电机学-学习指南

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一、 填空与选择

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

电枢反应是指电枢绕组电流所产生的 对 的影响。 无限大电网对并联于其上的发电机的约束是 和 。 三相异步电动机定子铁损耗与铁心中的 和 有关。 三相异步电动机的无级调速方法包括 调速和 调速。 同步电机按结构形式可分为 和 。

在同步发电机与电网并联运行中，当电压大小不相等时，应调节发电机的 。 在同步发电机与电网并联运行中，当发电机和电网的频率不等时，应调节 的 。 在同步电机中，只有存在 电枢反应时才能实现机电能量转换。

?9. 同步发电机的电枢反应中，当内功率因数角??90时，产生 去磁 电枢反应，发电机

端电压将 。

10. 一台三相电力变压器，SN?20kVA，U1N/U2N?10000V/400V，采用Yd（星形/三角形）连接，则电压比为（）

(A) 14.43 (B) 25 (C) 6.33 (D) 10

11. 如果变压器的电压和频率都增加5%，穿过铁心线圈的主磁通将（）

(A) 增加 (B) 减小 (C) 基本不变

12. 一台50Hz的三相异步电动机，额定转速为975 r/min，同步转速为1000 r/min，则转

差率为（A）

(A) 0.025 (B) -0.025 (C) 0.01 (D) 0.03

13. 一台三相异步电动机，频率为50Hz，同步转速为750r/min，则极对数为（）。

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

14. 异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电

磁转矩（）

(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不确定

15. 如果一台三相感应电动机运行时的转差率为0.25，则此时通过气隙传递的功率有（）

(A) 25%是转子铜耗 (B) 75%是转子铜耗 (C) 25%是定子铜耗 (D) 75%是输出功率 16. 异步电动机的起动转矩倍数是指起动转矩与（）的比

(A) 额定转矩 (B) 电磁转矩 (C) 负载转矩 (D) 最大转矩 17. 三相变压器二次侧的额定电压是指一次侧加额定电压时二次侧的（）

(A) 空载线电压 (B) 空载相电压

(C) 额定负载是的线电压 (D)额定负载是的相电压

18. 一台并励直流电动机空载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速降（）

(A) 升到某一值后稳定运行 (B) 减速后停转 (C) 增加到不允许的值即“飞车” (D) 原速运行

19. 在直流电机中，增加电枢线圈的数量，可以使电刷两端的直流电动势（）

(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不确定

20. 在直流电机中，增加电枢线圈的数量，可以使电磁转矩中的脉动（）

(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不确定

21. 在直流电机中，增加电枢线圈的数量，可以使电磁转矩中的脉动（）

(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不确定 22. 同步补偿机的作用是（ ）。

(A) 补偿电网电力不足 (B) 改善电网功率因数

(C) 作为用户的备用电源 (D)作为同步发电机的励磁电源

23. 一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降10%此时电机的电磁

转矩（ A ）。 (A) T?TN (B) T?0.81TN

(C) T?0.9TN (D) T?TN

24. 在直流电机中，增加电枢线圈的数量，可以使电刷两端的直流电动势（） (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不确定 25. 直流电机运行在发电机状态时，其（ ） (A) Ea>U (B) Ea=0 (C) Ea

26. 一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是（）。

(A) 改变原动机的转向， (B) 改变励磁绕组的接法，

(C) 改变原动机的转向或改变励磁绕组的接法。

27. 一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U降为0.5UN,忽略电枢反应和磁路饱和的影响，此时电机的转速（）。

(A) 不变 (B) 转速降低到原来转速的0.5倍 (C)转速下降 (D)无法判定

28. 如果一台三相感应电动机运行时的转差率为0.25，则此时通过气隙传递的功率有（） (A) 25%是转子铜耗 (B) 75%是转子铜耗 (C) 25%是定子铜耗 (D) 75%是输出功率

29. 一台50Hz的三相异步电动机，额定转速为975 r/min，同步转速为1000 r/min，则转

差率为（）

(A) 0.025 (B) -0.025 (C) 0.01 (D) 0.03

30. 三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（ ）。 (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D)不能确定 31. 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不变，

则（）。

(A) Ea下降30% (B) T下降30%

(C) Ea和T都下降30% (D) 端电压下降30% 32. 在直流电机中，公式Ea?Ce?nФ和T?CT?Ia中的Φ指的是()。 (A) 每极合成磁通 (B) 所有磁极的总磁通

(C) 主磁通每极磁通 (D) 以上都不是

33. 一台三相异步电动机，频率为50Hz，同步转速为750r/min，则极对数为（）。

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

34. 若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U0将（）。 （A）升高20％ （B）升高大于20％ （C）升高小于20％ （D）不变

35. 绕线式三相感应电动 机，转子串电阻起动时（ ）。

（A）起动转矩增大，起动电流增大 （B）起动转矩增大，起动电流减小 （C）起动转矩增大，起动电流不变 （D）起动转矩减小，起动电流增大

二、 简答题

1. 一台额定电压为220V/110V的单相变压器，一、二此绕组的匝数分别为N1=1000，N2=500。

有人想节省铜线，准备把一、二次绕组匝数分别减为200和100，这种做法是否可行？ 2. 变压器加额定电压运行在下列那种情况时，公式

U1E1IN?和1?2的误差为最小？ U2E2I2N1（1）满载；（2 轻载；（3）空载。

3. 对变压器做空载试验时为什么要加额定电压？ 4. 为什么电流互感器运行时二次侧不允许开路？

5. 如何判断一台同步电机处于发电机状态还是处于电动机状态？ 6. 分别说明反接制动、回馈制动和能耗制动所需要的条件。 7. 直流发电机的损耗包括哪几部分？并说明其变化规律？

8. 一台并联在电网上的直流发电机，怎样能使其运行于电动机状态？ 9. 为什么同步发电机在稳态短路时其短路电流不是很大？ 10. 变压器负载运行时，电压比是否发生变化？

11. 为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？

12. 变压器在高压侧和低压侧做空载实验时，所得到的铁耗是否一样？计算出的励磁阻抗值

有无差别？

13. 什么叫做异步电动机的转差率？如何根据转出来的不同来区别各种不同的运行状态？ 14. 异步电动机运行时，转子电流的频率是多少？转子电动势的频率是多少？它们由什么因

素决定？

15. 漏抗增加对异步电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？ 16. 异步电动机转子电阻增加对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等

有何影响？

17. 什么时电枢反应？电枢反应的性质有哪些？电枢反应的性质有什么决定？ 18. 同步电抗对应什么磁通？其物理意义是什么？

19. 同步发电机的功角?的时间、空间物理意义是什么？

三、 计算题

1. 有一台三相电力变压器，容量为5000 kV·A，一、二次绕组分别采用三角形和星形接

法，U1N/U2N?10/6.3kV，求：（1）变压器一、二次侧的额定电压和额定电流；（2）变压器一、二次绕组的额定相电压和额定相电流；（3）电压比k。

2. 有一台三相电力变压器，容量为3200 kV·A，一、二次绕组分别采用星形和三角形接

法，U1N/U2N?35/10.5kV，求：（1）变压器一、二次侧的额定电压和额定电流；（2）变压器一、二次绕组的额定相电压和额定相电流；（3）若负载功率因数为0.85（滞后），则这台变压器额定运行时能带多少有功负载。

3. 有一台三相电力变压器，一、二次绕组分别采用星形和三角形接法，

U1N/U2N?10/3.15kV，每匝电压为14.189 V，二次侧额定电流为I2N?183.3A。求：

（1）变压器一、二次侧的绕组匝数；（2）一次侧额定电流及额定容量；（3）若负载功率因数为0.85（滞后），则这台变压器额定运行时能带多少有功负载。 4. 有一台三相电力变压器，容量SN?1000 kV·A一、二次绕组均采用星形接法，

U1N/U2N?10/4kV，低压绕组每相匝数为200匝，求：（1）变压器的电压比；（2）

高压绕组的每相匝数；（3）如果高压侧额定电压由10 kV改为35 kV，保持主磁通及低压绕组额定电压不变，则新的高、低压绕组每相匝数应是多少？

5. 有一台三相电力变压器，容量SN?1000 kV·A一、二次绕组均采用星形接法，

U1N/U2N?10/4kV，低压绕组每相匝数为200匝，求：（1）高压侧的额定相电压和

相电流（2）变压器的电压比；（3）高压绕组的每相匝数；

UN?220 V，nN?3000 r/min，IN?88.9A，6. 一台并励式直流电动机，PN?17 kW，

电枢回路总电阻Ra?0.114?，励磁回路电阻Rf?181.5?，忽略电枢反应的影响，求：（1）额定负载时的电磁转矩；（2）在理想空载时的转速；（3）当电枢回路中串入一电阻Ras?0.15?时，在额定转矩下的转速。

7. 一台4极他励式直流发电机，PN?17 kW，UN?230 V，nN?1500 r/min，采用单

波绕组，电枢导体总数z?468，额定运行时每极磁通??0.0103Wb，求：（1）额定运行时的额定电动势EaN；（2）额定运行时的电磁转矩TN。

8. 一台4极他励式直流发电机，PN?30 kW，UN?230 V，nN?1500 r/min，采用单

叠绕组，电枢导体总数z?572，额定运行时每极磁通??0.017Wb，求：（1）额定运行时的额定电动势EaN；（2）额定运行时的电磁转矩TN。

9. 一台他励式直流发电机，额定参数为PN?30 kW，UN?230 V，nN?1500 r/min，

电枢回路总电阻Ra?0.15?，额定运行时的铁耗pFe?600W，机械损耗pm?198W，不及附加损耗。求：（1）额定运行时的额定电动势EaN；（2）额定运行时的电磁转矩TN（3）额定运行时的效率。

10. 一台并励式直流发电机，额定参数为PN?10 kW，UN?230 V，nN?1450 r/min，

电枢回路总电阻Ra?0.486?，励磁绕组电阻Rf?215?，一对电刷上电压降为2V，额定运行时的铁耗pFe?442W，机械损耗pm?104W，不及附加损耗。。求：（1）额定运行时的电磁功率PN；（2）额定运行时的电磁转矩TN；（3）额定运行时的效率?N。 11. 有一台三相异步电动机，额定电压UN?380V，额定功率PN?28kW，额定转速

nN?950 r/min，星形联接，频率为50Hz，定子铜耗铁耗共为2.2kW，机械损耗为1.1kW，

额定负载时的功率因数为0.88，忽略附加损耗。求额定负载时的：（1）转差率；（2）转子铜耗；（3）效率（4）定子电流；（5）转子电流的频率。 12. 有一台三相感应电动机，额定电压UN?380V，额定功率PN?7.5kW，频率为50Hz，

额定转速nN?960 r/min，定子绕组三角形联接，定子铜耗铁耗共为705W，机械损耗为45W，额定负载时的功率因数为0.824，附加损耗为37.5W。额定负载时，求：（1）转子电流的频率；（2）转子铜耗；（3）定子线电流（4）电动机效率。

13. 有一台三相4极绕线式异步电动机，转子绕组为星形联接，频率为50Hz，在定子上加

额定电压，当转子开路且静止时，其滑环上测得的电压为100V。转子每相电阻

R2?0.6?，每相漏阻抗X2?3.2?，忽略定子漏抗压降，额定转速nN?1450r/min。

额定运行时，求：（1）转子电流的频率；（2）转子每相电动势的大小；（3）转子每相电流的大小（4）电动机总机械功率。

14. 有一台凸极同步发电机，额定电压UN?10.5kV，直轴和交轴同步电抗标幺值分别为

**?0.554，电枢电阻忽略不计，cos?N?0.8（滞后）Xd?1和Xq。在额定运行状况下，

求：（1）内功率因数角?；（2）励磁电动势E0（3）功角?。 参考答案

填空与选择

36. 电枢反应是指电枢绕组电流所产生的 磁动势 对 励磁磁动势（气隙磁通） 的影响。

37. 无限大电网对并联于其上的发电机的约束是 U=常数 和 f=常数 。 38. 三相异步电动机定子铁损耗与铁心中的 磁通密度 和 频率 有关。 39. 三相异步电动机的无级调速方法包括 变频 调速和 变转差率 调速。 40. 同步电机按结构形式可分为 旋转电枢式 和 旋转磁极式 。

41. 在同步发电机与电网并联运行中，当电压大小不相等时，应调节发电机的 励磁电流 。