電機(jī)學(xué)期末習(xí)題集(1)

1、習(xí)題集一、 簡(jiǎn)答1. 磁滯損耗和渦流損耗是什幺原因引起的？它們的大小與那些因素有關(guān)？ 答：磁滯損耗由于B交變時(shí)鐵磁物質(zhì)磁化不可逆，磁疇之間反復(fù)摩擦，消耗能量而產(chǎn)生的。它與交變頻率f成正比，與磁密幅值的次方成正比。渦流損耗是由于通過鐵心的磁通發(fā)生變化時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，再由于這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)引起電流（渦流）而產(chǎn)生的電損耗。它與交變頻率f的平方和的平方成正比。2. 磁路的磁阻如何計(jì)算？磁阻的單位是什么？答：，其中：為材料的磁導(dǎo)率；l為材料的導(dǎo)磁長度；A為材料的導(dǎo)磁面積。磁阻的單位為。3. 說明直流磁路和交流磁路的不同點(diǎn)。答：1）直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通隨時(shí)間交變進(jìn)而會(huì)在激磁線圈內(nèi)產(chǎn)生

2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；2）直流磁路中無鐵心損耗，而交流磁路中有鐵心損耗；3）交流磁路中磁飽和現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電流、磁通和電動(dòng)勢(shì)波形畸變。4. 基本磁化曲線與起始磁化曲線有何區(qū)別？磁路計(jì)算時(shí)用的是哪一種磁化曲線？答：起始磁化曲線是將一塊從未磁化過的鐵磁材料放入磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化，所得的B=f（H）曲線；基本磁化曲線是對(duì)同一鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行反復(fù)磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的頂點(diǎn)連接所得的曲線。二者區(qū)別不大。磁路計(jì)算時(shí)用的是基本磁化曲線。5. 為什么要把變壓器的磁通分成主磁通和漏磁通？它們之間有哪些主要區(qū)別？并指出空載和負(fù)載時(shí)激勵(lì)各磁通的磁動(dòng)勢(shì)？答：由于磁通所經(jīng)路徑不同，把磁通分成

3、主磁通和漏磁通，便于分別考慮它們各自的特性，從而把非線性問題和線性問題分別予以處理 區(qū)別：1. 在路徑上，主磁通經(jīng)過鐵心磁路閉合，而漏磁通經(jīng)過非鐵磁性物質(zhì) 磁路閉合。 2在數(shù)量上，主磁通約占總磁通的99%以上，而漏磁通卻不足1%。 3在性質(zhì)上，主磁通磁路飽和，m與im呈非線性關(guān)系，而漏磁通磁路不飽和，1與i1呈線性關(guān)系。 4在作用上，主磁通在二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，接上負(fù)載就有電能輸出， 起傳遞能量的媒介作用，而漏磁通僅在本繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只起了漏抗壓降的作用?？蛰d時(shí)，有主磁通和一次繞組漏磁通，它們均由一次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)。 負(fù)載時(shí)有主磁通，一次繞組漏磁通，二次繞組漏磁通。主磁通由一次繞組和二次繞組的

4、合成磁動(dòng)勢(shì)即激勵(lì)，一次繞組漏磁通由一次繞組磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)，二次繞組漏磁通由二次繞組磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)。6. 為什么可以把變壓器的空載損耗近似看成是鐵耗，而把短路損耗看成是銅耗？變壓器實(shí)際負(fù)載時(shí)實(shí)際的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無區(qū)別？為什么？答：因?yàn)榭蛰d時(shí)電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似看成鐵耗。 而短路時(shí)，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數(shù)，所以近似把短路損耗看成銅耗。 實(shí)際負(fù)載時(shí)鐵耗和銅耗與空載時(shí)的鐵耗和銅耗有差別，因?yàn)楹笠粋€(gè)是包含有其它損耗。7. 變壓器鐵心中的磁動(dòng)勢(shì)，在空載和負(fù)載時(shí)比較，有哪些不同？答：空載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)只有一次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)，負(fù)載

5、時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)是一次側(cè)和二次側(cè)的合成磁動(dòng)勢(shì)，即,也就是。8. 試從物理意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？答：由、可知，所以變壓器原、副兩邊每匝感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。又U1 E1, U2E2，因此，當(dāng)U1 不變時(shí)，若N1減少, 則每匝電壓增大，所以將增大?；蛘吒鶕?jù)，若 N1減小，則增大， 又，故U2增大。9. 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(shí)的端電壓。10. 在交流發(fā)電機(jī)定子槽的導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率、波形、大小與哪些因素有關(guān)？這些因素中

6、哪些是由構(gòu)造決定的，哪些是由運(yùn)行條件決定的？答： (1) 頻率頻率f與磁極對(duì)數(shù)p和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n有關(guān)，p是由構(gòu)造決定，n是由運(yùn)行條件決定。（2）波形與電機(jī)氣隙磁通密度沿氣隙圓周分布的波形有關(guān)，它由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定。（3）大?。簩?dǎo)體電動(dòng)勢(shì)E1大小與頻率f及每極磁通1有關(guān)，f及1由電機(jī)的運(yùn)行條件決定。11. 一個(gè)整距線圈的兩個(gè)邊，在空間上相距的電角度是多少?如果電機(jī)有p對(duì)極，那么它們?cè)诳臻g上相距的機(jī)械角度是多少?答：整距線圈兩個(gè)邊在空間上相距的電角度為；電機(jī)為p對(duì)極時(shí)，在空間上相距的機(jī)械角度為。12. 定子表面在空間相距電角度的兩根導(dǎo)體，它們的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與相位有何關(guān)系? 答；定子表面在空間相距電角

7、度的兩根導(dǎo)體，它們的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的波形相同，其基波和各次諧波電動(dòng)勢(shì)的大小分別相等?；妱?dòng)勢(shì)的相位差為電角度，且空間上超前(沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向空間位置在前)的導(dǎo)體，其基波電動(dòng)勢(shì)的相位是滯后的。13. 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等效電路中的)代表什么含義？ 能否用電感或電容代替為什么？答 代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率相對(duì)應(yīng)的等效電阻，消耗在此電阻中的功率將代表實(shí)際電機(jī)中所產(chǎn)生的全（總）機(jī)械功率；不能；因?yàn)殡姼?、電容消耗無功功率，而電機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的全（總）機(jī)械功率為有功功率。14. 繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，若轉(zhuǎn)子電阻增加；漏電抗增大；電源電壓不變，但頻率由變?yōu)?；試問這三種情況下最大轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)電流會(huì)有什么變化？答 (1)最

8、大轉(zhuǎn)矩不變，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩上升，起動(dòng)電流下降；(2) 最大轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)電流下降； (3) 最大轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)電流下降。15. 繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)時(shí)，為什么既能降低起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？所串電阻是否越大越好？答 從等效電路可以看出，增加轉(zhuǎn)子電阻使總的阻抗增加了，所以起動(dòng)電流減小。轉(zhuǎn)子電阻增加，使得提高；起動(dòng)電流減小使得定子漏抗電壓降低；電勢(shì)增加，使氣隙磁通增加。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通、起動(dòng)電流、成正比，雖然起動(dòng)電流減小了，但氣隙磁通和增加，使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加了。16. 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子電流的頻率是多少？由定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以什么速度 切割定子和

9、轉(zhuǎn)子？由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)基波以什么速度切割定子和轉(zhuǎn)子？兩個(gè)基波磁動(dòng)勢(shì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度多大？ 答 ：定子電流的頻率為，轉(zhuǎn)子電流的頻率為，定子磁動(dòng)勢(shì)以速度切割定子，以（）速度即速度切割轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)也以速度切割定子，以速度切割轉(zhuǎn)子。定、轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢(shì)同步旋轉(zhuǎn)，相對(duì)靜止。二、 選擇1. 繞線式三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)時(shí)（ ）。 A 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，起動(dòng)電流增大； B 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，起動(dòng)電流減?。籆 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，起動(dòng)電流不變； D 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，起動(dòng)電流增大。答 B2. 國產(chǎn)額定轉(zhuǎn)速為的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為（ ）極電機(jī)。A 2； B 4； C 6； D 8。答 B3. 一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)

10、額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)若電源電壓下降此時(shí)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（ ）。 A ； B ； C ； D 。 答 A4. 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等效電路中的附加電阻 上所消耗的電功率應(yīng)等于（ ）：A 輸出功率； B 輸入功率 ； C 電磁功率 ； D 總機(jī)械功率。答 D5. 適當(dāng)增加三相繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)的（ ）。 A 減少, 增加, 不變, 增加； B 增加, 增加, 不變, 增加； C 減少, 增加, 增大, 增加； D 增加, 減少, 不變, 增加。 答 A6. 一臺(tái)三相電力變壓器=560kVA， =10000/400(v), D,y接法，負(fù)載時(shí)忽略勵(lì)磁電流，低壓邊相電流為808.3A時(shí)，則高壓

11、邊的相電流為 。 A： 808.3A ， B: 56A， C: 18.67A ， D: 32.33A。 答：C7. 一臺(tái)變比為k的變壓器，從低壓側(cè)作空載實(shí)驗(yàn)，求得副邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值為，那末原邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值是 。：,：,：.。 答：A8. 變壓器的其它條件不變，外加電壓增加，則原邊漏抗，副邊漏抗和勵(lì)磁電抗將 。 ：不變， ：增加% ，：減少% 。（分析時(shí)假設(shè)磁路不飽和） 答：A9. 相電力變壓器磁勢(shì)平衡方程為 。 A：原，副邊磁勢(shì)的代數(shù)和等于合成磁勢(shì) B：原，副邊磁勢(shì)的時(shí)間向量和等于合成磁勢(shì) C：原，副邊磁勢(shì)算術(shù)差等于合成磁勢(shì) 答：A10. 壓與頻率都增加5時(shí)，穿過鐵芯線圈的主磁通 。 A

12、 增加 B 減少 C 基本不變答：C11. 升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢(shì) 二次繞組的每匝電勢(shì)。 A 等于 B 大于 C 小于答；A12. 三相變壓器二次側(cè)的額定電壓是指原邊加額定電壓時(shí)二次側(cè)的 電壓。A 空載線 B 空載相 C 額定負(fù)載時(shí)的線 答：A13. 單相變壓器通入正弦激磁電流，二次側(cè)的空載電壓波形為 。 A 正弦波 B 尖頂波 C 平頂波 答：C14. 如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。A：不變；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:發(fā)熱但無損壞危險(xiǎn)；F:嚴(yán)重發(fā)熱有燒壞危險(xiǎn)答：C，F(xiàn)15. 聯(lián)接組號(hào)不同的變壓器不能

13、并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)?。A:電壓變化率太大； B:空載環(huán)流太大；C:負(fù)載時(shí)激磁電流太大； D:不同聯(lián)接組號(hào)的變壓器變比不同。答：B16. 三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 。A：線電勢(shì)波形放生畸變； B：相電勢(shì)波形放生畸變；C：損耗增大； D：有效材料的消耗增大。 答：B17. 三相變壓器的變比是指之比。A：原副邊相電勢(shì) B：原副邊線電勢(shì) C：原副邊線電壓答：A18. 磁通，電勢(shì)正方向如圖，W1匝線圈感應(yīng)的電勢(shì)e為 。A：d/dt B：W1d/dt C：-W1d/dt答：C19. 兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷與短路阻抗 分配。A：大小成反比 B：標(biāo)么值成反比 C：標(biāo)么值成正比答：B

14、20. 變壓器負(fù)載呈容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓 。A,呈上升趨勢(shì)； B,不變， C,可能上升或下降答：C21. 單相變壓器鐵心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流 。A,增大； B，減??； C,不變。答：A三、 計(jì)算1. （數(shù)值不同）兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器均為Y，d11聯(lián)結(jié)標(biāo)號(hào)，U1N/U2N35/10.5kV，第一臺(tái)1250kVA，uk16.5，第二臺(tái)2000kVA，uk16，試求： 總輸出為3250kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器的負(fù)載是多少？ 在兩臺(tái)變壓器均不過載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出為多少？此時(shí)并聯(lián)組的利用率達(dá)到多少？解： 1、所以 所以 所以 kVA kVA2、兩臺(tái)變壓器均不過載，則第二臺(tái)滿

15、載， kVA并聯(lián)組利用率：2. 有一臺(tái)單相變壓器，額定容量kVA，原副邊額定電壓V，Hz。原副線圈的電阻及漏抗為，。試求：（1）折算到高壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗；（2）折算到低壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗；（3）將（1）、（2）求得的參數(shù)用標(biāo)么值表示；（4）計(jì)算變壓器的短路電壓百分比及其分量，。（5）求滿載及等三種情況下的電壓變化率并討論計(jì)算結(jié)果。解：（1）折算到高壓邊的短路阻抗 （2）折算到低壓邊的短路阻抗 (3) 所以 (4 ) 短路電壓百分值（5）當(dāng)滿載，功率因數(shù)時(shí)變壓器的電壓變化率 當(dāng)滯后時(shí)， 當(dāng)超前時(shí)， 對(duì)于電壓變化率，當(dāng)即阻性負(fù)載時(shí)電壓變化率較小，當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，電壓變化率

16、大，當(dāng)負(fù)載為容性時(shí)，負(fù)載時(shí)的端電壓可能高于空載時(shí)的端電壓。3. 某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500kVA增加到800kVA。原有一臺(tái)變壓器SN =560kVA, U1N/U2N6000/400，Y，yn0聯(lián)結(jié)，uk4.5?，F(xiàn)有三臺(tái)變壓器可供選用，它們的數(shù)據(jù)是：變壓器1：320kVA，6300/400V，uk4，Y，yn0聯(lián)結(jié)；變壓器2：240kVA，6300/400V，uk4.5，Y，yn4聯(lián)結(jié)；變壓器1：320kVA，6300/440V，uk4，Y，yn0聯(lián)結(jié)； 1、試計(jì)算說明，在不使變壓器過載的情況下，選用那一臺(tái)投入并聯(lián)比較適合？ 2、如果負(fù)載增加需選兩臺(tái)變比相等的與原變壓器并聯(lián)運(yùn)行，試

17、問最大總負(fù)載容量是多少？那臺(tái)變壓器最先達(dá)到滿載？解：（1）選第1臺(tái)適合。（2）如果負(fù)載增加，則選第一臺(tái)與第二臺(tái)，但第二臺(tái)要進(jìn)行改接，使原Y，yn4改接為Y，yn0。則三臺(tái)變壓器中，由于第一臺(tái)，Uk4最小，所以最先達(dá)到滿載則S1SN320kVA。故 所以 所以 4. 有一臺(tái)交流電機(jī)，Q=36，2p=4，y1=7，2a=2，試會(huì)出：（1） 槽電勢(shì)星形圖，并標(biāo)出600相帶分相情況；（2） 三相雙層迭繞組展開圖。答：（1）槽距角 每極每相槽數(shù) 由=200畫出槽電動(dòng)勢(shì)星形圖，然后由q=3標(biāo)出按600相帶的分相情況（見圖a），順序?yàn)椋篈-Z-B-X-C-Y. （a）由y=7畫出三相雙層疊繞組展開圖，并根據(jù)

18、2a=2進(jìn)行端部連線（見圖b） （b）5. 一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定功率，額定電壓，型接法，額定轉(zhuǎn)速，定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)如下： ； 。試求在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。解：轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)速時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩為 起動(dòng)電流為 起動(dòng)線電流 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 6. 一臺(tái)、八極的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率3，問該機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在起動(dòng)時(shí)， 轉(zhuǎn)差率是多少？ 解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 7. 有一臺(tái)三相四極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，接法，機(jī)械損耗與附加損耗之和為。設(shè)，求此電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩。解： 全機(jī)械功率 輸出功率 電磁功率 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 電磁轉(zhuǎn)矩 或 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 8. 一臺(tái)三相四極繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子每相電阻。額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子相電流為，計(jì)算額定電磁