电机试题库

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一、名词解释 二、填空

三、单项选择题 四、多项选择题 五、判断题 六、问答题 七、故障分析题 八、计算题绘图

0.绪论

一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应 2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉

3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。

5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目

6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比

7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空

（一）1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 2、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 3、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 4、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 （二）1、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。

2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。

3、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。

（三）1、电机的电流有交、直流之分，所以旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 2、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 5、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 6、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 （四）1、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 2、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 3、把电能转换机械能的电机称为电动机。 4、把机械能转换电能的电机称为电发电机。 5、把电能转换机械能的电机称为电动机。 6、把机械能转换电能的电机称为电发电机。 五、判断题

（一）1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（ √）

1

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2、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，未必会在线圈中产生感应电动势。（ × ） 3、棱次定律中表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（ √ ） 4、棱次定律中表明垂直穿过线圈的变化磁通，在线圈中不一定会产生电动势。（ × ） 5、棱次定律中表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向相反的。（ × ） 6、棱次定律中表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（ × ）

7、棱次定律中表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向相反的。（ × ） 8、棱次定律中表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（ × ） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述

(1) 有电流必定产生磁场，即 “电生磁”

(2) 磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” (3) 载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力”

第一章 直流电机的原理与结构

一、名词解释

（一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条 支路，元件中的电流方向改变的过程。

3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置

6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置

（三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空

（一）1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。 2、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。 3、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。 （二）1、电枢反应是主磁场与电枢磁场的综合。 2、电枢反应是主磁场与电枢磁场的综合。 3、电枢反应是主磁场与电枢磁场的综合。 4、电枢反应是主磁场与转子磁场的综合。 5、电枢反应是主磁场与转子磁场的综合。 6、电枢反应是主磁场与转子磁场的综合。 7、电枢反应是定子磁场与转子磁场的综合。 8、电枢反应是定子磁场与转子磁场的综合。 9、电枢反应是定子磁场与转子磁场的综合。 10、电枢反应是励磁磁场与转子磁场的综合。 11、电枢反应是励磁磁场与转子磁场的综合。 12、电枢反应是励磁磁场与转子磁场的综合。

2

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三、单项选择题（一）1、在直流电机中，发电机的额定功率是指 （ C ） A．输入的功率 B．输出的机械功率 C．IaUa D．电磁功率

2、 在直流电机中，电动机的额定功率是指 （ C ） A．输入的功率 B． IeUe C．输出的机械功率 D．电磁功率

3、在直流电机中，电动机的输入功率等于 （ C ） A．电磁功率 B．输出的机械功率

C．IaUa D．机械源动装置输入的机械功率

4、 在直流电机中，发电机的输入功率等于 A．电磁功率 B．输出的机械功率

C．机械源动装置输入的机械功率 D．IaUa

(二)1、有2对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路数应为 A．8 B．6 C．4 D．2

2、有4对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路数应为 A．8 B．6 C．4 D．2

3、有6对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路数应为 A．8 B．6 C．4 D．2

4、有8对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路数应为 A．8 B．6 C．4 D．2

5、有1对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路对数应为 A．4 B．3 C．2 D．1

6、有2对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路对数应为 A．4 B．3 C．2 D．1

7、有3对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路对数应为 A．4 B．3 C．2 D．1

8、有4对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路对数应为 A．4 B．3 C．2 D．1

(三) 1、有2对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路数应为 A．8 B．4 C． 6 D．2

2、有4对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路数应为 A． 6 B．8 C．4 D．2

3、有6对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路数应为 A．8 B 12 C．16 D．6

4、有8对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路数应为 A．8 B．16 C．6 D．12

5、有1对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路对数应为 A．2 B． 1 C． 4 D． 3

6、有2对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路对数应为 A．1 B．2 C． 3 D．4

7、有3对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路对数应为 A．4 B．3 C． 2 D．1

8、有4对磁极的直流电机、单叠绕组、则此电机的支路对数应为 A．2 B．4 C．3 D．1

3

（ C ） （ D ） （ D ） （ D ） （ D ） （ D ） （ D ） （ D ） （ D ） （ B ） （ B ） （ B ） （ B ） （ B ） （ B ） （ B ）（ B ） 338打印复印

(四) 1、大容量的直流电机中补偿绕组必须和 （ C ） A．励磁绕组串联 B．励磁绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

2、大容量的直流电动机中补偿绕组必须和 （ C ） A．励磁绕组串联 B．励磁绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

3、大容量的直流发电机中补偿绕组必须和 （ C ） A．励磁绕组串联 B．励磁绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

4、直流电机中的换向极绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．励磁绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

5、直流电动机中的换向极绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．励磁绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

6、直流发电机中的换向极绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．励磁绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

7、大容量的直流电机中补偿绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．换向极绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

8、大容量的直流电动机中补偿绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．换向极绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

9、大容量的直流发电机中补偿绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．换向极绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

10、直流电机中的换向极绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．补偿绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

11、直流电动机中的换向极绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．补偿绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

12、直流发电机中的换向极绕组必须和 A．励磁绕组串联 B．补偿绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联

（五）1、在直流电动机中，理想的换向应是 A．直线换向 B．延迟换向

C．超前换向 D．前面三个答案都正确

2、直流发电机中，理想的换向应是 A．直线换向 B．延迟换向

C．超前换向 D．前面三个答案都正确 四、多项选择题

（一）1、下列结构部件中属于直流电动机旋转部件的为 4

（ C ） （ C ） （ C ） （ C ） （ C ） （ C ） （ C ） （ C ） （ C ） （ A ）（ A ）（ B C ）

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A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷

2、下列结构部件中属于直流发电机旋转部件的为 （ B C ） A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷

3、下列结构部件中属于直流电机旋转部件的为 （ B C ） A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷

（三）1、直流电动机电枢反应的结果为 （ ABCD ） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变

C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线逆旋转方向偏移

2、直流发电机电枢反应的结果为 （ ABCD） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变

C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线顺旋转方向偏移

3、直流电机电枢反应的结果为 （ ABCD） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变

C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．电枢磁势增加

（四）1、直流电动机中影响换向的因素应该是 （ A B C D ） A．电抗与电枢反应 B．电抗与物理化学

C．电枢反应与机械 D．前面三个答案都正确

2、它励直流电动机中影响换向的因素应该是 （ A B C D ） A．电抗与电枢反应 B．电抗与物理化学 C．电枢反应与机械 D．前面三个答案都正确

3．并励直流电动机中影响换向的主要因素应该是 （ AC ）

A．自感与互感电抗 B．机械与物理化学 C．电枢反应 D．前面三个答案都正确

4、影响直流电机换向的电磁因素主要有 （ ABC ） A．电抗电势 B．电抗电势以及电枢反应电势

C．电枢反应电势 D．电源电压波动以及电枢绕组的电势 五、判断题（ ×√）

（一）1、磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势的波形畸变。（ √ ） 2、磁饱和现象不会导致电流、磁通和电动势的波形畸变。（ × ） 3、磁饱和现象会导致磁通和电动势的波形畸变。（ √ ） 4、磁饱和现象会导致电流和电动势的波形畸变。（ √ ） 5、磁饱和现象会导致电流、磁通的波形畸变。（ √ ） 6、磁饱和现象不会导致磁通和电动势的波形畸变。（ × ） 7、磁饱和现象不会导致电流和电动势的波形畸变。（ × ） 8、磁饱和现象不会导致电流、磁通的波形畸变。（ × ）

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A．不变损耗与机械损耗相等 B．应是铁耗与铜耗相等时 C．铁耗与磁滞损耗相等时 D．可变损耗与不变损耗相等

8、并励直流电动机运行效率最高时应是 （ A ） A．不变损耗与机械损耗相等 B．应是铁耗与铜耗相等时 C．铁耗与磁滞损耗相等时 D．可变损耗与不变损耗相等

9、它励直流电动机运行效率最高时应是 （ A ） A．不变损耗与机械损耗相等 B．应是铁耗与铜耗相等时 C．铁耗与磁滞损耗相等时 D．可变损耗与不变损耗相等

（四）1、在直流电动机中机械特性最硬的一般为 （ B ） A．并励电动机 B．他励电动机 C． 串励电动机 D．复励电动机 四、多项选择题

（一）1、并励直流发电机发电的条件 （ ABC ） A．并励发电机内部必须有一定的剩磁。 B．励磁绕组接线极性要正确。 C．励磁电阻

Rf?RfLj临界电阻

D．必须先给励磁通电。 五、判断题（ ×√）

（一）1、电机放大机又名交磁扩大机。它实际上是一台二级直流发电机。（ √ ） （二）1、直流电机中减弱磁通人为机械特性， ?下降，n上升。（ × ）

2、直流电机中减弱磁通人为机械特性的一般?下降，n上升，但负载过大速度反而会下降。（ √ ）

3、直流电机中减弱磁通人为机械特性的?下降，速度会下降。（ × ） （三）1、直流电机中电枢串接电阻时的人为机械特性变软，稳定性变差。（ √ ） 2、直流电机中电枢串接电阻时的人为机械特性变硬，稳定性好。（ × ） （四）1、直流电机降压时的人为机械特性变软，稳定性变差。（ × ） 2、电枢串接电阻时的人为机械特性不变，稳定性好。（ √ ） 六、问答题

（一）1、试绘制功率流程图，并说明各流程中的功率含义

电源输入的电功率P1；机械损耗Pm （1）轴承损耗（2）电刷摩擦损耗

（3）通风损耗（4）周边风阻损耗；电枢铜耗PCU 包括电阻损耗与电刷接触损耗电磁功率Pem； 铁耗PFe （1）磁滞损耗 （2）涡流损耗；杂散损耗PΔ （1）齿槽损耗 （2）电枢反应损耗；

轴上的净输出机械功率P2

（二）1.电枢串接电阻时人为机械特性的特点

（1）理想空载转速n0与固有特性时相同，且不随串接电阻RK的变化而变化；

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（2）电枢串接电阻RK的变化，获得不同斜率的射线族。

（3）随着RK的加大，特性的斜率?增加，转速降落?n加大，特性变软，稳定性变差。 2.电源电压改变时人为机械特性的特点

（1）理想空载转速n0发生变化，随电源电压的而降低。

（2）由于RK?0，特性斜率?不变，机械特性由一组平行线所组成。 （3）特性斜率?不变，转速降落?n不变，因此其特性较串联电阻时硬。 3. 改变主磁通?时人为机械特性的特点

（1）理想空载转速n0与磁通?成反比，即当?下降时，n0上升。 （2）不同的磁通?，所得机械特性曲线斜率?不同。

（3）磁通?下降，特性斜率?上升，且?与?2成反比，曲线变软； （4）一般?下降，n上升，但负载过大速度反而会下降。 （三）1.由运动方程式判断电动机的工作状态

GD2dn（1）当T?TL?J?0时，则n=0或n=常值，电力拖动系统处于静止或稳态运

375dt行状态，即拖动系统稳定运行状态。 ?

GD2dn?0时，电力拖动系统处于起动或调速时的升速运行状态，（2）当T?TL?J375dt即过渡过程的升速过程。

GD2dn?0时，电力拖动系统处于停车或调速时的减速运行状态， （3）当T?TL?J375dt即过渡过程的减速过程。

（四）1.稳定运行的要求：电力拖动系统在某一稳定转速下运行，由于受到某种扰动，如负载的突然变化或电网电压的波动等，则导致系统的转速发生变化而离开了原来的平衡状态，如果电力拖动系统能在新的条件下达到新的平衡状态，或者当外界扰动消失后能自动恢复到原来的转速下继续运行，则称该系统是稳定的；如果系统不能在新的条件下达到新的平衡状态，或者当扰动消失后不能自动恢复到原来的转速下继续运行，则称该系统是不稳定的。

2. 稳定运行的条件：(1) 必要条件：电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交

点，即存在T?TL 。

(2) 充分条件：在交点T?TL处，满足

RaUdTdTL?T与 （由n??2C?CC?dndneeT12

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GD2dn分析可得），或者说在交点以上的转速部分满足T?TL ，而在交T?TL?J375dt点以下的转速部分满足T?TL。

由于大多数负载转矩都随转速的升高而增大或者保持恒定，因此只要电动机具有下降 的机械特性，就能满足稳定运行的条件。

（五）1..影响直流它励发电机端电压下降的因素： （1）电枢电阻（内阻）的影响

当有负载电流通过电枢回路时，将引起电压降，它包括电枢绕组本身的电阻压降Iara及电刷接触电压降2?U；

（2）电枢反应的影响

电枢反应的去磁作用，将使每极磁通略微减少，因而使感应电动势略微降低，进而造成端电压下降。

2. 影响直流并励发电机端电压下降的因素有两种： （1）电枢电阻（内阻）的影响

当有负载电流通过电枢回路时，将引起电压降，它包括电枢绕组本身的电阻压降Iara及电刷接触电压降2?U；

（2）电枢反应的影响

电枢反应的去磁作用，将使每极磁通略微减少，因而使感应电动势略微降低，进而造成端电压下降。

（3）励磁绕组并接方式的影响。 （六）1. 减小直流它励发电机端电压下降的方法 （1）减小电枢电阻（内阻）

在制造发电机时采用电阻较小的材料，但对于已制造好的发电机是无法降低电阻的。 （2）减小电枢反应的影响

采用自动控制，随着负载电流的增大，励磁电流也应略微增大，以确保端电压基本不变或降压较小。

2.减小直流并励发电机端电压下降的方法 （1）减小电枢电阻（内阻）

在制造发电机时采用电阻较小的材料，但对于已制造好的发电机是无法降低电阻的。 （2）减小电枢反应的影响

采用自动控制，随着负载电流的增大，励磁电流也应略微增大，以确保端电压基本不变或降压较小。

（七）1. 电机放大机的定子上的绕组及其作用。 （1）控制绕组：一般加控制电压，称为控制信号。 （2）补偿绕组：抵消磁通电枢绕组磁通Φd的去磁作用。

（3）换向绕组：为了改善直轴换向，在中槽内嵌放了换向绕组NH，也与电枢绕组串联 （4）交轴助磁绕组：改善了交轴的换向。

（5）去磁绕组：为了减小电机放大机的剩磁和磁滞回线，磁轭上还绕有交流去磁绕组，

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所加工频交流电压1～3V。

2. 电机放大机补偿绕组的三种补偿形式 （1）全补偿

补偿绕组的磁势正好抵消电枢反应的磁势，称为全补偿。这时电机放大机的电压Ud随输出电流Id的变化，只与放大机内部一些绕组上的压降有关。因此，外特性曲线是一条稍微下降的曲线。 （2）欠补偿

补偿绕组的磁势小于电枢反应的磁势，称为欠补偿。这时随着输出电流Id的增加，放大机的端电压Ud有较大的降低。 （3）过补偿

补偿绕组的磁势大于电枢反应的磁势，称为过补偿。过补偿太强时，随着输出电流Id的增加，放大机的端电压Ud有较大的上升，这种特性容易使放大机工作不稳定，可能引起自激，使它失去控制。为了保证放大机的正常工作，一般补偿绕组的补偿程度都调到低于全补偿的欠补偿状态，这种调整在出厂前已调好。

七、故障分析题

（一） 1、串励直流电动机为什么在轻载或空载启动、运行时容易“飞车”?和并励直流电动机比较，串励直流电动机的机械特性硬度如何?

根据直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，串励直流电动机电流与电枢电流一Ce?Ce?RU?a，电枢电流CekIaCek样，空载或轻载时，励磁处于磁化的比例区，即??kIa，则n?与转速成反比，因为电流Ia较小，则转速n会很大，严重会产生“飞车”。和并励直流电动机比较，串励直流电动机的机械特性硬度较软。

2、他励直流电动机起动时，为什么要先加励磁电压，如果未加励磁电压（或因励磁线圈断线），而将电枢通电源，在空载起动或负载起动会有什么后果。

根据直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，他励直流电动机起动时，若先将电Ce?Ce?枢通电源，后加励磁电压（或因励磁线圈断线），即磁场处于磁化的比例去区此时可能??0，则理想空载转速n0?UCe???很大，严重会产生“飞车”。负载时，会出现“闷车”而烧毁电机。

3、并励直流电动机起动时，为什么要先加励磁电压，如果未加励磁电压（或因励磁线圈断线），而后将电枢通电源；否则，在空载起动或负载起动会有什么后果。

4、并励直流电动机起动时，因励磁线圈断线，而将电枢通电源，在空载起动或负载起动会有什么后果。

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根据直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，并励直流电动机起动时，若先将电Ce?Ce?枢通电源，后加励磁电压（或因励磁线圈断线），即磁场处于磁化的比例去区此时可能??0，则理想空载转速n0?UCe???很大，严重会产生“飞车”。负载时，会出现“闷车”而烧毁电机。

5、他励或并励直流电动机运行时励磁线圈断线，在空载起动或负载起动会有什么后果。 （二）1、试利用机械特性公式，分析并励直流电动机负载过大烧毁电动机的原因。

直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，并励直流电动机负载过大，速度降低严Ce?Ce?重时，会堵转n?0，电流Ia?U2Ra将?(4??7)IN额定电流，则内阻损耗Pcua?IaRa会很大时间长了，则烧毁电动机。

2、试利用机械特性公式，分析它励直流电动机负载过大烧毁电动机的原因。

直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，他励直流电动机负载过大，速度降低严Ce?Ce?重时，会堵转n?0，电流Ia?U2Ra将?(4??7)IN额定电流，则内阻损耗Pcua?IaRa会很大时间长了，则烧毁电动机。

3、试利用机械特性公式，分析并励直流电动机堵转烧毁电动机的原因。

直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，并励直流电动机负载过大，速度降低严Ce?Ce?重时，会堵转n?0，电流Ia?U2Ra将会?(4??7)IN额定电流，则内阻损耗Pcua?IaRa很大时间长了，则烧毁电动机。

4、试利用机械特性公式，分析它励直流电动机堵转烧毁电动机的原因。

直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，他励直流电动机负载过大，速度降低严Ce?Ce?重时，会堵转n?0，电流Ia?U2Ra将?(4??7)IN额定电流，则内阻损耗Pcua?IaRa会很大时间长了，则烧毁电动机。

5、试利用机械特性公式，分析某并励直流电动机由于机械装置卡死，而造成电动机烧毁的原因。

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直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，并励直流电动机机械装置卡死，堵转Ce?Ce?电流Ia?n?0，

U2则内阻损耗Pcua?IaRa将会很大时间长了，?(4??7)IN额定电流，

Ra则烧毁电动机。

6、试利用机械特性公式，分析某它励直流电动机由于机械装置卡死，而造成电动机烧毁的原因。

直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，他励直流电动机机械装置卡死，堵转Ce?Ce?电流Ia?n?0，则烧毁电动机。

U2?(4??7)IN额定电流，则内阻损耗Pcua?IaRa将会很大时间长了，Ra第三章 直流电机的过渡过程

一、名词解释

1. 电机的过渡过程:就是电机从一种稳定运行状态过渡到另一种稳定运行状态的过程。 2. 电机的动态特性:是电力拖动系统在过渡过程的变化规律和性能

3.调速范围：在一定的负载转矩下，电机可能运行的最大转速nmax与最小转速nmin之比

4.调速的相对稳定性：负载转矩在给定的范围内变化时所引起的速度的变化，

5.调速的平滑性：在一定的调速范围内，相邻两级速度变化的程度 即K?nini?1 6. 电机的起动：就是电动机从静止状态过渡到某一稳定运行状态的过程；实际上也就是转子的速度从零升速到某一稳定速度的过程。

7. 调速：是根据生产机械工艺要求，通过改变电气参数，人为改变电力拖动系统速度的一种控制方法。

8. 制动：实质上就是指电动机从某一稳定运行状态减速到另外一种稳定运行状态的过渡过程。

9.调速时的容许输出：是指电动机在某一转速下长期可靠工作时，所能输出的最大功率和转矩

10.电气制动：就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动。特点是电动机的电磁转矩方向与转速方向相反，为制动性质

三、单项选择题

(一) 1、在直流电动机的运行中，不能空载或轻载启动的是 （ D ） A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

2、在直流电动机的运行中，不能空载运行的是 （ D ） A复励电动机 B并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

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3、在直流电动机的运行中，不能轻载运行的是 （ D ） A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

4、在直流电动机的运行中，除了（ D ）都能空载或轻载启动 A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

5、在直流电动机的运行中，除了（ D ）都能空载运行 A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

6、在直流电动机的运行中，除了（ D ）都能轻载运行 A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

7、在讨论直流电动机的工作特性时，没有理想空载转速的电动机应是 （ D ） A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

8、在讨论直流电动机的工作特性时，除了（ D ）都有理想空载转速。 A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机

（十）1、在直流电动机中机械特性最硬的一般为 （ B ） A．并励电动机 B．他励电动机 C．串励电动机 D．复励电动机

（十一）在电机的制动中不能用于回馈制动方法的电机是 （ C ） A．并励电动机 B．他励电动机 C．串励电动机 D．复励电动机 四、多项选择题

（一）1、下列结构部件中属于直流电动机旋转部件的为 （ B C ） A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷

2、下列结构部件中属于直流发电机旋转部件的为 （ B C ） A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷

3、下列结构部件中属于直流电机旋转部件的为 （ B C ） A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷

（二）1、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD）

A．洗衣机电机 B．空调电机 C．交直流通用电机 D．交流电机

2、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD） A．电动车电机 B．空调电机 C．直流发电机 D．交流电机

3、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD） A．电动车电机 B．电动工具电机 C．玩具电机 D．手电钻电机

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4、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．洗衣机电机 B．计算机光驱电机 C．玩具电机 D．电冰箱电机

5、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．电风扇电机 B．空调电机

C．玩具航模飞机电机 D．计算机光驱电机

（三）1、直流电动机电枢反应的结果为 （ ABCD ） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变

C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线逆旋转方向偏移

2、直流发电机电枢反应的结果为 （ ABCD） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变

C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线顺旋转方向偏移

3、直流电机电枢反应的结果为 （ ABCD） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变

C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．电枢磁势增加

（四）1、并励直流发电机中，发电电压建立有以下列条件 （ ABC ） A．电机内部必须有剩磁

B．励磁与电枢绕组的接法要正确 C．rf＜rfLJ D．rf＞rfLJ

（五）1、直流电动机中影响换向的因素应该是 （ A B C D ） A．电抗与电枢反应 B．电抗与物理化学 C．电枢反应与机械 D．前面三个答案都正确

2、它励直流电动机中影响换向的主要因素应该是 A．电抗与电枢反应 B．电抗与物理化学 C．电枢反应与机械 D．前面三个答案都正确

3．并励直流电动机中影响换向的主要因素应该是 （ AC ） A．自感与互感电抗 B．机械与物理化学 C．电枢反应 D．前面三个答案都正确

4、影响直流电机换向的电磁因素主要有 （ ABC ） A．电抗电势

B．电抗电势以及电枢反应电势 C．电枢反应电势

D．电源电压波动以及电枢绕组的电势

（六）直流电机的调速一般可以采用的方法有 （ ABCD ） A．电枢回路串接电阻的调速方法

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B．改变电源电压的调速方法 C．改变电动机主磁通的调速方法 D．改变电动机结构的调速方法

（七）电机电气制动的方法一般有 （ ABCD ） A．电枢电源反接制动 B．能耗制动 C．回馈制动 D．倒拉反接制动 (八)负载转矩的特性分类一般有

A．恒转矩负载 B．恒功率负载 C．风机类负载 D．恒转速负载 五、判断题（ ×√）

（一）1、恒转矩调速方式配恒转矩负载（ √ ） 2、恒功率调速方式配恒功率负载（ √ ）

3、对于风机型负载，采用电枢串电阻调速和降压调速要比弱磁调速合适一些；在实际中针对于风机型（泵类）负载多采用交流变频调速方式。（ √ ）

六、问答题

1、电力拖动系统动态分析的假设条件

（1）忽略电磁过渡过程，只考虑机械过渡过程。 （2）电源电压在过渡过程中基本不变。 （3）磁通量基本保持不变。 （4）负载转矩基本保持不变

2.电机速度过渡过程的三要素及其关系

稳态值：开始时的初始速度；稳态值：过渡过程结束后稳定运行的速度；时间常数

GD2TM??：电机速度过渡过程中速度震荡一个周期的时间。

375三要素的关系：速度n=稳态值nss-（稳态值nss-起始值nis）e?tTM

3.经济指标：是指在调速时的经济性等

（1）调速设备的投资：调速方法不同技术含量不同，调速设备价格不同 （2）运行损耗 ：调速方法不同，设备运行损耗不同，运行费用也不同

（3）维护费用：调速方法不同，设备可靠性不同，则故障概率也不同；另外故障影响生产的成本，维修元器件的成本，以及维护人员的成本等都在维护费用中。

4.电枢回路串电阻的调速性能

（1）理想空载转速不变，只能在额定转速下调节 （2）改变机械特性硬度。电阻大，特性软稳定性差 （3）属于有级调速，调速的平滑性很差。

（4）串电阻越大，且运行时间越长，损耗也就越大

（5）属于强电流调速。电枢回路的电阻变化，直接控制电枢电流变化，而电枢电路为主电路，电枢电流一般来说要比励磁电流大，所以属于强电流调速

（6）串电阻调速在电气控制上实现简单操作方便可靠

（7）属于恒转矩调速性质，因为在调速范围内，其长时间输出的额定转矩基本未变。 （8）应用：只能用在调速平滑性要求不高，低速工作时间不长，容量较小的电动机。一般在采用其他调速方法不值得的地方采用这种调速方法。

5.改变电源电压的调速性能

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（1）理想空载转速发生变化，随电源电压降低的而降低

（2）理想空载转速随外加电压的平滑调节而改变。特性斜率不变，因此机械特性斜率硬，稳定性好。故调速的范围也相对大得多。

（3）调速是无级的，调速的平滑性很好。 （4）损耗较小，比较经济。

（5）降低电枢电压，属于强电流调速。

（6）电源成本。因采用电压可调的电源技术，所以电源装置结构上复杂技术含量高 （7）属于恒转矩调速性质，因为在调速范围内，其长时间输出的额定转矩基本未变。 （8）适用于对调速性能要求较高的中、大容量拖动系统，，以及自动化程度较高的系统。在冶金、机床、轧钢、重型机床(龙门刨)、精密机床、矿井提升以及造纸机等方面得到广泛应用。

6.调速方法的分类：机械方法、电气方法或机械电气配合的方法

（1）机械调速方法：电机转子的速度没有变化，通过改变传动机构的速度比来实现，但机械变速机构较复杂。

（2）电气调速方法：电动机在一定负载情况通过改变电气参数，人为改变电力拖动系统速度的一种控制方法。

（3）机械电气调速方法：机械调速变化有限；单靠电气上调速，控制系统可能较复杂。配合调速能更好的满足生产设备调速的需要。

7. 调速与负载变化转速变化的区别

（1）调速一般是在某一不变的负载条件下，人为地改变电路的参数，而得到不同的速度。调速与因负载变化而引起的转速变化是不同的。调速是主动的，它需要人为的改变电气参数，则机械特性变化。

（2）负载变化而引起电机转速的变化，不是自动进行的，而是被动的。 8.改变电动机主磁通的调速方法

（1）理想空载转速发生变化。理想空载转速与磁通成反比，即当下降时，上升。普通非调磁电动机额定转速一般可高达1500r/min左右，但弱磁调节的专用电机速度可更高

（2）特性变软稳定性差

（3）调速是无级的，调速的平滑性很好。 （4）损耗较小，比较经济。

（5）属于小电流调速。因励磁电流较小，调节控制中的控制电流也就较小，但可通过磁场的变化，间接引起电枢电流变化

（6）控制简单，容易实现。

（7）属于恒功率的调速方式。因为电动机发热所允许的电枢电流不变，所以电动机的转矩随磁通的减小而减小，故这种调速方法是恒功率调节。

（8）可调磁电动机的设计是在允许最高转速的情况下降低额定转速以增加调速范围。适于高转速工作，一般调速范围可达1∶2、1∶3或1∶4。常与调压调速联合使用，以扩大调速范围，因而在生产中可到广泛应用。

9.直流电动机调速方法有几种?各有什么特点?

根据直流电动机的机械特性公式n?RU?aIa ，有三种方法：（1）电枢回路串接Ce?Ce?电阻，方法简单，硬度下降，大容量设备不允许，电阻损耗大；（2）改变电源电压，此方法节能，硬度较大，目前经常应用，但变压技术含量高，成本大。（3）改变电动机主磁通，此方法硬度小，但能高于额定转速，以控制励磁电流控制电动机理论较好，但电动机为专用，

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体积较大成本高。

10.电力拖动系统动态分析的假设条件

为了便于分析，设电力拖动系统满足假设条件： （1）忽略电磁过渡过程，只考虑机械过渡过程。 （2）电源电压在过渡过程中基本不变。 （3）磁通量基本保持不变。 （4）负载转矩基本保持不变。 (二)直流电动机起动的基本要求 1．直流电动机起动线路控制的要求

必须先保证有磁场(即先通励磁电流)，而后加电枢电压。如果先加电枢电 压，而后有磁场，则会出现不能正常起动的问题。 （1）空载或轻载起动:出现“飞车” （2）负载起动:会烧毁绕组 2．直流电动机起动性能的要求 (1) 要有足够大的起动转矩

U?EaU?0UI????(4～ 7)IN(2) 起动电流要限制在一定范围内 aRaRaRa(3) 起动设备要简单、可靠 3. 电枢回路串电阻起动的特点

（1）电枢串接的附加电阻RK越大，电枢电流流过RK所产生的损耗就越大。

（2）属于有级起动，主要是电阻连续变化困难引起。

（3）只能用于容量较小、不频繁起动、也不长时间运行的电动机。 （4）实现方法简单。

（三）制动通常可分为机械制动、电气制动、机械与电气联合制动

1. 机械制动：所谓的机械制动就是利用机械摩擦获得制动转矩方法的制动。机械制动一般有自然停车和抱闸装置。

（1）自然停车：是切断设备的电源，靠设备转轴本身的摩擦以及风阻而使设备停下来的一种制动方法。这种停车的方法停车时间很长，经常用在设备停止工作且安全要求不高的情况下。

（2）抱闸装置：是利用专用的机械装置，把转轴抱死一种制动方法。这种制动有电磁抱闸与液压抱闸装置两种。这种停车的方法停车时间极短，对设备的冲击很大，一般使用在设备需要停车且安全要求较高的情况下。

2. 电气制动

所谓的电气制动就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动。特点是电动机的电磁转矩方向与转速方向相反，为制动性质

根据实现制动的方法和制动时电机内部能量传递关系的不同，电气制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动三种制动方法。

（1）能耗制动

在切断电源停车时，利用电气控制方法将电枢组成闭合回路，将电枢储存的惯性动能，转换为电能，消耗在电枢回路电阻上的一种电气制动。这种制动停车的方法，制动时间较长、可调，对设备冲击不大广泛应用在机床设备上

（2）回馈制动（再生制动）

是利用电枢储存的机械惯性动能，克服电磁转矩，将机械惯性动能转换成电能，馈送电

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源的一种电气制动。这种制动运行不一定就是完全为了停车，实际上就是一种发电机运行方式。一般在调压调速、弱磁调速的机床设备上出现，或者是位能型负载下降运行时采用，但都有一个特点就是电机当前运行的速度，大于理想空载转速（交流电机中大于旋转磁场转速或同步速度）。一般经常用在一般以位能性负载为主的负载上，如电力机车下坡的运行中或起重设备的下降运行中。

（3）反接制动

有两种形式，一种是电源反接（电枢电压）制动，另一种是转速反向的反接制动（倒拉反接制动）。

电源反接制动：是正在运行的电机，利用电气控制将其电枢回路的电源反接，电机一方面从电源吸收能量，另一方面将电枢储存的惯性动能，二者一并转换为电能，消耗在电枢回路电阻上的一种电气制动。这种制动方法，制动时间很短、可调，对设备的冲击较大，一般用在容量较小电机正反转的机床设备，目的并不是停车，而是反向电动运行。

转速反向的反接制动（倒拉反接制动）：是利用电气控制方法，在电机起动时，使电机的起动电磁转矩小于负载下降的机械转矩，从而使电机拖动的位能性负载，在下降运行时不超过一定速度的电气制动。这种制动方法目的并不是停车，而是限制位能型负载下降运行速度的限制。一般经常用在一般以位能型负载为主的负载上，如起重设备、电力机车等。

3. 机械与电气联合制动

在某些特殊的生产场合，需要同时用电气制动和机械制动，如起重设备，下降时采用转速反向的反接制动（倒拉反接制动），停车时采用抱闸装置制动。

(四)电枢电压降压起动的特点

（1）由于RK=0 ，损耗较小，比较经济。

（2）恒加速起动。可以保持起动过程电枢电流为最大允许值，并几乎不变和变化极小，从而获得恒加速无级起动过程。

（3）电压电源技术的装置比较复杂。 （4）适用于自动化程度较高的情况。

第四章 单相变压器

一、名词解释 1.变压器：是利用电磁感应原理，将某一数值交流电压或电流转为另一数值的交流电压或电流(相同频率)的电磁转换装置，是进行电能传递的静止电器。

2.主磁通：既交链一次侧绕组又交链于二次侧绕组的磁通。 3.漏磁通：仅交链于自身绕组的磁通称为漏磁通。

4.标幺值：某一物理量的实际值与所选基值之间的比值。即：标幺值=实际值/基值。基值一般选择为额定值。

二、填空

三、单项选择题

（一）1、变压器等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （ C ）

?= Kx2 A．x2?=KZ2 C．Z22

B．r2?=Kr2

?=Kr2 D．x2 （ C ）

2、变压器等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是

?=KZ2 A．Z2

B．r2?=Kr2

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?= Kx2 C．x22

?=Kr2 D．x2 （ C ）

3、变压器等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是

?=KZ2 A．Z2C．r2?=Kr2

2

?= Kx2 B． x2?=Kr2 D．x2

(二) 1、变压器绕组中的电动势有效值的相量形式为 （ D ）

? = 4.44fNΦm B．E?= -j4.44fN Φ? A．Em?KN ?= 4.44fNKΦm D．E?= -j4.44fNΦ C Em（三）1、在仪表使用的电流互感器中，为了确保安全一般要注意电流互感器 （ A ）

A．可以开路 B．不可以开路 C．可短路，类似相同类型相同的电压互感器 D．不可短路

2、在仪表使用的单相电压互感器中，为了确保安全一般要注意电压互感器 （D ） A．可以开路 B．不可以开路 C．可开路类似类型相同的电流互感器 D．不可短路

（四） 1．在变压器磁场理论的应用中，表明一次侧磁场、二次侧磁场、励磁磁（B） 场，三者的关系有： A.

???I??I? B. I???I??I? I2m121m?+I?+I?=0 D.I?+I?=I? C. I2m12m1四、多项选择题

1．变压器进行等效电路时，必须满足 （ BC ） A．等效前后磁动势平衡不能变 B．等效前后能量平衡不能变

C．二次侧向一次侧归算，等效前后二次侧的电流不能变 D．二次侧向一次侧归算，等效前后二次侧的电动势不能变

2．变压器进行等效电路时，必须满足 （ BC ） A．等效前后磁动势平衡不能变 B．等效前后能量平衡不能变

C．二次侧向一次侧归算，等效前后二次侧的电阻不能变 D．二次侧向一次侧归算，等效前后二次侧的电抗不能变

3．变压器进行等效电路时，必须满足 （ BC ） A．等效前后磁动势平衡不能变 B．等效前后能量平衡不能变

C．二次侧向一次侧归算，等效前后二次侧的电阻不能变 D．二次侧向一次侧归算，等效前后二次侧的电动势不能变

4．变压器进行等效电路时，必须满足 （ BC ） A．等效前后磁动势平衡不能变 B．等效前后能量平衡不能变

C．一次侧向一二次侧归算，等效前后二次侧的电动势不能变

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D．一次侧向二次侧归算，等效前后二次侧的电流不能变 五、判断题（ × ）（ √ ）

（一）1、变压器的工作方式是交流异步电动机转子不动时特殊运行形式。（ √ ） 2、仪表用电压互感器与变压器的工作原理完全一样。（ √ ） 3、自耦变压器与普通变压器的结构上是一样。（ × ）

4、交流变压器的绕组与交流异步电动机绕组的形式是一样的。（ × ） 5、电流互感器与电压互感器的工作原理是相同的。（ √ ） 6、在电焊变压器的工作中允许短时间的短路（ √ ） 7、在电焊变压器的工作中决不允许短路（ × ） 8、互感器一般用于仪表的测量中。（ √ ） 9、自耦变压器与普通变压器的结构不一样。（ √ ） 10、交流弧焊机主要是借用了变压器的工作原理。（ √ ） 11、在交流弧焊机的工作中，一般允许短时短路（ √ ） 12、在交流弧焊机的工作中，一般决不允许短路（ × ）

13、电流互感器与变压器的工作原理完全一样。 （ √ ） （二）1.变压器端电压的变化与其负载的性质有关。（ √ ） 2.变压器端电压的变化与其负载的性质无关。（ × ） （三）1.钳形电流表利用的是电流互感器的工作原理。（ √ ） 2.钳形电流表利用的是电压互感器的工作原理。（ × ） 3.钳形电流表实际上利用的是变压器的工作原理。（ √ ） 六、问答题

1. 变压器的应用

作为电能传输或信号传输的装置，变压器在电力系统和自动化控制系统中得到了广泛的应用

（1）在电力系统中，变压器是电能输配的主要电气设备

（2）在电子线路中，变压器还用来耦合、传递信号，并进行阻抗匹配 （3）从节能方面考虑，用高压输电较为经济

（4）从输电电压等级方面考虑，电网电压等级有 35、110、220、500kV 等，而发电机端电压因受绝缘及制造技术上的限制，远远不能达到这样高的电压等级

（5）从用电安全、降低用电设备的绝缘等级及降低制造成本方面考虑，必须用降压变压器将输电线路上的高电压降低到配电系统的电压等级，然后再经过配电变压器将电压降低到用电器的额定电压以供使用。大型动力负荷一般采用 3kV 或 6kV，而小型动力负荷采用 380V，单相动力负荷和照明采用 220V。

2.变压器的分类

容量小的只有几伏安，大的可达到数十万千伏安；电压低的只有几伏，高的可达几十万伏。如按变压器的用途来分类，几种应用最广泛的变压器为：

(1) 电力变压器。供输配电系统中升压或降压用的变压器，这种变压器在工矿企业中用得最多，是常见而又十分重要的电气设备，有单相和三相之分。

(2) 特殊电源用变压器。如电炉变压器、电焊变压器和整流变压器。

(3) 仪用互感器。供测量和继电保护用的变压器，如电压互感器和电流互感器。 (4) 试验变压器。供电气设备作耐压试验用的变压器，如做高压实验的高压变压器 (5) 调压器。能均匀调节输出电压的变压器，如自耦调压器。 (6) 控制用变压器。用于自动控制系统中的小功率变压器。 八、计算题

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（一）1、现有三块10V交流电压表，欲测量1000V三相交流电压，该采用什么方式进行，同时还要注意什么问题。

采用三台电压互感器并接于被测电路配合电压表使用；即变比为K=N1/N2=U1/U2=1000的降压变压器；使用时应注意电压互感器的两端不允许开路，要注意加保护电路。

2、现有三块5V交流电压表，欲测量500V三相交流电压，该采用什么方式进行，同时还要注意什么问题。

3、现有三块50V交流电压表，欲测量5000V三相交流电压，该采用什么方式进行。 同时还要注意什么问题。

4、现有三块100V交流电压表，欲测量10000V三相交流电压，该采用什么方式进行， 同时还要注意什么问题。

5、某交流电压表为2 V，现测量100V，试采用电压互感器扩大其量程，需要多大的电 压互感器，在使用中还需要注意什么问题。

（二）1、现有三块5 A交流电流表，欲测量500 A三相交流电流，该采用什么方式进行，同时还要注意什么问题。

采用三台电流互感器串接于被测电路配合电流表使用；即变比为I1/I2=1/K= N2 / N1=5/500=1/100的升压变压器；使用时应注意电流互感器的两端不允许短路，要注意加保护电路。

2、现有三块10 A交流电流表，欲测量1000 A三相交流电流，该采用什么方式进行， 同时还要注意什么问题。

采用三台电流互感器串接于被测电路配合电流表使用；即变比为I1/I2=1/K= N2 / N1=10/1000=1/100的升压变压器；使用时应注意电流互感器的两端不允许短路，要注意加保护电路。

3、现有三块50A交流电流表，欲测量5000 A三相交流电流，该采用什么方式进行，同时还要注意什么问题。

采用三台电流互感器串接于被测电路配合电流表使用；即变比为I1/I2=1/K= N2 / N1=50/5000=1/100的升压变压器；使用时应注意电流互感器的两端不允许短路，要注意加保护电路。 4、现有三块100 A交流电流表，欲测量10000 A三相交流电流，该采用什么方式进行，同时还要注意什么问题。

采用三台电流互感器串接于被测电路配合电流表使用；即变比为I1/I2=1/K= N2 / N1=100/10000=1/100的升压变压器；使用时应注意电流互感器的两端不允许短路，要注意加保护电路。

5、某交流电流表为2A，现测量100 A，试采用电流互感器扩大其量程，需要多大的电 流互感器，在使用中还需要注意什么问题。

采用三台电流互感器串接于被测电路配合电流表使用；即变比为I1/I2=1/K= N2 / N1=2/100=1/50的升压变压器；使用时应注意电流互感器的两端不允许短路，要注意加保护电路。

第五章 三相变压器

一、名词解释

1.同名端：绕于同一铁心柱，交链于同一磁通的绕组，感应电势的电位变化趋势相同的端

2.主磁通：既交链一次侧绕组又交链于二次侧绕组的磁通。 3.漏磁通：仅交链于自身绕组的磁通称为漏磁通。

4.标幺值：某一物理量的实际值与所选基值之间的比值。即：标幺值=实际值/基值。

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基值一般选择为额定值。

三、单项选择题

（一）1、一台三相变压器绕组联接标号为：D.y11说明是 （ B ） A．一次侧三角形接法其线电势滞后星型接法的二次侧线电势相位330° B．二次侧星形接法，其线电势滞后一次侧三角形接法的线电势相位330° C．一次侧星形接法，其线电势滞后二次侧三角形接法的线电压相位330° D．二次侧三角形接法，其线电压滞后一次侧星形接法的线电压相位330° 2、一台变压器绕组联接标号为：Y.d2说明是 （ B ） A．一次侧三角形接法其线电压滞后星型接法的二次侧线电压相位60° B．二次侧星形接法，其线电势滞后一次侧三角形接法的线电势相位60° C．一次侧星形接法，其线电势滞后二次侧三角形接法的线电势相位60° D．二次侧三角形接法，其线电压滞后一次侧星形接法的线电压相位60°

（二）1、普通三相变压器中二次侧的额定电流一般为 （ A ）

A．I2N=SN/3U2N

B．I2N=SN/3U1

C．I2N=SN/3U1 D．I2N=SN/U2N

2、普通三相变压器中一次侧的额定电流一般为 （ B ） A．I1N=SN/3U2N

B．I1N=SN/3U1

C．I1N=SN/3U1 D．I1N=SN/U2N

（三）1、多台变压器并联运行中危害最大的因素是 （ A ） A．环流 B．铁芯不对称 C．阻抗不相等 D．电流不均 2、两台三相变压器并列运行中危害最大的因素主要是 （ A ） A．环流 B．铁芯不对称 C．阻抗不相等 D．电流不均 （四）1、在仪表使用的电流互感器中，为了确保安全一般要注意电流互感器 （A ） A．可以开路 B．不可以开路 C．可短路，类似相同类型相同的电压互感器 D．不可短路

2、在仪表使用的单相电压互感器中，为了确保安全一般要注意电压互感器（ D ） A．可以开路 B．不可以开路 C．可开路类似类型相同的电流互感器 D．不可短路 四、多项选择题

（一）1．多台变压器并列运行的应具有下列条件 （ ABC ） A．各变压器的一、二次侧额定电压以及匝比相同 B．各变压器的连接组标号相同

C．各变压器的阻抗相对值（即标幺值）应相等 D．各变压器一、二次侧的额定频率应相同

2．两台变压器并联运行时，一般应具有下列条件 （ ABC ） A．各变压器的一、二次侧额定电压以及匝比相同 B．各变压器的连接组标号相同

C．各变压器的阻抗相对值（即标幺值）应相等 D．各变压器一、二次侧的额定频率应相同

3．三台变压器并联运行时，一般应具有下列条件 （ ABC ） A．各变压器的一、二次侧额定电压以及匝比相同 B．各变压器的连接组标号相同

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C．各变压器的阻抗相对值（即标幺值）应相等 D．各变压器一、二次侧的额定频率应相同 五、判断题（ × ）（ √ ）

1、变压器的工作方式是交流异步电动机转子不动时特殊运行形式。（ √ ） 2、交流变压器的绕组与交流异步电动机绕组的形式是一样的。（ × ） 3、零序电流不能存在于三角形的连接电路中（ × ）

4、零序电流能存在于三角形的连接电路中（ √ ） 六、问答题

（一）1. 在三相变压器中联结组标号Yn．d6的含义是什么?

一次侧（高压侧）星形接法，有中线；二次侧（低压侧）三角形接法，二次侧（低压侧）

00

线电动势滞后一次侧（高压侧）线电动势6×30=180

2．三相变压器中联结组标号D．d6的含义是什么?

一次侧（高压侧）三角形接法；二次侧（低压侧）三角形接法，二次侧（低压侧）线电

00

动势滞后一次侧（高压侧）线电动势6×30=180

3．三相变压器中联结组标号D．yn6的含义是什么?

一次侧（高压侧）三角形接法；二次侧（低压侧）星形接法，二次侧（低压侧）线电动

00

势滞后一次侧（高压侧）线电动势6×30=180

4. 在三相变压器中联结组标号Yn．y6的含义是什么?

一次侧（高压侧）星形接法，有中线；二次侧（低压侧）星形接法，二次侧（低压侧）

00

线电动势滞后一次侧（高压侧）线电动势6×30=180

5. 在三相变压器中联结组标号Yn．yn9的含义是什么?

一次侧（高压侧）星形接法，有中线；二次侧（低压侧）星形接法，二次侧（低压侧）

00

线电动势滞后一次侧（高压侧）线电动势9×30=270

6．三相变压器中联结组标号D．d4的含义是什么?

一次侧（高压侧）三角形接法；二次侧（低压侧）三角形接法，二次侧（低压侧）线电

00

动势滞后一次侧（高压侧）线电动势4×30=120

7. 在三相变压器中联结组标号Y．y0的含义是什么?

一次侧（高压侧）星形接法；二次侧（低压侧）星形接法，二次侧（低压侧）线电动势

00

滞后一次侧（高压侧）线电动势0×30=0

8. 在三相变压器中联结组标号Y．yn5的含义是什么?

一次侧（高压侧）星形接法；二次侧（低压侧）星形接法，有中线；二次侧（低压侧）

00

线电动势滞后一次侧（高压侧）线电动势0×30=0

（二）多台变压器并列运行的条件是什么，应注意什么? （1）各变压器的一、二次侧额定电压以及匝比相同；（2）各变压器的连接组标号相同；（3）各变压器的阻抗相对值（即标幺值）应相等。应注意防止多台变压器之间的环流。

（三）联接组的时钟表示法

1.分针表示原边电动势（单相变压器为相电动势、三相为线电动势），始终指向12点不动；时针表示副边电动势，所指数值为副边电动势滞后原边电动势的相位数（也称联接组别），一个相位数的单位为30°

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第六章 三相异步电动机的工作原理

一、名词解释

1.异步电机：转速度与旋转磁场速度（同步速度）不相同的电机。 2.感应电动机：转子电流不是由电源供给，而是由定子产生旋转磁场感应而来的电动机。 3.每极每相槽数：每个极距下每相绕组所占有的槽数。即q??m 4.槽距角：相邻两槽轴线之间的电角度，即??360PZ

5.线圈:是组成电动机绕组的基本单元，通常由一根或多根绝缘电磁线(圆线或扁线) 6.绕组:是电动机中的电路部分,线圈按照一定规则进行连接，构成的单元组；特殊情况下可以是一个线圈。

7.绕组展开图:把定子(或转子)沿轴向切开、沿横向拉平，再略去铁芯，把绕组连接规律用平面图形展示出来

8.额定工作制：指电动机在额定状态下工作，按持续运转时间和顺序区分的一种工作制形式，分额定连续工作的定额S1、短时工作的定额S2、断续工作的定额S3等3种。

9.转差率：旋转磁场速度（同步速度）与转子速度之差与旋转磁场速度（同步速度）的比值。

二、填空

1、交流电动机的三种运行状态分别是电动机状态、发电机状态、电磁制动状态。 2、交流电动机的三种运行状态分别是电动机状态、发电机状态、电磁制动状态。 3、交流电动机的三种运行状态分别是电动机状态、发电机状态、电磁制动状态。 三、单项选择题

1．一台三相交流异步电机，其定子槽数为24，极对数为2，则其电角度应该是（ B ） A．15° B．30° C．40° D．50°

2．某单相交流异步电动机，定子槽数为24，极对数是2，则它的电角度应该是（ B ） A．15° B．30° C．40° D．50°

3．一台国外进口的设备中，交流电机的频率是60HZ额定转速为870转/分，（ A ） 则其极数为

A．8 B．4 C．10 D．6

4．一台国外进口的设备中，三相交流异步电动机的频率是60HZ，额定转速为（ D ） 1160转/分，则其极数为 A．8 B．4 C．10 D．6

5．一台国外进口的设备中，单相交流电机的频率是60HZ，额定转速为1700转/分，（C） 则其极对数为 A．8 B．4 C．2 D．6

6．一台国外进口的设备中，单相交流异步电动机的频率是60HZ，额定转速为（ B ） 860转/分，则其极对数为 A．8 B．4 C．10 D．6

7．三相异步电机采用短矩分布时，相比长矩绕组而言（长、短矩绕组对称） （ D） A．增加了基波电势 B．消除了高次谐波电势 C．基波磁势减小了 D．基波电势没有变化

8、交流电机绕组分析时,我们知道一个线圈所产生的磁场波形一般为（ B ）

A．锯齿波 B．矩形波

0

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C．正弦波 D．脉冲波

9、直流电机电枢反应分析时,我们知道一个元件所产生的磁场波形一般为（ B ）

A．锯齿波 B．矩形波

C．正弦波 D．脉冲波 10、不属于交流电机绕组排列的基本原则

A．一个极距内所有导体的电流方向必须一致。 B．相邻两个极距内所有导体的电流方向必须相反。

C．若为双层绕组，以上层绕组为准，或以下层绕组为准。 D．定、转子绕组的相数必须一致。 四、多项选择题

1．交流异步电动机中的定子部分有 （ABCD） A．电枢 B．铁心 C．外壳 D．端盖

2．单相交流异步电动机中的定子部分有 （ABCD） A．电枢 B．铁心 C．外壳 D．端盖

3、改善交流电动机的旋转磁场质量时，一般采用的方法 （ CD ） A．电源质量高些 B．集中绕组 C．整距分布绕组 D．短距绕组

4、交流异步电动机改善磁场质量时，一般采用的方法为 （ ACD ） A． 长距分布绕组 B．集中绕组 C．整距分布绕组 D．短距分布绕组

5、三相交流异步电机改善磁场质量时，一般采用 （ AD ） A．整距分布绕组 B．集中绕组 C．电源质量高些 D．短距绕组

6、三相交流感应电机提高旋转磁场质量时，一般采用 （ CD ） A．电源质量高些 B．集中绕组 C．整距分布绕组 D．短距分布绕组

7．三相交流异步电动机的运行状态分别为 （ ABC ）

A．电动机状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．反接制动状态

8．三相交流感应电动机的运行状态分别为 （ BCD ）

A．电动机反接制动状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．电动机状态

9．交流异步电动机的运行状态分别为 （ BCD ）

A．电动机反接制动状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．电动机状态

10．三相交流感应电动机的运行状态分别为 （ ABC ）

A．电动机状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．能耗制动状态

11、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．洗衣机电机 B．空调电机 C．交直流通用电机 D．交流电机

12、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．电动车电机 B．空调电机 C．直流发电机 D．交流电机

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13、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．电动车电机 B．电动工具电机 C．玩具电机 D．手电钻电机

14、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．洗衣机电机 B．计算机光驱电机 C．玩具电机 D．电冰箱电机

15、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．电风扇电机 B．空调电机

C．玩具航模飞机电机 D．计算机光驱电机 五、判断题

（一）1、三相交流电机中电枢与直流电机中一样指的是定子。 （ × ） 2、三相交流电机中电枢与直流电机中一样指的转子。（ × ） 3、三相交流感应电动机中电枢指的是定子。 （ √ ） 4、三相交流异步电动机中电枢指的是定子。 （ √ ）

5、三相交流感应电动机中电枢与直流电机中一样指的是定子。 （ × ） 6、三相交流异步电机中电枢与直流电机中一样指的转子。（ × ）

7、三相交流感应电机中电枢与直流电机中一样指的是定子。 （ × ） 8、三相交流电机感应中电枢与直流电机中一样指的转子。（ × ） （二）1．直线电机的工作原理与普通的电机的工作原理一样。（ √ ）

2．交流电机不需要象直流电机那样也用电刷。 （ × ） （三）1．某交流电动机的定子30槽，是一个4极电机，则电角度是10°。（ × ）2．某交流电动机的定子24槽，是一个8极电机，则电角度是20°。 （ × ） 3．某交流电动机的定子24槽，是一个4极电机，则电角度是30°。 （ √ ） 4．某交流电动机的定子24槽，是一个4极电机，则电角度是15°。 （ × ） 5．某交流异步电动机的定子36槽，是一个4极电机，则电角度是10°。（ × ） 6．某交流感应电动机的定子36槽，是一个8极电机，则电角度是20°。（ × ）7．某交流异步电动机的定子36槽，是一个4极电机，则电角度是30°。（ × ）（四）1、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是Ky1。 （ × ） 2、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是KN1。（ √ ） 3、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是Kq1。（ × ）

4、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是Ky1。 （ √ ） 5、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是KN1。（ √ ） 6、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是Kq1。（ × ） 7、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是Ky1。（ √ ） 8、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是KN1。（ × ） 9、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是Kq1。（ √ ）

（五）1、交流异步电动机绕组采用分布排列，目的主要是削弱高次谐波磁场（√ ） 2、直流电动机绕组采用分布排列，目的主要是削弱高次谐波磁动势（ √ ） 3、电机采用的绕组采用分布排列形式，目的主要是削弱高次谐波磁场（ √ ） 4、发电机采用的绕组采用分布排列形式，目的主要是削弱高次谐波磁场（ √ ） 5、交流感应电动机的绕组采用短距分布排列，目的主要是削弱高次谐波磁动势（√） 六、问答题

（一）1、三相交流异步电动机的工作原理是什么？

在三相交流异步电动机的定子绕组内，通入对称的三相交流电，气隙内产生旋转磁场，

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切割转子导体，产生电动势，而使转子内具有电流，受旋转磁场的作用，而产生电磁转矩拖动负载进行旋转工作，因转子的速度小于旋转磁场的速度，所以称三相交流异步电动机，另外由于转子内的电流，不是通入的，是感应而来的，所以也称为感应电动机。

2、三相交流感应电动机的工作原理是什么？

在三相交流异步电动机的定子绕组内，通入对称的三相交流电，气隙内产生旋转磁场，切割转子导体，产生电动势，而使转子内具有电流，受旋转磁场的作用，而产生电磁转矩拖动负载进行旋转工作，因转子的速度小于旋转磁场的速度，所以称三相交流异步电动机，另外由于转子内的电流，不是通入的，是感应而来的，所以也称为感应电动机。

（二）1、交流异步电机绕组的嵌线原则以及操作步骤是什么？ 嵌线原则：（1）一个极距下所有导体电流方向必须一致。 （2）相邻两个极距下所有导体电流方向必须相反。

（3）若为双层绕组，以上层绕组为准或，以下层绕组为准。 操作步骤：(1) 计算参数(2) 编绘电动机的槽号(3) 划定极距(4) 确定每极每相槽的位置。(5) 标定电流方向(6) 绕组展开图成图

（四）1、三相交流感应电动机中，三相基波合成磁动势的特性是什么？ （1）磁动势的性质：旋转磁动势。

（2）幅值：旋转磁动势的幅值大小不变化，这种旋转磁动势常称为圆形旋转磁动势。 （3）转向：旋转磁动势的转向取决于电流的相序，总是由电流领先相转向电流滞后相。

（4）转速：旋转磁动势的转速为n1=60f1(r/min) p（5）幅值的瞬间位置：某相绕组的电流达正的最大值时，三相合成基波旋转磁动势正好与该相绕组的轴线重合。当电流在时间上变化了任意一个电角度时，三相合成基波旋转磁动势在空间位置上也移动了数值上与之相等的空间电角度。

（6）极对数：三相合成基波磁动势波长等于2τ，极对数为电机的极对数p。 2、三相交流异步电动机中，三相基波合成磁动势的特性是什么？ 八、计算题

（一）1、一台三相交流异步电动机，额定转速为740转/分，试计算其极数、极对数、转差率、

同步速度，旋转磁场速度各是多少？

2、一台三相交流感应电动机，额定转速为730转/分，试计算其极数、极对数、转差率、同步速度，

旋转磁场速度各是多少？

n1=60fp ， n1≈nN p?60fn160?50≈n1730≈4

750

n1?60fp?750 s?(n1-n)?(750-730)极对数为4，极数为8，同步速度与旋转磁场的速度一样为750转/每分钟

5、一台三相交流异步电动机，额定转速为950转/分，试计算其极数、极对数、旋转磁场速度、转差率同步速度各是多少？

n1=60fp ， n1≈nN p=60fn160×50≈n1950≈3

1000

n1=60fp=1000 s?(n1-n)?(1000-950)31

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极对数为3，极数为6，同步速度与旋转磁场的速度一样为1000转/每分钟

6、一台三相感应电动机，额定转速为570转/分，试计算其极数、极对数、转差率、 同步速度，旋转磁场速度各是多少？

n1=60fp ， n1≈nN p?60fn160?50≈n1570≈4

570

n1?60fp?600 s?(n1-n)?(600-570)极对数为5，极数为10，同步速度与旋转磁场的速度一样为600转/每分钟

7.已知一台额定转速为nN =960 r/min的三相异步电动机，问：（1）该电动机的磁极对数P及磁极数是多少？2）旋转磁场的速度及同步速度是多（3）额定转差率sN 是多少？（4）转速方向与旋转磁场方向一致时，转速分别是950 r/min与1040 r/min时的转差率s 是多少？

（5）转速方向与旋转磁场方向相反时，转速为500r/min时的转差率s 是多少？

解 （1）一般而言，除非特殊说明，否则三相异步电动机所接电源的频率都为f1=50HZ， 额定转速略小于旋转磁场的速度，额定转差率较小，所以

n1?60f160?50??nN?96 0PP 则磁极对数P?3 ， 磁极数 2P?2?3?6

（2）旋转磁场的速度=同步速度n1?60f160?50??1000 r/min P3（3）额定转差率sN?n1?nN1000?960??0.04 n11000（4）转速方向与旋转磁场方向一致时

若n=950 r/min，则s?n1?n1000?950??0.05 n11000n1?n1000?1040???0.04 n11000若n=1040 r/min，则s?（5）转速方向与旋转磁场方向相反时

若n=500 r/min，则s?n1?n1000?500??1.5 n110008.一台四极三相异步电动机，定子槽数Z1=36，计算其基波和5次、7次谐波磁动势的分布

系数。

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解：（1）计算每极每相槽数q和槽间角?

每极每相槽数： q?Z136??3 2mp2?3?23600p3600?2??200 槽间角： ??Z136（2）求基波和5次、7次谐波磁动势的分布系数

根据式(5.13)可求得的基波和5次、7次谐波磁动势的分布系数，分别如下：

q?3?200sinsin22基波分布系数kq1???0.96 0?20qsin3sin225?200sin3?2??0.217 05?203sin27?200sin3?2???0.177 7?2003sin25次谐波分布系数kq57次谐波分布系数kq7 第七章 三相异步电动机的运行原理 三、单项选择题

（一）1．三相异步电动机的电磁场功率表达式应为 A．PM=E2I2?cosΦ2 C．PM=m1I2?2r2?/S

（ B ）

B．PM=m2I2?2r2/S

D．PM=m1I12r2/S

（ B ）

2．三相异步电动机由定子转换到转子上的电磁功率表达式应为 A．Pcu=E2I2?cosΦ2 C．Pcu=m1I2?2r2?

B．Pcu=m2I2?2r2/S

D．Pcu=m1I12r2/S

（二）1. 在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、（B ） 励磁磁场，三者有以下关系

A. F2?Fm?F1 B. F2?F1?Fm C. F2+Fm+F1=0 D.F1?Fm?F2

2、在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、（ B ） 励磁磁场，三者有以下关系

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??mNKI??A. m2N2KN2I211N1m?m1N1KN1I1 ??mNKI?? B. m2N2KN2I211N11?m1N1KN1Im

??mNK(I??I?)?0 C. m2N2KN2I211N1m1??mNKI?? D. m1N1KN1I111N11?m2N2KN2I2

3、在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、（ B ）

励磁磁场，三者有以下关系

A.

I??2?I?m??I?1 B. I??2??I?1?0 C. I??2?I?1??I?m D. I??2?I?m?I?1 （三）1．交流异步电机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （ B A．x?2= Kx2 B．r2?=KeKir2

C．Z?2=K2x2 r2

D．x?2=KeKir2 2．交流感应电动机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （A A．Z?2=KeKiZ2

B．r2?=Kir2

C．x?2= KKex2

D．x?2=KeKir2 3．三相交流异步电机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （A A．Z?2=KKeZ2

B． x?2= KeKix2 C．r2?=KeKr2

D．x?2=KKir2 四、多项选择题

（一）1、三相交流异步电动机进行等效电路时，必须满足 （ BD ）

A．等效前后转子电势不能变 B．等效前后磁势平衡不变化 C．等效前后转子电流不变化 D．转子总的视在功率不变

2、异步电动机等效电路的推导中，一般情况下是转子向定子折算等效即 （ABCD A．把转子的频率先与定子频率进行相等,然后再折算其它参数 B．把转动的转子看作不动的转子，然后进行其它参数的折算

C．其实就是先进行S=1时的讨论，然后进行其它参数的折算 D ．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变

3、三相交流感应电动机进行等效电路时，必须满足 （ BCD ）

A．等效前后转子电势不能变 B．等效前后磁势平衡不变化

C．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变

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）

）

）

）

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D．转子总的视在功率不变

4、感应电动机等效电路的推导中，一般情况下是转子向定子折算等效即 （ ABD ） A．等效前后磁势平衡不变化

B．把转动的转子看作不动的转子，然后进行其它参数的折算

C．等效前后转子电势不能变

D．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变

5、交流异步电动机进行等效电路时，必须满足 （ BCD ）

A．等值前后转子电势不能变 B．磁势平衡不变化 C．能量平衡不变化

D．转子总的视在功率不变 五、判断题

（一） 1．笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数不一样（ √ ） 2．笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数一样（ × ）

3．三相交流笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数不一样（ √ ） 4．三相交流笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数一样（ × ） （二）1、异步电动机的最大转矩与转子电阻无关。（ √ ） 2、电机是可逆的，既可用作发电机也可用作电动机。（ √ ） 六、问答题

（一）1、三相异步电动机的理想空载运行

是指转子上不需要能量，不存在能量转换，此时既无需要拖动的实际负载，也无风阻和机械摩擦损耗；转子速度与同步速度一样，转子不切割磁场，转子中的电势为零，转子中的电流也为零，当然转子不会产生磁场。

2.三相异步电动机的实际空载运行

实际空载，并不是真正的空载（理想空载），只不过不拖动实际的工作负载但对电机风阻和机械摩擦损耗还存在，转子内电阻损耗还存在；对电机只不过是负载小一些，还属于负载运行。

（三）1、在三相交流异步电动机的等效电路中（1—S）r2/S代表什么？能不能不用电阻，而用电感代替？为什么？

2、在三相交流异步电动机的等效电路中（1—S）r2?/S代表什么？能不能不用电阻，而用电感或电容代替？为什么？

代表机械负载，可以用电阻代替，因电阻上消耗元件，是有功消耗器件，不能用电感或电容代替，因电感或电容是不消耗元件， 是无功消耗器件。

3、在三相交流感应电动机的等效电路中（1—S）r2/S代表什么？能不能不用电阻，而用电感代替？为什么？

4、在的等效电路中（1—S）r2?/S代表什么？能不能不用电阻，而用电感、或电容代替？为什么？

代表机械负载，可以用电阻代替，因电阻上消耗元件，是有功消耗器件，不能用电感或电容代替，因电感或电容是不消耗元件， 是无功消耗器件。

?，电源电（三）1、某三相交流电机定子电阻r1，电抗X1，转子折算电阻r2?，电抗x2?。 压U1，励磁电阻rm，电抗Xm，试绘出“T”形等值电路图，并计算出Im、I1、I235

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设Z1?R1?jX1，Zm?Rm?jXm，

??Z2?ZZ?R2? 则Z?Z1?m2，定子?jX2?Zm?Z2s?U?电流I1?1；

Z??励磁电流Im?Z2?；转子折算电流 I???ZmI? I12??1Zm?Z2Zm?Z2七、故障分析题

（一）1、在三相交流感应电动机中，过高的电源电压，或过低的电源电压都会烧毁电机，试利用等值电路分析其烧毁的理论原因。

U1

电源电压U1??定子电流I1???电机转子产生的电磁转矩T??1?s

r2? s n?n转子速度n?（严重时n?0）?转差率s?1?(严重时s?1)? n1 1?s1?sU1?r?（严重时??0）?I??（严重时I1??）?定子损耗21 1?sssr2? s

3I12r1??烧毁电机。

2、在异步电动机的使用中，严重超载会烧毁电机，试利用等效电路分析其烧毁的理论原因。

三相交流异步电动机，严重超载转速很低或堵转损坏的原因。因I≈U1sr2?，转速s很低或堵转时s=1，I→∞，所以绕组易烧毁

3、在异步电动机的使用中，由于机械装置卡死电机堵转会烧毁电机，试利用等效电路分析其烧毁的理论原因。

第八章 三相异步电动机的拖动

三、单项选择题

1、在讨论交流绕线式异步电动机机械特性曲线时，我们知道可调转子的串加电阻， 才可以调起动转矩，起动转矩达到最大，下列正确的是 （ D ）

A．调r2越小越好，使0＜Sm＜1 B．调r2越大越好，使Sm＞1 C．调r2使得Sm=0 D．调r2使得Sm=1

2、交流绕线式交流异步电动机起动中，可以调转子的串加电阻，以调整起动转矩，起动转矩达到最大，下列正确的是 （ C ）

A．调r2越小越好，使0＜Sm＜1 B．调r2越大越好，使Sm＞1 C．调r2使得Sm=1 D．调r2使得Sm=0

3、在交流电机调速控制中，一般不采用的方法是（ D ）

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A．变极调速、变频调速、转差调速。 B．变频调速、转差调速、串极调速。 C．转差调速 、变极调速、串极调速。 D．串极调速、变频调速、变相调速。

4、不属于交流电机绕组排列的基本原则 （ D ） A．一个极距内所有导体的电流方向必须一致。 B．相邻两个极距内所有导体的电流方向必须相反。

C．若为双层绕组，以上层绕组为准，或以下层绕组为准。 D．定、转子绕组的相数必须一致。

5、深槽式异步电动机起动时利用集肤效应，能产生较大的起动转矩，一般把深槽开在（C）

A．定子 B．励磁一侧

C．转子 D．根据定子、转子或励磁一侧的具体情况而定。 6、双笼型异步电动机，为了确保电机起动和运行都能有较大的转矩，所以双笼安排在（C）

A．定子 B．励磁一侧

C．转子 D．根据定子、转子或励磁一侧的具体情况而定。

转子上有上笼、下笼两套笼型绕组 四、多项选择题

1．三相交流异步电动机的运行状态分别为 （ ABC ）

A．电动机状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．反接制动状态

2．三相交流感应电动机的运行状态分别为 （ BCD ）

A．电动机反接制动状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．电动机状态

3．交流异步电动机的运行状态分别为 （ BCD ）

A．电动机反接制动状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．电动机状态

4．三相交流感应电动机的运行状态分别为 （ ABC ）

A．电动机状态 B．电磁制动状态

C．发电机状态 D．能耗制动状态 5、在交流电机调速控制中，一般采用的方法是（ ABCD ）

A．变极调速：根据旋转磁场的速度（同步速度）：n1?60f1p，通过改变定子绕组的接线，使感应电动机的定子相绕组产生的磁极对数发生变化，改变旋转磁场速度的调速。

B．变频调速：根据旋转磁场的速度（同步速度）：n1?60f1p，通过电源改变供电频率，改变旋转磁场速度的调速。

C．转差调速：根据转子速度：n?60f1(1?s)，通过改变转差率，改变转子速度的调p37

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速。

D．串极调速：对于绕线式感应电动机，其转子回路的转差频率交流电流由半导体整流器整流为直流，在经逆变器把直流变为工频交流，把能量送回到交流电网中去。串加一与转子感生电动势频率完全相等的电势，改变转子速度的调速。此时整流器和逆变器两者组成了一个与转子串级的变频装置。控制逆变器的逆边角，就可以改变逆变器直流侧的电压，从而达到调速的目的。

6.笼型异步电动机降压起动的方法一般有（ BC ）

A．转子串接电抗器或电阻的降压起动；星形—三角形(Y—△)降压起动 B．自耦变压器(起动补偿器)起动；延边三角形降压起动

C．定子串接电抗器或电阻的降压起动；星形—三角形(Y—△)降压起动 D．转子串频敏电阻器降压起动；延边三角形降压起动 7. 在交流电动机的调速控制中，一般采用的方法是（ A B D）

A．变极调速、变频调速、转差调速。 B．变频调速、转差调速、串极调速。 C．串极调速、变频调速、变相调速。 D．转差调速 、变极调速、串极调速。

五、判断题

（一）1．绕线式异步电动机串电阻调速时，电阻不能太大。（ √ ） 2．绕线式异步电动机串电阻调速时，电阻应比较大。（ × ） 3．绕线式异步电动机串电阻调速时，电阻应比较小。（ × ） 4．三相绕线式感应电动机串电阻调速时，电阻不能太大。（ √ ） 5．三相绕线式感应电动机串电阻调速时，电阻应比较大。（ √ ） 6．三相绕线式感应电动机串电阻调速时，电阻应比较小。（ × ）

7．绕线式异步电动机串电阻调速时，电阻不能太大。 （ √ ） （二）1、异步电机回馈制动时，转子的速度大于旋转磁场的速度（ √ ） 2、异步电机回馈制动时，转子的速度大于同步速度（ √ ）

3、三相交流异步电动机发生回馈制动时，转子的速度大于同步速度（ √ ）4、直流电动机发生回馈制动时，电枢的速度大于理想空载速度（ √ ）

（三）1．交流电机不需要象直流电机那样也用电刷。 （ ×2.直接起动的异步电动机一般其容量只要不大于100千瓦就可以。（ × ） 3.单台直接起动异步电动机的容量和电源无关。（ × ） 4.单台直接起动异步电动机的容量和电源有一定的关系。（ √ ）

5.转子深槽式异步电动机起动时利用集肤效应，能产生较大的起动转矩。

（ √6.双笼型异步电动机，转子上有上笼、下笼两套笼型绕组（ √ ） 7. 双笼型异步电动机，定子上有上笼、下笼两套笼型绕组（ × ） 8.频敏变阻器起动时的阻抗比较大，而运行时阻抗几乎为零（ √ ） 9.频敏变阻器运行时阻抗比较大，而起动时的阻抗几乎为零（ × ） 10. 双速电机若要保持速度方向一致，需要调相（ √ ）

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） ）338打印复印

11、交流电机变频调速只能是向下改变电机的速度（ × ） 12、交流电机变频调速只能是向上改变电机的速度（ × ）

13、电磁转差离合器调速实际上是靠改变离合器上的磁场而改变速度的。（ √ ） 14、转速反接制动主要用于位能性负载的下降运行。（ √ ） 15、电枢反接制动主要用于位能性负载的下降运行。（ × ） 16、电源反接制动主要用于位能性负载的下降运行。（ × ） 17、交流电动机的回馈制动属于发电制动。（ √ ） 18、倒拉反接制动主要用于位能性负载的下降运行。（ √ ） 19、交流电动机的回馈制动时当前运行的速度大于同步速度。（ √ ） 20、交流电动机的回馈制动时当前运行的速度大于旋转磁场速度。（ √ ） 21、交流电动机的回馈制动时当前运行的速度小于同步速度。（ × ） 22、交流电动机的回馈制动时当前运行的速度小于旋转磁场速度。（ × ） 六、问答题

1、三相笼型异步电机的降压起动一般有那些方法，且各有什么特点

（1）定子串接电抗器或电阻的降压起动；方法简单，能耗较大，适合于容量不大且不是频繁起动的情况（2）星形-三角形（Y-Δ）降压起动；电压等级降低（380/220），但降得较多起动时间较长，方法较好可用于频繁起动，注意起动完毕即要切换到三角形运行，否则会烧毁电机（3）自耦变压器（起动补偿器）降压起动；适合于容量较大的设备，方法简单，可以有两到三种的降压选择，但自耦变压器但自耦变压器设备体积大，成本高（4）延边三角形降压起动。与星形-三角形（Y-Δ）降压起动比降压量较小，起动时间较短，方法简单，但电机结构相对复杂。

2、三相异步电机的调速方法一般有那些，且各有什么特点 根据旋转磁场的转速n1=n?n60f1(r/min)以及转差率s?1可得转子速度

np1n?60f1(1?s)p，则三相异步电机的调速方法一般有（1）改变定子绕组的磁极对数p变

极调速；（2）改变供电电源的频率f1一变频调速；（3）改变电动机的转差率s，方法有改变

电压调速、绕线式电机转子串电阻调速和串级调速。特点：变极调速方法简单，电动机绕组引出头较多，调速级数少，级差大，不能实现无级调速。变频调速性能优越，即平滑调速、调速范围广、缺点是系统较复杂、成本较高。改变转差率s中改变定子电压调速，目前已在笼型电机中广泛采用晶闸管交流调压线路来实现，线路复杂；转子串电阻调速主要用于中、小容量的绕线转子异步电动机如桥式起重机；串级调速主要是在绕线转子中串加附加电动势，与转子电动势同相。

3、试述三相异步电机的串极调速原理 对于绕线式感应电动机，其转子回路的转差频率交流电流由半导体整流器整流为直流，在经逆变器把直流变为工频交流，把能量送回到交流电网中去。串加一与转子感生电动势频率完全相等的电势，改变转子速度的调速。此时整流器和逆变器两者组成了一个与转子串级的变频装置。控制逆变器的逆边角，就可以改变逆变器直流侧的电压，从而达到调速的目的。 4、电磁转差离合器的原理

电磁转差离合器也称滑差电机。又称电磁滑差离合器，电磁转差离合器主要由电枢和磁极两个旋转部分组成，电枢部分与三相异步电动机相连，是主动部分。电枢部分相当于由无穷多单元导体组成的鼠笼转子，其中流过的涡流类似于鼠笼式转子导体的电流。磁极部分与

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负载连接，是从动部分，磁极上励磁绕组通过滑环、电刷与整流装置连接，由整流装置提供励磁电流。电枢通常可以是鼠笼式绕组，也可以是整块铸钢。

电枢部分随异步电动机的转子同速旋转，若磁极部分的励磁绕组不通入励磁电流，磁极的磁场为零，电枢与磁极二者之间既无电的联系又无磁的联系，无电磁转矩产生，磁极及关联的负载是不会转动的，这时负载相当于与电机\离开\。若磁极部分的励磁绕组通入励磁电流时，磁极部分则产生磁场，由于电枢与磁极之间有相对运动，电枢鼠笼式导体要感应电动势并产生电流。电枢载流导体受磁极的磁场作用产生电磁力及电磁转矩，磁极部分的负载跟随电枢转动，相当于电机与负载“合上”。与 七、故障分析题

1、一台定子绕组为Y接法的三相鼠笼型异步电动机运行时，有一相突然断电，电动机能否接着运行，停下来，能否重新启动。

2、一台定子绕组为Δ接法的三相鼠笼型异步电动机空载运行时，有一相突然断电，电动机能否接着运行，额定负载哪、停下来，能否重新启动。

3、一台定子绕组为Y接法的三相绕线型异步电动机空载运行时，有一相突然断电，电动机能否接着运行，额定负载哪、停下来，能否重新启动。

4、一台定子绕组为Δ接法的三相绕线型异步电动机空载运行时，有一相突然断电，电动机能否接着运行，停下来，能否重新启动。

不能起动，因为此时对于定子绕组，实际上通入的电流已成为单相，所以定子绕组中产生的是脉动磁场，不是旋转磁场，所以不能起动；对于正在运行的异步电机缺相产生的脉动磁场可以分解为两个对称的旋转磁场，轻载或空载时可以为维持运转，但时间过长会烧毁电机，额定负载时将会使电机堵转而烧毁。

第九章 其它交流电机

一、名词解释

1、单相异步电动机：单相交流电源供电的电动机

2、同步电机：转子速度与旋转磁场速度相同的交流电机

3、感应调压器：是一台静止的绕线转子异步电动机，其转子绕组联结成星形，并作为一次绕组与电源相连；定子绕组作为二次绕组，一端与转子绕组相连，另一端作为输出端连接负载。

4、移相器：是一台转子静止的绕线转子异步电动机，转子被机械蜗轮蜗杆机构卡住，不能自由转动，只能根据需要旋转到某一个角度。一般定子、转子绕组都联结成星形，定子接电源，转子绕组经集电环接负载。

5、同步调相机：实际上是空载运行的同步电动机，通过调节励磁电流改善电网的功率因数，用于向电网发出感性或容性无功功率

?的夹角为?，称为功率角，其物理定义是合成?与?E6、同步电机的功率角：相量U01等效磁极与转子磁极轴线之间的夹角。

?与U?的夹角为?。 7、同步电机的功率因数角：相量I11?的夹角为?。 ?与?E8、同步电机的内功率因数角：相量I019、同步电机的励磁调节：就是通过调节同步电动机的励磁电流，来调节同步电动机的无

功电流和功率因数，从而提高电网的功率因数的一种控制方式。

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