《电机学》复习资料

直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。（ X） 电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。（ X） 考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。（ X）

异步电机转子结构有鼠笼式和___绕线________式两种。利用变比为KA的自耦变压器对鼠笼异步电机进行降压起动时，电网提供的电流与电机直接起动时的电流之比为___

1___________。异步电机恒转矩变频调速时，____定子电压与定子2KA电流频率之比应保持不变，目的是为了保持___磁通_______不变。 直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。（ X）

直流电机的电刷压降随负载变化而有很大的变化。（ X） 平复励发电机的电压变化率比较大。（ X）

异步电动机频率归算后转子回路将增加一项附加电阻，其上的电功率代表转子的__总的机械功率______功率，该电阻称为__模拟______电阻。

异步电动机的电源电压降低10％，电机的过载能力降低到____80%__________ 直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。（ V） 直流电机单波绕组的合成节距等于+1或－1。（ X） 若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场，则电机运行于发电机状态。（? ） 对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗。 （? ） 临界转差率___不变_______，负载不变时，电机的转速将___降低_______。 变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。 （? ） 电角度＝机械角度×2p。 （? ） 双层叠绕组的最多并联之路数为２。 （? ） 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势____________波形。设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱5次和7次谐波，绕组的节距应取____10__________槽。单层绕组的短距系数为____1.0_________。

在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损

耗。 （× ）

直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。（× ） 并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。 （× ）

变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。当考虑铁芯饱和时，这一冲 击电流比不考虑饱和时为

小。 （× ） ．在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿- 励磁绕组的漏磁路 闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大。 ．在有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流又远大于没有阻尼绕组时的忽然短路电流,其原因在于：在短路瞬间，除了励磁绕组的阻碍作用以外, 阻尼绕组 也对电枢反应磁通起阻碍作用,从而使电枢反应的磁阻更大、电抗更小，电流更大。

同步电机忽然短路时,定子绕组的短路电流可以分为：周期性的 稳态分量 、周期性的 瞬态分量 、周期性的 超瞬态分量 ，以及衰减的非周期分量、二次谐波分量等。

同步电机忽然短路时,在定子绕组的短路电流中： 周期性稳态分量 同励磁绕组的非周期稳态励磁电流If0相对应； 周期性瞬态分量 和励磁绕组的非周期电流衰减分量对应，时间常数为Td'； 周期性超瞬态分量 和直轴阻尼绕组的非周期电流衰减分量相对应，时间常数为Td\； 非周期衰减分量 则同励磁绕组中的周期性衰减电流相对应，时间常数同为定子绕组的时间常数Ta。MT0变换同dq0变换的差别在于：dq0变换的d、q轴相对转子是 固定不动的 ；而MT0变换是将M轴取得同 转子磁链方向 一致。

变压器的过电压现象包括： 操作过电压 和 大气过电压 。

7．在研究雷击引起的变压器大气过电压时，需要考虑 各种电容 的影响，其原因在于雷电波冲击时间短，等效高频电源。

空载的同步电机单相（设为A相）对中点稳态短路时，A相电流的三个相序分量相等，都等于A相稳态短路电流的 １／３ 。

为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为：（一、二次侧至少有一方为三角形联结，或有一方为星形带中性点接地联结）。 自耦变压器功率传递的特点为（ 间接的电磁感应功率传递）。

短距因数的物理意义为（元件短距时的电势同元件整距时的电势的比值）。 一相绕组的感应电动势计算公式为（k?E=4.44fNw1）；其中的匝数N是指（每相串联匝数）。

对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。其旋转的规律为：（哪相电流达到最大值，旋转磁势的轴线就转到同该相绕组轴线重合）；其幅值为单相磁动势的（１．５）倍。

同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n=（６０ｆ/ｐ）。

感应电机转子反应的物理意义为（转子绕组电流的基波磁势对气隙磁场的影响）。

由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。

脉振磁动势可以分解为两个__圆形旋转________磁动势，它们的旋转方向相反，幅值是脉振磁动势的____1/2（一半）_________。三相不对称电流流过三相对称绕组产生__椭圆形_________磁动势，当它的幅值最小时，速度最_____大_______。在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m___________。

正常空载运行的三相感应电动机，忽然一相断线，则必然停转。 （? ） 感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。 （? ）

一、二次侧既有直接的传导功率传递，又有

感应电动机的功率因数很高。 （? ） 三相变压器绕组采用Y，d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。（√ ） 对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次??等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。 （? ） 对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。 （√ ） 只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变。 （√/?） 当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。 （? ） 对绕线型感应电动机，转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机，定子绕组串电阻可以增大起动转矩。 （? ） 对感应电动机，进行恒转矩变频调速，基本上要求电源电压随频率正比变化。（√ ） 若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场，则电机运行于发电机状态。（? ） 对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗。 （? ） 通常同步发电机工作在过励状态，以便提供无功功率，改善电网的功率。（√ ）

同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。 （? ） 忽略电枢绕组电阻时，同步发电机的短路电流为纯直轴分量Id。 （√ ） 忽略电枢绕组电阻、负载cos?=0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量Iq。（? ）

单层绕组可以靠短距来消弱谐波。 （? ） 变压器的额定容量单位为kW。 （? ） 画出异步电机T－s曲线，标明起动点、临界转差率点。指出电动机工作时稳定与不稳定运行区域，并给出解释。

答：异步电机的T - s曲线

B b〞 A + ∞ s b’ b a’ a a〞 sK 0 - ∞

T 1 电动机状态 电磁制动状态 发电机状态

图中，A点为起动点（n=0, s=1）；B点为临界转差率点（最大转矩点）。

s=0~sK的区域为稳定运行区域，s=sK~1的区域为不稳定运行区域。 解释：

（1） s=0~sK区域：设电机原来稳定运行在图中的a点。此时，若发生扰

动使TL突然增大，则电机转速下降，电动机运行在a’点；当扰动因素消除后，电动机加速从而恢复到原来运行点a；若扰动使TL突然减小，则电机转速上升，电动机运行在a〞点，当扰动因素消除后，电动机减速从而亦可恢复到原来运行点a。可见，在 s=0~sK区域内，电动机可稳定运行。

（2） s=sK~1区域：设电机原来稳定运行在图中的b点。此时，若发生扰动

使TL突然增大，则电机转速下降，转差率s将增加，电动机运行在b’点，此时电磁转矩T将减小，则电机将继续减速，直至停止；若发生扰动使TL突然减小，则电机转速上升，转差率s将减小，电动机运行在b〞点，此时电磁转矩T将增大，则电机将继续加速，直至稳定运行区相应的平衡点。可见，在s=sK~1区域内，电动机不能稳定运行。

考虑铁耗时，变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。 （? ） 自励是电动机的一种励磁方

式。 （× ）

在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。 （√ ） 单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。 （√ ） 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。

并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大_________。 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允许____开路____。

一台三相四极异步电动机，150kW，50Hz，380V，Y接法，额定负载时pcu2=2.2kW，pmec=2.6kW，附加损耗pad=1.1kW。试求：

（1） 额定运行时的转速、转差率； （2） 额定运行时的电磁功率和电磁转矩；

如额定运行时，保持负载转矩不变，在转子绕组中串入电阻使电机的转速降低10％，问串入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍？调速后的转子铜耗是多少？ 解：

（1） 同步转速

60f60?50n1???1500(r/min)

p2pCu1?pCu2?2.2kW, pFe?0 ?150?2.2?1.1?2.6?155.9(kW)总的机械功率 Pi?PM?pCu2?155.9?2.2?153.7(kW) 由 Pi?(1?s)PM 得转差率 s=0.0141

则转速 n=(1-s)n1=1479(r/min)

（2） 已求电磁功率 PM?155.9(kW)

则电磁功率

PM?PN?pCu1?pad?pmecPi60Pi60?153.7?103??992.9(N?m) 电磁转矩 T???2?n2??1479

n?n?1500?0.9?1479（3） s??1??0.1126

n11500r?r??r?由 2?2?

ss?r?得 Δ=6.99

r2'即串入的电阻阻值约是原转子电阻的6.99倍。

负载转矩不变，接入调速电阻后转子电流不变。调速后转子绕组铜耗仍有pCu2?2.2kW

调速后的转子铜耗为

?2r???3I2?2(7.99r2?)?7.99?2.2?17.58kW pCu??3I2

增加支路串联元件数可以减小直流电机的反电势脉动。（ V） 直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。（ X）

通常同步发电机工作在过励状态，以便提供无功功率，改善电网的功率。（√ ） 直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。 （× ） 为什么采用短距可以削弱双层绕组电动势的谐波。 答：双层短距绕组可以等效为两个相位相差短距角β的单层绕组，其双层短距绕组的基波和谐波电势为两个单层绕组相应电势的矢量和，其数值分别小于其代数和，其减小系数为短距因数，谐波的短距因数要小于基波的短距因数。因此，通过短距，牺牲一点基波来达到更多地抑制谐波的作用。 在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作

用。 （√ ）

两台三相变压器串联运行，容量均为1500kVA，两次降压后，供一负载，两台变压器均为Dy连接，第I台额定电压为66/6.3kV，第II台额定电压为6.3/0.4kV，当两台变压器在6.3kV侧做短路试验，数据如下，试求：

（1） 每台变压器的短路阻抗Zk，rk，xk的标幺值； （2） 额定负载时，功率因数为0.9滞后时总的电压变化率。

变压器 I II 线电压（V） 334 300 短路电流（A） 三相功率（kW） 130 14 124 12

2. 解： （1） 对于第I台变压器，短路试验在低压侧进行，低压侧y形连接，相电流等

于线电流为130A，线电压为334V。

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