北京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院電機(jī)學(xué)考研真題及解析

1、小序：這份2007年考研的電機(jī)學(xué)資料是出自于上一屆學(xué)長的辛勤勞動。今年由于人手不夠，所以僅僅把去年散落各處的資料加以整理。在此感謝02級的費(fèi)鵬、馮英兩位同學(xué)!專題一：直流電機(jī)一、考綱摘錄：直流電機(jī)基本工作原理、結(jié)構(gòu)，直流電機(jī)空載磁場分析，直流電機(jī)的電樞繞組及其感應(yīng)電勢，直流電機(jī)電樞反應(yīng)和電磁轉(zhuǎn)矩，直流發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系、運(yùn)行特性，電壓、電磁功率平衡式，直流電動機(jī)基本電磁關(guān)系、運(yùn)行特性，電壓、電磁功率平衡式，直流電動機(jī)的起動、調(diào)速、制動。要求對直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)有一定認(rèn)識，掌握正常穩(wěn)定運(yùn)行時的分析方法，正確建立電壓、轉(zhuǎn)矩和功率平衡方程，掌握發(fā)電、電動及制動等不同運(yùn)行狀態(tài)下電量及轉(zhuǎn)矩相互關(guān)系。二、歷

2、年真題分析：解答題：（05年）一臺直流電機(jī)， ，并勵，（包括電刷接觸電阻），試求：（1）在能耗制動，時，電樞回路中需串入多大電阻？（2）在反饋制動，電樞回路中需串入多大電阻？（3）在額定電壓下，時，求電機(jī)的，當(dāng)時，和是多少？（此時允許電流大于額定電流）（詳解）并勵電動機(jī)模型如圖：而故 并勵電動機(jī)模型由公式：知：感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)速成正比.(這是并勵電機(jī)的重要結(jié)論)（1）能耗制動時：根據(jù)其模型：（此處認(rèn)為電樞電流為額定值，不發(fā)生變化，（2）中同） 能耗制動（2）在反饋制動：根據(jù)其模型：（3） 反饋制動功率轉(zhuǎn)換關(guān)系參見下題的注2注1：三種制動方式：能耗、反饋、反接制動是歷年考察的重點(diǎn)，需要明確它們的原理

3、和電路模型。最近三年直流電機(jī)部分的計(jì)算題無一例外考察了并勵電動機(jī)，其重要性不言而喻，在牢固掌握并勵的基礎(chǔ)上再適當(dāng)涉及他勵、串勵、復(fù)勵基本就可保證這部分的得分了。（04年）一臺并勵直流電動機(jī)，及.已知電樞電阻（包括電刷接觸電阻）.試求在額定電樞電流下，（1）在電機(jī)啟動時，電樞應(yīng)串入多大的電阻？（2）在電機(jī)轉(zhuǎn)速時，電樞應(yīng)串入多大的電阻？（3）在電機(jī)轉(zhuǎn)速時，電樞應(yīng)串入多大的電阻？此時，電動機(jī)處于什么工作狀態(tài)？如電樞電流為額定電流，求電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、電磁功率、輸入功率、輸出功率、效率及電源輸入功率。畫出電路圖（詳解）（1）電機(jī)啟動時， 啟動時Ea=0（2）由并勵電機(jī)感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)速成正比知：（3）同（

4、2）理故為反饋制動狀態(tài)， 認(rèn)為電機(jī)的空載損耗為定值，從電動狀態(tài)中求之：（此處的與針對電動狀態(tài)，勿混淆）在反饋制動（發(fā)電）狀態(tài)：電源輸入功率應(yīng)等于，驗(yàn)證之：注2：功率轉(zhuǎn)換（功率流圖）是整個電機(jī)學(xué)的重點(diǎn)。在直流電機(jī)部分，雖然往年均是考察電動機(jī)，但發(fā)電機(jī)也不能忽視，最好能將兩者對比理解，印象才會更深。掌握發(fā)電和電動兩種狀態(tài)的工作原理對分析功率轉(zhuǎn)換問題是重要的，下面具體分析：發(fā)電狀態(tài)：轉(zhuǎn)子由原動機(jī)驅(qū)動，輸入機(jī)械功率，由電刷向負(fù)載輸出電功率。電流流過線圈和磁場作用，產(chǎn)生于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩（阻力），克服阻力做功，輸出電功率。：機(jī)械功率，：電功率電動狀態(tài)：電流自外施電源流入電機(jī)，輸入電功率。由于換向片

5、作用，導(dǎo)體中電流方向不斷改變（對應(yīng)所經(jīng)磁極極性改變）,其所受電磁轉(zhuǎn)矩方向始終不變，輸出機(jī)械功率。導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)引起感應(yīng)電勢對于外施電源是反電勢，克服反電勢輸出機(jī)械功率。：電功率，：機(jī)械功率（03年）某一并勵電動機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：功率，電壓，轉(zhuǎn)速，效率，并已知電樞電阻，勵磁電阻.試求：（1）額定電流（總電流I、勵磁電流和電樞電流）；（2）電動勢；（3）電磁轉(zhuǎn)矩；（4）增大勵磁電阻，使磁通減少10%，如負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，轉(zhuǎn)速將如何變化？（略解）（1）兩式聯(lián)立得：代入?yún)?shù)求得：（2）（3）由（*）式得（4），T不變，則即轉(zhuǎn)速上升。注3：還需引起重視的是一些常用符號的物理意義，如指輸入功率，指輸出功率，額定值

6、指，對發(fā)電機(jī)指輸出電功率、而對電動則是輸出機(jī)械功率。這些細(xì)節(jié)都是解題的重要基礎(chǔ)。與以上三題相似的還有教材課后習(xí)題：6-14、6-17及03年期末考題2、04年期末考題第二大題第1小題等，大家可解之以熟練解題步驟。填空題：（03年）直流發(fā)電機(jī)電樞上每根導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢是直流，還是交流：。電刷上的感應(yīng)電勢是直流，還是交流：。答：交流，直流（03年）直流電動機(jī)在轉(zhuǎn)軸卡死的情況下再加額定電樞電壓，電機(jī)會，因?yàn)?。答燒毀，感?yīng)電勢為零，導(dǎo)致電樞電流過大（03年、04年）在直流電機(jī)中，即匝鏈電樞繞組，又匝鏈勵磁繞組，因此轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時在電樞繞組中要產(chǎn)生。答：主磁通，感應(yīng)電勢（綜合03年、04年）直流測速發(fā)電機(jī)

7、的電刷偏離幾何中線角，則其正反的輸出特性是否相同。這是因?yàn)樗斐傻?。電刷順旋轉(zhuǎn)方向偏離幾何中線，直軸電樞磁勢會產(chǎn)生作用，逆旋轉(zhuǎn)方向偏離時，會產(chǎn)生作用。答：否，電樞反應(yīng)，去磁，增磁（04年）串勵直流電動機(jī)在空載的情況下加額定電壓，電機(jī)會，因?yàn)?。答：飛車，僅存在摩擦等空載損耗，電磁轉(zhuǎn)矩極小，空載轉(zhuǎn)速非常大（05年）直流電動機(jī)的磁路通常由，組成。其中上的磁壓降最大。答：氣隙，電樞齒，電樞軛，磁鐵鐵心，定子磁軛，氣隙注4：總體來說，電機(jī)學(xué)的填空題出題面非常廣，它是對計(jì)算題已涉及知識點(diǎn)的補(bǔ)充，因此很難答全。個人認(rèn)為應(yīng)在把握好大題的前提下再對可能出現(xiàn)在填空題中的知識點(diǎn)作地毯式復(fù)習(xí)，從上可見，03、04年光

8、直流電機(jī)部分就有兩題重復(fù)，故還是應(yīng)以真題為據(jù)，有所側(cè)重?？荚囆畔ⅲ焊某呻姎饩C合后，電機(jī)學(xué)占其中的90分。據(jù)命題老師透露，題量肯定會相應(yīng)減少，題也會變得相對容易，但考察的重點(diǎn)是基本不變的。截至完稿時，電機(jī)學(xué)的命題工作尚未開始，考試的形式、各種題型的分值分配還是未知數(shù)，我們將在今后的專題中刊登最新信息，敬請大家關(guān)注。專題二：變壓器一、考綱摘錄：變壓器基本結(jié)構(gòu)與基本原理，變壓器空載運(yùn)行之物理現(xiàn)象及電勢、電流分析，變壓器負(fù)載運(yùn)行時電磁關(guān)系與等值電路折合與電壓、磁勢平衡式，三相變壓器及聯(lián)結(jié)組別。要求掌握變壓器空載、負(fù)載運(yùn)行分析方法，及由磁勢不變導(dǎo)出折合的概念與等值電路的建立。二、歷年真題分析：解答題：給

9、出變壓器空載、短路試驗(yàn)的電流、電壓、功率參數(shù)，要求變壓器的T型等值電路參數(shù)是考研的重要題型之一。通常是低壓側(cè)加電壓，做空載試驗(yàn)，高壓側(cè)加電壓做短路試驗(yàn)，這一類問題的關(guān)鍵是高低壓側(cè)參數(shù)的轉(zhuǎn)換，其中比例關(guān)系容易混淆，我們在這里推薦大家利用標(biāo)幺值簡化問題。具體請看下例：（05年）一臺三相Y型變壓器，相電壓，高壓側(cè)加電源作短路試驗(yàn)，低壓側(cè)加電源做空載試驗(yàn)，試求：低壓側(cè)加額定電壓工作的T型等值電路各參數(shù)，畫出等值電路圖。知識點(diǎn)總結(jié)1：常見的變壓器T型等值電路圖如下：以低壓側(cè)折到高壓側(cè)為例，假想把低壓側(cè)的繞組匝數(shù)折成，并定義變比，則低壓側(cè)各參量歸算應(yīng)滿足一定的約束，即： 歸算后低壓側(cè)感應(yīng)電勢，兩側(cè)等電位才

10、能保證電路上相連； 歸算前后低壓側(cè)磁勢應(yīng)保持不變：； 歸算前后低壓側(cè)銅耗保持不變：；類似的，可推出總結(jié)一下，從低壓側(cè)折到高壓側(cè)時，阻抗值皆乘以，電壓值皆乘以，電流值乘以，從高壓側(cè)到低壓側(cè)則正好相反，在計(jì)算中采用這種算法時需熟記這些關(guān)系。解：法一（歸算法）短路試驗(yàn)等值電路（近似）如下：只要有信心，人永遠(yuǎn)不會挫敗近似有：（1）（2）由于短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)行，所得參數(shù)為高壓側(cè)值，而所求為低壓側(cè)加額定電壓的等值電路參數(shù)，故先將其折到低壓側(cè)：變比空載試驗(yàn)等值電路如下：（3）（4）故低壓側(cè)加額定電壓的T型等值電路圖為：注1：此題需看清是三相變壓器，因而涉及容量、功率的參數(shù)均為三相總值，計(jì)算時需先除以3折成

11、單相再用。知識點(diǎn)總結(jié)2：標(biāo)幺值是一種相對單位制，在這種制式下，各物理量不帶量綱，是以某一給定的單位的數(shù)值作為基數(shù)的相對值。在變壓器中，一般取額定電壓、電流作為電壓、電流的基數(shù)。如：， ，采用標(biāo)幺值后變壓器參數(shù)不再需要?dú)w算，因?yàn)楦?、低壓?cè)分別采用了不同的額定基數(shù)，其間已包含了比例關(guān)系。法二：（標(biāo)幺值法）無需法一中加 的部分首先分別建立高、低壓側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)：高壓側(cè)：低壓側(cè)：由式（1）：（高壓側(cè)參數(shù)與高壓側(cè)基數(shù)比較）由式（2）： （同上）由式（3）： （低壓側(cè)參數(shù)與低壓側(cè)基數(shù)比較）由式（4）： （同上）現(xiàn)要求低壓側(cè)加額定電壓的等值電路，只需將各標(biāo)幺值通過與低壓側(cè)的基數(shù)相乘折到低壓側(cè)即可：注2：兩種方法的

12、結(jié)論是一致的。但采用標(biāo)幺值后，就無需記憶高低壓側(cè)的折算關(guān)系，減小了犯錯的幾率，推薦大家在考試中使用。矢量圖是變壓器部分的又一重點(diǎn)，對這部分有問題的同學(xué)最好能翻一下電路教材，要從原理上弄通而不是單記出現(xiàn)在變壓器章節(jié)中的幾個矢量圖。另外，矢量圖的畫法有一定技巧，從某種意義上說航空電機(jī)學(xué)教材中給出的矢量圖（P92圖11-6，P98圖12-5）不好，雖然正確但其中不體現(xiàn)畫圖的過程，我們將通過下面兩例講解矢量圖的畫法。（04年）一臺220V，50Hz的單相變壓器，。如將其用在航空電源115V，400Hz供電時，試求和相應(yīng)的銅耗和鐵耗值。畫出空載矢量圖。知識點(diǎn)總結(jié)3：接著考察變壓器T型等值電路圖，現(xiàn)在我們

13、關(guān)注各參量的關(guān)系：上圖需要注意的是：感應(yīng)電勢的箭頭方向從負(fù)指向正，而高、低壓側(cè)電壓從正指向負(fù)，兩者相反。由基爾霍夫定律有： 注3：不知道大家對于題中（220V,50Hz）、 (115V,400Hz)兩組參數(shù)有何理解，是變壓器原副邊的電壓嗎？變壓器只能邊壓而不能變頻，故這種理解是完全錯誤的。應(yīng)把115V理解為作航空電源供電時的原邊電壓。那么為什么又要給出頻率呢？因?yàn)轭l率的改變會引起電抗的改變(x=L)，題給阻抗參數(shù)是在50Hz下的值，需將其折到400Hz下再用。解：先做電抗變換：本題中變壓器空載，故有等值電路圖：其中：由上三式，有：設(shè)為參考電壓，即代入?yún)?shù)，有：（或由求?。~耗：鐵耗：綜上：所

14、求知識點(diǎn)總結(jié)4：畫矢量圖的關(guān)鍵是選擇合適的參考向量，本題以為參考向量，繼而確定， 教材P92圖11-6以為參考向量只是針對一般情形，我們應(yīng)當(dāng)以簡便為原則，具體問題具體分析。按上總結(jié)畫出空載矢量圖如下：下例更為深刻的展示了矢量圖在變壓器計(jì)算中的作用（03年）一臺單相變壓器，已知：變比k=3，初級電阻，初級漏電抗，次級電阻，次級漏電抗，高壓側(cè)加電壓工作時，次級電壓，次級電流，負(fù)載功率因數(shù)(感性)，設(shè)此工作狀態(tài)下，初級繞阻勵磁電流，鐵損耗角。試求：（1）此時初級電壓，初級電流，輸入功率、輸出功率。（2）按比例畫出矢量圖和等值電路圖。知識點(diǎn)小結(jié)5：本題涉及了變壓器中的一些重要概念，如鐵損耗角指勵磁電流

15、與勵磁磁通的夾角；變壓器的輸入輸出功率指有功量，計(jì)算時需考慮功率因數(shù).解：此題可先畫出矢量圖，以之指導(dǎo)下面的計(jì)算 。本題已知負(fù)載功率因數(shù)，以負(fù)載電壓為參考向量簡便。矢量圖的具體畫法為：設(shè)，由角推出；由推出及；由超前及推出；由推出勵磁電流；由推出；由推出變壓器T型等值電路圖如下：圖中各參數(shù)： ，及電流電壓參數(shù)待求。（1） 設(shè)，即綜上：，注4：從本小題計(jì)算中我們可以看出，畫矢量圖的步驟也即是各參量依次得出的過程矢量圖在計(jì)算中起了指導(dǎo)作用。（2）即至此等值電路圖的參數(shù)全部得出：注5：涉及矢量計(jì)算的問題一般比較復(fù)雜，如在考試中遇到務(wù)必要耐心。另外，大家亦可嘗試用標(biāo)幺值法重新計(jì)算該題填空題：變壓器部分的

16、填空題每年出題很少，其大部分已在本專題講解中涉及，剩下一些記憶性的問題，如：1、 變壓器主要由鐵心和繞組組成；（01年）2、 變壓器按結(jié)構(gòu)分為鐵心式、鐵殼式、卷環(huán)式三種；（05年期末考題）3、 變壓器的冷卻方式有干式、油冷式、油浸式等。稍加記憶即可。三、考試信息：電機(jī)學(xué)占電氣綜合的90分，其各題型分值分配如下：填空30分，簡答15分，論述15分，計(jì)算30分。填空、簡答、論述比重的加大表明對基本概念的要求提高了。其中計(jì)算題僅2-3個，無法涵蓋所有重要知識點(diǎn)，故余下的重點(diǎn)會在簡答、論述中體現(xiàn)。對于這種變化，命題老師給大家的建議是多看教材，把書吃透。我們會在接下來的專題中把重心往簡答、論述上靠，也希

17、望大家適當(dāng)調(diào)整復(fù)習(xí)方式。專題三：同步電機(jī) 一、考綱摘錄：航空同步發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)，三相同步發(fā)電機(jī)對稱運(yùn)行的空載磁路分析、電樞反應(yīng)及電壓平衡式與矢量圖，同步發(fā)電機(jī)的不對稱運(yùn)行，同步發(fā)電機(jī)的突然短路，同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行。要求對同步發(fā)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的分析方法和運(yùn)行性能要牢固掌握，要能正確地建立電壓方程和轉(zhuǎn)矩方程，明確電機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，對穩(wěn)態(tài)時電機(jī)的參數(shù)要有清晰的物理概念，能夠熟練地運(yùn)用雙反應(yīng)理論和時間空間矢量圖來分析電機(jī)的性能和主要運(yùn)行數(shù)據(jù)，對同步電機(jī)的不對稱運(yùn)行和在動態(tài)情況下的分析方法及相應(yīng)的參數(shù)，要建立基本的物理概念。二、歷年真題分析：解答題： （03年）一臺三相同步電機(jī)，極對數(shù)，槽數(shù)，

18、電源頻率，相帶，每相繞組串聯(lián)匝數(shù)，連接，繞組節(jié)距，1、若每相電流有效值，求三相繞組合成的基波磁勢。2、若每相電流有效值，當(dāng)C相斷電時，求其余兩相繞組合成的基波磁勢中正轉(zhuǎn)分量和反轉(zhuǎn)分量。解：（1） 則 則 （2）由題意，C相斷電：故其中，代入?yún)?shù)求得： 又又對于兩相繞組有 注1：此題考查的是交流電機(jī)的磁勢問題，考綱上對“交流電機(jī)一般理論”要求如下:交流繞組的感應(yīng)電勢。三相交流繞組。交流繞組的磁勢。旋轉(zhuǎn)磁勢與脈振磁勢。要求對交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)要有一定認(rèn)識，對交流電機(jī)中氣隙磁場的性質(zhì)和時空關(guān)系要有深入的了解，能夠熟練地進(jìn)行磁勢、電勢的計(jì)算與分析。由于歷年考查較少，故該知識點(diǎn)不單獨(dú)出專題，只在此處作簡單總

19、結(jié)：知識點(diǎn)總結(jié)1：首先需要明確一些常用參量的物理意義：繞組的分布因數(shù)：表示繞組的空間分布使合成磁（電）勢減小的程度；繞組的節(jié)距因數(shù)：表示短距繞組使合成磁（電）勢減小的程度；繞組因數(shù)：以上兩個因素共同作用使合成磁（電）勢減小的程度。然后要記憶參數(shù)的計(jì)算公式： （相帶）， （相帶） 其中下面再按諧波的磁勢和電勢分別討論：磁勢：（針對一相，三相合成再乘）電勢:（為相值，線值再乘）注意區(qū)別：次諧波磁勢頻率等于基波頻率，轉(zhuǎn)速為基波的，即；而次諧波磁勢頻率為基波頻率的倍，即，而轉(zhuǎn)速等于基波轉(zhuǎn)速。以上式中均為諧波次數(shù)，基波則取。更詳細(xì)的說明參見教材P150（關(guān)于磁勢），P123（關(guān)于電勢）。同步電機(jī)部分每年

20、必考，得分也相對不易，個人認(rèn)為把握好同步機(jī)的工作原理是理解這部分內(nèi)容的關(guān)鍵。那么，同步發(fā)電機(jī)是如何工作的？簡言之，轉(zhuǎn)子直流勵磁，并以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生在空間以正弦分布的圓旋磁場，定子繞組靜止，即相對運(yùn)動切割磁場產(chǎn)在時間上以正弦分布的感應(yīng)電勢。當(dāng)然轉(zhuǎn)子也可以交流勵磁，這就是供電系統(tǒng)中提及的雙饋無刷交流發(fā)電機(jī)，此時轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)可等效成同步轉(zhuǎn)速上疊加一由勵磁電流頻率決定的附加轉(zhuǎn)速。知識點(diǎn)總結(jié)2：不飽和凸極同步發(fā)電機(jī)中各參量關(guān)系的推導(dǎo)和矢量圖的畫法是?？贾R點(diǎn)。公式非常重要，需要明確推導(dǎo)過程和其中各參量的物理意義。氣隙電勢，將，代入上式可得：由此畫出矢量圖如下：注意其中角的含義，具體應(yīng)用請看下例：（03

21、年）一臺三相同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)，線電壓，直軸同步電抗，交軸同步電抗，忽略電樞電阻，假設(shè)磁路不飽和，1、合閘前發(fā)電機(jī)端相電壓，合閘后功率角，求發(fā)電機(jī)電磁功率為多少？2、合閘后驅(qū)動發(fā)電機(jī)的原動機(jī)損壞，并斷開發(fā)電機(jī)勵磁電流，原動機(jī)、發(fā)電機(jī)總損耗，求功率角為多大？3、畫出兩種情況下的電勢矢量圖。（類似的還有04年第八題）解(1) 默認(rèn)合閘前電機(jī)空載，且合閘瞬間勵磁電勢不變故合閘后 又 其中（2）當(dāng)斷開發(fā)電機(jī)勵磁電流時，有此時總損耗僅為電磁功率代入?yún)?shù)得：得 （3）情況（1）的電勢矢量圖 情況（2）的電勢矢量圖注2：一般情況下，矢量圖宜畫成知識點(diǎn)總結(jié)2中的形狀，但這種情況（負(fù)載感性）下，勵磁電勢

22、是恒大于電機(jī)端壓的?？紤]到本題題給條件勵磁電勢小于電機(jī)端壓，故可推出負(fù)載呈容性，即電機(jī)端壓滯后于負(fù)載電流，于是有上述兩種情況的矢量圖。論述題：（綜合03、04年）試回答下列問題：1、三相同步電機(jī)的直軸和交軸同步電抗和的物理意義是什么？2、三相同步電機(jī)的和的大小與磁路的飽和是否有關(guān)？3、為什么一般情況下？什么情況下？4、直軸超瞬變同步電抗的物理意義是什么？5、試畫出直軸超瞬變電抗對應(yīng)的等值電路。6、三相同步電機(jī)突然短路過程中電樞電流都包含哪些分量？答：(1)直軸同步電抗是由直軸電樞反應(yīng)電抗與漏抗合成，其物理意義是三相系統(tǒng)單位直軸電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場在每相電樞繞組中所感應(yīng)的電勢。交軸同步電抗是由

23、交軸電樞反應(yīng)電抗與漏抗合成，其物理意義是三相系統(tǒng)的單位交軸電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場在每相電樞繞組中所感應(yīng)的電勢。(2)、的大小與磁路是否飽和有關(guān)，因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)電抗正比于電樞磁路的磁導(dǎo)。不飽和時，其磁導(dǎo)是氣隙磁導(dǎo)，飽和影響時，計(jì)及鐵心磁阻，相應(yīng)的總磁阻增加、磁導(dǎo)減小，電抗（飽和值）也隨之減小。(3)一般情況下，對于凸極電機(jī)軸磁路的磁導(dǎo)，交軸的大，即>，電樞反應(yīng)電抗正比于磁路的磁導(dǎo)，所以，進(jìn)而>。一般對于隱極電機(jī)有=1，此時，=。(4)同步電機(jī)在突然短路時，電樞反應(yīng)磁通被擠到阻尼繞組和勵磁繞組漏磁通的路徑上去，與此相應(yīng)的電抗即為直軸超瞬變同步電抗；在數(shù)值上，它是阻尼繞組漏抗（）、勵磁繞組

24、漏抗（）、直軸電樞反應(yīng)電抗（）的并聯(lián)再與漏抗（）串聯(lián)的總和。(5)按（4）中所述，可畫出直軸超瞬變電抗的等值電路如下：（6）三相同步電機(jī)突然短路過程中電樞電流包含直流（非周期）分量和交流（周期）分量，即注3：第（6）問亦可適當(dāng)展開，描述一下各分量的衰減規(guī)律，具體可參教材P213214。三、考試信息：電機(jī)學(xué)部分的考研命題已經(jīng)結(jié)束，命題老師為電氣系的王自強(qiáng)和黃建老師，王老師的辦公地點(diǎn)為6號樓一層?xùn)|電源實(shí)驗(yàn)室（曾做過電機(jī)實(shí)驗(yàn)），由于原則上命題人不能答疑，故無法約定具體的時間組織答疑，但大家有問題仍可以個人的名義找老師咨詢。如果可行，考前幾周我們會請電氣系的其他老師組織正式的答疑，具體安排請大家隨時關(guān)

25、注考研就業(yè)專刊。專題四：感應(yīng)電機(jī)一、考綱摘錄：感應(yīng)電動機(jī)基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理。感應(yīng)電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和特性。感應(yīng)電動機(jī)的起動、調(diào)速和制動。單相感應(yīng)電動機(jī)。要求深入掌握感應(yīng)電機(jī)的分析方法，掌握感應(yīng)電機(jī)的折合概念及其等值電路，并熟練地進(jìn)行感應(yīng)電機(jī)等值電路電壓、電流、電磁功率的計(jì)算。同時要求學(xué)生既要掌握各種電機(jī)的共性（如電勢、磁勢和電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生及算法，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的條件，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的分析方法等），使學(xué)到的知識能夠融匯貫通，又要掌握各種電機(jī)的個性和特點(diǎn)，以便結(jié)合實(shí)際，對具體問題進(jìn)行具體分析，達(dá)到解決問題的目的。通過實(shí)驗(yàn)熟練掌握電機(jī)的基本實(shí)驗(yàn)方法和操作技能，如運(yùn)行特性、損耗、穩(wěn)態(tài)參數(shù)的求取和測定方法，電動

26、機(jī)的起動和調(diào)速，發(fā)電機(jī)的建壓和調(diào)頻、調(diào)壓等。二、歷年真題分析：解答題：（05年）有一臺220V50Hz，兩極單相感應(yīng)電動機(jī)，已知，。試計(jì)算在轉(zhuǎn)差率s=0.1時，電動機(jī)的定子磁場轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、定子電流、輸入功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩。畫出等效電路圖及功率流圖。（要求：可以忽略激磁電流，但需要考慮單相感應(yīng)電動機(jī)中的反轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的負(fù)轉(zhuǎn)矩）知識點(diǎn)總結(jié)1：先將感應(yīng)電機(jī)中幾個易混淆的轉(zhuǎn)速總結(jié)如下：以定子空間為參考坐標(biāo)，有：a、定子磁場轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速；b、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速滿足式，即；c、轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)速，仍為同步轉(zhuǎn)速；d、轉(zhuǎn)子磁場相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速知識點(diǎn)總結(jié)2：單相感應(yīng)電機(jī)電磁功率及電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算也要引起注意，即：；，

27、故其正負(fù)分量分別滿足公式，但整體上是不成立的。解：單相感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的等值電路圖如下：由題意：同步轉(zhuǎn)速按知識點(diǎn)總結(jié)1所述，有：定子磁場轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速列出等值電路圖中各參數(shù)： 由等值電路圖： 設(shè)，則有：即定子電流轉(zhuǎn)子電流輸入功率按知識點(diǎn)總結(jié)2： 又由可求此題未告知電機(jī)的機(jī)械損耗和雜散損耗，即默認(rèn)輸出機(jī)械功率可畫出功率流圖： 注1：這里給出的是基于一般情況的解法，像本題明確指出可以忽略激磁電流，則直接有可以簡化計(jì)算。很類似的有04年第十大題。上題涉及了感應(yīng)電機(jī)的功率問題，這是考試的重點(diǎn)，下面做簡單小結(jié)，并略解一例說明問題。知識點(diǎn)總結(jié)3：感應(yīng)電動機(jī)的工作原理可概括為：定子繞組通電，輸入電功率，

28、轉(zhuǎn)子繞組中感生的電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動負(fù)載輸出機(jī)械功率。由此不難得出其功率轉(zhuǎn)換關(guān)系:已知輸入電功率，定子銅耗,電機(jī)鐵耗；則電磁功率已知轉(zhuǎn)子銅耗，則轉(zhuǎn)子機(jī)械功率已知電機(jī)內(nèi)部機(jī)械損耗和雜散損耗，則輸出機(jī)械功率（00年）一臺三相感應(yīng)電動機(jī)，額定功率，額定頻率，極對數(shù)p=2，在某一運(yùn)行狀態(tài)下測得：輸入功率，定子銅損耗=300W，轉(zhuǎn)子銅損耗，鐵損耗，機(jī)械損耗，附加損耗（即雜散損耗）。1、畫出此狀況下電機(jī)的功率流圖，注明各功率損耗的數(shù)值。2、求出此狀況下電機(jī)的（1）效率（2）轉(zhuǎn)差率（3）轉(zhuǎn)速（4）電磁轉(zhuǎn)矩（5）機(jī)械轉(zhuǎn)矩解：1、按知識點(diǎn)總結(jié)3，有由此畫出功率流圖如下： 2、只給出答案：

29、（1）（2）（3）（4）（5）注2：需要注意一下第（2）小問，由 求得；第（5）小問，機(jī)械轉(zhuǎn)矩 。 （04年）一臺三相感應(yīng)電動機(jī)，接在三相電源上，未接中線，線電壓380V，輕負(fù)載運(yùn)行，運(yùn)行中C相電源因故障斷開，A、B相的電壓仍正常，1、寫出電源故障前后定子合成磁勢中1、3、5次諧波的表達(dá)公式。2、電源故障后定子相電壓大約為多少，為什么？知識點(diǎn)總結(jié)4：三相三線制系統(tǒng)無零序分量，這是考察不對稱問題時常用的結(jié)論。可以這樣來看，由于三相三線制系統(tǒng)（Y型無中線或者型接法）無中線，故必有，所以。而對于感應(yīng)電動機(jī)，由于勵磁電勢中只有正序分量，故。解： 1、故障前:,其中：（Z為負(fù)載阻抗），其中 故障后: 如

30、下圖所示：，且認(rèn)為A、B相負(fù)載均衡則，且兩者存在180度相位差即：（Z為負(fù)載阻抗）由對稱分量法有：則故：同理：； 2、第一問解答中已給出結(jié)果，即。注3：可參教材三相繞組旋轉(zhuǎn)磁勢部分的內(nèi)容，P145（基波）&P149（諧波）。注4：上期專題中，有同學(xué)對03年求基波磁勢中正轉(zhuǎn)分量和反轉(zhuǎn)分量的計(jì)算有疑問，認(rèn)為基磁勢幅值是而不是，依據(jù)是教材P147關(guān)于兩相繞組的結(jié)論。注意，在計(jì)算正轉(zhuǎn)分量和反轉(zhuǎn)分量時用的是電流正序分量和負(fù)序分量，它們是由對稱分量法得出的，雖然此時物理上是兩相繞組，但經(jīng)對稱分量法分解后得出的卻是三相值，故合成磁勢仍應(yīng)乘，此題也是一樣道理。論述題：（05年）一臺額定頻率為50Hz的

31、三相感應(yīng)電動機(jī)，接在60Hz電源上，線電壓不變，1、與工作在50Hz頻率相比，氣隙主磁通幅值有何變化？2、與工作在50Hz頻率相比，起動轉(zhuǎn)矩值有何變化？ 知識點(diǎn)總結(jié)5：三相感應(yīng)電機(jī)的起動是常考的知識點(diǎn)，由此引伸，需要記憶兩個重要公式：電磁功率電磁轉(zhuǎn)矩式中，三相p為極對數(shù)。起動轉(zhuǎn)矩還有一個臨界轉(zhuǎn)差率的概念，即對應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率，取即可獲得最大的起動轉(zhuǎn)矩。答：1、定子相電壓，現(xiàn)不變，增大，故氣隙主磁通減小。2、由起動轉(zhuǎn)矩公式，現(xiàn)不變，增大，同時導(dǎo)致電抗值也增大，故減小。注4：從異步機(jī)變頻調(diào)速的角度看本題第一小問，此題可以看作是基頻以上調(diào)速，屬于弱磁調(diào)速，氣隙磁通必然是減小的，這就屬于電力傳動討

32、論的問題了。注5：給定負(fù)載轉(zhuǎn)矩，問電機(jī)能否正常起動，是近兩年期末考試的常考內(nèi)容，其實(shí)質(zhì)就是一個求起動轉(zhuǎn)矩的過程，這類題型也需要掌握。感應(yīng)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的關(guān)系與變壓器原邊與副邊的關(guān)系非常類似，兩者在工作原理上的相似直接導(dǎo)致它們在等值電路和功率轉(zhuǎn)換關(guān)系上的類同。具體的說，變壓器中繞組折合的思想在感應(yīng)電機(jī)中完全適用，在此基礎(chǔ)上，由于感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，又須用頻率折合將其轉(zhuǎn)動的能量等效為附加電阻上的熱量，經(jīng)此兩次折合，感應(yīng)電機(jī)的等值電路圖就明確了。更為形象地，當(dāng)感應(yīng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時，有此時有，這就相當(dāng)與變壓器的短路試驗(yàn)。以變壓器為基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)而更深入地理解感應(yīng)電機(jī)的工作特性，是我們牢固掌握這部分知識的捷徑。關(guān)于頻率折合的問題在往年的試題