电机学试题

《电 机 学》试 题 库

一、 填空与选择：

第二章 变压器

1、变压器采用从付边向原边折合算法的原则是：

A、保持付边电流I2不变 B、保持付边电压为额定电压 C、保持付边磁通势不变

D、保持付边绕组漏阻抗不变

2、分析变压器时，若把原边向付边折合 A、不允许

B、保持原边磁通势不变

C、原边电压折算关系是U1ˊ=kU1

D、原边电流折算关系是I1ˊ=kI1，阻抗折算关系是Z1ˊ=k2Z1

3、额定电压为220/110V的单相变压器，高压边漏阻抗x1=0.3Ω，折合到付边后大小为：

A、 0.3Ω B、0.6Ω C、0.15Ω D、0.075Ω 4、额定电压为220/110V的单相变压器，短路阻抗Zk=0.01+j0.05Ω，负载阻抗

为0.6+j0.12Ω，从原边看进去总阻抗大小为： A、0.61+j0.17Ω B、0.16+j0.08Ω C、2.41+j0.53Ω D、0.64+j0.32Ω

5、某三相电力变压器的SN=500KVA，U1N/U2N=10000/400V，Y，yn接法，下面数据

中有一个是它的励磁电流值，它应该是： A、 28.78A B、50A C、2A D、10A

6、一台三相电力变压器的SN=560KVA，U1N/U2N=10000/400V，D，y接法，负载运

行时不计励磁电流，若低压边I2=808.3A，高压边I1应为： A、808.3A B、56A C、18.67A D、32.33A

7、某三相电力变压器带电阻电感性负载运行，负载系数相同的情况下，cosΦ2

越高，电压变化率ΔU

A、越小 B、不变 C、越大 D、无法确定 8、额定电压为10000/400V的三相电力变压器负载运行时，若付边电压为410V，

负载的性质是

A、电阻 B、电阻电感 C、电阻电容 D、电感电容

第三章 直流电机的稳态运行

1、直流电机单叠绕组的支路对数等于------------，单波绕组的支路对数等于-------------。

2、为了使直流电机正、负电刷间的感应电动势最大，只考虑励磁磁场时，电刷应放在-------------------。

3、一台他励直流发电机由额定运行状态转速下降到原来的60%，而励磁电流、电枢电流都不变，则---------------------------

A、Ea下降到原来的60% B、T下降到原来的60% C、Ea和T下降到原来的60% D、端电压下降到原来的60%

4、并励直流发电机正转时，空载电动势E0=230V，停下来后在下列第------种情况下无载电动势E0=230V，第------种情况下无载电动势E0=0V，第------种情况下无载电动势E0= -230V， ① 原动机以同样的转速反转

② 对调一下励磁绕组的两出线端，原动机以同样的转速正转

③ 对调一下励磁绕组的两出线端，原动机以同样的转速反转

④ 照原来一样，原动机转速转向不变

5、如果并励直流发电机转速上升20%，则无载时发电机端电压升高：

A、 20% B、小于20% C、大于20% D、以上所说都不对

6、判断下列结论是否正确，正确的在括号内打√，否则打×

① 他励直流电动机降低电源电压属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒

转矩负载运行（ ）

② 他励直流电动机电源电压为额定值，电枢回路不串电阻，减弱磁通时，

无论拖动恒转矩负载还是拖动恒功率负载，只要负载转矩不过大，电动机的转速都升高（ ） ③ 他励直流电动机拖动的负载，只要转矩不超过额定转矩TN,不论采用那

一种调速方法，电动机都可以长期运行而不致过热损坏。（ ） ④ 他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范

围也越大。（ ）

⑤ 不考虑电动机运行在电枢电流大于额定电流时电动机是否因过热而损

坏的问题，他励电动机带很大的负载转矩运行，减弱电动机的磁通，电动机的转速也一定会升高（ ）

⑥ 他励直流电动机降低电源电压调速与减小磁通升速，都可以做到无级

调速（ ）

⑦ 降低电源电压调速的他励直流电动机带额定转矩运行时，不论转速高

低，电枢电流Ia=IN。（ ）

第四章 交流电机绕组、电动势及磁动势

1、 整矩线圈的电动势大小为10V,其它条件都不变，只把线圈改成短矩，短矩系数为0.966，短矩线圈的电动势应为-----------V。

2、四极交流电动机电枢有36槽，槽矩角大小应为-------（电角度），相邻两个

线圈电动势相位差-----------。若线圈两个边分别在第1、第9槽中，绕组短矩系数等于--------，绕组分布系数等于---------，绕组系数等于------------。 3、相整矩集中绕组产生的矩形波磁通势的幅值与其基波磁通势幅值相差------------倍，基波幅值--------------（指大或小），基波磁通势性质是--------------。

4、两极电枢绕组有一相绕组通电，产生的基波磁动势的极数为-------------，电流频率为50Hz，基波磁动势每秒钟变化--------------次。

5、最大幅值为F的两极脉振磁动势，空间正弦分布，每秒钟脉振50次。可以把该磁动势看成这样两个旋转的磁通势F1和F2的合成磁势：旋转磁通势F1和F2的大小为-----------------，转向---------------，转速为---------------r/min，极数为-----------------，每个瞬间F1与F2的位置相距脉振磁势F的距离（电角度）------------。

6、三相对称绕组通入电流iA=√2 Icosωt，iB=√2 Icos（ωt+120?），iC=√2 Icos（ωt-120?），合成磁通势的性质是-------，转向是从绕组轴线----------转向-----------转向-----------。若f=ω/2π=60Hz,电机是六极的，磁通势转速为-------------r/min , ωt=120o瞬间，磁通势最大幅值在-------------轴线处。 7、某交流电机电枢只有两相对称绕组，通入两相电流。若两相电流大小相等，相位差为90o，电机中产生的磁通势性质是-----------------。若两相电流大小相等，相位差为60o，磁通势性质是--------------------。若两相电流大小不等，相位差为90o，磁通势性质是-----------------。在两相电流相位相同的条件下，不论各自电流大小如何，磁通势性质为--------------------。

8、某交流电机两相电枢绕组是对称的，极数为2，通入的电流IA领先IB，合成磁势的转向便是先经绕组轴线--------------转90o电角度后到绕组轴线----------。转速表达式为------------------r/min.

9、某三相交流电机电枢通上三相电源后，磁通势顺时针方向旋转，对调其中的两根引出线后再接到电源上，磁通势为---------时针旋转，转速----------变。

10、 两相绕组通入两相电流后磁通势顺时针方向旋转，对调其中一相的两根引出线后再接到电源上，磁通势为---------时针旋转，转速----------变。

第五章 感应电动机的稳态运行

1、忽略空载损耗，拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其n1=1500r/min,电磁功率PM=10KW.。若运行时转速n=1455r/min，输出的机械功率Pm=-------kw；若n=900r/min,Pm=--------kw,转差率s越大，电动机的效率越-------------。

2、三相异步电动机电磁功率为PM，机械功率为Pm，输出功率为P2，同步角速度为Ω1，机械角速度为Ω，那么，PM/Ω1 = ------------,称为--------------；Pm / Ω =------- ，称为----------；而P2/Ω = -----------，称为-----------。

3、三相异步电动机电磁转矩与电压U1的关系是------------------。 4、三相异步电动机最大电磁转矩与转子回路电阻----------------关系，临界转差率与转子回路电阻成---------------关系。

5、三相异步电动机额定电压为380v，额定频率为50Hz，转子每相电阻为0.1Ω，其Tm=500Nm, Ts=300Nm, sm=0.14, 请添好下面空格：

① 若额定电压降至220v，则Tm=-------------Nm, Ts = --------Nm, sm =

---------。

② 若转子每相串入R=0.4Ω电阻，则Tm=---------Nm, Ts = --------Nm, sm =

---------。

6、判断下列各结论是否正确，正确者在括号内打√，否则打× ① 三相鼠笼式异步电动机直接启动时，启动电流很大，为了避免启动过程

中因过大电流而烧坏电动机，轻载时需要采取降压起动。（ ）

② 电动机拖动的负载越重，电流则越大，因此只要是空载，三相异步电动

机就可以直接起动了。（ ）

③ 深槽式与双鼠笼式三相异步电动机，由于集肤效应而增大了转子电阻，

因而具有较高的起动转矩倍数KT（ ）

7、三相异步电动机定子绕组接法为---------------，才有可能采用Y-△接法。 8、某台三相鼠笼式异步电动机，绕组为△接法，λ=2.5，KT=1.3，供电变压器容量足够大，该电动机-----------用Y-△起动方式拖动额定负载起动。 9、一般三相鼠笼式异步电动机，采用QJ3型自耦变压器起动时，---------拖动额定负载起动。

10、 判断下列结论是否正确。正确者打√，否则打×

① 三相绕线式异步电动机转子回路串入电阻可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩也越大（ ）

② 三相绕线式异步电动机若在定子边串入电阻或电抗，都可以减小起动转矩和起动电流；若在转子边串入电阻或电抗，都可以加大起动转矩和减小起动电流。（ ）

③ 三相绕线式异步电动机转子串电阻分级起动，若仅仅考虑起动电流与起动转矩这两个因素，那么级数越多越好。（ ）

11、 拖动反抗性恒转矩负载运行于正向电动状态的三相异步电动机，对调其定子绕组任意两个出线端后，电动机的运行状态经---------和------------，最后稳定运行于---------状态。

12、 拖动位能性恒转矩负载运行于正向电动机状态的三相异步电动机，进行能耗制动停车，当n=0时，---------其他停车措施；若采用反接制动停车，当n=0时，-------其他停车措施。

13、 如果由三相绕线式异步电动机拖动一辆小车，走在平路上，电机为正向电动运行，走下坡路时，位能性负载转矩比摩擦性负载转矩大，电动机运行在---------状态。

14、 一台八极绕线式三相异步电动机拖动起重机的主钩，当提升某重物时，负载转矩TL=TN,电动机转速为nN=710r/min,忽略传动机构的损耗。现要以相同的速度把该重物下放，可以采用的办法是： ① 降低交流电动机的电源电压

② 切除交流电源，在定子绕组通入直流电源 ③ 对调定子绕组任意两出线端 ④ 转子绕组中串入三相对称电阻

15、 一台绕线式异步电动机拖动起重机的主钩，若重物提升到一定高度以后需要停在空中，不使用例如抱闸等装置使卷筒停转的办法，那么可以采用的办法是：

① 切断电动机电源

② 在电动机转子回路中串入适当的三相对称电阻 ③ 对调电动机定子任意两出线端 ④ 降低电动机的电源电压

二、简答题 第一章 磁路

1、从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？

2、试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）

二次线圈的电压将如何变化？ 3、变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？ 4、变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？

5、变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？ 6、变压器原、副方和额定电压的含义是什么？

第二章 变压器

1、为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？

并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？

2、变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？

3、变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什

么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？ 4、为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么

波形，为什么？

5、一台220/110伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压220伏时，空载

电流I0呈什么波形？加110伏时载电流I0呈什么波形，若把110伏加在低压侧，I0又呈什么波形?

6、试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成

的变压器，它们是否是常数？当电源电压降到额定值的一半时，它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么？这两个电抗谁大谁小，为什么？

7、变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r1很小，为什么空

载电流I0不大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？ 8、一台380/220伏的单相变压器，如不慎将380伏加在二次线圈上，会产生什么现象？

9、一台220/110伏的变压器，变比k?N1?2，能否一次线圈用2匝，二次线N2圈用1匝，为什么？

10、变压器制造时：①迭片松散，片数不足；②接缝增大；③片间绝缘损伤，部对变压器性能有何影响？

11、变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和

程度、激磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响？

12、如将铭牌为60赫的变压器，接到50赫的电网上运行，试分析对主磁通、激

磁电流、铁损、漏抗及电压变化率有何影响？ 13、变压器运行时由于电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、

激磁阻抗、铁损和铜损有何影响？ 14、两台单相变压器，原方匝数相同，空载电流I0I?I0II，U1N/U2N?220/110V，

今将两台变压器原线圈顺向串联接于440V电源上，问两台变压器二次侧的

空载电压是否相等，为什么？

什么作用？

*① 三相对称电阻负载； ② 电容负载xc?0.8， *③ 发电机同步电抗xt*?1.0； ④ 电感负载xL?0.7

5、保持转子激磁电流不变，定子电流I=IN，发电机转速一定，试根据电枢反应概念，比较：

① 空载； ② 带电阻负载； ③ 带电感负载；

④ 带电容负载时发电机端电压的大小？为保持端电压为额定值，应如何调节？

6、同步电机的电枢反应电抗与异步电机的什么电抗相似？指出它们的相似处？ 7、同步电抗对应什么磁通？它的物理意义是什么？

8、为什么同步电抗的数值一般都较大（不可能做得较小），试分析下列情况对同

步电抗的影响？

① 电枢绕组匝数增加；② 铁心饱和程度增大；③ 气隙加大 ；④ 激磁绕组匝数增加。

9、一台同步电机，定子绕组施以三相对称电压，并保持恒定，试问：抽出转子

与使转子以同步速沿电枢旋转方向旋转（激磁绕组开路）这两种情况下哪种情况定子电流大，为什么？ 10、同步发电机带上? >00的对称负载，后，端电压为什么会下降，试用磁路和电路两方面加以分析？

11、表征同步发电机单机对称 稳定运行的性能有哪些特性？其变化规律如何？

什么叫短路比？它和同步电抗有何关系？它的大小对电机的运行性能和制造成本有何关系？ 12、同步发电机短路特性曲线为什么是直线？当Ik?IN时，这时的激磁电流已

处于空载特性曲线的饱和段，为什么此时求得的xd却是不饱和值，而在正常负载下却是饱和值？ 13、负载大小的性质对发电机外特性和调整特性有何影响？为什么？电压变化率

与哪些因素有关？

14、一台同步发电机在额定负载运行情况下保持激磁电流不变而甩去全部负载，

此时端电压上升率为ΔU升，在空载额定电压时保持激磁电流不变而加上额定负载，此时端电压下降变化率为ΔU降，问ΔU升和ΔU降哪个大？为什么？ 15、试比较三相对称负载时同步发电机的电枢磁动势和激磁磁动势的性质，它们

的大小、位置和转速各由哪些因素决定的？ 16、试述三相同步发电机准同期并列的条件？为什么要满足这些条件？怎样检验

是否满足？ 17、同步发电机并列时，为什么通常使发电机的频率略高于电网的频率？频率相

差很大时是否可以？为什么？ 18、同步发电机的功角在时间和空间上各有什么含义？

19、与无限大电网并联运行的同步发电机，如何调节有功功率，试用功角特性分

析说明？

20、用功角特性说明与无限大电网并联运行的同步发电机的静态稳定概念？ 21、试比较在与无限大电网并联运行的同步发电机的静态稳定性能：并说明理由？

① 有较大短路比或较小短路比；

② 在过激状态下运行或在欠激状态下运行； ③ 在轻载状态下运行或在重载状态下运行；

④ 直接接到电网或通过升压变压器、长输电线接到电网。 22、与无限大容量电网并联运行的同步发电机如何调节无功功率？试用相量图分析说明？

23、什么是U形曲线？什么时候是正常激磁、过激磁和欠激磁？一般情况下发

电机在什么状态下运行？ 24、 试比较ψ、?、δ这三个角的含义，同步电机下列各种运行状态分别与哪个角有关？角的正、负又如何？

25、与无穷大电网并联运行的同步发电机，当调节有功功率输出时，如果要保持

无功功率输出不变，问此时此刻功角δ和激磁电流如何变化，定子电流和空载电动势又如何变化，用同一相量图画出变化前、后的相量图。

26、与无穷大电网并联运行的同步发电机，当保持输入功率不变时，只改变激磁

电流时，功角δ是否变化？，输出的有功功率和空载电动势又如何变化？用同一相量图画出变化前、后的相量图 27、一台同步发电机并联于无穷大电网，U*?1,I*?1,cos?N?0.8（滞后），如

311果保持激磁电流不变，在负载功率减为原来的,,时，求这三种情况下

424的功角δ、功率因数cos?及电枢 电流I的标么值（设ra?0,xt*?0.8）。 28、设有一凸极式同步发电机，Y接线，xd?1.2?,xq?0.9?，和它相连的无穷

大电网的线电压为230V，额定运行时?N?240，每相空载电动势

E0?225.5V，求该发电机： ① 在额定运行时的基本电磁功率； ② 在额定运行时的附加电磁功率； ③ 在额定运行时的总的电磁功率； ④ 在额定运行时的比整步功率；

29、有一台汽轮发电机并联于无穷大电网运行，额定负载时功角?N?200，现因

电网发生故障，电压下降为原来的60%，试问：为使δ角不超过250，那么应增加激磁电流，使发电机的E0上升为原来的多少倍（假定故障前后发电机输出的有功功率不变）？

30、从磁路和电路两个方面来分析同步发电机三相突然短路电流大的原因？

31、同步发电机三相突然短路时，定子各相电流的直流分量起始值与短路瞬间转

子的空间位置是否有关？与其对应的激磁绕组中的交流分量幅值是否也与该位置有关？为什么？ 32、同步发电机三相突然短路时，定子各相电流的交流分量起始值与短路瞬间转

子的空间位置是否有关与其对应的激磁绕组中的直流分量起始值是否也与该位置有关？为什么？

\'\'33、说明xd、xd的物理意义，比较xd、xd、xd的大小？

34、同步发电机三相突然短路时，定子、转子各分量短路电流为什么会衰减？衰

减时哪些量是主动的？哪些量是随动的？为什么会有此区别？ 35、为什么变压器的x+=x–，而同步电机x+≠x–？

36、对两台电机，定子的材料、尺寸和零件完全一样，一个转子的磁极用钢片迭

成，另一个为实心磁极，问哪台电机的负序电抗要小？为什么？

'\\37、试按数值大小排列同步电机的各种电抗：x?,xd,xq,xd,xd,xq,x?。

三、计算题

第一章 磁路

1、有一台D-50/10单相变压器，SN?50kVA,U1N/U2N?10500/230V，试求变压

器原、副线圈的额定电流？

2、有一台SSP-125000/220三相电力变压器，YN，d接线，U1N/U2N?220/10.5kV，

求①变压器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电

流。

第二章 变压器

1、一台单相变压器，SN=20000kVA ，U1N/U2N?2203/11kV，fN=50赫，线圈为

铜线。

空载试验（低压侧）：U0=11kV、I0=45.4A、P0=47W； 短路试验（高压侧）：Uk=9.24kV、Ik=157.5A、Pk=129W；试求（试验时温度为150C）：

①折算到高压侧的“T”形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定

r1?r2'?rkx',x1?x2?k）； 22② 短路电压及各分量的百分值和标么值；

③ 在额定负载，cos?2?1、cos?2?0.8(?2?0)和cos?2?0.8(?2?0)时的

电压变化率和二次端电压，并对结果进行讨论。 ④ 在额定负载， cos?2?0.8(?2?0)时的效率； ⑤ 当cos?2?0.8(?2?0)时的最大效率。

2、一台单相变压器，SN=1000kVA ，U1N/U2N?60/6.3kV，fN=50赫，

空载试验（低压侧）：U0=6300kV、I0=19.1A、P0=5000W； 短路试验（高压侧）：Uk=3240kV、Ik=15.15A、Pk=14000W；试计算： ① 用标么值计算“T”形等效电路参数； ② 短路电压及各分量的标么值勤和百分值；

③ 满载且cos?2?0.8(?2?0)时的电压变化率及效率； ④ 当cos?2?0.8(?2?0)时的最大效率。

3、有一台S-100/6.3三相电力变压器，U1N/U2N?6.3/0.4kV，Y，yn（Y/Y0）接

线，铭牌数据如下：I0%=7% P0=600W uk%=4.5% PkN=2250W

试求：1、画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数，并标于图中；2、当变压器原边接额定电压，副边接三相对称负载运行，每相

*负载阻抗ZL?0.875?j0.438 ，计算变压器一、二次侧电流、二次端电压及

输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。

4、一台三相变压器，SN=5600kVA ，U1N/U2N?35/6kV，Y，d（Y/Δ）接线，

从短路试验（高压侧）得：U1k=2610V、Ik=92.3A、Pk=53kW；当U1=U1N时I2=I2N，测得电压恰为额定值U2=U2N。求此时负载的性质及功率因数角?2的大小（不考虑温度换算）。

5、三相变压器有哪些标准组别，并用位形图判别之。 6、试用位形图判别

A B C A B C A B C A B C · · ·

· · ·

· · ·

· · ·

c a b a b c a b c · · ·

· · ·

c a b · · ·

· · ·

7、有四组组别相同的单相变压器，数据如下：

①、100KVA，3000/230V，UkI=155V，IKI=34.5A，PKI=1000W； ②、100KVA，3000/230V，UkII=201V，IKII=30.5A，PKII=1300W； ③、200KVA，3000/230V，UkIII=138V，IKIII=61.2A，PKIII=1580W；

④、300KVA，3000/230V，UkIV=172V，IKIV=96.2A，PKIV=3100W；问哪两台变压器并联最理想？

8、试说明为什么三相组式变压器不能采用Y，yn（Y/Y0）接线，而三相小容量心式变压器却可采用？

9、试分析Y，yn（Y/Y0）接线的三相变压器，在不对称运行时产生中性点位移的原因？ 10、变压器短路阻抗大小与短路电流大小有何关系，为什么大容量变压器把短路阻抗设计得小一点？

11、变压器在什么情况下发生短路，线圈中不存在瞬变分量，而又在哪种情况下

突然短路，其瞬变分量的初值最大，经过多久出现冲击电流，大致为额定电流的多少倍？

12、有一台60000千伏安，220/11千伏，Y，d（Y/Δ）接线的三相变压器，

*rk*?0.008,xk?0.072 ，求：

① 高压侧稳态短路电流值及为额定电流的倍数；

② 在最不得的情况发生突然短路，最大的短路电流是多少？

第三章 直流电机的稳态运行

1、一台Z2型直流电动机，额定功率为PN=160千瓦，额定电压UN=220伏，额

定效率ηN=90%，额定转速nN=1500转/分，求该电机的额定电流？

2、一台Z2型直流发电机，额定功率为PN=145千瓦，额定电压UN=230伏，额

定转速nN=1450转/分，求该发电机的额定电流？ 3、一台四极直流电动机，nN?1460转/分，Z=36槽，每槽导体数为6，每极磁

通为??2.2?106马，单迭绕组，问电枢电流为800安时，能产生多大的电磁转矩？

4、一台并励直流发电机，励磁回路电阻Rf?44?,负载电阻RL?4?，电枢回路

电阻Ra?0.25?，端电压U=220V。 试求：① 励磁电流If和负载电流I；

② 电枢电流Ia和电动势Ea（忽略电刷电阻压降）； ③ 输出功率P2和电磁功率Pem。

5、一台并励直流发电机，PN?35kW,UN?115V,nN?1450r/min，电枢回路电

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