電機學試卷-yhj批注-學習題答案

第一部分電機的基本原理和穩(wěn)態(tài)分第二章變壓2-1．什么叫變壓器的主磁通，什么叫漏磁通？空載和負載時主磁通的大小取 2-4TR1X1為一次側繞組的電阻和漏抗；RX為激磁電阻和電抗；R'2X'2 2-52-6．答：勵磁阻抗可由空載試驗來測得， UN ,I為空載額定電壓時 I0 P0為空載損耗

2勵磁電抗xm 22mmI

Uk ,UkINI

2,

I xK

2K2K 2K2K組直流電阻rr

RR'1

R2 r2r

222-7．（22-812點（0點2-9Yy;Yyn;Yd;YNy;YNyn;YNdDyDynDd9種。5Y,yn0Yd11YNd11④YN,y0Y,y0。三相變壓器組不宜采用Yy聯(lián)結的原因：因為采用Yy聯(lián)結時，勵磁電流鐵芯磁阻很小，因此3f33f1，所以三次諧波電勢相當大，u*Z*;I*U*S

1 2-11I*0.02~0.05Z*0.03~0.11 2-142-15．答：自耦變壓具有重量輕，價格低，效率高的優(yōu)點，但短路電流較大，2-

二次繞組短路，三次繞組開路。測uk12Ik12Pk12

Z

RR/

I22 22 2次繞組短路，二次繞組開路，測uk13

，

ZZ R 222Z/Zk

k k k 2-SI1NS3U2SI2N3U2S

288.68(3333U1

3

33U2pNU2N6.3KVI1pNI1N333I23

I2

2-19．解：①U E14.44

B

②U

N1NN290.991(當U2100V時N232.733(當U236V時XXAXAX

220

U2

N1AX220Vax,AX330V由兩式可知1=2，主磁通不因主磁通不變，可知磁路中磁導率不變，也即主磁路磁阻R不變，I/(NN I 2RI

01R

20I02-

1： UI1jwL1

U2I2jwL2I1M 2:用漏感和激磁電感表示時，TUIjxa(II2) uI2jx/(II2) x1aw(1k)L12f

/w(1k)Lk222Xm,i22U1I1U1I1jx1aI1xm

l1m3142.47.102-23．解：a,bYd2-26I

U2U

00I*00

I2

19.2/158.73P*P Z0m*UZ0mR0m*R0m

0I*1/0.1200I*20.0093/0.1220.832XmZ .832XmZ UKK*UKK

324066000kkI*kk

I1NP* ZKK*UZKK

IK*0.049/1IKR*P*I*20.0074912 Z*2 Z*2 KR*RK(750C

234.575234.5R*R*R*20.008962 X*X*X*20.0482

II

660004356ZU2ZI2I

1）Rmm'R* 0.6464356RmmXmm'X* 8.34356XmmR'R'

0.00448 1X'X'X

0.024 1Rmm2''R*Rmm2

0.64639.69Xmm2''X*Xmm2

8.339.69X''X''X 0.024 2112R'' R*Z 11222TZm*0.646ZmZ*Z*0.004482-27

U*1,I* P*P Z0m*UZ0mR0m*R0mZ*2Z*2 XmI*1,U

0I*1/0.0200I*20.0049/0.0520202202 P*

ZKK*UZKK

IK*0.052IKRKK*RKKZ*2Z*2 XK

I*2KKX*X*X*20.024,R*R*

2 TRmm'R* 1.96100Rmmmm X* 19.9100mm21XX21

X*

0.024121RR121

R*

0.0071mKK(2)近似等效電路參數(shù)為（標么值1mKKmR*1.96m

X*19.9

R*0.014

X*2（3）UNI*(RK*cos2XK*2 SN I*S 2N 2N0.9769（2I* 2 2 2

I*ScosPI*P 2 0.59161000103S2- （1） S

3U1N

33SI2N S

3U2N

33

II

1010103/513.2/ 2513.2/2

2

Um =U0/U2m

6300/6300I I0/I2

7.4/PI2PI20 (I0/I2 RmXm kU Uk

550/10 Ik

1NIk/

323/

P P/

18000/5600 2 2Ik Rk

(I

/I1N k

0.05520.0552mZm

69.3517.86RR

5.83817.86Xm

Z

69.1017.86RR

0.00321417.86 X

0.054917.86(2)滿載時：I

I2

；I1（UI（2

cosX

k

2)1(0.0032140.80.05490.6)0.0355U1U10.03550.9645IU0.964500則1I 0U2U2U2N0.9645 1

I

)k

(0.003214j0.05) I1I1I1N(3)U I2-

I2SNN(k60001.967,kII2NIC

S33C

2

5600356003

IIkII

58.7358.73/22- （1）S Z1

0.065S2

Z S1S1NS2S2

較小，故先達滿I0

320

800.92862-32I1

10000110

U1N52.4952.49

110103Z*Z

Z*Z

Z*Zk

Uk

R*R

R*Rk

Z*2Z*2

10000X*XX*XX*Xk

ZZ*2 ZkZ

k

Z Z

ZZ* k1Z

Z

ZZ'*k Z Z'*Z'* k （Z

Z'*

R'*X X'*

k k

k kk k R* 1

R'*k R'*R'* k X X*X* 1X

X X'*k X X'*X'* k R1X1

1

0.0088612100.10451210R'R 2X'X 2R'R X'X

0.0022612100.064612100.0060112100.00461210IIRX212'IRX33'U'IU'U第三章直流電機的穩(wěn)態(tài)分3-

QuSK

2

224

5（短路map

y2（注：1-2不作要求所有元件串聯(lián)起來總電阻為(2a)2R2，可知將同等數(shù)目的同樣線圈接成單波繞組時，電樞電阻為Ra2，也即Rp23-5．（1）133-6．3-7．（1）FaqFad A

12

F18400 Fad

2100

180

3-83-93-10PeEaIaTe是電能轉換為機械能或機械能轉換為電能的轉3-11I

PNUN

82

I

CUN230 C30C300.2371 ∴TemCTIaN2.26433-13U并U他U3-14他勵發(fā)電機的轉速提高20%If不變，則空載電壓會提高20%；并勵發(fā)（1）

2.5A1 0E1

E0

n1n0 0（2）n900

UNRa

PeENIN

245103-16I

PNUN

I

UNRfR

IaNIfNI

356.58.75365.25ENUNIaNRa2Ub230365.250.02592PemENIaN241.5365.25P1PempFepmecpad88.22.5820.5%

3-17（1）UE0IaRa250200.5（2）E1U1Ia1Ra220100.5IfIf11

225100If

∴If1If0

9898UU3-18IN

IaINI

434.787427.78FN9.47)IN1Ia

563-21解ENURaRf)Ia2300.120.265N 7565Nn1

ENU(RaRf)I1230(0.120.2)75E∴n1EN

13670571.8

TPeE1I

2

2067560258N2（1）

96

2

1833.5NIaINI

2555250EaUNIaRa4402500.078420.5VPeEaIa420.5250105125W

Pe10512525002007.74NT0TeNT2

2007.741833.5174.8NCeEan420.5500C30C300.841 UN

0T0

440

CeCT

0.841523.22.02521.2r第四章交流繞組及其電動勢和磁動4-1．什么叫槽電動勢星形圖？如何利用槽電動勢星形圖來進行相劃分（分相解：把電樞上各槽內導體按正弦規(guī)律變化的電動勢分別用矢量表示時，這些構成一個輻射星形圖稱為槽電動勢星形圖。AZBXCY規(guī)律和每極每相槽數(shù)q

2

4-2AX的電勢反相，反接后，兩者電勢相減，得到更高的電勢。若正接將引起電勢為0的（整距線圈）4-3．什么叫相帶？在三相電機中為什么常用60相帶而極少用120由于60相帶繞組的合成電動勢比120外，一般都用60相帶繞組。4-4．證：三相60

(60相帶) 2

60

Kd1

2

三相12012q1

(120相帶) 2

(120相帶)

22qsin2K(60相帶 3則： 3

(120相帶 K(60相帶1.155K 4- 解：槽距電角

p3

2

q2

22

4槽，

2

2

12槽，

y1010 C

Y2437 136

23A4 Z疊繞組展開圖（A相一相 4-6（缺4-7q

Q2

244

2c c4

場接近正弦規(guī)律分布，則每極磁通

2

lBmlD2經歷了時間t，磁場轉過了t電角度，元件鏈的磁通也隨著發(fā)生變化，磁通隨時間變化的規(guī)律按余弦規(guī)律變化（通過積分可證得mCoswt。設元件匝數(shù)為Nc，其感應電勢的瞬時值表示為：ecNc

22不同之處：變壓器線圈中磁通變化的原因是由于磁場本身隨時間而變224-9．試述分布因數(shù)和節(jié)距因數(shù)的意義。為什么分布因數(shù)和節(jié)距因數(shù)只能小于1？1y1y1時電動勢或磁y1時，繞組所產生的電動勢或磁動勢最1。4-10．解：在高次諧波中，有一種次數(shù)v與一對極下的齒數(shù)QP之間具有特定關系的諧波，稱為齒諧波。其次數(shù)為：vQk12mqk1k＝1P Sin(2mq1)y190

Sin(2mq1)q q

,

Q,2

pQ

,

mqQ

Sin

q4-11的時氣隙磁導波上要疊加一個與定子齒數(shù)相對應的附加周期性磁導分4-121vq越多，各次諧波4-134-14ababBmlvv2nEBml2n兩根導體感應電動勢幅值相等，相位相差主磁場正弦旋轉磁場，設bBm

n n

Sin(t)

ne＝e

nlBSinCos(t

4-15．解：極距2

48242

y190q 2

213

81

pQ

1

8sin 2 0.956qsin2

8

2kw1ky1kq10.9660.956又因為每相串聯(lián)匝數(shù)（每槽內有兩根導體則ncn2pq

2811611 4.44nkw1f14.44160.923501.111E 3E1波繞組的展開圖（A相一相合成結距yQ4824 第一節(jié)距

10則第二節(jié)距 y2yy114

2時疊繞組的接線圖和（1）疊繞組的展開圖（A相 11尾4 X1X1A2X2A1A2 4-16．解：4-17、C120°120120120交流繞組也可得出同樣結論。4-18．答因為單個線圈產生的脈振磁動勢可以分解為一系列按正弦規(guī)律量在空間上的波長相等。4-19勢，其基波幅值為F

IN

，諧波幅值為FF1kwv

p

3232I4-20．三相基波旋轉磁動勢的幅值為每相脈振磁3232IF3

KW;合成磁動勢基波轉速為同步轉速, 2 n;60n;

轉向取決于三相電流的相序和三相繞組在空排列次序4-21解：單相繞組的磁動勢（即為脈振磁動勢）可以分解為兩個幅值相等、FtFcost1

cost

2 1

cost

t

t2

4-22．因為相鄰線圈電動勢的時間相位差與磁動勢的空間相位差相同4-23解：諧波電動勢：高次諧波的存在，使發(fā)電機的電動勢波形變壞從而降4-24．已知KW1=0.92336.3103==

一相繞組的基波磁動勢幅值22IN22IN

KW1

1374.6160.9231827622三相繞組基波磁動勢幅值27414A4-25解q

231

pQ

Q48

y2052

sin3y1

sin356sin38

qsin

2 8sin3

sin5y1sin5q

sin556sin58

qsin5

2 8sin5

sin7y1sin7q

sin756sin78

qsin7

2 8sin7S

36.3103I36.3103 3U N2pq

218116 10.9INNk 0.31374.6160.64070.707 10.9INNk 0.91374.6160.25880.1944199.2

10.9INN 0.91374.6160.25880.1413

三相繞組產生的3次諧波磁動勢為零，即F3三相繞組產生的5次諧波磁動勢幅值為

3

轉速為

n60 5

方向為反

2三相繞組產生的7次諧波磁動勢幅值為F3

2轉速為n7n7428.6rmin方向為正（n為同步轉速，規(guī)定n的方向為正向4-26．解4- 解：(1)

Fcos fF

90)cos(wt90 f1

fA

90)cos(wt901F

wt)1F

wt)1F

2

2

2 1F

wt1802 Fcos(wt)1Fcos(wt)1F

2 2 ABA(2)設fFcoswti fFcos(120)cos fC則

f合

fA

F1

coswtF1

120)cos1F

wt)1F

wt)1F

1202

2

2 F

wt120 1F[cos(wt)cos(wt120)]1F[cos(wt)

wt1202 2

wt60)sin602 2

wt60

60

60)cos ss

60)cos 3F12sin(

60)cos3F12

30)cos4- 一個短距線圈建立的磁場 磁動勢分布規(guī)律ycSSNπ（1—π03π/2半個圓周，兩個矩形寬度和高度均不同，一個高度為（1—y/2π）C,另一個高度為(y/2π)iC,磁動勢為脈振磁動勢。4-29．解：零序 生的基波磁動勢分別為1fAFcosscos1BfB1CfC1

120)cos240)cosf1(s,t)fAfBsFcoss1

120)

240ssf3

,t)3

coswt3

120) 33Fcos3scos3A、B、CfA1F1cossf1fA1fB1F1cost1cost

1cost1cost

2401cost1cost

3Fcost2 4-31AB其匝數(shù)和繞組因數(shù)均相同，A

900電角度，若iAImcostAB的基波合成磁動勢成為正向推移（AB）iB的表達式是怎樣的？ A相繞組的空間角為B繞組的空間叫為900 A繞組電流電角度，則ibImcos(t設f

F1

，則f

F1cos(

900cos(t)，則 f FcoscostF

900)cost1F

2 1F

t)1F

t)1F

900t2

2

2 AB1Fcos(t)1F

t900)2 2 900900所以iBImcos(t900第五 感應電機的穩(wěn)態(tài)分5-2．答：轉子中頻率為

f1的交流電流建立的旋轉磁場相對于轉子的轉速為

p5-3．答：不變。因為轉子所產生的磁動勢F2相對于轉子的轉速為n260f2psn2nn定子側時，F(xiàn)2在空間的轉速應為nnnsnnns，即是等于同步轉速ns，在空間保持相對靜止。5-4．答：頻率歸算前后，轉子電流的幅值及其阻抗角都沒有變化，轉子磁動5-5

S子先代替電阻為R2的實際旋轉的轉子，等效轉子和實際轉子具有同樣的5-6．答：1sR為轉子所產生的機械功率相對應的等效電阻經繞組歸算后的電等效。1sR代表機械功率s5-7．答：負載增大時，電機轉速下降，轉差率上升，轉子繞組切割磁力線的5-8．答：因為轉子銅耗等于spCu25-9．答：感應電機的磁場由交流電流激勵產生，勵磁電流是感性無功電流，5-10．答：由于p1

pCu1

pFe

pCu2

負載不變，則p1不變，U1降低，則導致I1升高，銅耗增大。所以當電壓下降過多時，會使電機過熱甚至燒損。分析此過程也可從Te~S曲線來考慮，UTen5- （1）（2）（3）（1）

（2）

12 12（3）Te

Pm2

2kW2mI

CTmI

5-16．增大感應電機轉子的電阻或漏抗對下列數(shù)據有何影響：起動電流、起動（1）(R1CR'2)2(X(R1CR'2)2(X1CX'2)2 T ，當2 VT ，當2

R' s

(R1CR'2)2(X1CX'2 T。(就恒轉矩負載討論T。

V

S2CS2C[R1 R12(X1CX'2Tmax

，當

NR'2N

（T-S曲線（2）(R1CR'(R1CR'2)2(X1CX'2)2

X'2 V12

X T

s

(R1CR'2)2(X1CX'2 SS2C[R1 R12(X1CX'2

V

X'2TmaxnN（就恒轉轉矩負載討論X'2nN

N不變（根據T-S曲線5-18．三相感應電動機的參數(shù)如何測定？如何利用參數(shù)算出電動機的主要性能解:(1利用空載試驗計算出

X0

|Z0|2R0U1|Z0|2R0U1 I10R00

Rm其中

R110Fe

…(3)mXmX0X1…(4)X我們進行堵轉試驗,根據堵轉試驗,我們求出堵轉時的阻抗(即短路阻抗ZKRK和電抗)mZKUI

RK

2

XK|ZK|2R|ZK|2RKR'2RK

XX0

…1 X0X若假定X1X'2則1 X0X(XKiXkR'2

X0Xk X0(2)算出以上參數(shù),δ的情況下,T型等效電路即可算出5-22．為什么繞線型感應電動機的轉子中串入起動電阻后，起動電流減小而起V(R1(R1CR'R')2(X1CX'2

當串入R'st后 根據T-S曲線和

V12R'2(R1CR'2R'st)2(X1CX'2

當串入Rst后在一定范圍內T,Xst根據上面兩公式

I和Tst5-27

nN1458rminR20.0121458rTPenP

mI'2 s

1 當n11458當n21050

1500145815001050