电机学综合习题模拟试卷及答案(包括选择、填空、画图、简答、计

电机学综合习题集及答案（包括选择、填空、画图、简答、计算）附华南理工大学电机学真题及

答案

一、 填空题

1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 交流的 。 答：交流的。

2. 直流发电机的电磁转矩是 制动 转矩，直流电动机的电磁转矩是 驱动 转矩。 答：制动，驱动。

3. 串励直流电动机在负载较小时，Ia 小 ；当负载增加时，T 增加 ，Ia 增加 ；n随着负载增加下降程度比并励电动机要 严重 。 答：小，增加，增加，严重。

4. 一台p对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为ra,电枢电流为Ia,可知此单迭绕组有

条并联支路，其每条支路电阻为 。 答：2p,2pra

5. 并励直流电动机改变转向的方法有 励磁绕组接线不变，将电枢绕组的两个接线端对调；电枢绕

组接线不变，将励磁绕组的两个接线端对调 ； 。 答：。

6. 串励直流电动机在电源反接时，电枢电流方向 反向 ，磁通方向 反向 ，转速n的方

向 不变 。 答：反向，反向，不变。

7. 当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，则电机的转速将 下

降 。 答：下降。

8. 直流电机若想实现机电能量转换，靠 交轴 电枢磁势的作用。 答：交轴。

9. 直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是 去磁作用 ；若为电动机，

则直轴电枢反应是 增磁作用 。 答：去磁作用，增磁作用。

10. 磁通恒定的磁路称为 直流磁路 ，磁通随时间变化的磁路称为 交流磁路 。

1

答：直流磁路，交流磁路。 11. 三相异步电动机等效电路中的参数

1?ssr2?的物理意义是模拟异步电动机转子

轴输出总机械功率的 等效电阻 。

12. 电机和变压器常用的铁心材料为 软磁材料 。 答：软磁材料。

13. 异步电动机的空载激磁电流比变压器大的原因是异步电动机磁路中存在气隙。 14. 铁磁材料的磁导率 非铁磁材料的磁导率。 答：远大于。

15. 直流发电机通过主磁通感应的电势应存在于 电枢 绕组。 16. 在磁路中与电路中的电动势作用相同的物理量是 磁动势 。 答：磁动势。

17. 异步电动机的 转差 功率指的是转子铜损耗，变转差调速中，转差增大，则该损耗 增

大 。

18. 三相异步电动机参数测定实验中， 定子绕组电阻 为提前获得的参数，参数 测定实验包括 空载 实验和 堵转 实验。

19. 三相异步电动机参数测定实验中，空载实验的损耗包括定子铜损、 铁损耗

和 机械损耗 。实验过程中， 机械 损耗是不变损耗。

20. 三相异步电动机根据转子结构的不同，分为 笼型 异步电动机和绕线型异步电动机；同步电动机

根据转子结构的不同分为隐极同步电动机和 凸 极同步电动机。

21. 三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生 幅值（或转速） 不变，空间旋转的磁动势。如果

想要改变磁场的旋转方向，可以通过改变 电流相序 来实现。 22. 三相变压器的额定电压一律是指 线电压 。 23. 串励直流电动机的主要特点是 转速—转矩 特性。

24. 变压器负载运行时，铁心中的主磁通的大小取决于 外加电压的大小 。 25. 在同步电机的励磁系统中，无刷励磁系统指的是 旋转 整流器励磁系统。

26. 三相异步电动机根据转子结构的不同，分为笼型异步电动机和 绕线 型异步电动机；同步电动机

根据转子结构的不同分为 隐 极同步电动机和凸极同步电动机。

27. 在同步电机的励磁系统中，旋转整流器励磁系统又被称为 无 刷励磁系统。 28. 现代电力网中巨大的电能几乎全部由 同步 发电机提供。 29. 变压器由空载到负载，其主磁通?的大小 基本不变 。

2

30. 根据―集肤效应‖的原理，采用深槽电机可以提高异步电动机的 起动 性能。

31. 同步电机是又一类非常重要的交流电机，与异步电机不同，同步电机主要用作 发电机 。 32. 异步机的型号为Y 112S-6，则其磁极数为（ ？ ）

?cos?2相互作用产生的。 33. 三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通与转子电流的有功分量I234. 某极数为2p的交流异步电动机，接在频率为f1的电网上运行，定子电势的频率为（ 1 ），转

子电势的频率（ 2 ），定子绕组产生的旋转磁势的转速（ 3 ），定子电流产生的磁势以（ 4 ）速度切割转子，转子电流产生的磁势以（ 5 ）速度切割定子，转子相对定子的转速为（ 6 ），转子磁势相对定子磁势的相对转速（ 7 ），他们在空间的转速（ 8 ）。 答：1．f1 2．s f1 3．60f1/p 4．sn1，n2 5．n1 6．n1 7．0 8．n1

35. 某异步电动机，当转子轴机械负载增加时，转子转速（ 1 ），转子电流频率（ 2 ），转

子电流产生的磁势相对转子的转速（ 3 ），相对定子的转速（ 4 ）。 答：1．↓ 2．↑ 3．↑ 4．不变

36. 根据磁滞回线剩磁的大小，铁磁材料分为 硬磁 材料和 软磁 材料。 37. 直流电机电枢反应的影响主要体现为 波形畸变 和 去磁性 。 38. 直流电机主磁极之间常安装 换向 极，从而改善 换向 。

39. 他励直流电动机的机械特性为硬特性，当电枢串电阻之后，机械特性将变 软 。 40. 励磁绕组断线的他励直流电动机，额定负载起动时，将出现 电流过大 情况。 41. 变压器副边的额定电压定义为 原边为额定电压时副边的空载电压 。 42. 根据磁滞回线剩磁的大小，铁磁材料分为 硬磁 材料和 软磁 材料。 43. 直流电机电枢反应的影响主要体现为 波形畸变 和 去磁性 。 44. 变压器副边的额定电压定义为 原边为额定电压时副边的空载电压 。 45. 励磁绕组断线的他励直流电动机，空载起动时，将出现 飞车 情况。

46. 他励直流电动机的机械特性为 硬 特性，串励直流电动机的机械特性为 软 特性。（硬、软） 47. 从机械特性上看，第 一 象限为电动机的正向电动状态，第 四 象限为电机的反向制动状态。 48. 直流电机电枢磁场对空载主磁场的影响称为 电枢反应 。

49. 直流电机在 主磁 极之间常安装换向极改善换向。换向极的位置恰好也是 几何 中性线的位置。 50. 根据磁滞回线 剩磁 的大小，铁磁材料分为硬磁材料和软磁材料。 51. 一台三相变压器的变比为 相 电压之比。

52. 额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16?，折合到二次侧后大小为 1? 。 53. 同一台异步电动机，用三角形接法起动和用星型接法起动相比，前者的起动电流

3

（线电流）是后者的______倍；前者的起动转矩是后者的______倍。（答案：3；3）

54. 与额定运行时相比，笼型转子的异步电动机在起动时转子电阻______（变小，不变，变大）；转

子漏抗______（变小，不变，变大）。（答案：变大；变小）

55. 一台异步电动机接在恒压恒频的电源上运行，一开始处于空载状态。给电机加上

负载后，电机的转速将______（下降，不变，上升）；转差率将______（变小，不变，变大）；同步转速将______（变小，不变，变大）。（答案：下降；变大；不变）

56. 一台异步电动机接在恒频电源上运行，当电机转速下降时，定子电流频率将______ （变

低，不变，变高）；转子电流频率将______（变低，不变，变高）；转子漏抗将______（变小，不变，变大）。 （答案：不变；变高；变大）

57. 升高异步电机的定子电压，最大转矩将______（减小，不变，增大）；在转子回路中串电阻，最

大转矩将 ______（减小，不变，增大）。（答案：增大；不变）

58. 一台380V、50Hz的感应电动机，把它接在380V、60Hz的电源上运行，则电机的主磁通将______

（下降，不变，上升）；电机的最大转矩将______（下降，不变，上升）。（答案：下降；下降） 59. 在异步电动机的绕线转子中串入适当的电阻，则电机的最大转矩将______（下降，不变，上升）；

电机的临界转差率将______（下降，不变，上升）。（答案：不变；上升）

60. 如果感应电动机运行时转差率为s，则电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的比例是

PM:P?:pCu2= 。

答 1:(1?s):s

61. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时sm= 1 ,转子总电阻值约为

R1+(X1??X?) 。 2?22答 1，R1+(X1??X?2?)

cos?2 , 62. 感应电动机起动时，转差率s? ，此时转子电流I2的值 ，

22主磁通比正常运行时要 ，因此起动转矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大

63. 一台三相八极感应电动机的电网频率50Hz，空载运行时转速为735转/分，此时转差率 为 ，转子电势的频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的

电势频率为 。

答 0.02，1Hz，720r/min，2Hz

64. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 、 、 和 ，

4

电动机空载输入功率P0与这些损耗相平衡。 答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗

65. 三相感应电机转速为n，定子旋转磁场的转速为n1，当n?n1时为 运行状态； 当n?n1时为 运行状态；当n与n1反向时为 运行状态。 答 电动机， 发电机，电磁制动

66. 增加绕线式异步电动机起动转矩的方法有 、 。 67. 答 转子回路串电阻、转子回路串频敏变阻器

68. 若感应电动机的漏电抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。

答 减小，减小

69. 深槽和双笼型感应电动机是利用 集肤效应 原理来改善电动机的起动性能的，但

其正常运

行时 较差。 答 集肤效应，功率因数

70. 绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。 答 减小，增大

二、判断题

1. 电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。 （ ） 答：对。

2. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。 （ ） 答：错。

3. 在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。 （ ） 答：对。

4. ★若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增加。 （ ） 答：对。

5. 在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。 （ ） 答：对。

6. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理。 （ ） 答：错。

7. ★铁心叠片越厚，其损耗越大。 （ ） 答：对。

8. 电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。 （√） 9. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。 （×） 10. 在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。 （×） 11. 若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增大。 （√）

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n?0，则( C )。 A. n?0?n0，特性硬度降低 B. n?0?n0，特性硬度不变 C. n?0?n0，特性硬度降低 36. 直流电机运行在发电机状态时，其（ A ）

A. Ea?U

B. Ea?0 C. Ea?U

37. 变压器短路试验时的损耗（ C ）

A． 全部为铜耗 B． 主要为铜耗

C． 主要为铜耗，铁耗可以忽略

38. 三相对称绕组通入三相对称电流，产生（ C ）磁势。

A.脉振 B.椭圆形旋转 C.圆形旋转 39. 绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（ ）。

A 起动转矩增大，起动电流增大； B 起动转矩增大，起动电流减小； C 起动转矩增大，起动电流不变； D 起动转矩减小，起动电流增大。 答 B

40. 一台50Hz三相感应电动机的转速为n?720r/min，该电机的级数和同步转速为（ ）。Ａ 4极，1500r/min Ｂ 6极，1000r/min Ｃ 8极，750r/min Ｄ 10极，600r/min 答 C

41. 国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（ ）极电机。

A 2； B 4； C 6； D 8。 答 B

42. 三相感应电动机等效电路中的附加电阻

(1?s)sR?2 上所消耗的电功率应等于（ ）

A 输出功率P2 B 输入功率P1 C 电磁功率PM D 总机械功率P? 答 D

43. 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（

11

。

）

A 由于R2增大，增大了损耗 B 由于X2减小，使无功电流增大 C 由于X2的增加，使cos?2下降 D 由于R2减少，使输出功率减少 答 C

44. 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻R2时，电动机的（ ）。 A Ist减少, Tst增加, Tmax不变, sm增加 B Ist增加, Tst增加, Tmax不变, sm增加 C Ist减少, Tst增加, Tmax增大, sm增加 D Ist增加, Tst减少, Tmax不变, sm增加 答 A

45. 三相感应电动机电磁转矩的大小和（ ）成正比

A 电磁功率 ； B 输出功率 ； C 输入功率 ； D 全机械功率 。 答 A

46. 设计在f1?50Hz电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为60Hz的电网上，其电动

机的（ ）。

A Tst减小，Tmax减小，Ist 增大； B Tst减小，Tmax增大，Ist减小； C Tst减小，Tmax减小，Ist减小； D Tst增大，Tmax增大， Ist增大。 答 C

47. 国产额定转速为960r/min的感应电动机为（ ）电机。

A 2极； B 4极； C 6极； D 8极。 答 C

48. 直流电动机的基本结构主要由静止的（ B ）和旋转的（ B ）两大部分构成。

A：铁心，绕组

B：磁极，电枢

C：电枢，磁极

D：绕组，铁心

49. 他励直流电机并联于220V电网上，已知支路对数为1，极对数为2，电枢总导体数为372，转速

1500r/min，磁通0.011wb，该直流电机为（ B ）

A：发电机状态 B：电动机状态 C：能耗制动状态 D：反接制动状态 50. 变压器空载实验的损耗可近似看成（ C ），负载试验的损耗可近似看成（ C ）。

A：铁心损耗，杂散损耗 C：铁心损耗，绕组铜耗

B：绕组铜耗，铁心损耗 D：绕组铜耗，杂散损耗

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51. 当变压器带（ A ）负载时，电压调整率可能出现小于零的情况。

A：阻容负载 B：阻感负载 C：纯阻负载 D：纯感负载 52. 直流电动机的转子结构主要包括（ A ）。

A：铁心和绕组

B：电刷和换向片 C：电枢和换向器 D：磁极和线圈

53. 他励直流电机并联于200V电网上，已知支路对数为1，极对数为2，电枢总导体数为372，转速

1500r/min，磁通0.011wb，该直流电机为（ A ）

A：发电机状态 B：电动机状态 C：能耗制动状态 C：反接制动状态 54. 变压器的铁心损耗可由（ C ）试验获得。

A：短路试验 B：突加负载试验 C：空载实验 D：负载试验 55. 以下情况中，（ B ）时，变压器的电压调整率最大。

A：功率因数为1，额定负载 B：功率因数为0.8（滞后），额定负载 C：功率因数为1，半载 D：功率因数为0.8（超前），额定负载 四、简答题

1. 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？

答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。 2. ★磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与那些因素有关？

答：磁滞损耗由于B交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。它与交变

n频率f成正比，与磁密幅值B的α次方成正比。ph?ChfBmV

m涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电损耗。它与交变频率f的平方和B的平方成正比。pe?Ce?fBmV

m222注：铁心损耗pFe?CFef1.3BmG2

CFe为铁耗系数；G为铁心重量；?为钢片的厚度；V为铁心的体积

3. 什么是软磁材料？什么是硬磁材料？

答：铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:软磁材料和硬磁材料。磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。 4. 直流电机的感应电动势公式用机械角速度表示转速时，其结构常数和电磁转矩公式的结构常数是

统一的，试证明。

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答：E?Ce?n?pN60a?n?pN60a?60?2??pN2?a???CT??

5. 直流电机的励磁方式有哪几种？每种励磁方式的励磁电流或励磁电压与电枢电流或电枢电压有怎样的关系？

答：直流电机励磁方式四种：

（1）他励——励磁电流If由独立电源供给，与电枢电流Ia无关； （2）并励——励磁电流并在电枢两端，励磁电压Uf等于电枢电压U； （3）串励——励磁绕组与电枢串联，If?Ia；

（4）复励——既有并励绕组又有串励绕组，按两绕组磁动势方向的异同分成：

积复励——串励与并励磁动势同向 差复励——串励与并励磁动势反向

6. 并励发电机正转能自励，反转能否自励？

答：发电机正转时能够自励，表明发电机正转时满足自励条件，即： ① 有一定的剩磁；

② 励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻； ③ 励磁绕组的接线与电机转向的配合是正确的。

这里的正确配合就是说当电机以某一方向旋转时，励磁绕组只有一个正确的接法与之相对应。如果转向改变了，励磁绕组的接线也应随之改变，这样才能保证励磁电流所产生的磁场方向与剩磁方向相同，从而实现电机的自励。

当电机的转向改变了，而励绕组的接线未改变，这样励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场方向必将与剩磁的方向相反。电机内磁场被削弱，电压不能建立，所以并励发电机正转时能自励；反转时，不改变励磁绕组的两个端子的接线，是不能自励的。

7. 在励磁电流不变的情况下，发电机负载时电枢绕组感应电动势与空载时电枢绕组感应电动势大小

相同吗？为什么？

答：负载时电动势比空载时小，由于负载时有电枢反应去磁作用，使每极磁通减小。 8. 请简述异步电动机的机械负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加的物理过程。 答：（1）负载转矩增大，异步电动机转速下降； （2）转子感应电动势变大，转子电流增大；

（3）根据磁动势平衡，定子电流随之变大，则输入功率增大。

9. 一台他励发电机和一台并励发电机，如果其它条件不变，将转速提高20%，问哪一台的空载电压

提高得更高？为什么？

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答：当转速提高时，两者的空载电压都会提高；

两者相比较，并励发电机的空载电压会更高些，因为由E?Ce?n可知，并励发电机的电动势除与转速有关外，其磁场大小也与感应电动势有关；

当转速升高时，不仅有转速升高的原因导致电动势增加，还有因电枢电动势的增加而使励磁电流磁加，并导致磁通增加的原因。这一因素会导致感应电动势进一步增加。

10. 一台他励直流电动机拖动一台他励直流发电机在额定转速下运行，当发电机的电枢电流增加时，

电动机电枢电流有何变化？分析原因。

答：直流电动机的电枢电流也增加。因为直流发电机电流增加时，则制动转矩即电磁转矩增大（磁通不变），要使电动机在额定转速下运行，则必须增大输入转矩即电动机的输出转矩，那么，电动机的电磁转矩增大，因此电枢电流也增大。

11. 并励直流电动机起动时，为什么电枢回路中串联的电阻取较大的值，而励磁 回路中串联的电阻取较小的值？

答：（1）直流电动机起动时，由于转速为0，Ea?0，电枢回路的电阻很小，如电枢回路不串电阻，全压起动，起动电流Ist?降低起动电流。

（2）起动过程中有要求有足够大的电磁转矩，T?CT?Ia，励磁回路电阻较小，励磁电流较大，磁通较大，将产出足够大的电磁转矩，电机很快转动起来，感应电动势很快建立起来，使起动电流很快减小。

12. 如何改变并励、串励、积复励电动机的转向？

答：改变直流电动机转向就是要改变电磁转矩的方向，电磁转矩是电枢电流和气隙磁场相互作用产生的，因此改变电枢电流的方向或改变励磁磁场的方向就可以达到改变电动机转向的目的。

①并励电动机：将电枢绕组的两个接线端对调或将并励绕组的两个接线端对调，但两者不能同时改变；

②串励电动机：方法与并励电动机相同；

③积复励电动机：要保持是积复励，最简单的方法是将电枢绕组的两个接线端对调。 13. 试分析在下列情况下，直流电动机的电枢电流和转速有何变化（假设电机不饱和）。

（1）电枢端电压减半，励磁电流和负载转矩不变； （2）电枢端电压减半，励磁电流和输出功率不变；

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URa，可达额定电流的几十倍，损坏电机，电枢回路中串联较大的电阻可以

电磁功率PM?P??pCu2?13.215?0.363?13.578KW

额定转差率sN?pCu2PM?0.36313.578?0.026734

额定转速nN??1?sN?n1??1?0.026734??1500?1459.9r/min 负载转矩T2N?PN?N?PN2πnN60=60?130002?3.14?1459.9?85.077N?m

U5. 某串励电动机，PN?14.7kW，

N?220V，IN?78.5A，nN?585r/min，Ra?0.26?（包

括电刷接触电阻）。欲在总负载制动转矩不变的情况下把转速降到350r/min，问需串入多大的电阻（假设磁路不饱和）？

解：串励电动机励磁电流等于电枢电流，依题意磁路不饱和，磁通与励磁电流成正比，

因此有

T=CTΦIa=CTKIfIa=CTKIa

2式中，K——比例常数

串电阻调速前后，因总制动转矩不变，即电磁转矩保持不变，因此CTKIa=CTKIaN， 故电枢电流保持不变

Ia=IaN=IN=78.5A

22调速前的电动势为

EaN=UN-IaNRa=UN-INRa

=220-78.5?0.26=199.59V需串入的电阻为

Rj?UN?EIa?Ra

????220?119.478.5??0.26???1.02?

?6. 一台并励直流电动机，PN＝100kw，UN＝220V，n＝550r/m在750C时电枢回路电阻ra＝0.022欧，

励磁回路电阻Rf＝27.5欧，2Δus＝2V，额定负载时的效率为88％，试求电机空载时的电流。 解：IN=PNηNUN=1000000.88?220=516.53A

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IaN=IN-URNf=508.53A

EaN=UN-IaNRa-2Δus=220-508.53?0.022-2=206.8V

CeΦ=EaNnN=206.8550=0.376

p0=pMN-PN=EaNIaN-PN=5.164kW

TTP0ΩCTΦIa0=0CTΦ=0CTΦ=

＝

60P02πn?9.55?CTΦURNf=60?51642π?550?9.55?0.376=24.97A

I0?Ia0?If?24.97??24.97?8?32.97A

7. 一台三相鼠笼式异步电动机，PN?28kW，UN?380V，Δ接法，IN?58A，额定功率因数

为0.88，nN?1455r/min，启动电流倍数KI?IstIN=6，启动转矩倍数KT? TstTN =1.1，过载倍数?? TmaxTN=2.3。供电变压器要求启动电流不超过150A。负载转矩为73.5N?m，要求起动转矩比负载转矩大10%以上。试确定该电动机是否可以采用Y?Δ起动。 解：启动电流为：IstY?电动机额定转矩：

TN?PN?N?PN2πnN60=60?280002?3.14?1455?183.86N?m

13IstΔ?13Ist?13?6?58?116A?150A，满足要求

正常启动要求起动转矩不小于1.1TL?1.1?73.5?80.85N?m

13131313启动转矩为：TstY?TstΔ?Tst??1.1TN??1.1?183.86?67.415N?m?80.85N?m

不满足要求，所以，不能采用Y-?起动。

8. 一台并励直流电动机的额定数据如下：PN?17kW, UN?220V,nN?3000r/m,IN?88.9A,电枢回路电阻Ra?0.0896Ω, 励磁回路电阻Rf?181.5Ω, 若忽略电枢反应的影响，试求：（1）电动机的额定输出转矩；

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（2）在额定负载时的电磁转矩； （3）额定负载时的效率；

（4）在理想空载（Ia?0）时的转速；

（5）当电枢回路串入电阻R＝0.15欧时，在额定转矩时的转速。 解: （1）TNN=PΩ=17000?60N2π?3000=54.14N?m

（2）IUN220fN=R=f181.5=1.2121Ω

IaN=IN-IfN=88.9-1.2121=87.688A

EaN=UN-IaNRa=220-87.688?0.0896=212.14V

PM?EaNIaN?212.14?87.688?18602W=18.602kW

T=PM?18602?60Ω?18602?60N2π?nm

N2π?3000?59.242N?（3）T0?T?TN?59.242?54.14?5.102N?m

P0=T0ΩN=5.102?2π?300060=1602W=1.602kW

P1N=PM+pa+pf

?P22M?IaNRa?IfRf

＝18602+87.6882×0.0896+1.21212×181.5 ＝19558 W=19.558 kW

?PN17000N=P?1N19558=86.921%

（4）nUN0?C?UNnN?220?3000me?NE

aN212.14?3111.2r/（5）因为调速前后T不变，所以Ia不变

Ea??UN?Ia(NRa?R)?220?87.68?8(0.0?896n??nN?E3000Ea???198.99?2814r/m

aN212.1428

?0.15) 198.99V

9. 一台并励直流发电机，电枢电阻Ra=0.0243Ω，UN=115V，PN=35kW，nN=1450r/min，

一对电刷压降2ΔUb=2V，励磁电阻Rf=20.1Ω。求额定负载时的电磁功率。 解：额定电流IN=PNUN=35?101153=304.35A

额定励磁电流IfN=UNRf=11520.1=5.7214A

额定电枢电流IaN=IN+IfN=304.35+5.7214=310.07A 额定电枢电动势

EaN=UN+IaNRa+2ΔUb =115+310.07?0.0243+2=124.54V

电磁功率PM=EaNIaN=124.54?310.07=38616=38.616kW

10. 一台直流串励电动机，额定负载运行，UN＝220V，n＝900r/m，IN＝78.5A，电枢回路电阻Ra=0.26Ω，

欲在负载转矩不变条件下，把转速降到700r/m，需串入多大的电阻？ 解：由于串励且T不变，则Ia前后不变，Φ不变。

所以Ia?=IN=78.5A

EaN=UN-INRa=220-78.5?0.26=199.59V

CeΦN=EaNnN=199.59900=0.22177

所以Ea?=CeΦNn?=UN-Ia?(Ra+Rj)，接入电阻

Rj=UN-CeΦNn?Ia?-Ra=220-0.22177?70078.5-0.26=0.56498Ω

11. 一台并励发电机，PN＝6kW，UN＝230V，n＝1450r/m，电枢回路电阻Ra75?0.921?，励磁回

?路电阻Rf?177?，额定负载时的附加损耗P??60W，铁耗PFe?145.5W，机械损耗

P??168.4W，求额定负载下的输入功率、电磁功率、电磁转矩及效率。

解：发电机 IN?PNUN?6000230?26.09A

29

IaN?IN?URNf?26.09?230177?27.39 A

EaN?UN?IaNRa?230?27.39?0.921?255.23V

所以 PeN?EaNIaN?255.23?27.39?6990.75W

PeN?N6990.75?602??1450?46.04N·m

TeN??P1N?PeN?P??P??PFe

?6990.7?5?7364.65PNP1N60007364.6516?8.4?60

1?N???81.5%

12. 已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率PN?75kW，额定电压UnN?1500(r/m)，额定效率?NN?220V，额定转速

?88.5%，试求该电机的额定电流。

解：对于直流电动机，

PN?UN?IN??N

故该电机的额定电流

I?UPNNN???N75000220?88.5%?385(A)

13. 一直流发电机数据2p＝6，总导体数N＝780，并联支路数2a＝6，运行角速度ω=40π×rad/s，

每极磁通为0.0392Wb。试计算： 1) 发电机感应电势；

2) 速度为900r/min，磁通不变时发电机的感应电势； 3) 磁通为0.0435Wb，n＝900r/min时电机的感应电势；

4) 若每一线圈电流的允许值为50A，在第3）问情况下运行时，发电机的电磁功率。 解：（1）发电机的电势常数

Ce=PN60a=3?78060?3=13

则发电机的感应电势

E?Ce??n?Ce?

602???60?40?2??13?0.0392

30

(3) T= 50%TN= 0.5?260 = 130N?m>104N?m电动机不能起动

T?=30%TN= 0.3?260 = 78 N?m < 104 N?m电动机能起动

21. 三相绕线式感应电动机，转子开路时，在定子上加额定电压，从转子滑环上测得电压为100V，

转子绕组Y接法，每相电阻R2?0.6?，每相漏抗X子电流的大小和频率、全机械功率。 解 转差率 s?n1?nn1?1500?1450150010032??3.2?，当n?1450r/min时，求转

?0.033

开路时，转子相电势 E2?V?57.74V

当n?1450r/min时，转子电流频率为 f2?sf1?0.033?50Hz?1.67Hz 转子电流 I2?E2?R2?jX2?s?sE22?R2?jsX?E2R2s?jX2?

?57.330.60.033?j3.2A?3.11??9.33A

?全机械功率 P??3I2R221?ss?3?3.11?0.6?21?0.0330.033W?510W

22. 一台直流并励电动机UN?220V，IaN?75A，nN?1000r/min，电枢绕组电阻ra?0.157?，

励磁回路电阻Rf?91?，一对电刷压降2ΔUb=2V，额定负载时的铁耗pFe?600W，机械损耗pm?198W，附加损耗p??145W，试求额定负载时的：电枢电势EaN；励磁电流IfN；电磁功率PM。

解：电动机额定负载时各数据计算如下：

电枢电势EaN?UN?IaNra?2?Ub?220?75?0.157?2?206.23V 励磁电流IfN?UNRf?22091?2.4176A

电磁功率PM?EaNIaN?206.23?75?15467W?15.467KW

2. 一台异步电动机，额定电压380伏，频率50赫兹，额定功率10千瓦，额定转速1460转/分，定

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子绕组为三角形连接。额定负载时，功率因数为0.85，定子铜耗为474瓦，铁耗231瓦，机械损耗42.5瓦，附加损耗40瓦。计算额定负载时的以下数据：总机械功率；电磁功率；效率；电磁转矩；定子相电流。

解：Pmec?P2?pm?p??10000?42.5?40?10082.5(W)

sN?n1?nn1Pmec1?sN?1500?1460150010082.51?0.027?0.027

Pem???10362.3(W)

P1?PM?(pCu1?pFe)?10362.3?474?231?11067.3(W) ??P2P1?90.4%

Tem?9550Pemn0P1?9.55?10362.3150011067.3?65.97(Nm)

I1?3U1cos?N?3?380?0.85?19.78(A) I1??I13?11.42A( )

23. 一台三相六极绕线式异步电动机，PN?100kW，nN=980r/min，pm+p?=1kW，

f1=50Hz，UN=380V，△接。试求：f2，sN，T2N，TN，pCu2

60f1p60?503解：n1???1000r/min

sN?n1?nNn1?1000?9001000?0.02

f2?sf1?0.02?50?1Hz

P2NnN100980T2N?9550?9550?974.5N?m

P??PN?pm?p??100?1?101kW

Pm1?s1011?0.021011?0.02PM??；pCu2?sPM?0.02101980?2.06kW

TN?9550P?nN?9550?984(N?m)

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24. 一台并励直流电动机，额定数据为：PN?17kW，UN?230V，nN?1500r/min，电枢回路

Ra?0.156W，励磁回路Rf?73.3?，请确定输入功率为20kW时各绕组的铜损耗和电磁功率。

解：IN=PNUN=20000230=86.96A

If?URNf?23073.3?3.14(A)

Ia?IN?I2f?86.96?3.14?83.82(A)

2pCua?IaRa?83.82?0.156?1096W

pCuf?IfRf?3.14Ea?U22?73.3?723W

N?IaRa?230?83.82?0.156?216.9(V)

PM?EaIa?216.9?83.82?18182W

25. 有一台并励直流电动机，其数据如下：PN?2.6kW，UN?110V，IN=28A（线路电流），

nN?1470r/min，电枢回路电阻Ra?0.15?，励磁回路电阻Rf?138W。额定负载下，在电

枢回路中串入0.5?的电阻，若不计电枢反应的影响，试计算：

?、电枢电流Ia?和电磁转矩T?； （1） 接入电阻瞬间的感应电动势Ea（2） 若负载转矩不变，求稳态时的电动机的转速n??。 解：（1）额定负载时，电枢电流为

IaN=IN-IfN?IN?UNRf=28-110138=27.2A

接入电枢电阻瞬间，由于存在惯性，电动机的转速来不及变化，故感应电动势不变，即

Ea??UN?IaNRa?2?Ub?(110?27.2?0.1?52)?V 103.9V电枢电流为

Ia??UN?Ea??2?UbRa?Rc?110?103.9?20.15?0.5A?6.308A

电磁转矩为T??PM?N?Ea?Ia??N?103.9?6.3082πnN60N?m=4.258N?m

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因为负载转矩不变，故调速前后电磁转矩不变。由T?CT??a可知，调速前后电枢电流的稳态值不变。从Ea?Ce?n可知

n??nN?Ea??EaN

所以调速后电动机的稳态转速为

n???nNUN?IaN(Ra?Rc)?2?UbEaN?1470?110?27.2?0.65?2103.9r/min?1278r/min

UN?380V，cos??0.88，p?226. 一台三相式异步电动机，PN?7.0kW，△接法，f?50Hz，

且,pCu2=450W，pFe?300W，pm+p??90W。试计算额定运行时的以下数据：（1）同步转速n1；（2）转差率sN；（3）转子转速nN；（4）输出转矩T2N；（5）电磁功率PM；（6）输入功率P1；（7）效率ηN；（8）定子电流I1N(线电流)。 解：（1）同步转速n1?60f1ppCu2PM?60?502?1500r/min

（2）转差率sN??0.457.54?0.059682

（3）转子转速nN?(1?sN)n1?(1?0.059682)?1500?1410.5r/min （4）输出转矩T2N?PN?N?PN2πnN60=60?70002?3.14?1410.5?47.415N?m

（5）电磁功率PM=PN+pm+p?+pCu2=(7+0.09+0.45)kW=7.54kW （6）输入功率P1=PM+pCu1+pFe=(7.54+0.45+0.3)kW=8.29kW （7）效率ηN=PNP1?100%=78.29?100%=84.439%

（8）定子电流I1N=PN3UNcos?NηN=P13UNcos?N=8.293?380?0.84439=14.917A

U27. 一台三相式异步电动机，PN?2kW，2p?4，f?50Hz，

N?380V， nN?1455转/分，

定子绕组Y接，额定功率因数cos?N?0.85，?N?0.82，额定电磁转矩15N?m。试求：电

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磁功率PM，转子铜耗pCu2。 解：T?Pm??PM?1

PM?T?1?15?2??150060?2356kW

n1?60f1p?60?502?1500转/分

sN?n1?nNn1?1500?14551500?0.03

pCu2?sNPM?0.03?2356?71W

28. 仍采用例2.4变压器的参数，当高压侧加额定电压，低压侧负载电流为953.5A，负载功率因数

cos?2?0.9（滞后），求电压变化率，低压侧电压，效率。

I2I2N953.520000/3?10.5解：负载系数 ????0.867

负载功率因数 cos?2?0.9，sin?2?0.435 由例2.4 Rk?0.0052，Xk?0.105

?U%??(Rkcos?2?Xksin?2)?100%

****?0.867?(0.0052?0.9?0.105?0.435)?100%?0.044

（1?0.044)?10500?10038V 低压侧线电压 U2L?(1??U％)?U2N?P0??PkN2??(1??SNcos?2?P0??PkN23.7?0.86722)?100%

?(1??10420.867?20000?0.9?23.7?0.867?104)?100%

?99.4). 他励直流电动机，额定数据为：PN=96kW，UN=440V，IN=250A，nN=500r/min，Ra=0.078?，请

确定额定输出转矩和额定电磁转矩。 解：TN?9550PNnN?9550?96500?1833.6(Nm)

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