电机学全套复习题库及答案（完整版）

2023年电机学全套复习题库及答案（完整版） Δ0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？0-2 在图0-3中，当给线圈N1外加正弦电压u 1时，线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？ 0-3 感应电动势中的负号表示什么意思？ Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。 0-5 电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？ 0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么？ 0-7 在图0-2中，已知磁力线的直径为10cm，电流I1 = 10A，I2 = 5A，I3 = 3A，试求该磁力线上的平均磁场强度是多少？ 图0-9 习题0-8附图 ∨0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N1、N 2中通入直流电流I1、I2，试问： （1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁 动势为多少？ （2） N 2中电流I2反向，总磁动势又为 多少？ （3） 若在图中a、b处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少？ （4） 比较1、3两种情况下铁心中的B、H的 相对大小，及3中铁心和气隙中H的相对大小？ 解：1） 2） 3）不变 4）由于，而，所以，，。 在3）中，，由于，所以 ∨0-9 两根输电线在空间相距2m，当两输电线通入的电流均为100A时，求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少？并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。 解：由，得每根输电线单位长度上所受的电磁力为 当电流同向时，电磁力为吸力；当电流反向时，电磁力为斥力。如下图所示： ∨0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为2Ω。将其接入110V交流电源，测得输入功率为22W，电流为1A，试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。 解： 第一篇 变 压 器 第 1 章 1-1 变压器是根据什么原理进行电压变换的？变压器的主要用途有哪些？ Δ1-2 变压器有哪些主要部件？各部件的作用是什么？ 1-3 铁心在变压器中起什么作用？如何减少铁心中的损耗？ Δ1-4 变压器有哪些主要额定值？原、副方额定电压的含义是什么？ ∨1-5 一台单相变压器，SN=5000kVA，U1N/U2N=10/6.3kV，试求原、副方的额定电流。 解： ∨1-6 一台三相变压器，SN=5000kVA，U1N/U2N=35/10.5kV，Y，d接法，求原、副方的额定电流。 解： 第 2 章 Δ2-1在研究变压器时，原、副方各电磁量的正方向时如何规定的？ 2-2在变压器中主磁通和原、副绕组漏磁通的作用有什么不同？它们各是由什么磁动势产生的？在等效电路中如何反映它们的作用？ Δ2-3为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势，当铁心不饱和时激磁电流呈何种波形？当铁心饱和时情形又怎样？ Δ2-4变压器的外加电压不变，若减少原绕组的匝数，则变压器铁心的饱和程、、空载电流、铁心损耗和原、副方的电动势有何变化？ Δ2-5一台额定电压为220/110V的变压器，若误将低压侧接到220V的交流电源上，将会产生什么样的后果？ Δ2-6变压器折算的原则是什么？如何将副方各量折算到原方？ 2-7变压器的电压变化率是如何定义的？它与哪些因素有关？ Δ2-8为什么可以把变压器的空载损耗看作变压器的铁耗，短路损耗看作额定负载时的铜耗？ Δ2-9 变压器在高压側和低压側分别进行空载试验，若各施加对应的额定电压，所得到铁耗是否相同？ ∨2-10一台单相变压器，SN=5000kVA,U1N/U2N=35/6.0kV,fN=50HZ,铁心有效面积A=1120cm2，铁心中的最大磁密Bm=1.45T，试求高、低压绕组的匝数和变比。 解: 高压绕组的匝数 变压器的变比 低压绕组的匝数 2-11一台单相变压器，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/230V，R1=4.32Ω，x1σ=8.9Ω，R2=0.0063Ω，x2σ=0.013Ω。求： 1) 折算到高压侧的短路参数Rk、xk和Zk； 2) 折算到低压侧的短路参数k、k和k； 3) 将1）、2）的参数用标么值表示，由计算结果说明什么问题？ 4) 变压器的短路电压uk及其有功分量ukr、无功分量ukx； 5) 在额定负载下，功率因数分别为cos2=1、cos2=0.8（滞后）、cos2=0.8（超前）3种情况下的△U％。 解: 1) 2) 3) 4) 5) △U1％＝( Rk* cos2+ xk* sin2) ×100％ =(0.0239×1.0+0.0493×0) ×100％ =2.39％ △U2％＝( Rk* cos2+ xk* sin2) ×100％ =(0.0239×0.8+0.0493×0.6) ×100％ =4.87％ △U3％＝( Rk* cos2+ xk* sin2) ×100％ =(0.0239×0.8 - 0.0493×0.6) ×100％ = -1.05％ 2-12一台三相变压器，SN=750kVA,U1N/U2N=10000/400V,Y,d接法，f=50HZ。试验在低压侧进行，额定电压时的空载电流I0=65A，空载损耗p0=3700W；短路试验在高压侧进行，额定电流时的短路电压Uk=450V，短路损耗pkN=7500W（不考虑温度变化的影响）。试求： 1) 折算到高压边的参数，假定R1=2=,x1σ=2σ=； 2) 绘出T形电路图，并标出各量的正方向； 3) 计算满载及cos2=0.8（滞后）时的效率N； 4) 计算最大效率max。 解：1) , 折算至高压侧的激磁参数： 短路参数计算： Zk == Rk = Xk== 2) T形电路图如下： 4) 满载时的效率 3-11 根据题图3-2的接线图，确定其联结组别。 1） 2） 3） 题图 3-2 解： yd11 yd5 1） 2） 3) 3.12 根据下列变压器的联结组别画出其接线图： 1）Y，d5；2）Y，y2；3）D，y11。 解：1）Y，d5，有两种接法，如下图a）、b）所示。 2）Y，y2，只有一种接法，如下图2）所示。3）D，y11，有两种接法，下图3）所示高压边为AX-CZ-BY接法，另一种接法AX-CZ-BY略。 3-13 两台并联运行的变压器，在SNI=1000kAV，SNII=500kAV，不允许任何一台变压器过载的情况下，试计算下列条件并联变压器组可供给的最大负载，并对其结果进行讨论。1）=0.9；2）=0.9； 解：1）∵，∴第一台变压器先达满载。 设，则 2）∵，∴第二台变压器先达满载。 设，则 3-14 两台变压器数据如下：SNI=1000kAV，ukI=6.5％，SNII=2000kAV，ukII=7.0％联结组均为Y，d11额定电压均为35/10.5kVA。现将它们并联运行，试计算：1）当输出为3000kVA时，每台变压器承担的负载是多少？2）在不允许任何一台过载的条件下，并联组最大输出负载是多少？此时并联组的利用率是多少？ 解：1）由 得 2）∵，∴第一台变压器先达满载。 设，则 5-5 一台三相双绕组变压器，SN=31500kVA，U1N/U2N=400/110kV，po=105kW，pkN=205kW。如果改接成510/110kV自耦变压器，试求： 1） 自耦变压器的额定容量、传导容量和绕组容量各是多少？ 2） 在额定负载和cos=0.8的条件下运行时，双绕组变压器和改接成自 耦变压器的效率各是多少？ 解：1） 自耦变压器的绕组容量 自耦变压器的额定容量 自耦变压器的传导容量 3） 双绕组变压器的效率 改接成自耦变压器后po、pkN不变，其效率 6.10一台两极汽轮发电机，频率为，定子槽数为槽，每槽内有两根有效导体，接法，空载线电压为。试求基波磁通量。 解 6-11 一台三相同步发电机，f=50HZ ，nN =1500r/min，定子采用双层短距分布绕组：q=3，，每相串联匝数N=108，Y接法，每极磁通量Φ1=1.015×10-2Wb，Φ3=0.66×10-3Wb，Φ5=0.24×10-3Wb， Φ7=1.015×10-4Wb，试求： （1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）绕组系数kN1、kN3、kN5、kN7； （4）相电动势Eφ1、Eφ3、Eφ5、Eφ7及合成相电动势Eφ和线电动势El。 解：（1）电机的极对数 ；（2）定子槽数 ； （3）绕组系数 （4）电动势 7-10一台三相四极感应电动机，PN=132kW，UN=380V，IN=235A，定子绕组采用三角形连接，双层叠绕组，槽数Z=72，y1=15，每槽导体数为72，a=4，试求： （1）脉振磁动势基波和3、5、7等次谐波的振幅，并写出各相基波脉振磁动势的表达式； （2） 算三相合成磁动势基波及5、7次谐波的幅值，写出它们的表达式，并 说明各次谐波的转向、极对数和转速； （3） 分析基波和5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对磁动势波形有什么影响。 解：（1）额定相电流 ， 设三相电流对称，则各相基波脉振磁动势的表达式： （2），正转， ，反转， ，正转， 由计算可知，基波绕组系数值远大于5、7次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对基波磁动势幅值影响不大，而对5、7次谐波磁动势幅值大大减小，使电机磁动势波形近似为正弦波。 7-13电枢绕组若为两相绕组，匝数相同，但空间相距120°电角度，A相流入，问：（1）若，合成磁动势的性质是什么样的？画出磁动势向量图，并标出正、反转磁动势分量； （2）若要产生圆形旋转磁动势，且其转向为从+A轴经120°到+B轴的方向，电流iB应是怎样的，写出瞬时值表达式（可从磁动势向量图上分析）。 解： 图1 图2 （1）合成磁动势（基波）为椭圆旋转磁动势。当时，在+A轴，各自从+B轴倒退120°电角度。磁动势向量图如下图1所示。 （2）若要产生圆