電機學(xué)試題題庫

電機學(xué)題庫

一、填空題

1.變壓器油的功能：①加強絕緣；②通過對流增強散熱。2.三相變壓器的額

定容量是指三相視在總功率。

3、變壓器的空載電流有兩個作用：①建立空載時的磁場；②從電網(wǎng)吸收有功

功率補償空載時變壓器內(nèi)部的有功功率損耗。

4.變壓器二次側(cè)繞組與負載相連，二次側(cè)磁動勢F2對主磁場有退磁作用。5.變壓

器的磁動勢平衡方程代表了一次側(cè)和二次側(cè)電路之間的相互影響關(guān)系，并解釋了

能量傳遞關(guān)系。6.將變壓器低壓側(cè)的每個物理量轉(zhuǎn)換為高壓側(cè)時，以V為單位的

物理量轉(zhuǎn)換值等于原始值乘以變比K,以a為單位的物理量的轉(zhuǎn)換值等于原始值

除以轉(zhuǎn)換比K,其中單位為3。物理量的轉(zhuǎn)換值等于原始值乘以轉(zhuǎn)換比K2。

7,為了讓各物理量的標么值簡單，在電機中，通常取各物理量的額定值作為基

準。8、電力變壓器一般采用改變高壓繞組匝數(shù)的辦法來調(diào)節(jié)二次側(cè)電壓。9、變

壓器主要存在兩種損耗，即鐵損耗和銅損耗。

10.三相變壓器Y,ynO接線方式表示高低壓側(cè)繞組的相電動勢同相。

11、三相變壓器組不能接成yy的原因是勵磁繞組中需要的三次諧波電流不能

流通，使磁通近似為平頂波波，會在繞組中電動勢波形嚴重畸變，產(chǎn)生過電

壓危害線圈絕緣。12、變壓器的電壓變換率，一般位5%。

13.電壓互感器二次側(cè)不允許短路，電流互感器二次側(cè)不允許開路。14.變壓器突

然短路電流主要受以下因素影響：①強電磁力；②繞組過熱。

15、變壓器在最不利的情況下空載投入，其勵磁涌流iom急劇增大，可達額定電

流的5?8倍。

16.P對于極性相反的電機，在一對極的情況下，相帶的排列為P個重復(fù)。17.交

流電機的雙層繞組分為雙層疊層繞組和雙層波形繞組。

18、交流繞組采用短距繞組主要考慮同時削弱5、7次諧電動勢。19、交流繞組

采用分布繞組可以削弱諧波電動勢，一般選q=2o20、一個基波脈振磁動勢波

可分解為兩個轉(zhuǎn)速相同、幅值相等、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢波。21、若要改變?nèi)?/p>

相交流電機定子旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向，只要改變?nèi)嘟涣麟娏鞯南嘈颉?2、在對稱

運行的三相交流電機中，合成磁動勢中，不存在3及3的倍數(shù)的奇次諧波磁動勢。

23.當對稱三相繞組與對稱三相電流連接時，合成磁動勢包括v=6K+一次諧波，其

中k=l,2,3°??=

24、一般汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子長度I和定子內(nèi)徑d之比為2?6.5。25、汽輪發(fā)電機

的定子繞組一般采用三相雙層疊繞組。26、大型汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝置的阻尼繞組

的作用，主要是在同步發(fā)電機短路或者不對稱運行時，利用感應(yīng)電流來削弱負序

旋轉(zhuǎn)磁場的作用，以及同步發(fā)電機發(fā)生振蕩時起阻尼的作用，使振蕩減弱。

27.水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子長度L與定子內(nèi)徑D之比為0.125~0.07。

28、同步發(fā)電機對稱負載運行時，電樞磁動勢將對主極磁場基波產(chǎn)生影響，這種

現(xiàn)象稱之為電樞反應(yīng)。

29.當三相同步發(fā)電機為電阻感性負載（即0。）時

30、當三相同步發(fā)電機時阻感性負載時，要維持發(fā)電機的轉(zhuǎn)速（或頻率）不變,

必須隨著有功負載的變化,調(diào)節(jié)原動機的輸入功率；要為此發(fā)電機的端電壓不變,

必須隨著無功負載的變化，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的勵磁電流。

31.同步電抗表示在對稱穩(wěn)態(tài)運行期間，電樞反應(yīng)磁場和漏磁場對同步發(fā)電機各

相電路的影響

的一個綜合參數(shù)。

32.同步電抗的大小直接影響同步發(fā)電機端電壓隨負載的變化程度和運行的穩(wěn)定

性。33.對于凸極同步發(fā)電機，直軸磁阻比交軸磁阻小得多。對于隱極發(fā)電機，

直軸磁阻與交軸磁阻相同。

34、對于凸極同步發(fā)電機的磁路，可以采用所謂的雙反應(yīng)理論，將電樞反應(yīng)磁動

勢fa分解成直軸分量fad和交軸分量faq。

35.空載特性是指同步發(fā)電機在空載和恒定額定轉(zhuǎn)速下的空載電壓U0與勵磁電

流if之間的關(guān)系。36.短路特性是指同步發(fā)電機保持額定轉(zhuǎn)速，定子三相繞組出

線端連續(xù)穩(wěn)定短路時，定子相電流I與勵磁電流之間的關(guān)系。

37、零功率因數(shù)負載特性系指同步發(fā)電機保持額定轉(zhuǎn)速不變，定子電樞電流i=

in（線電感負載）時，發(fā)電機端電壓u與勵磁電流if的關(guān)系曲線。

38.電壓變化率是指同步發(fā)電機在保持同步轉(zhuǎn)速和額定勵磁電流4）=COS4）n的條件

下，從額定負載（l=in,COS）到空載時的電壓變化率，終端電壓變化與額定電

壓的比率表示為百分比，即：o0u=（EOUN）/UNxlOO%

39、現(xiàn)代的同步發(fā)電機大多數(shù)裝有快速自動調(diào)壓裝置，對于汽輪發(fā)電機，加=

30%?48%,對于水輪發(fā)電機，0u=18%~3O%o（均為cos6=0.8（滯后）時

的數(shù)據(jù)）。40、對于并列運行在無窮大容量的電力系統(tǒng)的發(fā)電機，在勵磁電流不

變的情況下，功率角b愈大，則磁拉力愈大，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率愈大。

41、三相同步發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定的條件為dpm/d6>0o

42.三相同步發(fā)電機靜態(tài)過載能力倍數(shù)（系數(shù)）km=l/sin6n.43o功率角6=90o,

電磁功率為最大電磁功率pmmaxo

44、為了維持三相同步發(fā)電機的穩(wěn)運行，對于不同的有功功率輸出，勵磁電流就

有不同的最小限值，輸出的有功功率愈大，最小勵磁電流的限值也就愈大。45、

三相同步發(fā)電機，在相同的勵磁電流時，比較三種穩(wěn)態(tài)短路電流值的大小，即ikl：

ik2：ik3=3：V3：1。

46.三相同步發(fā)電機振蕩，有時會導(dǎo)致發(fā)電機失去同步。

47、三相同步發(fā)電機受到較大干擾后，經(jīng)過短暫的振蕩恢復(fù)并保持穩(wěn)定的同步運

行，稱之為發(fā)電機的動態(tài)穩(wěn)定，否則為動態(tài)不穩(wěn)定。

48.如果三相同步發(fā)電機出現(xiàn)失步振蕩，如果采取措施恢復(fù)同步后仍無法抑制振

蕩，則應(yīng)在兩分鐘內(nèi)將發(fā)電機與系統(tǒng)斷開。

49、三相同步發(fā)電機出線端發(fā)生三相突然短路，最大沖擊電流可達額定電流的

20倍左右。50、國家標準規(guī)定，同步發(fā)電機必須能承受空載電壓等于105%額定

電壓下三相突然短路電流的沖擊。

51.三相同步發(fā)電機出口端發(fā)生三相不對稱短路，一相電壓可達額定電壓的兩倍

左右。

52、三相同步發(fā)電機出線端發(fā)生三相突然短路，當交流分量在半個周期內(nèi)與直流

分量同方向時，突然短路電流將達到最大值。

53.定子短路電流的交流分量可分為三部分：超暫態(tài)分量、暫態(tài)分量和穩(wěn)態(tài)分量。

54.三相同步發(fā)電機出線端突然短路，最大沖擊電流為kV2eO/X''d,其中沖量系

數(shù)k=1.8-1.9o

55、過勵運行的調(diào)相機可以看作時電力系統(tǒng)的一個容性無功負荷。

56.專門用于空載運行以提高電網(wǎng)功率因數(shù)的同步電動機稱為同步電容器。57.冷

凝器的轉(zhuǎn)子配有鼠籠式繞組，用于異步啟動。

58、調(diào)相機實質(zhì)上就是同步電動機的空載運行，其損耗由電網(wǎng)供給。

59.在恒速大功率驅(qū)動場合，同步電動機的經(jīng)濟技術(shù)性能優(yōu)于異步電動機。60.改

變勵磁電流的大小可以調(diào)整同步電機輸入電網(wǎng)的無功功率的大小和性質(zhì)。

61、同步電動機最突出的優(yōu)點時可以改變電動機的功率因數(shù)。

62.一般轉(zhuǎn)子外冷的車輪電機在無勵磁運行時可承受50%~60%的額定功率，水內(nèi)

冷轉(zhuǎn)子的發(fā)電機在無勵磁運行時可承受40%~50%的額定功率。63.水輪發(fā)電機不

允許在沒有勵磁的情況下運行。

64、通常，對水輪發(fā)電機，勵磁系統(tǒng)的強勵倍數(shù)k值不小于1.8,對于汽輪發(fā)電

機，此k值不小于2。

65.目前，在單機容量大于300mva的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中，主勵磁機采用旋轉(zhuǎn)電樞

結(jié)構(gòu)。66.三次諧波勵磁系統(tǒng)廣泛用于單機運行的小容量同步發(fā)電機。67.直流電

機的換向極用于改善直流電機的換向。

68、直流電機的勵磁方式可分為他勵、并勵、串勵和復(fù)勵。

69.建立并聯(lián)直流發(fā)電機自勵電壓的三個條件之一是電機的鐵芯必須具有剩磁。

70.直流壓力機具有良好的啟動性能和調(diào)速性能。

71、直流電動機在額定電壓下直接起動，起動電流可達額定電流的10?20倍，

因此，直流電動機一般不能全壓直接起動。

72.異步電動機運行的必要條件是轉(zhuǎn)子速度和旋轉(zhuǎn)磁場之間的差異，這源于“異步"

的名稱。

73、異步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有鼠籠式和繞線式兩種。利用變比為ka的自耦變壓器

對鼠籠異步電機進行降壓起動時，電網(wǎng)提供的電流與電機直接起動時的電流之比

為

lk2a

之比應(yīng)保持不變，目的是為了保持磁通不變。

74.三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率S=(Nl-N)/N1是異步電動機的一個重要物理量。

一般情況下，三相異步電動機在額定負載下運行時，額定轉(zhuǎn)差率Sn=0.01~0.06。

75、在三相異步電動機中，不管轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速如何，定子磁動勢和轉(zhuǎn)子磁動勢總保

持相對靜止。

76.三相異步電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩mmax與施加電壓的平方成正比，但與MMA

對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差SM與施加電壓U1無關(guān)。

77、三相異步電機的起動轉(zhuǎn)矩與外加電壓ul平方成正比，腰增加起動轉(zhuǎn)矩，可

在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻。

78.對于普通鼠籠式電機，is/in=4~7,MST/Mn=0.9~1.3o

79、三相鼠籠式電動機的起動方法，主要有直接起動和降壓起動兩種。

80.三相異步電動機的調(diào)速方案(方法)為變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差調(diào)速和變頻調(diào)速。

81.由于單相異步電動機的單相繞組產(chǎn)生脈動磁場，其起動轉(zhuǎn)矩MST=0o

82、單相異步電動機在定子上加設(shè)輔助繞組，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，按旋轉(zhuǎn)磁場獲

得的方式不同，可分為分相電動機和罩極電動機。

1.簡要描述變壓器的工作原理，為什么可以改變電壓？

變壓器工作的理論依據(jù)是電磁感應(yīng)原理。有兩個繞組繞，當一次測繞組接到交流

電源時，一次測繞組中流過交流電流，并在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通力m,。鐵芯中

的磁通同時交鏈一、二次側(cè)繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，將在二次側(cè)繞組中感應(yīng)出

相同頻率的電動勢，當二次側(cè)接上負載時，就會產(chǎn)生二次電流，實現(xiàn)了電能的傳

遞。

變比的定義是一次側(cè)和二次側(cè)的電動勢之比。對于單相變壓器，變比公式為

k=El/E2=Nl/N2=Ul/U2o因為變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的繞組匝數(shù)不相等，即N1H

N2時，一次側(cè)和二次側(cè)的電壓不相等，即電壓發(fā)生了變化。

2、變壓器分接開關(guān)的作用時什么？

變壓器分接開關(guān)的功能是通過調(diào)整變壓器一次側(cè)繞組的匝數(shù)來改變二次側(cè)的電

壓。

3、為什么改變變壓器的變比能調(diào)壓，若想提高一臺降壓配電變壓器的二次電壓，

當調(diào)整高壓側(cè)的分接開關(guān)時，應(yīng)使高壓側(cè)的繞組的匝數(shù)增加還是減少，為什么？

根據(jù)公式k=Nl/N2=Ul/U2可以看出，當變壓器的變比調(diào)整時，即當變壓器一次

側(cè)和二次側(cè)的繞組匝數(shù)調(diào)整時，變壓器的電壓會相應(yīng)變化，從而達到調(diào)壓的效果。

因為=nl/n2=ul/u2,所以u2=uln2/nl,因此要想降低二次側(cè)電壓,即減小u2,

因為ul沒有辦法控

高壓側(cè)繞組的匝數(shù)只能增加。

4、試用磁動勢平衡關(guān)系分析為什么變壓器一次側(cè)電流隨二次側(cè)電流的變化而變

化？

磁動勢平衡方程代表了一次側(cè)電路和二次側(cè)電路之間的相互影響關(guān)系，并解釋了

能量傳遞關(guān)系。電流形式的磁動勢平衡方程為：11=10+(-12/k)=IO+ilL當變壓

器空載運行時，即12=0,二次側(cè)無功率輸出和功率損耗。此時，11=10,表明變壓

器的一次側(cè)從電源中吸收少量空載電流，用于建立空載磁場并提供空載損耗所需

的電能。當變壓器在負載下運行時，即12x0時，二次側(cè)電流12的增大或減小必

然導(dǎo)致一次側(cè)電流II的相應(yīng)增大或減小。

5、為什么三相組式變壓器不允許采用y,y0連接？而三相芯式變壓器可以采用

y,y0連接？在組式變壓器中，各相磁路彼此獨立。三次諧波磁通63可以在各

自的鐵心內(nèi)形成閉合磁路，由于鐵心的磁阻很小，故4>3較大，它將會在繞組中

感應(yīng)出較大的三次諧波電動勢e3使得相電動勢e會形成幅值較高的的尖頂波。

它會對變壓器絕緣材料構(gòu)成很大的威脅，特別是對高壓大容量變壓器的威脅更大,

因此三相組式變壓器不允許采用y,yO連接。三相芯式變壓器的三相鐵心磁路是

相互關(guān)聯(lián)的。三次諧波磁通。3不能沿鐵芯閉合，只能穿出鐵心，經(jīng)由變壓器油

和油箱壁等形成閉合回路。由于磁路的磁阻很大，從而它的數(shù)值并不大，所感應(yīng)

的電動勢e3的幅值也不大。所以變壓器的主磁通及相電動勢都接近正炫波。因

此三相芯式變壓器可以采用y,yO連接。

6.由于三角形單相繞組的意外反向連接，由Y和D連接的三相變壓器會產(chǎn)生什么

后果？布線時如何防止這種錯誤？

反接后，三角形的三相電壓相加不等于零，會在繞組中產(chǎn)生環(huán)流，從而發(fā)熱，將

變壓器燒毀。接線時，應(yīng)分清電感的同名端和異名端。

7.變壓器并聯(lián)運行的理想情況是什么？為此，應(yīng)滿足哪些并聯(lián)運行條件？

變壓器并聯(lián)運行的理想情況是：空載時，彼此之間沒有循環(huán)電流，每臺變壓器和

單獨空載運行一樣；負載時，各變壓器按照其額定容量成比例地分擔(dān)負載；負載

時，各臺變壓器同一相的負載電流同相位，這樣在總的負載電流一定時，各變壓

器分擔(dān)的電流最小。并聯(lián)運行變壓器必須具備以下三個條件：1）、變壓器變比

應(yīng)相等。2）、短路阻抗相同。3）、接線組別相同。當變比和短路阻抗不同時會

產(chǎn)生環(huán)流，影響變壓器的出力；當接線組別不同時，變壓器會發(fā)生短路故障。8、

變壓器的空載電流很小，但空載合閘電流可能很大，為什么？

變壓器空載運行時，由于空載，空載電流很小，僅占額定電流的2%~10%?？蛰d

輸入時，產(chǎn)生的磁通可以分解穩(wěn)態(tài)分量和自由分量。如果輸入瞬間的初始相位角

等于-90o,使自由分量和穩(wěn)態(tài)分量的磁通量達到最大值，則在暫態(tài)過程中鐵芯中

的磁通量會很大，使鐵芯高度飽和，使暫態(tài)勵磁電流達到正常值的80?100倍（額

定電流的4?6倍）。

9、交流繞組為什么么采用短路繞組，分布繞組？

短路繞組和分布式繞組用于削弱諧波電動勢和抑制高次諧波。10.試著解釋三相

異步電動機的基本工作原理。

三相異步電動機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理做成的。在定子上通入交變電流，它會在氣

隙中產(chǎn)生交變的磁場。當轉(zhuǎn)子和該旋轉(zhuǎn)磁場間有相對轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)子中就會產(chǎn)生感

應(yīng)電動勢和電流，該電流與氣隙磁場相互作用，就會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動

起來。

11.滑移率是多少？為什么轉(zhuǎn)差率s=0時三相異步電動機不能正常工作？滑移率

是用來表示速度差的一個重要物理量，即$=（Nl-N）/Nlo

當轉(zhuǎn)差率s=0時，nl—n=0,即異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速nl

之間不存在轉(zhuǎn)速

差，轉(zhuǎn)子不能切斷磁感應(yīng)線并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。電流和電磁轉(zhuǎn)矩等于零，因此電

機不工作。

12、一臺三相異步電動機，帶額定負載運行且負載不變，km=2,現(xiàn)若因故障，

電網(wǎng)電壓降至80%un,問此時電動機能否繼續(xù)運行？為什么？

由于過載能力為2,即最大扭矩是額定扭矩的兩倍，因此可以繼續(xù)運行。最大扭

矩與電壓的平方成正比。當電壓降至80%UN時，最大扭矩降低到原來的0.64倍，

但仍然是額定扭矩的1.28倍，因此可以運行。

13、為什么異步電動機輕載時，電壓低對電機的運行有利，而帶額定負載時，電

壓過低會引起電機發(fā)熱甚至燒壞電機？

鐵損與電壓有關(guān)。輕載時降低電壓可以降低鐵損。在額定負載下，鐵芯接近飽和。

如果電壓降低，電流將增加，使鐵芯飽和。這會使電機發(fā)熱，甚至燒毀電機。

14、同步發(fā)電機是如何工作的？它的頻率、磁極對數(shù)合同步轉(zhuǎn)速之間有什么關(guān)系？

試求下列電機的磁極數(shù)。

1）汽輪發(fā)電機f=50Hz,n=3000r/min；2）水輪發(fā)電機f=50Hz,n=187.5R/min。

同步發(fā)電機根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造。轉(zhuǎn)子上有一個勵磁繞組。當轉(zhuǎn)子在原動機驅(qū)

動下旋轉(zhuǎn)時，會在空間中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電磁場（勵磁繞組必須有電流通過），從而在

定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當負載連接時，它將產(chǎn)生電流和輸出功率。

Bf=pn/60[3p=60f/n汽輪發(fā)電機：p=60f/n=60x50+3000=l水輪發(fā)電機