电机学.docx

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电机学

电机学作业题

第一章

1.什么是安培环路定律的表达式。

∮1Hdl=ΣI

2.什么是磁滞现象？

在铁心被交变磁化过程中，铁心内单元磁体磁畴来回翻转，互相摩擦，一方面，使得磁通的变化落后于磁势的变化，出现所谓磁滞现象。

3.磁路欧姆定律的含义是什么？

一个磁路中的磁阻等于“磁动势”与磁通量的比值。

这个定义可以表示为：

Φ=F/Rm

　　其中:

　　Rm是磁阻，单位为安培匝每韦伯，或匝数每亨利。

　　F是磁动势，单位为安培匝。

　　Φ是磁通量，单位为韦伯。

磁路中的磁通Φ等于作用在该磁路上的磁动势F除以磁路的磁阻Rm，这就是磁路的欧姆定律。

4.什么是涡流损耗和磁滞损耗？

铁心中有涡流时，涡流流经的“路”具有一定的电阻，涡流必定使铁心发热。

产生这一热能的能源就是励磁绕组的电源，由于热能是有功的，这一部分称之为涡流损耗。

单元磁体翻转摩擦使得铁心发热，这也需要电源提供有功功率，称之为磁滞损耗。

5.涡流损耗和磁滞损耗的功率表达式？

涡流损耗功率：

Pe=Kef2B2m

磁滞损耗功率：

Ph=KhfBnm

6.交流铁心线圈和变压器的损耗主要包括铁损和铜损。

7.变压器主要由哪些部件组成？

变压器主要由铁心、绕组、变压器油、油箱、绝缘套管和分接开关组成。

8.什么是漏磁通？

它能否参与能量转换？

由于磁路的铁磁材料与非铁磁材料之间磁阻的差别，并不象电路中导体与绝缘体电阻值差别那么大，线圈磁通的绝大部分经过铁磁路而闭合，同时不可避免地有少量的磁通并不经过全部铁磁路。

前者称之为主磁通，后者称之为漏磁通。

漏磁通不参与能量转换。

9.交流电机的铁心为什么由硅钢片叠成？

硅钢片主要优点是：

1）具有良好的磁性能，晶粒粗大、磁导率高、矫顽力小、电阻率高、铁心损耗小。

2）硅钢的磁性对温度变化、机械振动、应力等敏感性小。

第二章

1.变压器的分接开关有什么用途？

为了使运行于输电线路中的变压器自身能在小范围内调压，以适应由于负载变化等原因所引起的电压上下波动。

为了调压，通常在高压线圈的末端引出三个分接头，利用分接开关进行转换，以改变高压线圈的匝数，从而改变变压比，达到调节低压侧电压的目的，

2.当高压侧绕组的抽头接在-5%时，二次电压将如何变化？

升高5%

3.什么是变压器的二次额定电压？

变压器的二次额定电压是指变压器一次施加额定电压,二次带上额定负载电流,且处额定负载功率因素时的二次端电压。

4.变压器的主磁通与电压的关系？

5.变压器的电压方程式？

（P45的2-37）

6.变压器的相量图（P47图2-36）

7.变压器的等效折算：

如何将低压侧电势、电流、电压、电抗、电阻折算到高压侧？

8.变压器的空载试验可以测定哪些参数？

变比、励磁阻抗、励磁电阻、励磁电抗

9.变压器的短路试验可以测定哪些参数？

铜耗、短路阻抗、短路电阻、短路电抗

10.变压器的空载试验和短路试验电路？

（P52）

11.额定电压之比一定是变化吗？

第三章

1.什么是变压器的连接组别？

变压器的接线组别是高低压侧三相绕组的三角形或星形接线方式

2.变压器的连接组别有几种？

变压器的同一相高、低压绕组都是绕在同一铁芯柱上，并被同一主磁通链绕，当主磁通交变时，在高、低压绕组中感应的电势之间存在一定的极性关系

同名端：

在任一瞬间，高压绕组的某一端的电位为正时，低压绕组也有一端的电位为正，这两个绕组间同极性的一端称为同名端。

第四章

1.什么是变压器的电压变化率，用公式表示出来

当变压器向负载供电时，在变压器的负载端的电压必然会下降，将下降的电压值与额定电压值相比，取百分数即电压变化率，可用公式表示：

电压变化率=［（次级额定电压-负载端电压）/次级额定电压］×100%。

通常的电力变压器，接上额定负载时，电压变化率为4～6%。

2.什么是变压器的效率？

变压器效率=变压器输出功率/输入功率x100%

变压器输入和输出功率并不是完全相等的，变压器本身在工作的时候要消耗一部分功率。

3.变压器并联运行的条件是什么？

变压器并联运行的理想条件是:

感应电动势相等，内阻相等，相位相同。

4.为什么额定电压不等和变比不等的变压器不能并联运行？

如果感应电动势不等，将由于这个电势而在这两组绕组中产生电流，因为绕组的内阻较小，将会产生较大的电流，从而会烧坏变压器。

5.为什么连接级别不同的变压器绝对不允许并联运行？

变压器并联运行时必须严格保证连接组相同。

若将连接组不同的变压器并联运行，当他们的一次侧接到同一电源时，他们二次侧对应电压的相位差最少是30°。

由于变压器的漏阻抗很小，如此大的电势作用在两台变压器二次绕组所构成的闭合回路中，必然会产生很大的环流，烧坏变压器。

因此，连接组不同的变压器绝对不允许并联运行。

第五章

1.为什么电压互感器把大电压变为小电压（100V或100√3V）；二次不允许短路，二次必须接地，它的误差主要是什么引起的?

电压互感器电压数值误差和相对误差主要是由励磁电流河漏阻抗所引起的，业余界在二次侧的电压表和功率表的电压线圈的粗抗有关，即与负载电流的大小有关。

和电流互感器不同，电压互感器工作时，二次绕组基本处于开路状态，绝对不能短路。

因为互感器本身的短路阻抗很小，二次侧一旦短路，电流剧增，很快就会使线圈烧毁。

为了安全起见，在使用时，二次线圈和铁心必须牢固的接地，以免一次测的高压因漏电或感应而传到二次侧来，危及设备和工作人员的安全。

2.为什么电流互感器把大电流变为小电流（5A或1A）；二次不允

许开路，二次必须接地，它的误差主要是由什么引起的？

电流互感器的测量误差主要是由励磁电流和线圈阻抗引起的，此外二次侧所接仪表的阻抗也是误差增大。

为了安全，在使用电流互感器时，铁心和二次绕组的一端必须可靠接地。

同时电流互感器在使用中，二次绕组绝对不允许开路，负责一次绕组的安匝将全部用于励磁，是铁新出与高度饱和状态，导致铁耗和温度剧增，直至烧毁，而且在二次开路时，二次绕组会感应出高压，危机操作人员和仪表安全。

第六章

1.异步电动机的主要结构？

（一）定子（静止部分）、

（二）转子（旋转部分）、（三）三相异步电动机的其它附件

　　1、端盖：

支撑作用。

　　2、轴承：

连接转动部分与不动部分。

　　3、轴承端盖：

保护轴承。

　　4、风扇：

冷却电动机。

2.什么是异步电动机的同步（旋转磁场）转速，它的大小是由什么决定的？

异步电动机的同步转速是指加在电机输入端的交流电产生的旋转磁场的速度，这个速度就叫同步速度。

3.什么是异步电动机的转差和转差率？

同步转速n1与转子转速n之差△n=n1-n称为转差。

通常将转差（n1-n）与同步转速n1的比值称为异步电动机的转差率，用s表示，即s=n1-n/n1。

4.转子绕组电势的频率由什么决定？

同步发电机定子绕组感应电势的频率一方面取决于原动机转速，另一方面和定子、转子绕组的排列结构有关。

5.什么是极相组？

由哪些因素决定？

极相组数是对交流电动机而言。

凡是一相中形成同一磁极的线圈（一个或多个）定为一组的叫极相组，也称线圈组。

6.什么是电角度、机械角度？

两者如何换算？

电角度是据电流完成一个完整的周期变化来定义的。

它的一个周期可以在空间360度完成，也可以在空间180度或者90度或者60度完成,这和电动机（发电机也是这样）绕组布置成几对磁级有关。

机械角度就是“空间几何角度”，它恒等于360度。

7.整矩绕组、短矩绕组？

为了获得最大感应电势，元件节距Y应和极距相等，这时一个元件交链一个极的全部磁通。

这种元件称为整矩元件，它构成的绕组称为整矩绕组。

如果节距小于极距，则称为短矩元件，构成的绕组称为短矩绕组。

第七章

1.异步电动机的结构？

1）定子（铁心、绕组、机座）

2）转子（铁心、绕组）

3）空气隙

2.电动机的额定功率是如何规定的？

在额定运行时电机轴上所输出的机械功率，以kW或W表示。

3.什么是异步电动机的过载能力？

（P163）

4.什么是异步电动机的起动能力？

5.异步电动机的电磁转矩与电压有什么关系？

（P153）

6.异步电动机的损耗主要有那些？

（P151-152）

①定子铜耗②铁耗③转子铜耗④机械损耗⑤附加损耗

7.异步电动机的等效电路？

（P145）

8.异步电动机的电压方程式？

（P157）

9.异步电动机的相量图？

（P148图7-9）

10.异步电动机的电磁转矩和电磁功率如何计算？

（P152-153）

11.异步电动机的三种运行状态？

1）电动运行状态

2）发电运行状态

3）制动运行状态

第八章

1.什么是异步电动机的机械特性曲线？

描述异步电动机在发电、电动、制动过程中转矩和转速的关系的图就是机械特性曲线。

2.在机械特性曲线上说明电动机的启动过程？

（）

3.会用异步电动机机械特性曲线的实用公式计算？

（P164）

4.如何绘制异步电动机机械特性曲线？

（P163图8-1）

5.异步电动机的空载试验可以测定哪些参数？

（P167式8-15）

6.异步电动机的短路试验可以测定哪些参数？

（P168式8-18）

7.对异步电动机起动的要求有哪些？

1）起动电流要小，这是电网要求的。

2）起动转矩要大，这是负载要求的。

3）起动设备要可靠，经济。

4）起动过程能量消耗小，起动时间短。

8.异步电动机的起动方法？

1）额定电压下直接起动

2）降低电压起动

3）改变转子回路阻抗起动

9.异步电动机正常运行时为Y接法，能否用Y-D起动？

异步电动机的调速方法？

可以。

1）改变电源频率调速（变频调速）

2）改变极对数调速（变极调速）

3）改变转差率调速

10.对调速的要求有哪些？

1）调速范围：

，希望大。

2）调速平滑性：

最好是无级调速。

3）调速经济性：

调速设备要经济可靠；调速过程中能量损失最小。

4）调速方向性：

希望既能调得比基本转速高又能跳得比基本转速低。

5）调速稳定性：

希望在各种调整速度下都能很稳定的运行。

6）不同调整速度下允许的负载：

通常希望能允许恒功率负载或恒转矩负载。

11.异步电动机的制动方法有哪几种？

1）能耗制动2）反接制动3）倒拉制动4发电回馈制动

12.异步电动机的电动运行方式？

电阻起动单相电动机

13.异步电动机的发电运行方式？

●与电网并联

●单机运行

14.异步电动机的制动运行方式？

①能耗制动②回馈制动

③反接制动④正接反转制动

第九章

1.什么是自整角机？

自整角电机简称自整角机，又称整步电机。

自整角机是一种实现同步联络，使机械上下不相连的两根或两根以上的机械轴能够自动地保持相同转角变化或同步旋转的电磁装置。

2.什么是交流私服电机？

交流私服电动机简称交流私服机，又称交流执行电动机。

它是应用于自动控制系统及计算技术装置中，把交流电气讯号转变为电机的机轴转动的一种小容量电动机。

3.测速发电机输出电压与转速的关系？

（P209）

第十章

1.同步电机的结构？

1）定子

2）转子（1.转子铁心2.励磁绕组3.护环、中心环和滑环4.端盖和轴承）

2.同步电机的原理？

①原动机拖动转子以n（r/min）旋转（即给电机输入机械能）；

②建立主磁场（励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场；或用永久磁钢产生主磁场。

③切割磁力线：

主磁场随轴旋转并顺次被电枢各相绕组切割。

④交变电势的产生：

电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。

通过引出线，即可提供交流电源。

3.同步电机的起动步骤？

首先用10倍转子励磁绕组的电阻的附加电阻接通转子电路，目的是限制“单轴转矩”，改善异步启动过程的机械特性曲线形状。

然后给定子以三相交流电压，一般要采取措施限制定子投入电流。

转子上启动绕组的异步转矩作用是电动机加速，直至95%同步转速。

最后，给转子以直流励磁，转子磁极相对定子磁极也可能出现吸引和排斥两种现象，引起转速自在同步速附近波动。

第十一章

1.直流电机的结构？

固定部分

1）主磁极2）换向磁极3）机座4）电刷装置

旋转部分

2）电枢铁心2）电枢绕组3）换向器

空气隙

2.直流电机的原理？

要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：

当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。

为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转。

3.直流电机的励磁方式？

1）它励2）并励3）串励4）复励

4.直流并励电动机的机械特性？

并励电机的特性比较硬，启动初期，扭矩比较大，转速很快上升到额定转速，到达额定转速后，转速不再继续上升，扭矩也迅速减小，并保持稳定在一个水平。

5.直流串励电动机的机械特性？

串励电机的特性比较软，启动后，在不同的转速下，扭矩基本保持不变，所以，转速初期比较低，随着时间的推移，转速不断增加，由于扭矩不减小，所以转速始终增加，直到扭矩与负荷相抵消为止。

在空负荷情况下，转速会一直增加下去，所以很容易造成飞车事故。

因此，串励电机是不允许空负荷运转的。

6.直流电动机的起动方法？

1）变阻器起动2）降压起动

7.直流电动机的调速方法？

1）调节励磁磁通调速

2）调节电枢回路的可变电阻调速

3）改变电枢供电电压调速

8.直流电动机的制动方法？

1）能耗制动2）反馈制动

3）反接制动（1.电枢反接制动2.倒位反拉制动）