2016级电气专升本电机学第一次测验题答案

20162017-1电机学第一次测验题答案及评分标准一、名词解释（30分，每题3分）1直流电机的电枢反应 直流电机负载时电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应。2电机的额定值 电机生产厂家对电机在指定运行条件下所规定的一些量值。3转差率 感应电机旋转磁场的转速与转子转速之差称为转差，转差与同步转速的比值称为转差率，用表示。4转矩-转差率曲线 在电源电压为额定电压的情况下，感应电动机电磁转矩与转差率的关系曲线就称为转矩转差率曲线，或曲线。5起动转矩 在感应电动机的转矩转差率曲线中，所对应的转矩称为起动转矩，用表示，它反映了电动机的起动能力。6直流电动机的机械特性 当直流电动机加上一定电压和一定的励磁电流时，转速和电磁转矩之间的函数关系。7双反应理论 凸极同步发电机的气隙是不均匀的，极面下气隙较小，两极之间气隙较大。在一般情况下，电枢磁动势既不在直轴也不在交轴，而是在空间任意位置处。此时可把电枢磁动势分解成直轴和交轴两个分量，再用对应的等效直轴磁导和等效交轴磁导分别算出直轴和交轴电枢反应，再把它们叠加起来。8铁磁材料如铁、钴、镍及其合金一类的材料，放在磁场中，磁性会显著增强，这一类材料叫做铁磁材料。9电磁功率；电磁功率是指在电机中通过磁场耦合，机械功率转换成电功率，或者电功率转换成机械功率的那部分功率。10电流互感器 接在大电流电路中，将大电流按比例变成小电流、用于测量的变压器。二、计算题（30分，每题10分）1有一三相双层绕组， ，试求其基波绕组因数。若绕组为星形联结，每相串联匝数有12匝，基波磁通量，试求基波的相电动势及线电动势。解：； ； ；。2有一台三相变压器，额定容量，额定电压，联接，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。解：（1）；（2）；3有一台他励直流发电机，电枢电阻(含电刷接触电阻)，端电压为220V，电枢电流，试求：（1）电枢电动势、电磁功率；（2）若额定转速为1500rpm，电动势常数为Ce=14.8，求每极磁通和电磁转矩Te。解：（1）； 三、综述题（40分）1感应电机的运行状态有哪些？（5分） 感应电机运行状态有：（1）电动机状态（），电机旋转方向与气隙磁场旋转方向相同，且转速低于磁场转转速，电磁转矩为驱动转矩， 可以拖动机械负载；（2）发电机状态（），电机旋转方向与气隙磁场旋转方向相同，且转速高于磁场转转速，电磁转矩为制动转矩， 可以输出电功率，带用电负载；（3）电动机状态（），电机旋转方向与气隙磁场旋转方向相反，且转速为负值，电磁转矩为制动转矩， 可以让电机减速。2试根据感应电动机（异步电动机）的转速公式分析调速的方法有哪些？各有什么优缺点？(10分)（1）采取改变电机定子绕组的极对数。缺点是：不能实现平滑调速，只能做到有级调速；电机体积大、运行性能较差、效率低下。（2）采取改变电源频率调速。优点是：平滑调速、调速性能好；缺点：需配用专用变频器、电源高次谐波含量多，影响电机的运行性能。（3）采取改变电动机的转差率调速。a.在转子上外加电阻调速。缺点：只能适用于转子绕线式感应电动机、能耗较大、效率低下；b.串级调速。缺点：只适用于转子绕线式感应电动机、所需设备较昂贵；c.双馈电动机调速。优点：调速范围宽；缺点：需要专门的变频装置。三相绕线式转子异步电动机增大转子电阻对最大转矩没有影响，但使临界转差率增大，在起动时转子串入电阻，可以提高起动转矩，同时可以减小起动电流，完全起动后切除，是为了减小转子铜耗。3直流电动机的起动方法有哪些？各有什么优缺点？(10分) 要点（1）直接起动，优点：起动设备简单经济；缺点：起动电流大，对电源和电机冲击很大。（2）串阻起动，优点：可以降低起动电流；缺点：电机功率较大时，电阻体积大，比较笨重，起动时，要消耗一定的电能。（3）降压起动，优点：可以降低起动电流、效率高；缺点：需要配备专用电源，造价高。4同步电动机有哪些起动方法？（5分）2、要点：（1）异步起动法； （2）辅助起动法； （3）变频起动法。5同步电机的运行状态有哪些？(5分) （1）发电机状态（），电磁转矩为制动转矩，发出电功率；（1）电动机状态（），电磁转矩为驱动转矩，输出机械功率；（1）补偿机状态（），只有很小的电磁转矩与空载转矩平衡，不进行机电能量转换，只是空转，用于补充或吸收电网的无功功率，以提高功率因数。6直流电动机有哪几种调速方法及各有什么优缺点？（5分）参考答案（1）采取改变直流电动机的电枢电压。优点是平滑调速，效率高，缺点是需要配备专用电源。