電機學(xué)考試必備簡答題

1.6自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？有兩個匝數(shù)相等的線圈，一個繞在閉合鐵心上，一個繞在木質(zhì)材料哪一個自感系數(shù)大？哪一個自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個自感系數(shù)是變數(shù)，隨什么原因變化？d中Ldi對空心線圈：wL=Li所以eLdi對空心線圈：wL=Li所以eL=_Ld自感：L==N8L=NNiA=N2A所以，L的大小與匝數(shù)平方、磁導(dǎo)率四、磁路截面積A、磁路平均長度l有關(guān)。閉合鐵心四>>%所以閉合鐵心的1.7在圖1.30中，若一次繞組外加正弦電壓*、繞組電阻虬、電流ii時，問繞組內(nèi)為什么會感應(yīng)出電動勢？111標出磁通、一次繞組的自感電動勢、二次繞組的互感電動勢的正方向；寫出一次側(cè)電壓平衡方程式；當電流i1增加或減小時，分別標出兩側(cè)繞組的感應(yīng)電動勢的實際方向。解：(1)為正弦電壓，.??電流L也隨時間變化，由L產(chǎn)生的磁通隨時間變化，由電磁感應(yīng)定律知e=_N噂產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.磁通方向：右手螺旋定則，全電流定律\方向：阻止線圈中磁鏈的變化，符合右手螺旋定則：四指指向電勢方向，拇指為磁通方向。T疽N腎⑷i1增加，如右圖。七減小1.10在圖1.32所示的磁路中，兩個線圈都接在直流電源上，已知11、12、N1、N2，回答下列問題：總磁動勢F是多少？1若12反向，總磁動勢F又是多少？電流方向仍如圖所示，若在a、b出切開形成一空氣隙6，總磁動勢F是多少？此時鐵心磁壓降大還是空氣隙磁壓降大？在鐵心截面積均勻和不計漏磁的情況下，比較(3)中鐵心和氣隙中B、H的大小。比較(1)和(3)中兩種情況下鐵心中的B、H的大小。解：⑵⑶(1)F=N"-N21解：⑵⑶F=N"+N212總的磁勢不變?nèi)詾镕=N1/1-N2/2?.?磁壓降km①鐵心R=十空氣隙R=^_雖然1二但...七h...R^R0..?空氣隙的磁壓降大(4).忽略漏磁.?.中=中Fe而截面積相等w氣3???氣〉HFe⑸?.?第一種情況①(］大.??B⑴>B⑶同理H>H3.8試說明磁動勢平衡的概念極其在分析變壓器中的作用？解：一次電流I1產(chǎn)生的磁動勢F1和二次電流12產(chǎn)生的磁動勢F2共同作用在磁路上，等于磁通乘磁組，即F+F二①R叵。其中a是考慮鐵心的磁滯和渦流損耗時磁動勢超前磁通的一個小角度實際鐵心的Rm很小，12mm而Rm牝0，則F+f2=0，即F=_%這就叫磁動勢平衡，即一二次磁動勢相量的大小相等，方向相反，二次電流增大時，一次電流隨之增大.當僅考慮數(shù)量關(guān)系時，有NI=NI即叫=12或I=d.??利用磁動勢平衡的1122121k概念來定性分析變壓器運行時，可立即得出結(jié)論,一,二次電流之比和他們的匝數(shù)成反比.9為什么變壓器的空載損耗可以近似地看成是鐵耗，短路損耗可以近似地看成是銅耗？負載時變壓器真正的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無差別，為什么？解：P幻P???空載損耗P=ml2R+P空載時10很小，.??mI2R可忽略.??P-P，P幻P?.?0Fe001Fe0010FekcuP=P+PI.短路試驗時外施電壓"很小，...①很小，10很小...鐵耗很小,可忽略鐵耗，P注P。負載kcuFek0kcu時l:與空載時無差別，這是因為當f不變時，PFe次B23①23E2次U2負載與空載時一次繞組側(cè)施加的電壓基本不變，..?PFe基本不變，則不變損耗，嚴格說，空載時，漏抗壓降大..?磁密略低，鐵耗略少些。Pcu：如果是同一電流，則無差別。如果考慮到短路損耗包含少量的鐵耗的話，負載真正的銅耗比短路時側(cè)略小。12一臺變壓器，原設(shè)計的額定頻率為50Hz，現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運行，額定電壓不變，試問對勵磁電流、鐵耗、漏抗、電壓變化率等有何影響？解：f也50Hz變?yōu)?0Hz，額定電壓不變。①U3E1=4.44俱中皿f變?yōu)樵瓉淼?，則①m變?yōu)樵瓉淼模?勵磁電流減小，即/0'，10為原來的5②％廣P（f）吧P二技口1.6，雖然頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，50但頻率的1.6次方與鐵耗成正比，但①m減小5倍，.??Bm減小己倍，但Bm的平方與PFe成正比...最終仍是鐵耗減小，即PFe'③勵磁電抗xm=2丸fN；Am=2丸fN2+Aff，飽和程度降低，l^fAxm個④漏電抗：、=2押J、A為漏磁路磁導(dǎo)可認為是常數(shù)AX1S隨頻率增大而增大。⑤電壓變化率1o1101010AU/=p（R*cos巾+x*sin。）,/x*f，AAU增大0k2k2k5為什么采用短距和分布繞組能削弱諧波電動勢？為了消除5次或7次諧波電動勢，節(jié)距應(yīng)選擇多大？若要同時削弱5次和7次諧波電動勢，節(jié)距應(yīng)選擇多大？解：繞組短距后，一個線圈的兩個線圈邊中的基波和諧波（奇次）電動勢都不在相弟80，因此，基波和諧波電O動勢都比整距時減?。粚?，同短距而減小的空間電角度較小，..?基波電動勢減小得很少；但對V次諧波，短距減小的則是一個較大的角度（是基波的V倍），因此，總體而言，兩個線圈中諧波電動勢相量和的大小就比整距時的要小得多，因此諧波電動勢減小的幅度大于基波電動勢減小的幅度..?可改善電動勢波形。繞組分布后，一個線圈組中相鄰兩個線圈的基波和V次諧波電動勢的相位差分別是％和g］（氣槽距角），這時，線圈組的電動勢為各串聯(lián)線圈電動勢的相量和，因此一相繞組的基波和諧波電動勢都比集中繞組時的小，但由于諧波電動勢的相位差較大，因此，總的來說，一相繞組的諧波電動勢所減小的幅度要大于基波電動勢減小的幅度，使電動勢波形得到改善。要完全消除V次諧波，只要取y=（1-v*即可。5次，"1—tT，消除7次七=6c，要消除5次和7次取七=匕T166為什么對稱三相繞組線電動勢中不存在3及3的倍數(shù)次諧波？為什么同步發(fā)電機三相繞組多采用Y型接法而不采用A接法？解：..?三相電動勢中的3次諧波在相位上彼此相差3x120。=360，即同大小，同相位，故星形聯(lián)結(jié)時，有eab3=EA3-EB3=°，即線電勢中的三次諧波被互相抵消，同理，接成△形時，線電勢中依然不會存在三次諧波，但卻會在三角形回路中產(chǎn)生的3次諧波環(huán)境13，在各繞組中產(chǎn)生短路壓降，相當于短路，引起附加損耗。?.?同發(fā)多采用Y形聯(lián)接。4.8脈振磁動勢和旋轉(zhuǎn)磁動勢各有哪些基本特性？產(chǎn)生脈振磁動勢、圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件有什么不同？解：脈振磁動勢：在空間呈矩形波分布，矩形波的振幅隨時間以正弦電流的頻率按正弦規(guī)律變化。旋轉(zhuǎn)磁動勢：轉(zhuǎn)速為同步速，方向從超前相電流繞組的軸線轉(zhuǎn)向滯后相電流繞組的軸線，它的振幅穩(wěn)定不變，等一3.于一相磁勢的3倍。條件：一相繞組通入正弦波電流時產(chǎn)生在空間分布的矩形脈振磁勢波。三相對稱繞組通入三相對稱電流（正弦分布）時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢（圖形）。三相對稱繞組通入三相不對稱電流時，產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。序不變，...轉(zhuǎn)向不變6.4汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機的主要結(jié)構(gòu)特點是什么？為什么有這樣的特點？解：氣輪發(fā)電機：轉(zhuǎn)速高，一般為一對極，考慮到轉(zhuǎn)子受離心力的作用，為很好的固定勵磁繞組，轉(zhuǎn)子作成細而長的圓柱形，且為隱極式結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子鐵心一般由高機械強度和磁導(dǎo)率較高的合金鋼鍛成，機械強度高，適合高速旋轉(zhuǎn)。隱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使得汽輪發(fā)電機的氣隙均勻。水輪發(fā)電機：轉(zhuǎn)速低，直徑大，扁平形，且為立式結(jié)構(gòu)，為使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和加工工藝簡單，轉(zhuǎn)子為凸極式，勵磁繞組是集中繞組，套在磁極上。水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子凸極結(jié)構(gòu)使得電機的氣隙不均勻，直軸氣隙小，交軸氣隙大。6.17為什么同步發(fā)電機三相對稱穩(wěn)態(tài)短路特性為一條直線？解：..?短路時，電極磁勢基本上是一個純?nèi)ゴ抛饔玫闹陛S磁勢，即尺=F-F'合成電動勢E=jIx所以起對0fadbb應(yīng)的氣隙合成磁通很大，電機磁路不飽和，而F；wE.sI「皿怵I:.F=F+FwI.?.I=f（I）是一條直線。fOadkf6.21同步發(fā)電機供給一對稱電阻負載，當負載電流上升時，怎樣才能保持端電壓不變？解：同步發(fā)電機帶電阻負載時，電樞反應(yīng)性質(zhì)是直軸去磁兼交磁。當負載電流上升時，電樞反映的去磁作用加大，同時定子漏抗壓降增大，使得端電壓下降。為了保持端電壓不變，必須增加勵磁電流。6.24三相同步發(fā)電機投入并聯(lián)運行的條件是什么？如果不滿足條件會產(chǎn)生什么后果？解：1、波形相同2、頻率相同3、幅值相同4、相位相同5、相序相同。如不滿足條件，在發(fā)電機和電網(wǎng)間產(chǎn)生環(huán)流，除相序一致是絕對條件外，其