機；對直流電動機。而在同步電機中，只與勵磁電流有關(guān)，調(diào)節(jié)既可使，又可使。5、如果并勵直流發(fā)電機不能自勵，無法建立電壓，若采用了下列措施后就能自勵了，為什么？（1）改變原動機的轉(zhuǎn)向；（2）提高原動機的轉(zhuǎn)速。答：（1）當勵磁磁場與剩磁方向相反時，將無法建立電壓。若改變原動機轉(zhuǎn)向，則勵磁磁場將反向，使其與剩磁方向相同，則建立電壓。（2）當勵磁回路總電阻大于臨界電阻時，將無法建立電壓。若提高原動機轉(zhuǎn)速，可使臨界電阻提高，即空載特性斜率增加，則滿足電壓建立條件。6、一臺并勵直流發(fā)電機，額定運行時情況正常，當轉(zhuǎn)速降為時，電樞電壓為零，試分析原因。答：在額定運行時，發(fā)電機滿足自勵條件。當轉(zhuǎn)速降低時，空載特性曲線對應(yīng)的臨界電阻降低了，即發(fā)電機不能滿足勵磁回路總電阻要小于臨界電阻的自勵條件，故電樞電壓為零。7、在直流電機中主磁通既交鏈電樞繞組又交鏈勵磁繞組，為什么只在電樞繞組中有感應(yīng)電勢，在勵磁繞組中不感應(yīng)電勢？答：勵磁繞組與磁通無相對運動，且主磁通也不變化。8、一臺直流電動機在額定情況下調(diào)速，若負載轉(zhuǎn)矩不變，試問下列情況下額定轉(zhuǎn)速和電樞電流將如何變化？（1）勵磁電流減少10%，端電壓和電樞電阻不變；（2）電樞電壓下降10%，勵磁電流和電樞電阻不變。答：（1）弱磁調(diào)速，轉(zhuǎn)速升高，電流增大。 （2）降壓調(diào)速，轉(zhuǎn)速降低，電流不變。四、計算題1、一臺他勵直流電動機額定數(shù)據(jù)為：，電樞回路總電阻。試求：額定負載時電樞電勢和電磁轉(zhuǎn)矩。額定輸出轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩。理想空載轉(zhuǎn)速和實際空載轉(zhuǎn)速。解：2、有一臺并勵直流發(fā)電機，其額定功率為23KW，額定電壓為230V，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，電樞總電阻0.1，忽略電樞反應(yīng)的影響，并假定磁路不飽和?，F(xiàn)將這臺電機改為并勵電動機運行，接于220V的直流電源上，運行時維持電樞電流為原額定值不變，求電動機的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩、電磁功率。解：（1）作發(fā)電機運行時： （2）作電動機運行時： 3、一臺并勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)如下：，如果電機帶額定負載轉(zhuǎn)矩不變，要使電動機轉(zhuǎn)速降到400 r/min，應(yīng)在電樞回路中串入多大的電阻？電動機的額定電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩各等于多少？解：4、一臺他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)如下：，。試計算下列兩種情況下，拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載時，主磁通從額定值減少了15%以后，電動機的轉(zhuǎn)速是如何變化的。（1）電樞回路不串電阻，電源電壓為額定值；（2）電樞回路串入2.5，電源電壓為額定值。解： （1） （2） 異 步 電 動 機一、判斷題1、繞線式三相異步電動機如果將三相轉(zhuǎn)子繞組中的任意兩相與起動電阻的接線對調(diào)，則電動機將反轉(zhuǎn)。（ ）（對調(diào)轉(zhuǎn)子不會影響轉(zhuǎn)向）2、電動機拖動的負載越重，電流則越大，因此只要是空載，三相異步電動機便可直接起動。（ ）（啟動電流大）3、單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機，因其工作繞組和起動繞組中的電流是同相位的，故稱為單相電動機。（ ）（單相電源供電）4、只要供電線路允許，三相異步電動機直接起動，就可采用直接起動方法來起動電動機，與電機容量大小無關(guān)。（ ）5、由轉(zhuǎn)矩特性可知，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的臨界轉(zhuǎn)差率與外加電壓無關(guān)，因此當外加電壓變化，電動機額定轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率也將保持不變。（ ）6、雙層疊繞組如采用整距，產(chǎn)生的電磁效果就和單層繞組完全相同，失去了雙層繞組的優(yōu)點，因此，在實際生產(chǎn)的電機中沒有采用雙層整距繞組的。（ ）7、在拆換異步電動機定子繞組時，若每相匝數(shù)都減少了，運行時若電壓不變，電機的主磁通和勵磁電流都增加。（ ）8、深槽式和雙鼠籠式三相異步電動機起動時由于集膚效應(yīng)而增大了轉(zhuǎn)子電阻，因而具有較高的起動轉(zhuǎn)矩。（ ）9、異步電動機空載運行時，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)高，定子的功率因數(shù)也高。（ ）10、單層鏈式繞組盡管是短距繞組，但它的短距系數(shù)等于1。（ ）11、當在三相對稱繞組中通入三相基波對稱電流，則其三相合成旋轉(zhuǎn)磁勢中沒有諧波磁勢。（ ）二、填空題1、由機械特性分析可知，異步電動機的最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子回路電阻的大小 無關(guān) ，而與定子繞組所加電壓的 平方成正比 。2、拖動恒轉(zhuǎn)矩負載的三相異步電動機采用的控制方式時，降低頻率后電動機的過載能力 不變 ，電動機電流 不變 ，電動機轉(zhuǎn)速降的大小 不變 。3、拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載運行于正向電動狀態(tài)的三相異步電動機，對調(diào)定子繞組任意兩個出線端后，電動機的運行狀態(tài)經(jīng) 兩相反接制動 和 反向起動 ，最后穩(wěn)定運行于 反向電動 狀態(tài)。4、三相異步電動機負載增大時，轉(zhuǎn)速將會 下降 ，轉(zhuǎn)速電流將會 增加 ，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場切割定子繞組的速度將會 不變 。5、一臺空載運行的三相異步電動機，當電源的頻率降低，電壓不變時，電動機的勵磁電流將 增大 ，電動機的轉(zhuǎn)速將 下降 。6、在三相對稱繞組中通入三相對稱電流時，將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場的 幅值 不變，轉(zhuǎn)向取決于 三相電流相序 ，總是從 電流超前 的一相轉(zhuǎn)向 電流滯后 的一相。7、三相異步電動機起動轉(zhuǎn)矩的大小與所帶負載的大小 無關(guān) 。8、異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是由 轉(zhuǎn)子電流 和 旋轉(zhuǎn)磁場 相互作用而產(chǎn)生的，由于轉(zhuǎn)子電路有電感，所以還與 轉(zhuǎn)子功率因數(shù) 有關(guān)。9、一臺定子繞組為Y接法的三相鼠籠式異步電動機，如果把定子每相繞組的半相繞組反接，通入相序不變的三相對稱電流，電動機的極數(shù)則為 p/2 ，同步轉(zhuǎn)速為 2n1 ，轉(zhuǎn)向則 變反 。10、三相繞組式異步電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行時，若轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速，那么運行在不同轉(zhuǎn)速上，電動機轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)將 不變 。11、一臺三相繞線式異步電動機拖動起重機的主鉤提升重物，重物升到一定高度以后需要停在空中，若不使用機械抱閘裝置，那么可以采用的一種方法是 轉(zhuǎn)子串阻 。12、一個三相單層鏈式繞組，已知，則其短距系數(shù)為 1 ，分布系數(shù)為 0.966 。三、問答題1、有一臺三相繞線式異步電動機，今將它的定子繞組短路，轉(zhuǎn)子通入頻率為50Hz的三相對稱交流電流，產(chǎn)生的合成基波旋轉(zhuǎn)磁勢相對于轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速n1沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，問此時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向如何？為什么？答：轉(zhuǎn)子將逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場切割定子繞組，在定子繞組中感應(yīng)電勢和電流，并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，力圖拖動定子也沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。因定子固定不動，所以作用與反作用力，電磁轉(zhuǎn)矩將使轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。2、一臺三相異步電動機接于工頻電網(wǎng)工作時，每相感應(yīng)電勢為350V，定子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)312匝，繞組系數(shù)等于0.96，問每極磁通是多少？答：3、三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓大小有什么關(guān)系？若電源電壓降低，在額定負載轉(zhuǎn)矩下，電機的轉(zhuǎn)速、定子電流、轉(zhuǎn)子電流和主磁通將如何變化？答：電磁轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比。 可見，電壓降低，使轉(zhuǎn)速下降，定、轉(zhuǎn)子電流上升，主磁通下降。4、試比較單相交流繞組和對稱三相交流繞組產(chǎn)生的基波磁勢各有什么特點（幅值大小、幅值位置、極對數(shù)、任意瞬間的分布情況等）。答：單相交流繞組產(chǎn)生的基波磁勢： 幅值大?。?幅值位置：固定不動 極對數(shù)： 分布波形：正弦波三相交流繞組產(chǎn)生的基波磁勢： 幅值大?。?幅值位置：隨時間移動 極對數(shù)： 分布波形：正弦波5、已知三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流成正比，為什么電動機在額定電壓下起動時，起動電流很大而起動轉(zhuǎn)矩卻并不大？答：由，雖然起動時，很大，但因起動時轉(zhuǎn)差較大，則轉(zhuǎn)子電抗較大，故起動轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低，所以起動轉(zhuǎn)矩并不大。四、計算題1、一臺繞線式三相異步電動機帶動一橋式起重機主鉤，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：，。試求：若要求電動機以100 r/min的轉(zhuǎn)速下放重物，轉(zhuǎn)子回路應(yīng)串入多大電阻？若電動機不斷電，欲使重物停在空中，則應(yīng)如何處理？為什么？解：（1）（2） 在轉(zhuǎn)子回路串入0.886歐的電阻，即可使重物停在空中，此時電磁轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩，特性如圖。2、一臺繞線式三相異步電動機的數(shù)據(jù)為：，定子繞組為Y接法，該電動機拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載，要求制動時制動轉(zhuǎn)矩為，現(xiàn)采用反接制動，求每相串入的制動電阻值。解： 當時， 當時，3、有一個三相雙層疊繞組，磁極數(shù)，定子槽數(shù)，第一節(jié)距，支路數(shù)，試求：基波繞組系數(shù)。若該繞組改為三相單層鏈式繞組，基波繞組系數(shù)又為多少？解：（1） （2） （）4、有一個三相單層繞組，已知，試求基波繞組系數(shù)。若每極每相槽數(shù)，求基波繞組系數(shù)。解： 若故 5、一臺三相異步電動機，額定數(shù)據(jù)如下：，Y接法。已知該電動機軸上的額定轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的96%，定、轉(zhuǎn)子銅耗相等，鐵耗是總損耗的23%，求：（1）電動機的各種損耗。（2）。（3）額定運行時的及。解：（1） 故 （2） （3） 6、一臺三相兩極異步電動機，額定功率為10KW，效率為50Hz，在額定運行情況下，定子銅耗360W，轉(zhuǎn)子銅耗239W，鐵耗330W，機械損耗340W，忽略附加損耗，求此時的電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩、輸入功率和轉(zhuǎn)速。解：7、一臺三相異步電動機接于工頻電網(wǎng)工作時每相感應(yīng)電勢為350V，定子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)312匝，繞組系數(shù)等于0.96，問每極磁通是多少？解：8、有一臺額定功率為5.5KW、頻率為50Hz的三相六極異步電動機，在額定運行的情況下，。求：在額定運行的情況下，電動機的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)速、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩、效率及輸出轉(zhuǎn)矩各是多少？解： 因，則同 步 電 機一、判斷題1、同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組流過直流電，同步運行時，轉(zhuǎn)子上沒有鐵耗。（ ）2、同步發(fā)電機在欠勵運行狀態(tài)時，除向電網(wǎng)輸出有功功率外，還向電網(wǎng)輸出容性的無功功率。（ ）3、同步發(fā)電機的負載增加，電機的電流增加，電機的轉(zhuǎn)速將下降。（ ）4、并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機若勵磁電流不變，改變原動機輸入的功率，則發(fā)電機的有功功率、無功功率和功率角均變化。（ ）二、填空題1、同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行，若調(diào)節(jié)原動機輸入的功率。則輸出的有功功率和無功功率均 變化 ；當只調(diào)節(jié)勵磁電流時，只有 無功 功率變化， 有功 功率不變。2、在同步電機中，若，則電樞反應(yīng)起 直軸去磁 作用；若，則電樞反應(yīng)起 交軸 作用。3、對轉(zhuǎn)速較高的同步發(fā)電機應(yīng)采用 隱極 式轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速較低的應(yīng)采用 凸極 式轉(zhuǎn)子。4、當同步發(fā)電機的勵磁電流大于正常勵磁時，發(fā)電機除向電網(wǎng)發(fā)出有功功率外，還向電網(wǎng)發(fā)出 感性 的無功功率。5、同步發(fā)電機流過轉(zhuǎn)子勵磁繞組的電流為 直流 電，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場為 恒定電流 磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時則為 旋轉(zhuǎn) 磁場。6、隱極式和凸極式同步發(fā)電機均與無窮大電網(wǎng)連接，運行于某一穩(wěn)定狀態(tài)，若兩臺電機突然同時失去勵磁，則 隱極式 同步發(fā)電機的電磁功率為零。7、同步電機按結(jié)構(gòu)分類，可分為 旋轉(zhuǎn)磁極 式和 旋轉(zhuǎn)電樞 式。三、問答題1、畫出凸極式同步發(fā)電機過勵時的相量圖。答：如右圖。2、當同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行以及單獨運行時，輸出的有功功率和功率因數(shù)由什么條件決定？分析發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)時，在過激和欠激情況下無功功率的性質(zhì)。答：功率因數(shù)由勵磁電流大小決定（并網(wǎng)）；單獨運行由負載決定。并網(wǎng)電壓不變，過勵時發(fā)出感性無功功率，欠勵時發(fā)出容性無功功率。單獨運行時，電壓隨負載而變。 并網(wǎng)時，過勵情況下發(fā)出感性無功功率；欠勵情況下，發(fā)出容性無功功率。3、當運行中的同步發(fā)電機突然失去勵磁時，哪種形式的同步發(fā)電機的電磁功率為零？哪種不為零？若不為零，則電磁功率的表達式如何？答：若失去勵磁時，隱極式同步發(fā)電機電磁功率為零，凸極式同步發(fā)電機電磁功率不為零。 四、計算題1、一臺凸極式三相同步發(fā)電機，已知額定相電壓，額定相電流，額定功率因數(shù)（滯后），定子繞組Y接法，不計電阻，如果電機在額定狀態(tài)下運行，并已知其相電勢，試求：。解：2、一臺凸極式三相同步發(fā)電機，其直軸和交軸同步電抗的標么值分別為1.0和0.6，不計電阻。試計算當發(fā)電機運行在額定情況下且（滯后）時，每相勵磁電勢、直軸電流、交軸電流的標么值。畫出相量圖。解：（1） （2）如右圖 3、一臺汽輪三相同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行，已知，Y接法，不計電阻。當發(fā)電機輸出功率為80KW時，。若保持勵磁電流不變，減少輸出功率到20KW時，試求此時：（1）功率角；（2）功率因數(shù)；（3）電樞電流I；（4）發(fā)電機輸出的有功功率、無功功率及其性質(zhì)。解：（1）當時，相量圖如右圖。因，故 式中，當時，相量圖如右圖。(2) (3)由余弦定理： 故： （4） （感性）4、一臺汽輪三相同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行，已知，定子繞組Y接法，空載相電勢，（滯后），不計電阻。若減小勵磁電流使相電勢，保持原動機輸入功率不變，試求：（1）改變勵磁電流前發(fā)電機輸出的有功功率和無功功率；（2）改變勵磁電流后發(fā)電機輸出的有功功率、無功功率及定子電流。解：（1） （2） 故 由相量圖： 5、一臺隱極式三相同步發(fā)電機，定子繞組為Y接，每相同步電抗，不計電阻。試求：（1）（滯后）時的；（2）（超前）時的。解： （1） （2）電機試題一、填空1. 一臺四極直流發(fā)電機采用單疊繞組，若取下一支或相鄰的兩支電刷，其電流和功率 減小 ，而電刷電壓 不變 。2. 并勵直流電動機，當電源反接時，其中Ia的方向 反向 ，轉(zhuǎn)速方向 不變 。3. 一臺串勵直流電動機與一臺并勵直流電動機，都在滿載下運行，它們的額定功率和額定電流都相等，若它們的負載轉(zhuǎn)矩同樣增加0.5，則可知： 串勵 電動機轉(zhuǎn)速下降得多，而 并勵 電動機的電流增加得多。4. 直流電動機調(diào)速時，在勵磁回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速 升高 ，而在電樞回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速 降低 。5. 串勵直流電動機在電源反接時，電樞電流方向 反向 ，磁通方向 反向 ，轉(zhuǎn)速n的方向 不變 。6. 一臺變壓器，原設(shè)計的頻率為50HZ，現(xiàn)將它接到60HZ的電網(wǎng)上運行，額定電壓不變，勵磁電流將 減小 ，鐵耗將 減小 。7. 三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 電壓波形畸變 。8. 通過 空載 和 短路 實驗可求取變壓器的參數(shù)。9. 變壓器的一次和二次繞組中有一部分是公共繞組的變壓器是 自耦變壓器 。10. 三相合成磁動勢中的五次空間磁勢諧波，在氣隙空間以 1/5 基波旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向與基波轉(zhuǎn)向 相反 ，在定子繞組中，感應(yīng)電勢的頻率為 5 ，要消除它定子繞組節(jié)距= 。11. 單相繞組的基波磁勢是 脈振磁勢 ，它可以分解成大小 相等 ，轉(zhuǎn)向 相反 ，轉(zhuǎn)速 相等 的兩個旋轉(zhuǎn)磁勢。12. 三相異步電機轉(zhuǎn)速為，定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為，當時為 電動機 運行狀態(tài)；當時為 發(fā)電機 運行狀態(tài)；當與反向時為 電磁制動 運行狀態(tài)。13. 繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串入適當?shù)碾娮?，會使起動電?減小 ，起動轉(zhuǎn)矩 增大 。14. 同步電動機在過勵時從電網(wǎng)吸收 容性 無功功率 ，產(chǎn)生直軸 增磁 電樞反應(yīng)；同步發(fā)電機在過勵時向電網(wǎng)輸出 感性 無功功率，產(chǎn)生直軸 去磁 電樞反應(yīng)。15. 凸極同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)，如將發(fā)電機勵磁電流減為零，此時發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩為 。二、選擇1. 一臺并勵直流發(fā)電機希望改變電樞兩端正負極性，采用的方法是A 。：改變原動機的轉(zhuǎn)向 ：改變勵磁繞組的接法：既改變原動機的轉(zhuǎn)向又改變勵磁繞組的接法2. 在直流電機中，公式和中指的是 A ： A：每極合成磁通 B：所有磁極的總磁通 C：主磁通每極磁通 D：以上都不是 3. 直流電動機在串電阻調(diào)速過程中，若負載轉(zhuǎn)矩保持不變，則 A 保持不變 A：輸入功率 B：輸出功率C：電磁功率 D：電機的效率4. 一臺并勵直流電動機將單疊繞組改接為單波繞組，保持其支路電流不變，電磁轉(zhuǎn)矩將 C 。 A：變大 B：不變 C：變小5. 若并勵直流發(fā)電機轉(zhuǎn)速上升20，則空載時發(fā)電機的端電壓U0將 B 。A：升高20 B：升高大于20 C：升高小于20 D：不變6. 直流電動機的額定功率指 B 。A:轉(zhuǎn)軸上吸收的機械功率 B:轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率C:電樞端口吸收的電功率 D:電樞端口輸出的電功率7. 一臺三相電力變壓器=560KVA， =10000/400(v), D,y接法，負載時忽略勵磁電流，低壓邊相電流為808.3A時，則高壓邊的相電流為 C 。 A： 808.3A B: 56A C: 18.67A D: 32.33A8. 一臺變比為10的變壓器，從低壓側(cè)作空載實驗，求得副邊的勵磁阻抗標么值為16，那末原邊的勵磁阻抗標么值是 A 。：16 ：1600 ：0.169. 電壓與頻率都增加5時，穿過鐵芯線圈的主磁通 C 。 A 增加 B 減少 C 基本不變10. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運行，是因為 B 。A:電壓變化率太大 B:空載環(huán)流太大C:負載時激磁電流太大 D:不同聯(lián)接組號的變壓器變比不同11. 為使變壓器的效率最大，設(shè)計變壓器時應(yīng)使鐵耗 C 銅耗。A：大于 B：小于 C：等于12. 一臺 50HZ的變壓器接到60HZ的電網(wǎng)上，外時電壓的大小不變，激磁電流將 B 。A:增加 B:減小 C:不變13. 交流繞組采用短距與分布后，基波電勢與諧波電勢 A 。A：都減小 B：不變 C：基波電勢不變，諧波電勢減小14. 交流電機定、轉(zhuǎn)子的極對數(shù)要求 B 。A：不等； B：相等； C：不可確定。15. 國產(chǎn)額定轉(zhuǎn)速為的三相異步電動機為（ B ）極電機。A:2 B:4 C:6 D:816. 三相異步電動機等效電路中的附加電阻 上所消耗的電功率應(yīng)等于（ D ）：A:輸出功率 B:輸入功率 C:電磁功率 D:總機械功率17. 如果有一臺三相異步電動機運行在轉(zhuǎn)差率為，此時通過氣隙傳遞的功率有（ A ）。A:的轉(zhuǎn)子銅耗 B:是轉(zhuǎn)子銅耗C:是輸出功率 D:是全機械功率。18. 三相異步電動機氣隙增大，其他條件不變，則空載電流（ A ）。 A: 增大 B: 減小 C: 不變 D: 不能確定19. 同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時，若所帶負載為感性，則其電樞反應(yīng)的性質(zhì)為（ C ）。 A: 交軸電樞反應(yīng) B: 直軸去磁電樞反應(yīng)C: 直軸去磁與交軸電樞反應(yīng) D: 直軸增磁與交軸電樞反應(yīng)20. 同步補償機的作用是（ B ）。A: 補償電網(wǎng)電力不足 B: 改善電網(wǎng)功率因數(shù)C: 作為用戶的備用電源 D: 作為同步發(fā)電機的勵磁電源三、判斷1. 直流電機主磁通既鏈著電樞繞組又鏈著勵磁繞組，因此這兩個繞組中都存在著感應(yīng)電勢。( )2. 他勵直流電動機在固有特性上弱磁調(diào)速，只要負載不變，電動機轉(zhuǎn)速升高。( )3. 直流發(fā)電機中的電刷間感應(yīng)電勢和導體中的感應(yīng)電勢均為直流電勢。( )4. 并勵直流電電機不可輕載運行。( )5. 起動直流電動機時，勵磁回路應(yīng)與電樞回路同時接入電源。( )6. 變壓器負載運行時副邊電壓變化率隨著負載電流增加而增加 。( )7. 變壓器空載運行時，電源輸入的功率只是無功功率 。( )8. 變壓器負載成容性，負載增加時，副邊電壓將降低。( )9. 變壓器負載運行時，原邊和副邊電流標么值相等 。( )（原邊有空載電流）10. 三相對稱交流繞組中無三及三的倍數(shù)次諧波電勢。( )11. 交流繞組的繞組系數(shù)均小于1。( )12. 三相繞線式感應(yīng)電動機在轉(zhuǎn)子回路中串電阻可增大起動轉(zhuǎn)矩，所串電阻越大，起動轉(zhuǎn)矩就越大。( )13. 當三相感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子繞組短接并堵轉(zhuǎn)時，軸上的輸出功率為零，則定子邊輸入功率亦為零 。( )14. 三相感應(yīng)電動機的功率因數(shù)總是滯后的。( )15. 三相感應(yīng)電動機的起動電流很大，所以其起動轉(zhuǎn)矩也很大。( )16. 定、轉(zhuǎn)子磁動勢相對靜止是一切電機能正常運行的必要條件。( )17. 同步發(fā)電機的功率因數(shù)總是滯后的。( )18. 改變同步發(fā)電機的勵磁電流，只能調(diào)節(jié)無功功率。( )19. 凸極同步電機中直軸電樞反應(yīng)電抗大于交軸電樞反應(yīng)電抗。( )20. 與直流電機相同，在同步電機中，還是是判斷電機作為發(fā)電機還是電動機運行的依據(jù)之一。( )四、問答1. 電樞反應(yīng)的性質(zhì)由什么決定？交軸電樞反應(yīng)對每極磁通量有什么影響？直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)由什么決定？答: 電樞反應(yīng)的性質(zhì)由電刷位置決定，電刷在幾何中性線上時電樞反應(yīng)是交軸性質(zhì)的，它主要改變氣隙磁場的分布形狀，磁路不飽和時每極磁通量不變，磁路飽和時則還一定的去磁作用，使每極磁通量減小。電刷偏離幾何中性線時將產(chǎn)生兩種電樞反應(yīng)：交軸電樞反應(yīng)和直軸電樞反應(yīng)。當電刷在發(fā)電機中順著電樞旋轉(zhuǎn)方向偏離、在電動機中逆轉(zhuǎn)向偏離時，直軸電樞反應(yīng)是去磁的，反之則是助磁的。2. 他勵直流發(fā)電機由空載到額定負載，端電壓為什么會下降？并勵發(fā)電機與他勵發(fā)電機相比，哪個電壓變化率大？答: 他勵直流發(fā)電機由空載到額定負載，電樞電流由0增加到額定值電樞回路電阻壓降增加，且電樞反應(yīng)的去磁作用使主磁通下降，從而使感應(yīng)電動勢E下降。由公式可知，端電壓U隨的增加而下降。對于并勵發(fā)電機，除上面兩個原因外，端電壓下降，引起勵磁電流下降，使得下降和E下降，所以并勵發(fā)電機的電壓變化率比他勵發(fā)電機電壓變化率要大些。3. 一臺并勵發(fā)電機，在額定轉(zhuǎn)速下，將磁場調(diào)節(jié)電阻放在某位置時，電機能自勵。后來原動機轉(zhuǎn)速降低了磁場調(diào)節(jié)電阻不變，電機不能自勵，為什么？答: 對應(yīng)于不同的轉(zhuǎn)速有不同的空載曲線，因而臨界電阻也不同。電機轉(zhuǎn)速降低，臨界電阻減小，當臨界電阻小于勵磁回路電阻時，電機便不能自勵。4. 一臺的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副邊開路或短路對原邊電流的大小有無影響？答：因是直流電，變壓器無自感和感應(yīng)電勢，所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流很大，為。如副邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因為不變。5. 變壓器原、副方額定電壓的含義是什么？答：變壓器一次額定電壓U1N是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓，二次額定電壓U2N是指變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時的端電壓。6. 采用繞組分布短距改善電動勢波形時，每根導體中的感應(yīng)電動勢是否也相應(yīng)得到改善?答：采用繞組分布短距改善電動勢波形，是通過使線圈間或線圈邊間的電動勢相位差發(fā)生變化而實現(xiàn)的，每根導體中的感應(yīng)電動勢波形并沒有改善。7. 普通籠型感應(yīng)電動機在額定電壓下起動時，為什么起動電流很大，而起動轉(zhuǎn)矩并不大？答: 起動時，旋轉(zhuǎn)磁場以同步速度切割轉(zhuǎn)子，在短路的轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)很大的電動勢和電流，引起與它平衡的定子電流的負載分量急劇增加，以致定子電流很大；起動時，很小，電動機的等效阻抗很小，所以起動電流很大。由于，當、時，使轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角接近，很小，并不大；另外，因起動電流很大，定子繞組漏抗壓降大，使感應(yīng)電動勢減小，與之成正比的也減小。起動時，減小，并不大，使得起動轉(zhuǎn)矩并不大。8. 一臺籠型感應(yīng)電動機，原來轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的。如輸出同樣轉(zhuǎn)矩，電動機的有什么變化？答: 轉(zhuǎn)子由銅條改為鋁條后，相當于轉(zhuǎn)子回路電阻增大，使得電動機起動電流減小、起動轉(zhuǎn)矩增大，最大轉(zhuǎn)矩不變，臨界轉(zhuǎn)差率增大。在負載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，增大，轉(zhuǎn)速下降，效率降低。9. 什么是同步電機的功角特性？角有什么意義？答： 當電網(wǎng)電壓和頻率恒定，參數(shù)和為常數(shù)、勵磁電動勢不變時，同步電機的電磁功率只決定于與的夾角，稱為功率角，為同步電機的功角特性。由于電機的漏阻抗遠小于同步電抗，從空間上看，功率角可近似認為時主磁極軸線與氣隙合成磁場軸線之間的夾角；從時間上，功率角勵磁電動勢與電壓之間的夾角。10. 同步電機的氣隙磁場，在空載時是如何激勵的？在負載時是如何激勵的？答：空載時，定子繞組中沒有電流，氣隙磁場是由轉(zhuǎn)子繞組中的直流電流激勵的。負載后，定子三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，其基波以同步速度旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)子相對靜止。氣隙磁場是由轉(zhuǎn)子繞組中直流電流和定子繞組中三相交流電流共同激勵產(chǎn)生的。五、計算1. 一臺并勵直流發(fā)電機數(shù)據(jù)如下：，極對數(shù)，電樞電阻，一對電刷壓降，勵磁回路電阻，把此發(fā)電機當電動機運行，所加電源電壓，保持電樞電流為發(fā)電機額定運行時的電樞電流。試求：（1）此時電動機轉(zhuǎn)速為多少（假定磁路不飽和）？（2）發(fā)電機額定運行時的電磁轉(zhuǎn)矩為多少？（3）電動機運行時的電磁轉(zhuǎn)矩為多少？ 解： （1）作發(fā)電機運行時，額定電流勵磁電流額定電樞電流 今作電動機運行電動機轉(zhuǎn)速 (2) 發(fā)電機額定電磁轉(zhuǎn)矩 （3）電動機電磁轉(zhuǎn)矩 2. 一臺四極、82kw、230伏、970r/min的并勵直流發(fā)電機，在75度時電樞回路電阻，并勵繞組每極有78.5匝，四極串勵繞組總電阻，額定負載時，并勵回路串入3.5歐的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2伏，基本鐵耗及機械損耗，附加損耗，試求額定負載時發(fā)電機的輸入功率，電磁功率，電磁轉(zhuǎn)矩和效率。 解： 電機的額定電流勵磁繞組中通過的電流電樞電流為 +356.5+8.75365.25 A電機中電樞繞組感應(yīng)電勢 所以在額定負載時，發(fā)電機的輸入功率 電機的電磁功率電機的電磁轉(zhuǎn)矩 （Nm）發(fā)電機的效率3.一臺單相變壓器50KVA、7200/480V、60Hz。其空載和短路實驗數(shù)據(jù)如下實驗名稱電壓（伏）電流（安）功率（W）電源加在空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數(shù)及其標么值；（2）空載和滿載時的銅耗和鐵耗；（3）額定負載電流、功率因數(shù)滯后時的電壓變化率、副邊電壓及效率。（注：電壓變化率按近似公式計算）解： (1) 短路參數(shù) 其阻抗基值 所以 (2) 空載時鐵耗 w 滿載銅耗 w(3) 額定負載電流時 根據(jù)電壓變化率近似公式得此時副方電壓 所以 ww4.三相變壓器的額定值為SN1800kVA，U1N/U2N6300/3150V，Y，d11聯(lián)結(jié)，空載損耗P06.6kw，短路損耗Pk21.2kw，求（1） 當輸出電流I2I2N，0.8時的效率；（2） 效率最大時的負載系數(shù)。解：(1) (2) 當PcuPFe時發(fā)生、所以5. 兩臺變壓器并聯(lián)運行均為Y，d11聯(lián)結(jié)標號，U1N/U2N35/10.5KV，第一臺1250kVA，Uk16.5，第二臺2000kVA，Uk16，試求：(1)總輸出為3250kVA時，每臺變壓器