电机学试题(题目1).doc

选择以下题目中的下例： 1-1、1-32-3、2-73-5、3-84-1、4-65-5、5-9一、 直流电机1-1 一台并励直流电动机，额定功率瓦，额定电压伏，额定转速转/分，电枢额定电流安，电枢总电阻欧（包括电枢接触电阻），励磁绕组电阻欧，并励绕组每极匝数匝，在1000转/分测得空载特性如下：（安）0.20.290.450.50.650.80.951.111.30(伏)68100150176206232250260268现将励磁绕组改绕，导线用得较粗，匝数改为匝，测量电阻欧（其他未变）。求，（1）改绕前，满载时，电枢反应的去磁磁势；（2）改绕后的额定转速（假定去磁磁势不变）；（3）改绕后的转速变化率如何？ 1-2 直流复励发电机，他励时测的空载特性取消数据如下表所示（测量时的电机转速为1000转/分）励磁电流（安）0.981.372.112.643.174.205.215.72空载电势（伏）70100150179200230250256电枢绕组的电阻为0.22欧，电枢电流额定值为40安，电枢反应的去磁作用相当于并励绕组电流为0.05安励磁电流的磁势，正、负电刷的接触压降按2伏计算，试计算：（1）该电机作为发电机（并励），转速为1200转/分，电枢电流为额定值，要求发电机端电压为220伏，并励绕组的电阻应为多少？（2）保持上述并励绕组电阻值不变，将该电机将接成积复励发电机，当转速为1200转/分是，电枢电流为额定值时，测得发电机的端电压为230伏，并已知串励绕组的匝数为3匝，计算并励绕组的匝数为多少？（3）若该电机作为并励电动机运行，磁场电阻仍保持不变，外加电压为230伏，计算电动机电枢电流为额定值时的转速计空载转速？ 1-3 一台直流发电机，其额定电压为600伏，额定转速为750转/分，额定电枢电流为950安，电枢绕组电阻为0.01083欧（）,并励绕组为25.2欧()，换向极绕组和补偿绕组的电阻为0.00602欧（），正、负电刷间接触压降为2伏，电机为全补偿，测得额定转速时的空载特性如下：空载电势（伏）210300400500600750800励磁电流（安）1.62.423.554.97.214.518求：（1）额定负载时磁场变阻器的电阻值：（2）在上述磁场变阻器电阻值不变情况先的空载电压：（3）若该电机作为电动机运行，磁场回路电阻仍保持步步，则当外加600伏端电压是，计算电枢电流为额定值是的电动机转速1-4 一台他励直流发电机有一台并励直流电动机拖动发电，他们的额定数据为：他励发电机：千瓦，伏，,转/分，励磁电压和电流伏，安，电枢回路电阻欧姆，电刷接触压降伏。并励发电机：千瓦，伏，,转/分，励磁电压和电流安，电枢回路电阻欧姆，电刷接触压降伏。（1）计算机额定运行时，电动机的输入功率；（2）发电机和电动机军保持其额定运行时的磁场电阻值不变，求当发电机空载时，电动机的转速和发电机的端电压（忽略空载损耗和电枢反应的影响）；（2）发电机和电动机都装有换向极，其电刷均在集合中性线上，在额定运行时发现它们的前刷边出现火花，为改善额定运行时的换向情况，可将他们的电刷位置稍作调整，为什么？ 1-5 在如图所示的并励直流电动机原理图中，表明各绕组的电流方向，并画图说明各绕组直接的联接。 1-6 某航空直流发电机，额定数据如下：千瓦，伏，,转/分，电枢电阻欧姆，并励绕组电阻欧姆，电刷压降伏，空载损耗瓦，求（1）额定负载下的电磁功率；（2）额定负载下的电磁转矩；（3）额定负载下的效率。 1-7 并励直流电机数据如下：额定功率千瓦，额定电压伏，额定电枢电流安，额定转速转/分，电枢电路电阻（包括电刷压降）欧，励磁绕组电阻欧，额定转速下的无载特性如下：00.20.40.520.70.80.91.01.31.641276140167209222234244270289当电源电压为220伏时，电枢电流保持额定值不变，不考虑电枢反应的影响时，试求：（1）电枢回路不串电阻所能达到的最低转速为多少？（2）若要求将转速调到300转/分，励磁回路不串电阻，问需要在点数回路中串一个多大的电阻？（3）若要求能把转速调到1.2，用调节励磁的方法，问应在励磁回路中串一个多大的电阻？ 1-8 两台完全相同的并励直流电机，机械上哟个同一轴联在一起，（安）1.31.4（伏）186.67195.83并联接于230伏的电网上，轴上不带其他负载，在1000转/分时，空载特性如表所示。现电机A的励磁电流为1.4安，电机B的为1.3安，电枢电流总电阻（包括电刷接触电阻）为0.1欧，转速为1200转/分，如忽略电枢反应的影响，试问：（1）哪一台是发电机？哪一台是电动机？（2）两机的总的机械损耗和铁耗是多少？（3）只调节电流（例如对调两机的励磁电流）是否能改变两机的运行状态（保持转速不变）？（4）是否可以在1200转/分时，两机都从电网吸收功率或向电网送出功率？ 1-9 直流电机运行时，电枢绕组元件内感应的是交流电势。通过换向器的作用，从电刷间取得直流电势。根据这一观点，试从交流电机绕组的感应电势公式出发，决定绕组系数，推导出直流电机正负电刷间的电势公式（推导过程中的各项假定条件要逐项说明）。 1-10 计算他励直流发电机空载下电刷从几何中性线移位，电刷端电压的变化。假定电枢绕组节距是整距（），转速n=常数，磁场分布如图 1-10所示为梯形，电刷从几何中性线偏移角值为：。求相应的电刷端电压(设时，). 1-11 并励直流电动机有下列数据：欧，一对电刷压降伏。空载特性如下：欧，一对电刷压降伏。空载特性如下：空载电流（安）0.40.60.81.01.11.21.3空载电势（伏）83120.5158182191198.6204电源电压降至180伏，在总的阻转矩不变的情况下，计算这时电机转速（略去电枢反应去磁磁势）。 （安）0.60.70.80.91.01.2（伏）377418445474.8500540 1-12 一台并励直流电动机，额定转速转/分，额定电压伏，电枢电流安，励磁绕组电阻欧，电枢回路电阻欧（包括一度电刷接触电阻）。已知电机在500转/分下的无载特性如右表：求：忽略电枢反应的影响下：（1）额定运行时励磁回路外接电阻？（2）减小励磁电流使电动机升速，求电动机转速为630转/分时，励磁回路的外接电阻。电枢电流仍额定值；（3）当电动机运行在回馈制动状态，励磁电流及电枢电流仍为额定值时，电机的转速，磁势电源吸收的功率多大？（不考虑励磁消耗功率） 1-13 两台完全相同的他励直流电动机，煤炭额定功率千瓦，额定电压伏，额定电流安，额定转速转/分，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）为欧。现将两机同轴联接后，带动一负载转矩运转，如图所示 1-13所示。电机I的点数回路传入调速电阻欧，外施端电压220伏；电机II的电枢回路经电阻欧而闭合。两机的励磁电流均等于额定励磁电流不变，并设两机的空载转矩均等于额定运行时的空载转矩值不变，且忽略电枢反应。试求：（1）当负载转矩牛米时，机器稳定运行的转速及两机的电枢电流各位若干？（2）这时电机I的输出功率为多少？ 1-14 两台并励直流发电机并联运行，它们负担整个电网的负载，此时机I供出自己的额定功率，机II供出自己的额定功率，网压为220伏，机I和机II的额定数据和电枢回路电阻（电刷接触电阻忽略不计）分别为：两机用标幺值表示的空载特性相同，为：0.50.951.051.151.251.52.00.580.9721.0451.0851.131.211.33（注：是空载时时的励磁电流）（1）若使电机I负载全部转移到机II，网压不变，两机的励磁电流各为多少？（2）若只靠调节机II的励磁来实现负载全部转移到机II，则电网电压和机II的励磁电流应改为多少？（3）若只靠调节机I的励磁来实现负载全部转移到机II，则电网电压和机I的励磁电流应改为多少？（注：上述空载特性及调节过程前后转速均保持不变。计算电枢反应忽略不计） 1-15 两台完全相同的并励直流电动机I和II，已知在1000转/分时空载特性如右表：(安)1.31.51.71.92.1（伏）180194204210213电枢回路总电阻（忽略电刷接触电阻）欧。现将两台电机机轴耦合（机械上同轴），电气上并联于同一220伏直流电网，轴上不带机械负载，如图 1-15所示。今测得电机I的励磁电流安；电机II的励磁电流安；机组从电网取的总电流安。在此条件下： 1-16 已知他励直流电动机的电枢电阻为，电枢电感为，电枢转动惯量为。假定转矩系数和电势系数均等于常数。试写出他励直流电动机直接无载启动时，过渡状态下电动机角速度和电枢电流随时间t变化的表示式和。 1-17 直流电机换向元件在换向过程中可能出现那些电势？是什么原因引起的？它们对换向各有什么影响？ 1-18 有一台并励直流电动机，其额定值，（线路电流），转/分。已知电枢电阻，磁场电阻。若不计电枢回路电感、电刷压降及电枢反应，试计算：（1）在额定负载下，突然在电枢回路串入0.5欧电阻，求串入电阻瞬间电机的电枢反电势、电枢电流和电磁转矩；（2）同上情况，若负载转矩不变，求稳定后电动机的转速；（3）负载转矩不变，若将磁通减少10%，当不计饱和时，则稳定后电机转速是多少？（4）负载转矩不变，若将电压降低10%，则稳定后电动机的转速又是多少？（5）能耗制动时，若限制电枢电流为额定电流的两倍（既），则在电枢回路应串入多大的电阻？ 二、 变 压 器 2-1 有一台三相心式变压器，每个铁心柱上有三个线圈（原方一个，副方两个）且副方第二个线圈的匝数是副方第一线圈匝数的，原方接法同名端如图 2-1（a）。因工作需要，联接成原方电势与副方电势相位差为，两种情况下的三相对称信号电势，问如何联接？并划出矢量图。（副方两组线圈全用上，接法任意，标明取信号电势的端点） 2-2 两台变比不相等的单相电力变压器作并联运行，经检查其接线正确无误，试用矢量图及方程式表示出空载运行时的副边电压与原边电压，变压器的变比及参数间的关系（分析时可略去激磁电流不计）。 2-3 一台单相变压器，当高压方加220伏电压时空载电流为，主磁通为。如图 2-3所示。（1）今X、a联在一起，在A，x端加330伏电压，求此时的空载电流和主磁通为多少？（2）若X、x联在一起，在A、a端加110伏电压求此时的空载电流和主磁通各是多少？ 2-4 试证明联接组，其中。 2-5 作出三相变压器接法的副边绕组接线图，标出副绕组6个端点的符号，然后绘出原、副边电势矢量图。 2-6 设外施电压为正弦波，且三相对称，试分析三相变压器的联结组（、联接）和磁路系统（三相变压器组，三相心式变压器）对其相电势，线电势的波形有何影响？ 2-7 一台额定频率为60赫兹的电力变压器，接于50赫兹的电网运行，将原方所施电压降低到原额定电压的5/6倍。问对磁路饱和程度、激励电流、激励电抗、漏抗以及铁耗各有何影响？ 2-8两台完全相同的单相变压器，原、副边电压关系为220/110伏，已知折合到原边的参数为：原、副边漏抗的标幺值，激磁阻抗的标幺值，如图 2-8所示把两台变压器的原边串联起来，原边接到伏的电源上，求下述三种情况原边电流的大小（用标幺值表示）是多少？（1）端点1与3相连，2与4相连；（2）端点1与4相连，2与3相连，（3）第一台变压器副边开路，第二胎变压器副边短路。 2-9 有两台容量接近，原、副边额定电压分别相等的三相变压器。其中一台的绕着联结组为，另一台绕组接法亦为，但组别不清。根据原线组出线标志A、B、C，副绕组出线标志a、b、c，通电后用电压表法测量时，得伏，伏，伏及伏。试确定此台变压器的接线组别。并说明采取说明措施使这两台变压器能并联运行。 2-10 一台变比为的单相变压器，如图 2-10（a）所示，短路电压的标幺值。今将此变压器接成自耦变压器，如图 2-10（b）所示，在低压边绕组加电压作短路试验，所加电压，问此自耦变压器高压边电流的标幺值是多大？ 2-11 甲乙两台三铁心柱变压器，如图 2-11（a）、（b）所示，已知变压器每个铁心柱上绕有3个线圈，其匝数分别为：甲台是、；乙台是、。某用户要求能得到一个12相得对称电流，即每相电压有效值彼此相等，相邻两相间电压相位差为电度角。问：（1）如何利用这两台变压器获得12相对称电源（画出线路图）？（2）当这两台变压器设计得主磁通彼此相等，且时，与之间应满足什么关系。 2-12 有一台单相变压器，变比，现从低压绕组抽出中点抽头“0”，如图 2-12所示。已知在高压变1-2加工频电压40伏，低压边3-0短路，或者4-0短路，在高压边测得电流均为8安培。若低压边3-4短路，高压边电压不变，在高压边测得电流则为10安培。绕组电阻和励磁阻抗忽略不计。计算以下四种情况电源供给的电流：（1）低压边3-4加工频电压40伏，高压边1-2短路；（2）低压边3-0加工频电压40伏，高压边1-2短路；（3）低压边3-0加工频电压40伏，低压边4-0短路，高压边1-2开路；（4）低压边3-0加工频电压40伏，低压边4-0和高压边1-2均短路。 2-13 假设有一台试验用单相工频三绕组变压器，三个绕组同心布置，额定电压伏，高压边额定电压时的空载电流安，绕组的漏抗欧，欧，绕组电阻可忽略不计，绕组厚度变化对漏抗的影响也可忽略不计。今按图 13几种接线方式（绕组同名端标志如图）接于220伏工频电源上，计算各种原边电流 2-14 一台单相变压器，50千伏安，7200/480伏，60赫兹。（1）将此变压器高压边加电压157伏，低压边短路，测得高压边电流为7安，输入功率为615瓦，试计算短路参数的标幺值和；（2）将此变压器接在50赫兹电压上带负载运行，在保持磁密和电密不变的条件下，副边负载的功率因数（滞后），试计算其电压变化率。（计算电压变化率可用近似公式） 三、三相绕组 3-1 三相双层短距交流绕组，已知其五次谐波的绕组系数，求该绕组的基波及其七次谐波的绕组系数。 3-2 一个六相电机，定子绕组为六相对称绕组，他们在定子上沿逆时针方向依次排列为：A相，B相，C相，D相，E相，F相。每相绕组的有效匝数为（为定子绕组基波绕组系数），极对数为。今在六相绕组中通入频率为的电流，各相分别为：；;；。试用公式或向量图分析定子绕组的合成基波磁势性质（圆磁势、椭圆磁势还是脉振磁势）；磁势幅值大小，转向，转速。 3-3一台四极24槽三相交流电机，线圈的节距槽，采用相带，双层绕组。先用变线圈之间连接的方法使之变为两级绕组。（1）画出改接前一相绕组的连接图；（2）画出该相绕组改接后的连接图；（3）计算改接前后两种情况下的分布系数与短距系数。 3-4 两相电机，绕组对称，二极，电枢总槽数，绕组节距；每槽导体数，A想通电流为安，B相通电流为安，绕组支路数，试求其合成磁势（基波）的最大值和最小值。 3-5 有一台两极交流发电机，定子槽数，每槽内有两根导体，定子具有的三相双层叠绕组，试将此绕组分别连接成对称六相与对称二相双层叠绕组，取三相绕组的容量为1，分别求连成这两种绕组与连成三相绕组时的容量比。画出对称六相绕组的一相连接图。 3-6 一台2000千瓦、2极三相异步电机，定子绕组Y接，额定电压为6000伏，每极每相槽数，每相并联支路数（即每极一支路）。对基波分布系数为0.956，短距系数为0.866，今欲改接在3000伏电压下运行，支路数，在每个极相绕组中有两种改接方案：（1）用第1、3、5、7线圈串联为一支路，2、4、6、8线圈串联为另一支路然后并联；（2）用第1、4、5、8线圈串联为一支路，2、3、6、7串联为另一支路，然后并联。若忽略定子漏阻抗压降，计算两种方案中国并联支路间的电势差各为多少？为得到较小的环流，上述哪个方案较好些？ 3-7 今有一台四极三相异步电机，定子为24槽，采用同心式绕组。大线圈的跨距为第1至第8槽，小线圈的跨距为第2槽至7槽。试计算此种绕组的绕组系数。 3-8 在某一台三相同步电机中，加入由三相对称几波电流产生的次谐波磁场的磁密幅值与由转子直流励磁产生的次谐波磁场的磁密幅值相等。试问这两个谐波磁场在定子绕组中感应电势的幅值之比是多少？ 3-9 已知同步发电机的三相定子绕组是一对极，接到频率为50周/秒的三相电源上，定子绕组的A、B、C三相与电源的A、B、C三相一一对应连接，已知电源中除基波频率的正序电流外，还含有五次谐波电流（负序），求：（1）基波电流产生的空间基波磁动势的转速与转向；（2）基波电流产生的空间五次谐波磁势的转速与转向；（3）五次谐波电流产生的空间基波磁势的转速与转向；（4）五次谐波电流产生的空间五次谐波磁势的转速与转向。（清华大学） 3-10 已知一台三相两级电机的定子总槽数Z=18，试连出单层短距、分布绕组（绕组节距），画出槽电势星形图，并计算出绕组系数。 四、异 步 电 机 4-1 三相单鼠笼式异步电动机，极数，转子槽数。试说明：该电机运行在某一转差率时，转子导条电流为正弦变化且其有效值为100安时，计算出此电机转子电流所产生的基波磁势及三次谐波的幅值各为多少？推导出所采用的计算公式并解释之。（天津大学，1984年） 4-2 三相绕线式异步电机作为感应调压器用，其定转子绕组接线如图 4-2（a）所示。试说明：（1）当输入端接入三相对称电源而输出端为空载运行时，转子在不同的角位置处，输出端的电压与转子的角位置的变化关系；（2）当输出端接有负载阻抗时，画出当定、转子绕组轴线相差电角度位置时（设转子逆旋转磁场方向移一个角）电机的矢量图，途中表明定、转子磁势，定转子电流以及输入端、输出端的电流及电压间的关系（定、转子绕组的漏抗及电阻可略去不计）。 4-3 一台2000千瓦，2极三相异步电动机，定子绕组Y接，额定电压为6000v，每极每相槽数q=8，每相并联支路数a=2（即每极一支路）。对基波分布系数为0.956，短距系数为0.866，今欲改接在3000v电压下运行，支路数a=4，在每个极相绕组中有两种改接方案：（1）用1、3、5、7线圈串联为一支路，2、4、6、8线圈串联为另一支路，然后并联；（2）用1、4、5、8线圈串联为一支路，2、3、6、7线圈串联为另一支路，然后并联。若忽略定子漏阻抗压降，计算两种方案中并联支路间的电势差各为多少？为得到较小的换流，上述哪个方案较好些？ 4-4 试分析异步电动机的附加转矩对启动的影响。 4-5 三相线绕异步电动机，定、转断点接于同一电源，接线如图 4-5，问此时转子的转速？转向？若带上负载，其转速是否会随负载的增加而降低？ 4-6 一台三相定、转子都是Y接得绕线式异步电动机，额定容量，定子额定电压，额定转速转/分，空载电流A，转子开路电压V。已知定子电阻，定子漏抗，转子电阻，转子不转时，转子漏抗。今在此电机转子滑环之间加190伏三相对称电压，定子绕组短路。求：（1）额定负载时的转差率？（2）画出从转子边看进去的T型等值电路，再标上每个参数的欧姆值。（注意，在励磁支路标出励磁阻抗的欧姆值即可，不必分成、）。 4-7 今有一台四级电机，它的转子相当于一台直流电机的电枢，但在其绕组的三个固定点处引出线头接到三个集电环，通过电刷引入交流电，在换向器一侧装有三个电刷，如图 4-7所示。电机的定子（图中未画出）相当于一般异步电机的定子，但没有绕组。如果在集电环侧引入的交流电频率为50赫，电压为220伏，转子被带转到速度等于1440转/分，其转向为反着旋转磁场的方向。问换向器端的任两电刷间的电压等于多少？它的频率等于多少？并说明理由。 4-8 一台三相四极50赫的鼠笼式异步电动机，定子槽数Z1=36，转子槽数Z2=40.试验中发现它的转矩转速曲线在150转/分处有一个同步附加转矩。有人说，这是由于定子第19次谐波磁势造成的。试分析这种说法是否正确。 4-9 某三相异步电动机，额定电压伏，频率赫，定子三相绕组接法，极对数p=2，定子每相电阻=0.2欧，漏抗=0.6欧，折算到定子边的转子每相电阻欧，漏抗欧。现该机在运行中，B相引出线开断，而成单项运行状态，如图 4-9所示。已知该机B线断开而作单相运行时的转速为n=1200转/分。试求：该机单相运行时，定子各相相电流及线电流的有效值各为多少？（计算中可以忽略励磁电流不计，并且假设对负序磁场而言，转子每相电阻增加到正常运行时的120%，而转子每相漏抗减少到正常运行时的70%） 4-10 一台三相绕线式异步电动机，定、转子绕组都是Y接。当定子绕组加额定电压，而转子绕组开路时，滑环上的电压为60伏，转子不动时，转子绕组每相漏阻抗为（1.5+j4.0）欧，定子一相漏阻抗与转子一相漏阻抗折合值相等，忽略励磁电流，向转子绕组中串入一个Y接得三相对称电阻，每相电阻为3欧，在额定电压下起动时，转子绕组中的电流是多少？（不考虑过渡过程） 4-11 一台Y接的三相异步电动机，已知：欧，欧，欧，欧，欧，欧，空载电流安，机械损耗和附加损耗瓦。（1）画出T型等效电路，并写出电枢绕组相电流的表达式；（2）已求得当外施相电压,转/分时，相电流,计算电动机输入功率、输出功率和效率。 4-12 一台三相四极绕线式异步电动机带动一重物上升。转子Y接，每相电阻欧。重物上升时，电动机转速为1440转/分。今欲使电动机以750转/分的转速把这个重物下放，问转子每相串多少附加电阻？（忽略空载转矩） 4-13 某绕线式异步电动机，其技术数据为千瓦，转/分，安，,伏，安，试求：（1）由实用公式绘制电动机的固有机械特性；（2）该电动机带动起重机主钩位能负载，若放下重物负载时，要求转速为100转/分，问转子应串多大电阻？（3）电动机不断电，和欲使重物停在空中，则应如何处置？为什么？ 4-14 有一台三相异步电动机，2p=4，伏，Y接，赫，定转子参数如折算到同一侧时，可作为相等。且已知欧，为分析简化起见，将励磁电流略去不计。（1）试求当转差率为0.03时该电机的电磁转矩以及定子每相电流值；（2）如果外线中有一相断线，电机被迫单相运行，试求转速为1400转/分时未断线相电流值（设转子在二倍定子频率附近由于挤流作用电阻将增加20%）。 4-15 有一台三相绕线式异步电动机，其定子绕组接在频率为60赫的三相电源上，转子由一台可调速的原动机驱动，从转子滑环引出可变频率的电源。已知原动机能使转子达到的最大转速是3000转/分，如果变频范围要求为120-450赫，试求：(1)电动机的最少极数；(2)在这个极数下，满足变频范围的最高转速和最低转速。当转子频率为450赫时，通过滑环接入负载，其功率为80千瓦，功率因数为0.8，试求：(3)原动机的输出功率；(4)三相电源向异步电机输出的视在功率。忽略励磁电流、各种损耗及阻抗压降。 4-16 三相异步电动机的额定功率为60千瓦，额定转速为1440转/分，额定电压为380伏，Y接法，额定电流130安。已知该电机轴上得额定输出转矩为电磁转矩的96%。定、转子绕组的铜耗相等，铁损耗是总损耗的23%。试求：（1）电动机的各种损耗；铁耗、机械损耗和附加损耗、定子绕组铜耗、转子绕组铜耗。（2）输出机械功率、电机的电磁功率和输入功率并绘出能量流程图；（3）额定运行时的效率和功率因数。 4-17 简要论述试验测定三相异步电动机的励磁参数、铁耗、机械损耗和定、转子参数的方法（设），如何利用上述参数求出电动机的下列运行数据：（1）定、转子电流（设转差率S已给定）；(2)上述运行情况下的电磁转矩，效率和功率因数；（3）起动电流和起动转矩。 4-18 某三相鼠笼式异步电动机，额定功率17千瓦，额定电压=380伏，接法，其参数为欧，欧，欧，欧，欧，欧，机械损耗瓦，附加损耗为额定功率的1.9，试求：(1)额定负载时的转差率； (2)定子电流；(3)功率因数和效率。 4-19 一台三相四极鼠笼异步电动机，额定电压220伏，额定频率60赫。已知其过载能力，临界转差率。现将该电机接到220伏，50赫电源上，问此时最大转矩为原来额定转矩的多少倍？产生最大转矩时的转速是多少？计算时假定定子电阻可忽略不计，并忽略机械损耗和附加损耗。校正系数可认为等于1。 4-20 一台绕线式异步电动机拖动一台负荷转矩与速度的平方成正比例的机械负荷。现采用在转子回路中价电阻调速。若忽略空载转矩不计，试证明转子回路中的电阻损耗在转差率等于为最大。4-21 用磁密、电势、电流、电磁力的空间分布图和数学推导，证明三相鼠笼式异步电动机电磁转矩公式。并说明其物理意义。 4-22 有一台220伏，4极，50赫单相异步电动机，其参数为：定子边，电阻欧，漏抗欧，励磁电抗欧；转子边（归算到定子边后），电阻欧，漏抗欧。电动机的铁耗和机械损耗共为30瓦。试计算，在转差率时,单相异步电动机的（1）等值电路各参数值，并画出等效电路图；（2）定子电流和输入功率；（3）电磁功率和电磁转矩；（4）输出功率和效率。 4-23 一台3相，4极，20千瓦，220伏，50赫，1470转/分的鼠笼异步电动机，在额定电压和额定频率下运行时，若该电机产生最大转矩时的转子铜损等于额定转矩时转子铜损的10倍，忽略定子电阻和空载损耗，并且不考虑启动对槽电流集肤效应的影响，试计算：(1)额定转差率和额定转矩；（2）临界转差率；（3）最大电磁转矩（用牛顿米表示）；（4）启动时的电磁转矩（用牛顿米表示）。五、同步电机 5-1 一台直流电机与一台同步电机共轴联接，电枢分别接在恒定电压的电网上，两电机的磁场绕组都由独立电源供电。已知：直流电网电压伏，电枢总电阻(包括电刷接触电阻) 欧，电枢反应去磁效应不计，当直流机在转/分时，电枢感应电势伏。交流电网频率可变动，电网电压伏，同步电机是隐极式、6极、定子绕组Y接法，电枢电阻略去不计，当转/分时，每相励磁电势伏,功角，此机组总空载损耗为瓦，可认为是常数（与转速无关）。两电机磁路线性。现保持这两台电机的励磁电流不变。而交流电网频率提高为60赫。（1）求这时两台电机的运行状态，及分别与电网传递的有功功率；（2）画出同步电机在两种情况下的向量图。 5-2 有一台100千伏安（80千瓦），380伏，Y接法的凸极同步发电机，空载特性如图 2（a）所示，设发电机的 ，短路比，试求额定励磁电流和电压变化率(计算时要求考虑直轴饱和影响，电枢电阻可忽略不计。“*”表示标幺值)。图 2 5-3 同步发电机与无穷大电网并联运行时，只调节励磁电流能否改变有功功率？为什么？单相运行的结论如何？当同步发电机与无穷大电网并联运行在输出额定功率时，调节励磁电流使发电机的，若保持励磁电流不变，在减少和增大有功功率输出两种情况下分别讨论发电机功率因数将怎样变化？ 5-4 一台并联于无穷大电网上运行的水轮发电机，其有关参数如下：千瓦，伏，Y接法，(滞后)，假定其空载特性为一直线，试求：（1）当输出功率为15000千瓦，时，发电机的励磁电流及功率角；（2）若保持此时的有功功率不变，当发电机失去励磁时？发电机还能稳定运行吗？ 5-5 一台三相汽轮发电机无载实验和短路实验都在半同步速下进行，已知无载实验数据为励磁电流标幺值，无载电势标幺值,短路实验数据为励磁电流标幺值为，短路电流标幺值。忽略电阻，令发电机与无穷大电网并联运行。求：（1）同步电抗的标幺值；（2）同步速运行电枢电流标幺值，负载功率因数时的功率角为多大？（3）过载能力。 5-6 一台15000千瓦二极三相汽轮发电机，额定电压伏，额定频率赫，（滞后）。定子绕著Y接，定子每相漏抗标幺值，定子绕组略去不计。额定负载时励磁电流安。电机空载特性为：200036006300780089009550100004580150200250300350现根据电网要求，令该机在额定电压，额定频率下，专门发滞后无功功率（相当于发电机接三相对称纯电感负载）。试求：当该机专门发滞后无功功率且转子电流等于额定励磁电流时，该机输出无功功率为多少？（假定上面给出的空载特性的任何相邻两点间可用直线代替） 5- 7 三相隐极同步发电机，Y接，千伏安，伏，同步电抗欧。当电机过励磁、滞后、千伏安时。（1）求电势和功角（电枢电阻略去不计）；(2)拆除原动机，不计损耗，求电枢电流；（3）保持电磁功率和励磁电流不变，将该机作电动机运行，试画出电势向量图；（4）电动机机械负载不变，电磁功率不变，若，求此时电机的电势。 5-8 用静测法测同步电抗时，为什么一般将单相电压加在线上，而？ 5- 9 一台三相汽轮发电机，额定值为：千瓦，赫，千伏， 滞后，Y接法。该机在三相空载电压为额定值时，发生三相突然线端短路。用示波器拍摄得到的A相电流波形图如图 9所示。并测得每相稳态短路的电流幅值为2000安。我们在该电流波形图上，作出短路电流幅值顶点的上下两条包线及其中心线(即图中线)，此中心线的数据为：(安)2691118039990036421340t（秒）00.040.10.20.3把包线的中心线各瞬时都加上稳态电流幅值数，可画得曲线，对包线与曲线之间各瞬时电流差值取对数，得的数据为：10.4749.869.38488.757.56.255t（秒）00.040.10.20.40.60.8忽略因与不同而引起的二倍频分量，试求：（1）该电机的同步电抗，瞬变电抗和超瞬变电抗；（2）该电机的电枢时间常数，励磁绕组时间常数，阻尼绕组时间常数；（3）短路初瞬间，主极（d）轴线和A相轴线的夹角？并完整地用数值分别写出这次A、B、C三相突然短路电流的瞬时表达式；（4）短路初瞬间为何值时，该电机A相会有最大瞬时冲击电流值，其值为多少安培？是额定电流幅值的多少倍？ 5- 10 设有一凸极同步电动机，其参数（标幺值）为，电枢电阻和饱和现象略去不计。（1）若在额定电压下具有额定负载时，功率因数，试求空载电势的