《电机学》复习资料 试题(3)

U2270Zk?k??132?Ik17.2Rk?PkIk2关系。

选择电压为参考相量，即U?380?0?，电压与电流

的相位差??arccos??arc0.6?53.1? 由交流铁心线圈电路的电动势平衡方程求得

??29500?32.2?217.22Xk?Zk?Rk?1322?32.22?128?（2）

E??U?(R?jX)I?379?0.006?V由此求得

???1?128?64?2

11R1?R2'?Rk??32.2?16.1?22X1??X2?'?T型等效电路如图所示：

0??380?0??(0.4?j0.6)?1??53.1?

??E379??0.0002Wb

4.44Nf4.44?8650?504、 一单相变压器，

SN?50KVA，

U1N/U2N?10000/230V，SN?50KVA，

R1?40?，X1?60?，R2?0.02?，

（3）略。自己验算

2、一铁心线圈，加上12V直流电压时，电流为1A；加上110V交流电压时，电流为2A，消耗的功率为88W，求后一情况下线圈的铜损耗、铁损耗和功率因数。

解 本题目的是为了复习铁心线圈电路中的功率关系 由线圈加直流电压时的电压和电流值可求得线圈的电阻为

X2?0.04?，

Rm?2400?，

Xm?12000?。当该变压器作降压变压器向外

供电时，二次电压U2?215V，I2?180A，功率因数?2?0.8（电感性）。试用基本方程式求该变压器的I0、I1和U1。 解 k??R?U12??12? I1由线圈加交流电压时的数据求得交流铁心线圈电路中的铜损耗、铁损耗和功率因数分别为

U1N10000??43.48 U2N230?pcu?RI?12?2?48W pFe?P?pcu?88?48?40W

P88????0.4

UI110?23、一交流铁心线圈电路，线圈电压U?380V，电流I?1A，功率因数??cos??0.6，频率

22E2?U2?Z2I2?215?0??(0.02?j0.04)?180??36.87? ?222.23?0.93?VE1?kE2?43.48?222.23?0.93?9662.56?0.93?V

????I0???E19662.56?0.93????0.79?102.24?A Zm2400?j12000f?50Hz，匝数N=8650。电阻R?0.4?，漏电抗X?0.6?。求线圈的电动势和主磁通最大值。

解 本题目的是为了复习交流铁心线圈电路中的电磁

《电机学》复习资料 第11页

I1?I0???I2k180??36.87?

43.48??（2）利用稳态短路实验数据计算可得：

?(0.79?102.24???4.76?136.96?AUs9.24?103Zs???58.67?I1157.5Rs?PsI12U1??E1?Z1I1??9662.56?0.93??(40?j60)?4.76??136.96??9998??178.65?V

5、一单相铜线变压器，SN?20000KVA，

??129?103??5.2?2157.522

Xs?Zs?Rs?58.672?5.22?58.44?（3） 折算至75?C，则

U1N/U2N?127/11KV，

I1N/I2N?157.5/1818A,fN?50Hz ,室温

??15?C。在低压侧做空载试验，测得

U1?11KV，I0?45.5A，P0?47KW；在高压

侧做短路试验，测得Us?9.24KV，

'，I1?157.5A，Ps?129KW。设R1?R2'。求折算至高压侧75?C时的T形等效电路X1?X2234.5?75?5.2?6.45?234.5?1511R1?R2'?Rs??6.45?3.225? 2211X1?X2'?Xs??58.44?29.22?22Rs?6、SCL-1 600/10型三相铝线变压器，D,yn联结。SN?1600KVA，U1N/U2N?10/0.4KV，

I1N/I2N?92.5/2312A。在低压侧做空载试验，测

得U1L?400V，I0L?104A，P0?3950W；在高压侧做短路试验，测得UsL?600V，

中的各参数。

解：（1）励磁阻抗

U111?103Zm???241.76?

IO45.5PO47?103励磁电阻Rm?2??22.7? 2I045.5励磁电抗

22I1L?92.5A，Ps?13300W。实验时室温为

??20?C。求折算至高压侧75?C时的Rm、

Xm、Zm和Rs、Xs、Zs。

解：三相变压器空载实验和短路实验测得的电压

为线电压，电流为线电流，功率为三相功率。在参数计算时，应用相电压、相电流和每相功率。

（1）励磁阻抗

Xm?Zm?Rm?241.762?22.72?240.69?

变压比K?Zm?U1N127??11.55 U2N11U1U1L/3400???2.223? IOI0L1.73?104PO3950??0.122? 223I03?104励磁电阻Rm?励磁电抗

归算到高压侧

Zm'?K2?Zm?11.552?241.76?32251.39?Rm'?K2?Rm?11.552?22.7?3028?Xm'?K2?Xm?11.552?240.69?32110?

Xm?Zm?Rm?2.2232?0.1222?2.22?变压比

22《电机学》复习资料 第12页

K?U1NpU2Np2?U1NU2N10??43.25 0.4/1.73/32 I2N?SN?28.87A 3U2NU1N3U2N3?5.774kV

归算到高压侧

Zm'?K?Zm?43.25?2.223?4158.26?Rm'?K2?Rm?43.252?0.122?228.21? Xm'?K2?Xm?43.252?2.22?4152.65?（2）利用稳态短路实验数据计算可得：

（2）U1NP? U2NP??0.231kV

UUsL600Zs?s???11.22?I192.5/1.73I1L/3PPsPs13300Rs?s2????1.55?222I1L92.53I13(I1L/3)Xs?Zs?Rs?11.222?1.552?11.11?

（3） 折算至75?C，则

228、判断下列连接组别

（连接组为Yd5的连接组。）

U1V1W1Rs?234.5?75?1.55?1.89?234.5?20X1?11.11?u1v1w1

Zs?Rs2?Xs2?1.892?11.112?11.277、三相变压器额定容量为20kV2A，额定电压为10/0.4 kV，额定频率为50HZ，Y，y0联结，高压绕组匝数为3300。试求：（1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压绕组的额定电压；（3）绘出变压器Y，y0的接线图。

解：（1）I1Nb SN??1.16A

3U1N (图略,组别Y,d11)

第二部分直流电机

一、填空题：

1、一台他励调速直流电动机，当励磁电流减小时，将使该电机的转速 升高 。

2、直流电机以励磁方式来分类，有他励， 并励 ， 串励 和 复励 四类。

3、直流电动机常用的制动方式有 能耗制动 、 反接制动 、 回馈制动 。

4、直流发电机的输出电压随负载电流的增大而 降低 、其中串励和他励发电机相比，电压降更大的是 串励电机 。

5、并励直流发电机自励电压的建立满足 电机中要有剩磁 、励磁绕组并接到电枢绕组两端的极性要正确，使励磁电流产生的磁通与剩磁同方向、 励磁回路的电阻值要小于建立临界电阻值 三个条件。

6、串励电动机电动机空载运行时会出现的现象是 飞车现象 。

U1*??V1*W1*EVEUVEUEuv???EWU2u1??EUEV?EW?V2v1?W2w1EuEw??Ev?Euv?Eu*u2Ev*v2?Ew*w2《电机学》复习资料 第13页

7、直流电动机恒功率调速应采用的方法是 调励磁电流调速 。

8、直流并励电动机的输出功率等于 A 。（选填：①UNINηN；②UNIN-If）；③UNIN）

9、直流发电机电枢导体中的电流是 B 。（选填：①直流电；②交流电；③脉动的直流）

10、要改变并励直流电动机的转向，可以 C 。（选填：①增大励磁；；②改变电源极性；③改变励磁绕组）改变励磁绕组的电压极性 改变电枢绕组的电压极性

11、直流发电机的电磁转距与转速的方向 B 。（选填：①相同；②相反；③无关）

12、一台并励直流发电机，在500rpm时建立空载电压120V，若把转速提高到1000rpm，则该电机空载电压 B 。（因为E=CeФn，Ф在变）

A：等于240V B：大于240V C：大于120V但小于240V D：无法判断

13、一台串励直流电动机，若把电刷顺旋转方向偏离几何中心线一个角度，设电机的电枢电流保持不变，此时电动机的转速将 A 。（选填：①降低；②升高；③保持不变）

14、一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30%，而励磁电流及电枢电流均不变，则 A 。（选填：①E下降30%；；②Tem下降30%；③E和Tem都下降30%）

15、直流发电机的电磁转距是 制动 转距，而直流电动机的电磁转距是 驱动 转距。

16、如果把直流发电机的电刷顺电枢旋转方向移动一个角度，负载时的电枢反应是去磁性的；如果把电枢反方向旋转，负载时的电枢反应是 助 磁性的。 17、直流电机空载时损耗有 机械损耗 、铁心损耗、励磁损耗，它们分别是由 机械摩擦、电枢铁心相对磁场运动、励磁绕组铜耗 引起的。

18、直流电机负载时损耗有 电枢回路电阻上的损耗及电刷与换向器表面的接触电阻的损耗 ；铁耗和机械损耗在 负载变化时 可看成是不变损耗。

19、一台直流发电机的转速由额定值下降为原来的50%，而励磁电流If、电枢电流Ia不变，则感应电势 下降50% ，电磁转距保持 不变 。

20、他励直流电动机空载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将 A 。（1、飞车 2、升至新的值稳定运行 3、减速直至停车）

21、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加

去磁作用；逆电机旋转）

22、交轴电枢反应对电机的影响是（1）使气隙磁场发直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 生畸变；（2）使物理中性线偏移；（3）使每极磁通减少，具有去磁效应。

23、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。 （Ea〈U；Ea〉U）

24、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流）

二、判断下列说法是否正确：

1．直流电机中电刷所短路的绕组的感应电动势为最大。3

2．直流电机的电刷的实际位置是在电机的磁极中性线上。?

3．单迭绕组的并联支路数等于该电机的极对数。? 4．并励电动机的电枢电流Ia，励磁电流If，输入电流I的关系为：Ia = I +If。3

5．复励电动机的每个主极铁心上不止有一套励磁绕组。?

6．直流电动机中电枢电流为直流。3

7．直流发电机的额定功率PN是指输入功率。3 8．直流电动机其它条件不变，减小励磁电流，电动机的转速会减小。3

9．一般地，具有上升机械特性的电机带负载会稳定运行。3

10．直流电动机改变电枢电压调速会使电动机的机械特性变软。3

11．直流电动机调励磁电流调速是恒转距调速。3 12．直流测速电机实际是一个直流电动机。3

13．要把一个重物以高于直流电动机理想空载转速no

的速度匀速放下，可以采用能耗制动方式或电动势反向的反接制动方式。3

14、欲使直流发电机的端电压保持恒定，其励磁电流

随负载电流变化的关系曲线称为外特性曲线。3 15、直流电动机带恒定负载工作时，若减小励磁电流，则电枢电流会增大。?

16、直流发电机轴上输入的功率即为发电机的额定功率。 3

17、直流电动机起动时，若不考虑电枢反应的去磁作用，起动电流为额定电流5倍，起动转距也为额定转距的5倍。?

18、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（ ）3

《电机学》复习资料 第14页

19、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（ ） （T）

20、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F）

21、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（ ） （F）

三、选择题

1、若并励直流发电机转速升高15％，则空载时发电机的端电压将升高 （B） A、 15& B、 >15% C、 <15%

2、直流电动机降压调速稳定后，若磁场及负载转速不变，则（C） 不变

A、 输入功率 B、 输出功率 C、 电枢电流 3、直流发电机由主磁通感应的电动势存在于 A A、 电枢绕组 B、 电枢和励磁绕组 C、 励磁绕组 4、电源电压不变时，直流电动机的启动电流决定于 （B）

A、 负载转矩的大小 B、 电枢回路的总电阻 C、 励磁电流 D、 由上述因素共同作用

5、在直流电动机中，公式Ea=CeΦn和T=CMΦIa中的Φ是 （B）

A、 主磁极每极磁通；B、 每极合成磁通；

C、 每极电枢反应磁通；D、 所有磁极的总磁通。 6、直流并励电动机起动时，串联在励磁回路中的变阻器应处于的位置 （B）

A、 阻值最大；B、 阻值最小；C、 断开；D、 任意。

7、一台直流发电机，在额定状态下，拖动转速下降了30％，假设励磁电流及电枢电流不变，则 （C） A、 电磁转矩T下降30％； B、 端电压下降30％； C、 感应电势Ea下降30％；D、 Ea和T均下降30％

8、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（ ）中。 （1）

（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组

9、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电枢反应是（ ） （3）

（1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。

四、问答题

1、他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电机相比，哪一个电

压变化率大？

答：他励发电机由空载到额定负载，电枢电流Ia由0增加到额定值IaN，电枢回路电阻压降IaRa增加，且电枢反应的去磁作用使主磁通Φ下降，从而使感应电动势E下降。由公式U=E-IaRa可知，端

电压U随Ia的增加而下降。

对于并励发电机，除上面两个原因外，端电压下降，引起励磁电流If下降，使得Φ下降和E下降，从而引起U进一步降低，所以并励发电机的电压变化率比他励发电机的电压变化率要大些。

2、 一台直流并励电动机，在维修后作负载实验，发

现电动机转速很高，电流超过正常值，停机维修发现线路无误，电动机的励磁电流正常。试分析这一故障的可能原因并说明理由。

答：如果直流电动机的电刷不在几何中性线上，则在负载运行时，除了具有交轴电枢磁动势外，还存在直轴电枢磁动势。如果电刷位置是从几何中性线逆电机旋转方向移开的话，则直轴电枢磁动势是去磁的，即与主磁通方向相反。而当气隙磁通削弱时，便会使转速n=

U?RaIa增高。同时在一定电磁转

Ce?距下，因为Tem=CMΦIa，电枢电流会增加。如果电动机具有起稳定作用的串励绕组，则可能是串励绕组反接，而不是电枢位置不对，或者两种原因兼有。

3、为什么在供给相同的负载电流时，并励发电机的端电压下降比他励发电机的端电压大？

4、试述并励直流电动机的调速方法，并说明各种方法的特点。

答 并励直流电动机的调速方法有以下三种： （1）改变励磁电流调速。这种调速方法方便，在端电压一定时，只要调节励磁回路中的调节电阻便可改变转速。由于通过调节电阻中的励磁电流不大。故消耗的功率不大，转速变化平滑均匀，且范围宽广。接入并励回路中的调节电阻为零时的转速为最低转速，故只能“调高”，不能“调低”。改变励磁电流，机械特性的斜率发生变化并上下移动。为使电机在调速过程中得到充分利用，在不同转速下都能保持额定负载电流，此法适用于恒功率负载的调速。 （2）改变电枢端电压调速。当励磁电流不变时，只要改变电枢端电压，即可改变电动机的转速，提高

《电机学》复习资料 第15页

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