2026年大學《電機學》全套復習題庫及答案（超強）第1章導論1.1電機和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅鋼片。特點：導磁率高。電路：紫銅線。特點：導電性能好，電阻損耗小.電機：熱軋硅鋼片，永磁材料鐵氧體稀土鈷釹鐵硼變壓器：冷軋硅鋼片。1.2磁滯損耗和渦流損耗是什么原因引起的？它們的大小與哪些因素有關？解：磁滯損耗：鐵磁材料在交變磁場作用下反復磁化，磁疇會不停轉(zhuǎn)動，相互間產(chǎn)生摩擦，消耗能量，產(chǎn)生功率損耗。與磁場交變頻率f，磁通密度B，材料，體積，厚度有關。渦流損耗：由電磁感應定律，硅鋼片中有圍繞磁通呈渦旋狀的感應電動勢和電流產(chǎn)生叫渦流，渦流在其流通路徑上的等效電阻中產(chǎn)生的損耗叫渦流損耗。與磁場交變頻率f，磁通密度，材料，體積，厚度有關。1.3變壓器電動勢、運動電動勢產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關？解：變壓器電勢：磁通隨時間變化而在線圈中產(chǎn)生的感應電動勢。運動電勢：線圈與磁場間的相對運動而產(chǎn)生的eT與磁密B，運動速度v，導體長度l，匝數(shù)N有關。1.6自感系數(shù)的大小與哪些因素有關？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)材料上，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？解：自感電勢：由于電流本身隨時間變化而在線圈內(nèi)感應的電勢叫自感電勢。對空心線圈：所以自感：所以，L的大小與匝數(shù)平方、磁導率μ、磁路截面積A、磁路平均長度l有關。閉合鐵心μμ0，所以閉合鐵心的自感系數(shù)遠大于木質(zhì)材料。因為μ0是常數(shù)，所以木質(zhì)材料的自感系數(shù)是常數(shù)，鐵心材料的自感系數(shù)是隨磁通密度而變化。1.7在圖1.30中，若一次繞組外加正弦電壓u1、繞組電阻R1、電流i1時，問（1）繞組內(nèi)為什么會感應出電動勢？（2）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；（3）寫出一次側(cè)電壓平衡方程式；（4）當電流i1增加或減小時，分別標出兩側(cè)繞組的感應電動勢的實際方向。解：(1)∵u1為正弦電壓，∴電流i1也隨時間變化，由i1產(chǎn)生的磁通隨時間變化，由電磁感應定律知產(chǎn)生感應電動勢.(2)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。(3)(4)i1增加，如右圖。i1減小1.8在圖1.30中，如果電流i1在鐵心中建立的磁通是，二次繞組的匝數(shù)是，試求二次繞組內(nèi)感應電動勢有效值的計算公式，并寫出感應電動勢與磁通量關系的復數(shù)表示式。解：(1)(2)1.9有一單匝矩形線圈與一無限長導體在同一平面上，如圖1.31所示，試分別求出下列條件下線圈內(nèi)的感應電動勢：（1）導體中通以直流電流I，線圈以線速度從左向右移動；（2）導體中通以電流，線圈不動；（3）導體中通以電流，線圈以線速度從左向右移動。解：關鍵求磁通(1)∵∴∵同理a+vt處的B值∴(2)只有變壓器電勢N=1∴∴∴(3)運動電勢ev變?yōu)椋?/p>

（把（1）中的I用代）變壓器電勢變?yōu)椋?/p>

線圈中感應電勢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、、、，回答下列問題：（1）總磁動勢F是多少？（2）若反向，總磁動勢F又是多少？（3）電流方向仍如圖所示，若在、出切開形成一空氣隙，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？（4）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。（5）比較（1）和（3）中兩種情況下鐵心中的B、H的大小。(1)有右手螺旋定則判斷可知，兩個磁勢產(chǎn)生的磁通方向相反。(2)（3）總的磁勢不變?nèi)詾椤叽艍航佃F心空氣隙雖然但∵∴∴空氣隙的磁壓降大（4）∵忽略漏磁∴而截面積相等∴∵∴（5）∵第一種情況∵大∴同理1．9一個帶有氣隙的鐵心線圈（參考圖），若線圈電阻為R，接到電壓為U的直流電源上，如果改變氣隙的大小，問鐵心內(nèi)的磁通和線圈中的電流I將如何變化？若線圈電阻可忽略不計，但線圈接到電壓有效值為U的工頻交流電源上，如果改變氣隙大小，問鐵心內(nèi)磁通和線圈中電流是否變化？如氣隙增大磁阻增大，如磁勢不變，則減小∵∵在減小∴∴增大接在交流電源上，同上直流電源：∵∴不變但仍然減小。1．10一個有鐵心的線圈，電阻為。當將其接入110V的交流電源時，測得輸入功率為90W，電流為，試求此鐵心的鐵心損耗。電功率平衡可知（或能量守恒），輸入的功率一部分消耗在線圈電阻上，一部分為鐵耗∴1．11對于圖，如果鐵心用D23硅鋼片疊成，截面積，鐵心的平均長度，空氣隙繞組的匝數(shù)為600匝，試求產(chǎn)生磁通時所需的勵磁磁動勢和勵磁電流。磁密查磁化曲線氣隙：磁動勢:==473.9(A)∵F=NI∴I=F／N=473.9／600=0.79(A)1．12設1．11題的勵磁繞組的電阻為，接于110V的直流電源上，問鐵心磁通是多少？先求出磁勢：∵是直流電源∴不變，∴∴然后根據(jù)誤差進行迭代設則∴∴∴=551.3-550=1.3很小，∴假設正確1．13設1．12題的勵磁繞組的電阻可忽略不計，接于50Hz的正弦電壓110V（有效值）上，問鐵心磁通最大值是多少？∵∴E=110V∴1．14圖1-4中直流磁路由D23硅鋼片疊成，磁路各截面的凈面積相等，為，磁路平均長，，（包括氣隙），。己知空氣隙中的磁通量，又，求另外兩支路中的、及。(查表得到的)由右側(cè)回路可求：=10300－(14600×0.5+1.464968××0.2×)=10300-(7300+2929.94)=70A∴∴∴=1420×0.5-140×0.2=640(A)第二章直流電機2．1為什么直流發(fā)電機能發(fā)出直流電流？如果沒有換向器，電機能不能發(fā)出直流電流？換向器與電刷共同把電樞導體中的交流電流，“換向”成直流電，如果沒有換向器，電機不能發(fā)出直流電。2．2試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質(zhì)（1）磁極固定，電刷與電樞同時旋轉(zhuǎn)；（2）電樞固定，電刷與磁極同時旋轉(zhuǎn)。(1)交流∵電刷與電樞間相對靜止，∴電刷兩端的電壓性質(zhì)與電樞的相同。（2）直流電刷與磁極相對靜止，∴電刷總是引出某一極性下的電樞電壓，而電樞不動，磁場方向不變∴是直流。2．3在直流發(fā)電機中，為了把交流電動勢轉(zhuǎn)變成直流電壓而采用了換向器裝置；但在直流電動機中，加在電刷兩端的電壓已是直流電壓，那么換向器有什么呢？直流電動機中，換向法把電刷兩端的直流電壓轉(zhuǎn)換為電樞內(nèi)的交流電，以使電樞無論旋轉(zhuǎn)到N極下，還是S極下，都能產(chǎn)生同一方向的電磁轉(zhuǎn)矩2．4直流電機結(jié)構(gòu)的主要部件有哪幾個？它們是用什么材料制成的，為什么？這些部件的功能是什么？有7個主磁極換向極，機座電刷電樞鐵心，電樞繞組，換向器見備課筆記2．5從原理上看，直流電機電樞繞組可以只有一個線圈做成，單實際的直流電機用很多線圈串聯(lián)組成，為什么？是不是線圈愈多愈好？一個線圈產(chǎn)生的直流脈動太大，且感應電勢或電磁力太小，線圈愈多，脈動愈小，但線圈也不能太多，因為電樞鐵心表面不能開太多的槽，∴線圈太多，無處嵌放。2．6何謂主磁通？何謂漏磁通？漏磁通的大小與哪些因素有關？主磁通：從主極鐵心經(jīng)氣隙，電樞，再經(jīng)過相鄰主極下的氣隙和主極鐵心，最后經(jīng)定子繞組磁軛閉合，同時交鏈勵磁繞組和電樞繞組，在電樞中感應電動勢，實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。漏磁通：有一小部分不穿過氣隙進入電樞，而是經(jīng)主極間的空氣隙釘子磁軛閉合，不參與機電能量轉(zhuǎn)換，與飽和系數(shù)有關。2．7什么是直流電機的磁化曲線？為什么電機的額定工作點一般設計在磁化曲線開始彎曲的所謂“膝點”附近？磁化曲線：-主磁通，勵磁磁動勢設計在低于“膝點”，則沒有充分利用鐵磁材料，即同樣的磁勢產(chǎn)生較小的磁通，如交于“膝點”，則磁路飽和，浪費磁勢，即使有較大的，若磁通基本不變了，而我的需要是（根據(jù)E和公式）選在膝點附近好處：①材料利用較充分②可調(diào)性好③穩(wěn)定性較好。電機額定點選在不飽和段有兩個缺點：①材料利用不充分②磁場容易受到勵磁電流的干擾而不易穩(wěn)定。選在飽和點有三個缺點：①勵磁功率大增②磁場調(diào)節(jié)困難③電樞反應敏感2．8為什么直流電機的電樞繞組必須是閉合繞組？直流電機電樞繞組是閉合的，為了換向的需要，如果不閉合，換向器旋轉(zhuǎn)，電刷不動，無法保證正常換向。何謂電樞上的幾何中性線？何謂換向器上的幾何中性線？換向器上的幾何中性線由什么決定？它在實際電機中的位置在何處？①電樞上幾何中性線：相臨兩點極間的中性線②換向器上幾何中性線：電動勢為零的元件所接兩換向片間的中心線③由元件結(jié)構(gòu)決定，不對稱元件：與電樞上的幾何中性線重合。對稱元件：與極軸軸線重合。④實際電機中。2．10單疊繞組與單波繞組在繞法上、節(jié)距上、并聯(lián)支路數(shù)上的主要區(qū)別是什么？繞法上：單疊：任意兩個串聯(lián)元件都是后一個疊在前一個上面單波：相臨兩串聯(lián)元件對應邊的距離約為形成波浪型節(jié)距上：（單疊）并聯(lián)支路數(shù)2a=2p(單疊)2a=z(單波)2．11直流發(fā)電機的感應電動勢與哪些因素有關？若一臺直流發(fā)電機的額定空載電動勢是230V，試問在下列情況下電動勢的變化如何？（1）磁通減少10%；（2）勵磁電流減少10%；（3）磁通不變，速度增加20%；（4）磁通減少10%，同時速度增加20%。直發(fā)：（1）減少10％，則即∴（2）勵磁電流減少10％，如果飽和，則不變，E也不變，如沒有飽和，則也減少10％，=207(V)∴207<E<230V(3)∴(4)2．12一臺4極單疊繞組的直流電機，問：（1）如果取出相鄰的兩組電刷，只用剩下的另外兩組電刷是否可以？對電機的性能有何影響？端電壓有何變化？此時發(fā)電機能供給多大的負載（用額定功率的百分比表示）？（2）如有一元件斷線，電刷間的電壓有何變化？此時發(fā)電機能供給多大的負載？（3）若只用相對的兩組電刷是否能夠運行？（4）若有一極失磁，將會產(chǎn)生什么后果？(1)取出相臨的兩組電刷，電機能夠工作，此時，電樞感應電動勢不受影響，但電機容量會減?。辉O原來每條支路電流為I，4條支路總電流為4I，現(xiàn)在兩條支路并聯(lián)，一條支路電阻為另一條支路的3倍，因此兩條并聯(lián)總電流為I+I=I，現(xiàn)在電流與原來電流之比為I：4I=，因此容量減為原來容量的(2)只有一個元件斷線時，電動勢不受影響，元件斷線的那條支路為零，因此現(xiàn)在相當于三條支路并聯(lián)，總電流為原來的(3)若只用相對的兩組電刷，由于兩路電刷間的電壓為零，所以電機無法運行。(4)單疊：由于電刷不動，若有一磁極失磁，則有一條支路無電勢，∴電刷間無感應電動勢，電機內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流，電機不能運行。如果是單波繞組，問2．12題的結(jié)果如何？(1)只用相鄰兩只電刷，電機能工作，對感應電勢和電機容量均無影響，僅取一只電刷時，因仍是兩條支路并聯(lián)，所以電機還能工作，對電動勢和電機容量均無影響。(2)一個元件斷線，對電動勢無影響，由于僅剩下一條支路有電流，電流為原來的，容量減為原來的(3)只用相對的兩只電刷時，由于兩只電刷為等電位，電壓為零，因此電機無法運行。(4)單波失去一個磁極，感應電動勢減小，容量減小且內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流。2．14何謂電樞反應？電樞反應對氣隙磁場有何影響？直流發(fā)電機和直流電動機的電樞反應有哪些共同點？又有哪些主要區(qū)別？電樞反應：電樞磁場對勵磁磁場的作用交軸電樞反應影響：①物理中性線偏離幾何中性線②發(fā)生疇變③計及飽和時，交軸有去磁作用，直軸可能去磁，也可能增磁。④使支路中各元件上的感應電動勢不均。發(fā)電機：物理中性線順電機旋轉(zhuǎn)方向移過一個不大的角電動機：物理中性線逆電機旋轉(zhuǎn)方向移過一個不大的角直軸電樞反應影響：電動機：電刷順電樞轉(zhuǎn)向偏移，助磁，反之去磁2．15直流電機空載和負責運行時，氣隙磁場各由什么磁動勢建立？負載時電樞回路中的電動勢應由什么樣的磁通進行計算？空載：僅由勵磁磁動勢建立，負載：由和Ax共同建立：由每極合成磁通計算，即負載磁通計算，∵負載時，導體切割的是負載磁通（即合成磁通）2．16一臺直流電動機，磁路是飽和的，當電機帶負載以后，電刷逆著電樞旋轉(zhuǎn)方向移動了一個角度，試問此時電樞反應對氣隙磁場有什么影響？電動機電刷逆電樞轉(zhuǎn)向移動，直軸電樞反應去磁，交軸電樞反應總是去磁的2．17直流電機有哪幾種勵磁方式？分別對不同勵磁方式的發(fā)電機、電動機列出電流、、的關系式。四種勵磁方式：他勵，并勵，串勵，復勵電動機：他勵：并勵：串勵：復勵：短復勵，長復勵發(fā)電機：他勵：并勵：串勵：復勵：短復勵2．18如何判別直流電機是運行于發(fā)電機狀態(tài)還是運行于電動機狀態(tài)？它們的、、、、的方向有何不同？能量轉(zhuǎn)換關系如何？如所受電磁力的方向與電樞轉(zhuǎn)向相同即為電動機狀態(tài)，反之為發(fā)電機狀態(tài)。電動機：與n方向相同，是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，與U方向相反，是反電動勢，方向流向電樞，與方向相反。只有輸入電能，克服反電勢，才能產(chǎn)生電樞電流，進而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機：與n方向相反，是阻力轉(zhuǎn)矩，E與U方向相同，與方向相同，發(fā)出電功率，為克服阻力轉(zhuǎn)矩，不斷輸入機械能，才能維持發(fā)電機以轉(zhuǎn)n旋轉(zhuǎn)，發(fā)出電能。2．19為什么電機的效率隨輸出功率不同而變化？負載時直流電機中有哪些損耗？是什么原因引起的？為什么鐵耗和機械損耗可看成是不變損耗？∵電機銅耗隨輸出功率變化，所以效率隨輸出功率變化，負載時有：銅耗，鐵耗，機械損耗。銅耗：電樞繞組銅耗和勵磁繞組銅耗。，鐵耗：交變磁場引起渦流損耗和磁滯損耗機械能：抽水，電刷摩擦損耗∵鐵耗和機械耗和附加損耗與負載電流無關∴認為是不變損耗2．20直流發(fā)電機中電樞繞組元件內(nèi)的電動勢和電流是交流的還是直流的？若是交流的，為什么計算穩(wěn)態(tài)電動勢時不考慮元件的電感？都是交流的∵通過電刷引出的感應電動勢是直流，∴不考慮元件電感2．21他勵直流發(fā)電機由空載到額定負載，端電壓為什么會下降？并勵發(fā)電機與他勵發(fā)電機相比，哪一個的電壓變化率大？空載時：他勵發(fā)電機端電壓U=E=負載時：∴電壓下降并勵下降大，∵隨著電壓下降，減小，∴下降，端電壓更加下降2．22若把直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高20%，問在他勵方式下運行和并勵方式下運行時，哪一種運行方式下空載電壓升高的較多？空載電壓他勵時，n升20％，E升20％并勵時，∵n增加∴E增加，增加，增加，∴E除n增大外，也增大，∴并勵時，空載電壓升較多。2．45已知某直流電動機銘牌數(shù)據(jù)如下：額定功率，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，額定效率。試求該電機的額定電流。解：==385.2(A)2．46已知直流發(fā)電機的額定功率，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，試求電機的額定電流。2．47一臺直流發(fā)電機的數(shù)據(jù)：，總導體數(shù)，并聯(lián)支路數(shù)，運行角速度是，每極磁通。試計算（1）發(fā)電機的感應電動勢；（2）當轉(zhuǎn)速，但磁通不變時發(fā)電機的感應電動勢；（3）當磁通變?yōu)闀r發(fā)電機的感應電動勢。解：(1)=13×0.0392×=611.5V(2)E==13×0.0392×900=458.6V(3)E=13×0.0435×900=509V2．48一臺4極、、230V、的他勵直流發(fā)電機，如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時每極的磁通，試求當電機輸出額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩。解：∴∴2．50試計算下列繞組的節(jié)距，，和，繪制繞組展開圖，安放主極及電刷，求并聯(lián)支路對數(shù)。（1）右行短距單疊繞組：，；（2）右行整距單疊繞組：，；（3）左行單波繞組：，；（4）左行單波繞組：，。2．51一臺直流發(fā)電機，，，，每元件匝數(shù)，當、時試求正負刷間的電動勢。解：=8.4÷2=4.22．52一臺直流發(fā)電機，當，每極磁通時，，試求：（1）若為單疊繞組，則電樞繞組應有多少導體？（2）若為單波繞組，則電樞繞組應有多少導體？解：(1)∴單疊a=4∴根(2)單波：a=1根2．53一臺直流電機，，，每元件電阻為，當轉(zhuǎn)速時，每元件的平均電動勢為10V。問當電樞繞組為單疊或單波時，電樞端的電壓和電樞繞組的電阻各為多少？解：單疊繞組：每支路元件數(shù)：∴電刷端電壓U=30×10=300V電樞繞組電阻單波繞組：每支路元件數(shù)：電刷端電壓：U=10×60=600V電樞繞組電阻：=2．54一臺2極發(fā)電機，空載時每極磁通為，每極勵磁磁動勢為3000A?，F(xiàn)設電樞圓周上共有電流8400A并作均勻分布，已知電樞外徑為若電刷自幾何中性線前移機械角度，試求：（1）每極的交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢各為多少？（2）當略去交軸電樞反應的去磁作用和假定磁路不飽和時，試求每極的凈有磁動勢及每極下的合成磁通。2．55有一直流發(fā)電機，，，每個元件的串聯(lián)匝數(shù)，，，，電刷在幾何中性線上，試計算額定負載時的線負荷A及交軸電樞磁動勢。2．56一臺并勵直流發(fā)電機，，，，，單波繞組，電樞導體總數(shù)根，額定勵磁電流，空載額定電壓時的磁通。電刷安放在幾何中性線上，忽略交軸電樞反應的去磁作用，試求額定負載時的電磁轉(zhuǎn)矩及電磁功率。解：∴2．57一臺并勵直流發(fā)電機，，，，電樞電路各繞組總電阻，，勵磁繞組每極匝數(shù)匝，，勵磁繞組電阻。當轉(zhuǎn)速為時，測得電機的空載特性如下表：U0/V44104160210230248276Iｆ/A0．370．911．452．002．232．513．35試求：（1）欲使空載產(chǎn)生額定電壓，勵磁回路應串入多大電阻？（2）電機的電壓調(diào)整率；（3）在額定運行情況下電樞反應的等效去磁磁動勢。2．59一臺4極并勵電動機，，，，，主極繞組每極2800匝，總勵磁電阻。電機在時的空載特性如下：Iｆ/A0．20．30．40．50．60．70．80．91．0U0/V75110140168188204218231240當額定負載時，電樞電流為76A，此時電樞反應的去磁磁動勢用并勵繞組的電流表示時為，試求：（1）額定負載下的轉(zhuǎn)速；（2）若在此電機中的每個主極裝設匝的串勵繞組（積復勵或差復勵兩種情況），這時電樞電路的總電阻，試求額定負載下的轉(zhuǎn)速。`2．60兩臺完全相同的并勵直流電機，機械上用同一軸聯(lián)在一起，并聯(lián)于230V的電網(wǎng)上運行，軸上不帶其它負載。在時空載特性如下：Iｆ/A1．31．4U0/V186．7195．9現(xiàn)在，電機甲的勵磁電流為，電機乙的為，轉(zhuǎn)速為，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻）均為，若忽略電樞反應的影響，試問：（1）哪一臺是發(fā)電機？哪一臺為電動機？（2）總的機械損耗和鐵耗是多少（3）只調(diào)節(jié)勵磁電流能否改變兩機的運行狀態(tài)（保持轉(zhuǎn)速不變）？（4）是否可以在時兩臺電機都從電網(wǎng)吸取功率或向電網(wǎng)送出功率？解：(1)∵甲臺電機在時的電動勢為195.9V,乙臺電機在時的電動勢為186.7V,∴甲臺電機在時電動勢(∵)乙臺電機在時電動勢：＞230V＜230V∴甲為發(fā)電機，乙為電動機。(2)電動機：發(fā)電機：∴兩臺電機總的機械耗和鐵耗為：電動機：發(fā)電機：總的機械耗和鐵耗：(3)要改變兩臺電機運行狀態(tài)并保持轉(zhuǎn)速不變，應減小甲臺電機的勵磁電流，同時增加乙臺電機的勵磁電流，當兩臺電機的勵磁電流相同時，兩臺電機都是電動機，最后乙為發(fā)電機，甲為電動機。(4)都可以通過從電網(wǎng)吸收電功率成為電動機，但不能都成為發(fā)電機，因為沒有原動機，即沒有輸入機械能，無法輸出電能。2．61一直流電機并聯(lián)于電網(wǎng)上運行，已知，，根，，，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻），，，，雜散損耗，試問：此直流電機是發(fā)電機還是電動機運行？計算電磁轉(zhuǎn)矩和效率。解：（1）==205（V）＜220V∴總電動機運行。（2）∴（3）=88.24+1.83=90.07(A)==205×88.24-276-379-0.86×=17263.79(W)×100％=×100％=87.12％或者：=0.86％×19815.4=170.41()=17263.7()2．62一臺、220V的并勵電動機，額定效率，電樞回路的總電阻（包括電刷接觸電阻），并勵回路電阻。今欲使起動電流限制為額定電流的倍，試求起動變阻器電阻應為多少？若起動時不接起動電阻則起動電流為額定電流的多少倍？2．63一臺并勵電動機，，，，，，（包括電刷接觸電阻）。在額定負載時突然在電樞回路中串入電阻，若不計電樞回路中的電感和略去電樞反應的影響，試計算此瞬間的下列項目：（1）電樞反電動勢；（2）電樞電流；（3）電磁轉(zhuǎn)矩；（4）若總制動轉(zhuǎn)矩不變，求達到穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)速。(1)∴在電樞串入電阻的瞬間，和n不變，∴電動勢不變∴∵不變，∴不變，由于慣性，n不變（加講串電阻調(diào)速過程）(2)(3)∴或者：∵不變(4)∵總制動轉(zhuǎn)矩不變，∴不變。∴電樞電流不變∴∵∴2．64并勵電動機的，，，，。已知電樞電阻為，試求：（1）電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩；（2）在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩；（3）電機的空載轉(zhuǎn)速；（4）在總制動轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當電樞回路串入電阻后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.解：(1)(2)(3)空載轉(zhuǎn)速(4)總制動轉(zhuǎn)矩不變，不變，∴2．65一臺并勵電動機，，，，，（包括電刷接觸電阻），。若總制動轉(zhuǎn)矩不變，在電樞回路串入一電阻使轉(zhuǎn)速降低到，試求串入電阻的數(shù)值、輸出功率和效率（假設）。解：(1)即0．1156×450=110－75×（0.08+）求解得2．66串勵電動機，，，電樞回路各繞組電阻，一對電刷接觸壓降。若制動總轉(zhuǎn)矩為額定值，外施電壓減到150V，試求此時電樞電流及轉(zhuǎn)速（假設電機不飽和）。解：(1)∵是串勵∴又∵總制動轉(zhuǎn)矩保持為額定值∴為常數(shù)，∴(2)(條件不變)否則：∴2．67某串勵電動機，，，，，（包括電刷接觸電阻），欲在負載制動轉(zhuǎn)矩不變條件下把轉(zhuǎn)速降到，需串入多大電阻？解：∵總制動轉(zhuǎn)矩不變∴不變，∴不變∴∴第三章變壓器3．1變壓器有哪幾個主要部件？各部件的功能是什么？變壓器的主要部件:

鐵心:磁路,包括芯柱和鐵軛兩部分繞組:電路油箱:加強散熱，提高絕緣強度套管:使高壓引線和接地的油箱絕緣3．2變壓器鐵心的作用是什么？為什么要用厚0.35mm、表面涂絕緣漆的硅鋼片制造鐵心？變壓器鐵心的作用是磁路.鐵心中交變的磁通會在鐵心中引起鐵耗,用涂絕緣漆的薄硅鋼片疊成鐵心,可以大大減小鐵耗.3．3為什么變壓器的鐵心和繞組通常浸在變壓器油中？因變壓器油絕緣性質(zhì)比空氣好，所以將鐵心和繞組浸在變壓器油中可加強散熱和提高絕緣強度.3．4變壓器有哪些主要額定值？一次、二次側(cè)額定電壓的含義是什么？額定值,,,,,:一次繞組端子間電壓保證值:空載時,一次側(cè)加額定電壓,二次側(cè)測量得到的電壓3．5變壓器中主磁通與漏磁通的作用有什么不同？在等效電路中是怎樣反映它們的作用的？主磁通:同時交鏈一次，二次繞組,但是能量從一次側(cè)傳遞到二側(cè)的媒介,使,實現(xiàn)變壓功能漏磁通:只交鏈自身繞組,作用是在繞組電路中產(chǎn)生電壓降,負載時影響主磁通,和二次電壓的變化,以及限制二次繞組短路時短路電流的大小,在等效電路中用反應磁通的作用,用,反應漏磁通的作用3．7為了得到正弦感應電動勢，當鐵心不飽和與飽和時，空載電流應各呈何種波形？為什么？鐵心不飽和時,空載電流與成正比,如感應電勢成正弦,則也為正弦變化，∴也為正弦鐵心飽和時:為尖頂波,見圖3.83．9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：∵空載損耗空載時很小，∴可忽略∴∵∵短路試驗時外施電壓很小,∴很小,很小∴鐵耗很小,可忽略鐵耗,負載時：與空載時無差別，這是因為當f不變時，負載與空載時一次繞組側(cè)施加的電壓基本不變，∴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：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。3．11分析變壓器有哪幾種方法？它們之間有無聯(lián)系？為什么？解：分析變壓器有三種方法：基本方程式，等效電路和相量圖，三者有聯(lián)系，他們的物理本質(zhì)是一樣，都反映了變壓器內(nèi)部的電磁關系，在進行定量計算時，宜采用等效電路和方程式，定性的給各物理量間關系時，可用相量圖。3．12一臺變壓器，原設計的額定頻率為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：也50變?yōu)?0，額定電壓不變。①變?yōu)樵瓉淼模瑒t變?yōu)樵瓉淼摹鄤畲烹娏鳒p小，即，為原來的②雖然頻率變?yōu)樵瓉淼谋叮l率的1.6次方與鐵耗成正比但減小倍，∴減小倍，但的平方與成正比∴最終仍是鐵耗減小，即③勵磁電抗，飽和程度降低，∴④漏電抗：為漏磁路磁導可認為是常數(shù)∴隨頻率增大而增大。⑤電壓變化率∵，∴3．13一臺額定頻率為50Hz的電力變壓器，接到頻率為60Hz、電壓為額定電壓5/6倍的電網(wǎng)上運行，問此時變壓器的空載電流、勵磁電抗、漏電抗及鐵耗等將如何變化？為什么？解：原來現(xiàn)在∴與3.12一樣如改為60Hz電力變壓器，接到50Hz電網(wǎng)上，電壓為倍，則現(xiàn)在∴(1)∵磁通未變∴不變(2)∵不變∴飽和程度不變∴不變故∴減小為原來的倍(3)∴也減小為原來的倍，副方電抗也一樣，(4)不變∴隨的減小而減小。3．14在變壓器高壓方和低壓方分別加額定電壓進行空載試驗，所測得的鐵耗是否一樣？計算出來的勵磁阻抗有何差別？在高壓方和低壓方做空載試驗，只要都加額定電壓，由于這兩種情況下主磁通是相等的；原因是∴鐵損耗相等在高壓方做：為電壓，為在高壓側(cè)測得的空載電流。在低壓方做：為低壓方做空載試驗時所測得的電壓，電流。∵無論在高壓做還是低壓做磁通不變，相同∴電壓之比等于匝數(shù)之比，即又∵磁通相等，∴兩種情況磁勢相同，∴∴∴3．15在分析變壓器時，為何要進行折算？折算的條件是什么？如何進行具體折算？若用標么值時是否還需要折算？(1)∵變壓器一，二次繞組無直接電聯(lián)系，且一，二次繞組匝數(shù)不等，用設有經(jīng)過折算的基本解公司無法畫出等效電路，∴要折算。(2)如果將二次繞組折算到一次側(cè)，因為二次繞組通過其磁動勢對一起繞組起作用，∴只要保持不變，就不會影響一次繞組的各個量(3)具體方法是將二次繞組的匝數(shù)折合到與一次繞組相同的匝數(shù)，即∴，，，，(4)若用標么值時不需要折算，因為用標么值表示時折算前后數(shù)值相等例3．16一臺單相變壓器，各物理量的正方向如圖3.1所示，試求：（1）寫出電動勢和磁動勢平衡方程式；（2）繪出時的相量圖。(1)(要注意方向，如與圖中相反，則為：)令，（沒有“－”號）（沒有“－”號），(2)時相量圖3．35有一臺單相變壓器，額定容量，額定電壓，試求一、二次側(cè)的額定電流。3．36有一臺三相變壓器，額定容量，額定電壓，Yd聯(lián)接，試求：（1）一、二次側(cè)的額定電流；（2）一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。(1)(2)3．37有一臺三相變壓器，額定容量，額定電壓，Yyn聯(lián)接，試求：（1）一、二次側(cè)的額定電流；（2）一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。(1)(2)3．38兩臺單相變壓器，一次側(cè)的匝數(shù)相等，但空載電流。今將兩變壓器的一次側(cè)繞組順極性串聯(lián)起來，一次側(cè)加440V電壓問兩變壓器二次側(cè)的空載電壓是否相等？∵且一次側(cè)匝數(shù)相等∴而且電壓和匝數(shù)相等∴∴現(xiàn)將兩臺的一次繞組順極性串聯(lián)起來，則即由于變壓器I的磁阻為變壓器II的2倍?！郔的主磁通是II的，即∴而∴3．39有一臺單相變壓器，當在高壓側(cè)加220V電壓時，空載電流為，主磁通為。今將X、a端聯(lián)在一起，Ax端加330V電壓，此時空載電流和主磁通為多少？若將X、x端聯(lián)接在一起，在Aa端加110V電壓，則空載電流和主磁通又為多少？解：(1)設高壓繞組為匝，低壓繞組為匝則原來主磁通：現(xiàn)在匝數(shù)為（Z，a端連在一起）∴∴∴主磁通沒變，∴勵磁磁勢而∴(2)若將Z，x連在一起，則匝數(shù)為：現(xiàn)在的主磁通不變∴勵磁磁勢不變而∴∴3．40有一臺單相變壓器，額定容量，高、低壓側(cè)額定電壓。鐵柱有效截面積為，鐵柱中磁通密度的最大值，試求高、低壓繞組的匝數(shù)及該變壓器的變比。解：3．41有一臺單相變壓器，額定容量為5kVA，高、低壓側(cè)均由兩個繞組組成，一次側(cè)每個繞組的額定電壓為，二次側(cè)每個繞組的額定電壓為，用這個變壓器進行不同的聯(lián)接，問可得幾種不同的變比？每種聯(lián)接時的一、二次側(cè)額定電流為多少？共有4種：

1：兩高壓繞組串聯(lián)，兩低壓繞組串聯(lián)2：兩高壓繞組串聯(lián)，兩低壓繞組并聯(lián)3：兩高壓繞組并聯(lián)，兩低壓繞組串聯(lián)4：兩高壓繞組并聯(lián)，兩低壓繞組并聯(lián)，3．42將一臺1000匝的鐵心線圈接到110V、50Hz的交流電源上，由安培表和瓦特表的讀數(shù)得知、，把鐵心取出后電流和功率就變?yōu)?00A和10Kw。設不計漏磁，試求：（1）兩種情況下的參數(shù)、等效電路；（2）兩種情況下的最大值。(1)有鐵心時：無鐵心時：(2)∴3．43有一臺單相變壓器，額定容量，額定電壓，。一二次側(cè)繞組的電阻和漏電抗的數(shù)值為：；；；，試求：（1）折算到高壓側(cè)的短路電阻、短路電抗及短路阻抗；（2）折算到低壓側(cè)的短路電阻、短路電抗及短路阻抗（3）將上面的參數(shù)用標么值表示；（4）計算變壓器的阻抗電壓及各分量；（5）求滿載及、（滯后）及（超前）等三種情況下的，并對結(jié)果進行討論。(1)∴(2)折算到低壓測：

∴(3)阻抗機值：(4)也可以，但麻煩。∵∴(5)∵是滿載∴(a)(b)(滯后)(c)(超前)說明：電阻性和感性負載電壓變化率是正的，即負載電壓低于空載電壓，容性負載可能是負載電壓高于空載電壓。3．44有一臺單相變壓器，已知：，，，，，，匝，匝；當（滯后）時，二次側(cè)電流，，試求：（1）用近似“”型等效電路和簡化等效電路求及，并將結(jié)果進行比較；（2）畫出折算后的相量圖和“T”型等效電路。(1)P型等效電路簡化等效電路P型：設則=====21230.78+j1000.95=∴用簡化等效電路：（不變）比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電壓不變，電流相差2.2％，但用簡化等效電路求簡單。T型等效電路3．45一臺三相變壓器，Yd11接法，，，，，變比。忽略勵磁電流，當帶有（滯后）的負載時，，，求、、。設則∴（見上題）∴(滯后)3．46一臺三相電力變壓器，額定數(shù)據(jù)為：，，，Yy接法。在高壓方加電壓進行短路試驗，，。試求：（1）短路參數(shù)、、；（2）當此變壓器帶，（滯后）負載時，低壓方電壓。(1)求出一相的物理量及參數(shù)，在高壓側(cè)做試驗，不必折算(2)方法一：∴∴∴∴∴∴∴方法二：利用簡化等效電路設則∴=解得：∴∴（V）3．47一臺三相電力變壓器的名牌數(shù)據(jù)為：，，Yd11接法，，，，，。試求：（1）型等效電路的參數(shù)，并畫出型等效電路；（2）該變壓器高壓方接入110kV電網(wǎng)，低壓方接一對稱負載，每相負載阻抗為，求低壓方電流、電壓、高壓方電流。答案與例3.5一樣3．48一臺三相變壓器，，，Yd11接法。在低壓側(cè)加額定電壓作空載試驗，測得，，。。在高壓側(cè)作短路試驗，短路電流，，，試求：（1）用標么值表示的勵磁參數(shù)和短路參數(shù)；（2）電壓變化率時負載的性質(zhì)和功率因數(shù)；（3）電壓變化率最大時的功率因數(shù)和值；（4）（滯后）時的最大效率。先求出一相的物理量（A）折算到高壓側(cè)：短路參數(shù)：(2)∴∴∴是容性負載（超前）（3）∴（感性）(滯后)(4)(即時效率最大)==0.061243．49有一臺三相變壓器，，，Yd11聯(lián)接組。變壓器的空載及短路試驗數(shù)據(jù)為：試驗名稱線電壓U1/V線電流I1/A三相功率P/W備注空載63007．46800電壓加在低壓側(cè)短路550323．318000電壓加在高壓側(cè)試求：（1）變壓器參數(shù)的實際值及標幺值；（2）求滿載（滯后）時，電壓調(diào)整率及二次側(cè)電壓和效率；（3）求（滯后）時的最大效率。解：空載低壓側(cè)∴變比短路參數(shù)計算：(2)∴(3)3．50一臺三相變壓器，，Yy聯(lián)接，短路阻抗，負載阻抗，試求：（1）一次側(cè)加額定電壓時，一二次側(cè)電流和二次側(cè)電壓；（2）輸入、輸出功率及效率。(1)設∴∴∴（2）3.51(a)聯(lián)結(jié)組別為：Yy10（b）聯(lián)結(jié)組別：Yd3(c)聯(lián)結(jié)組別：Dy1(4)聯(lián)結(jié)組別：Dd6第五章異步電機5．1什么叫轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率來判斷異步機的運行狀態(tài)？轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差對同步轉(zhuǎn)速之比值為發(fā)電機狀態(tài)。為電動機狀態(tài)，為電磁制動狀態(tài)。5．2異步電機作發(fā)電機運行和作電磁制動運行時，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向之間的關系是否一樣？怎樣區(qū)分這兩種運行狀態(tài)？發(fā)電機運行和電磁制動運行時，電磁轉(zhuǎn)矩方向都與轉(zhuǎn)向相反，是制動轉(zhuǎn)矩；但發(fā)電機的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于同步速，電磁制動運行時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相反。5．3有一繞線轉(zhuǎn)子感應電動機，定子繞組短路，在轉(zhuǎn)子繞組中通入三相交流電流，其頻率為，旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子以（為定、轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)）沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，問此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向如何？轉(zhuǎn)差率如何計算？假如定子是可轉(zhuǎn)動的，那么定子應為順時針旋轉(zhuǎn)（與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同）但因定子固定不動不能旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子為逆時針旋轉(zhuǎn)。（為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）5．4為什么三相異步電動機勵磁電流的標幺值比變壓器的大得多？在額定電壓時異步機空在電流標么值為30﹪左右，而變壓器的空載電流標么值為50﹪左右。這是因為異步機在定子和轉(zhuǎn)子之間必須有空隙，使轉(zhuǎn)子能在定子內(nèi)圓內(nèi)自動轉(zhuǎn)動，這樣異步機的磁路磁阻就較大，而變壓器磁路中沒有氣隙，磁阻小，因此，相對變壓器而言，異步電動機所需勵磁磁動勢大，勵磁電流大。5．5三相異步電機的極對數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、定子頻率、轉(zhuǎn)子頻率、轉(zhuǎn)差率及轉(zhuǎn)子磁動勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速之間的相互關系如何？試填寫下表中的空格。1500.03210005018006035600-50031000-0.24501相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相對于定子的轉(zhuǎn)速5．6試證明轉(zhuǎn)子磁動勢相對于定子的轉(zhuǎn)速為同步速度。轉(zhuǎn)子磁勢是由轉(zhuǎn)子三相（或多相）對稱繞組感應的三相（或多相）對稱電流產(chǎn)生的一個旋轉(zhuǎn)磁勢，這個磁勢相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)子電流的頻率決定，當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率為時，轉(zhuǎn)子電流的頻率，則這個磁動勢相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為，它相對定子的轉(zhuǎn)向永遠相同，相對定子的轉(zhuǎn)速為，即永遠為同步速。5．7試說明轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算的意義，折算是在什么條件下進行的？繞組折算：將異步電機轉(zhuǎn)子繞組折算成一個相數(shù)為，匝數(shù)為，繞組系數(shù)為的等效轉(zhuǎn)子繞組來替代原來的轉(zhuǎn)子繞組，保持極對數(shù)不變。頻率折算：用一個等效的靜止轉(zhuǎn)子來代替原來的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，在該靜止轉(zhuǎn)子回路中串入一個的模擬電阻，而定子方各物理量不變。折算的條件：保持轉(zhuǎn)子磁動勢不變，及轉(zhuǎn)子上有功，無功率不變。5．8異步電動機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組沒有直接聯(lián)系，為什么負載增加時，定子電流和輸入功率會自動增加，試說明其物理過程。從空載到滿載，電機主磁通有無變化？電磁勢平衡方程式：知當負載時，定子電流只有一個分量，用以產(chǎn)生磁時來抵消轉(zhuǎn)子磁勢的作用，∴雖然定轉(zhuǎn)子無直接電聯(lián)系，定子電流會自動增加的原因。從空載到滿載，由電勢平衡方程式∵基本不變，，略有∴略有下降，故主磁通略為下降。5．9異步電動機的等效電路有哪幾種？等效電路中的代表什么意義？能否用電感或電容代替？等效電路T形等效電路形準確P形等效電路（為復數(shù)）換準確P形等效電路（為實數(shù)）簡化形等效電路（=1）消耗在上的電功率就是電動機所產(chǎn)生的機械功率，它是有功功率，不能用電容或電感代替。5．10異步電動機帶額定負載運行時，若電源電壓下降過多，會產(chǎn)生什么嚴重后果？試說明其原因。如果電源電壓下降，對感應電動機的、、、、有何影響？∵負載不變∴不變?nèi)珉妷合陆颠^多，為保持不變，易燒毀電機?！唷唷唷噢D(zhuǎn)矩不變，∵為常數(shù)不變不變∵∵∴∴（或者，成平方下降，而負載轉(zhuǎn)矩不變∴）5．11漏電抗大小對異步電動機的運行性能，包括起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等有何影響？為什么？∴漏電抗與成反比，與成正比5．12某繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，如果（1）轉(zhuǎn)子電阻增加一倍；（2）轉(zhuǎn)子漏電抗增加一倍；（3）定子電壓的大小不變，而頻率由50Hz變?yōu)?0Hz，各對最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩有何影響？（1）增加一倍，增加，不變（2）增加一倍，減小，減小（3）由50Hz變?yōu)?0Hz，相當于增加，且分母增大了∴，減小5．13一臺籠型異步電動機，原來轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的，在輸出同樣轉(zhuǎn)矩的情況下，下列物理量將如何變化？（1）轉(zhuǎn)速；而負載轉(zhuǎn)矩不變，∴下降（2）轉(zhuǎn)子電流；負載轉(zhuǎn)矩不變，基本不變，∵∴基本不變。（3）定子電流；∴基本不變。（4）定子功率因數(shù)；（5）輸入功率；基本不變∴基本不變。（6）輸出功率；（∵增大）（7）效率；∵損耗減小（8）起動轉(zhuǎn)矩；（9）最大電磁轉(zhuǎn)矩。不變5．14繞線式三相異步電動機轉(zhuǎn)子回路串人適當?shù)碾娮杩梢栽龃笃饎愚D(zhuǎn)矩，串入適當?shù)碾娍箷r，是否也有相似的效果？轉(zhuǎn)子側(cè)串入電抗，不能增大起動轉(zhuǎn)矩∵串如電抗后雖然增大了，但下降∴總起來起動轉(zhuǎn)矩仍然不能增大。5．15普通籠型異步電動機在額定電壓下起動時，為什么起動電流很大而起動轉(zhuǎn)矩不大？但深槽式或雙籠電動機在額定電壓下起動時，起動電流較小而起動轉(zhuǎn)矩較大，為什么？大的原因是：在剛啟動時，轉(zhuǎn)子處于靜止狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)磁場以較大的轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導環(huán)，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生較大的電勢，因而產(chǎn)生較大的電流，由磁勢平衡關系，定子中也將流過較大的電流。不大的原因是：在剛起動時，=0,=1，轉(zhuǎn)子頻率較高，轉(zhuǎn)子電抗較大，轉(zhuǎn)子邊的功率因數(shù)很低，由知，最初起動時，雖然較大，但因很低，∴仍然不大。對深槽和雙鼠籠異步電動機在起動時，有明顯的集膚效應，即轉(zhuǎn)子電流在轉(zhuǎn)子導體表面流動，相等于轉(zhuǎn)子導體截面變小，電阻增大，即相等于轉(zhuǎn)子回路串電阻，使當起動完畢后，很小，沒有集膚效應，轉(zhuǎn)子電流流過的導體截面積增大，電阻減小，相當于起動時轉(zhuǎn)子回路所串電阻去掉，減小了轉(zhuǎn)子銅損耗，提高了電機的效率。5．16繞線轉(zhuǎn)子異步電動機在轉(zhuǎn)子回路中串人電阻起動時，為什么既能降低起動電流又能增大起動轉(zhuǎn)矩？試分析比較串入電阻前后起動時的、、、是如何變化的？串入的電阻越大是否起動轉(zhuǎn)矩越大？為什么？繞線式轉(zhuǎn)子串入電阻后，轉(zhuǎn)子電流減小，定子電流也減小，但起動轉(zhuǎn)矩增大，這是因為：在起動時，，雖然串入導致減小，但卻使得設串電阻前由于，∴②較大，接近正常運行時的主磁通，轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)③增大，綜合三個因素，一般情況下，串入電阻后，和將變小，基本不變，嚴格地講，隨變小，會大一點（∵變小，），將明顯提高明顯增加，因為最大為1，接近1時變化不大了，相反，電阻率大了，電流明顯減小，反而會變小，∴并不是串電阻越大，起動轉(zhuǎn)矩越大。5．17兩臺同樣的籠型異步電動機共軸連接，拖動一個負載。如果起動時將它們的定子繞組串聯(lián)以后接至電網(wǎng)上，起動完畢后再改接為并聯(lián)。試問這樣的起動方法，對起動電流和轉(zhuǎn)矩的影響怎樣？通過串聯(lián)起動，使每臺電動機定子繞組電壓為并聯(lián)起動時候的因此為并聯(lián)時的，為并聯(lián)起動時的，而電網(wǎng)供給的起動電流為并聯(lián)時的（∵電網(wǎng)供給的電流并聯(lián)是一臺起動電流的2倍）5．28已知一臺型號為JO2-82-4的三相異步電動機的額定功率為55kW，額定電壓為380V，額定功率因數(shù)為0.89，額定效率為91.5%，試求該電動機的額定電流∴5．29已知某異步電動機的額定頻率為50Hz，額定轉(zhuǎn)速為970r/min，問該電機的極數(shù)是多少？額定轉(zhuǎn)差率是多少？∵∴極數(shù)為6極。5．30一臺50Hz三相繞線式異步電動機，定子繞組Y聯(lián)接，在定子上加額定電壓。當轉(zhuǎn)子開路時，其滑環(huán)上測得電壓為72V，轉(zhuǎn)子每相電阻，每相漏抗。忽略定子漏阻抗壓降，試求額定運行，時，（1）轉(zhuǎn)子電流的頻率；轉(zhuǎn)子電流的頻率 （2）轉(zhuǎn)子電流的大?。换h(huán)上測得電壓為72V，這是線電壓，相電壓為∵轉(zhuǎn)子開路，且忽略定子漏阻抗壓降，說明轉(zhuǎn)子上的電壓為∴∴（3）轉(zhuǎn)子每相電動勢的大?。弧咿D(zhuǎn)子開路時測得的轉(zhuǎn)子感應電勢為此時轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，即，當時（4）電機總機械功率。5．31已知一臺三相異步電動機的數(shù)據(jù)為：，定子聯(lián)接，50Hz，額定轉(zhuǎn)速，，，，，忽略不計，。試求：（1）極數(shù)；解：∵∴∴P=2，即2P=4（2）同步轉(zhuǎn)速；（3）額定負載時的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子頻率；（4）繪出T型等效電路并計算額定負載時的、、和。∴定子電流為（滯后）=∴5．32已知JO2-92-4三相異步電動機的數(shù)據(jù)為：，（定子聯(lián)接），，，，，，，，機械損耗。試用T型、較準確Г型和簡化Г型三種等效電路計算額定負載時的定子電流、功率因數(shù)和效率，并對計算結(jié)果進行分析比較。T型等效電路：即（滯后）為了求功率，要計算，∴∴忽略。較準確P型電路5．33某三相異步電動機，，（線電壓），，4極，Y聯(lián)接，?？蛰d試驗數(shù)據(jù)為：（線電壓），，，機械損耗。短路試驗中的一點為：（線電壓），，。試計算出忽略空載附加損耗和認為時的參數(shù)、、和。空載試驗：忽略或者短路試驗：5．34一臺三相異步電動機的輸入功率為10.7kW，定子銅耗為450W，鐵耗為200W，轉(zhuǎn)差率為s=0.029，，試計算電動機的電磁功率、轉(zhuǎn)子銅耗及總機械功率。電磁功率5．35一臺JO2-52-6異步電動機，額定電壓為380V，定子Δ聯(lián)接，頻率50Hz，額定功率7.5kW，額定轉(zhuǎn)速960r/min，額定負載時，定子銅耗474W，鐵耗231W，機械損耗45W，附加損耗37.5W，試計算額定負載時，（1）轉(zhuǎn)差率；（2）轉(zhuǎn)子電流的頻率；（3）轉(zhuǎn)子銅耗；（4）效率；（5）定子電流。（1）∴（2）（3）=7500+45+37.5=7582.5W（4）=474+316+213+45+37.5=1103.5W（5）5．36一臺4極中型異步電動機，，，定子Δ聯(lián)接，定子額定電流，頻率50Hz，定子銅耗，轉(zhuǎn)子銅耗，鐵耗，機械損耗，附加損耗，，。正常運行時，，；起動時，由于磁路飽和與趨膚效應的影響，，，。試求：（1）額定負載下的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩和效率；（2）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（即過載能力）和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。解：（1）=200+0.98+3=203.98kw即S=0.01378（2）5．37一臺三相8極異步電動機的數(shù)據(jù)為：，，，，過載能力。試求：（1）產(chǎn)生最大電磁轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率；（2）s=0.02時的電磁轉(zhuǎn)矩。（1）推倒如下：（即時）求一元二次方程即可（2）5．38一臺三相4極異步電動機額定功率為28kW，，，，定子為三角形聯(lián)接。在額定電壓下直接起動時，起動電流為額定電流的6倍，試求用Y-Δ起動時，起動電流是多少？解：直接起動時的起動電流：用Y-△起動時：5．39一臺三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，，，，，Y聯(lián)接。其參數(shù)為，，，電動勢及電流的變比?，F(xiàn)要求把起動電流限制為3倍額定電流，試計算應在轉(zhuǎn)子回路每相中接入多大的起動電阻？這時的起動轉(zhuǎn)矩為多少？解：起動時阻抗：∴每相接入的起動電阻為：]5．40一臺4極繞線型異步電動機，50Hz，轉(zhuǎn)子每相電阻，額定負載時，若負載轉(zhuǎn)矩不變，要求把轉(zhuǎn)速降到1100r/min，問應在轉(zhuǎn)子每相串入多大的電阻？解：∵負載轉(zhuǎn)矩不變∴電磁轉(zhuǎn)矩不變5．41一臺三相4極異步電動機，，定子Y接法，（滯后），，，，機械損耗和附加損耗之和為288W，設，試求：（1）額定運行時輸出功率、電磁功率和輸入功率；（2）額定運行時的電磁轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)矩。（1）2P=4，（2）與5.31一樣（4）5．42一臺三相4極繞線式異步電動機，，轉(zhuǎn)子每相電阻，額定運行時轉(zhuǎn)子相電流為200A，轉(zhuǎn)速，試求：（1）額定電磁轉(zhuǎn)矩；（2）在轉(zhuǎn)子回路串入電阻將轉(zhuǎn)速降至1120r/min，求所串入的電阻值（保持額定電磁轉(zhuǎn)矩不變）；（3）轉(zhuǎn)子串入電阻前后達到穩(wěn)定時定子電流、輸入功率是否變化，為什么？∵保持電磁轉(zhuǎn)矩不變，而∴不變電壓不變∴不變，不變（）不變，∴不變，∴不變。5．43一臺三相6極籠型異步電機，，，定子繞組Y接法，，，，，，。當轉(zhuǎn)差率s從1變化到0時，假設電機參數(shù)不變，試計算電磁轉(zhuǎn)矩的大小并畫出曲線。第六章同步電機6．1同步電機和異步電機在結(jié)構(gòu)上有哪些區(qū)別？同步電機：轉(zhuǎn)子直流勵磁，產(chǎn)生主磁場，包括隱極和凸極異步電機：轉(zhuǎn)子隱極，是對稱繞組，短路，繞組是閉合的，定子兩者都一樣。6．2什么叫同步電機？怎樣由其極數(shù)決定它的轉(zhuǎn)速？試問75r/min、50Hz的電機是幾極的？同步電機：頻率與電機轉(zhuǎn)速之比為恒定的交流電機，（極）6．3為什么現(xiàn)代的大容量同步電機都做成旋轉(zhuǎn)磁極式？∵勵磁繞組電流相對較小，電壓低，放在轉(zhuǎn)子上引出較為方便，而電樞繞組電壓高，電流大，放在轉(zhuǎn)子上使結(jié)構(gòu)復雜，引出不方便，故大容量電機將電樞繞組作為定子，磁極作為轉(zhuǎn)子，稱為旋轉(zhuǎn)磁極式。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？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率較高的合金鋼鍛成器與轉(zhuǎn)軸做成一個整體，鐵心上開槽，放同心式勵磁繞組。水輪發(fā)電機：低，2P較多，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，磁極的極靴行裝有阻尼繞組。6．6為什么水輪發(fā)電機要用阻尼繞組，而汽輪發(fā)電機卻可以