电机试题库(含答案)

电机学试题库2021.11

一、判断题(正确的，请在后面括号里写“J〃，甯误的，请在后面括号里写“X〃)。

1、直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。(X)

2、直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。(4)

3、直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。(X)

4、电刷放在几何中性线上时，电枢反响只有直轴分量。(X)

5、考虑饱和时，交轴电枢反响有助磁作用。(X)

6、直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。(X)

7、串励电动机在轻载时会发生飞车现象。W)

8、降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。(X)

9、直流电机励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流。(X)

1()、直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。(X)

11、直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。(V)

12、在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。(X)

13、三相变压器组不应该接成Y,yn联结来带单相负载。(明

14、变压器一次侧接额定电压不变，那么负载的主磁通比空载的主磁通略小。川)

15、如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为那么一次侧归算到二次

侧时，电动势和电压要乘以4倍，电流乘以1/左倍，阻抗乘以F倍。(x)

16、考虑磁路的饱和，如果变压器主磁通为正弦波，那么产生主磁通励磁电流也是正弦

波。(x)

17、三相变压器绕组采用Y,d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。«)

18、对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5

次、7次、9次……等一系列的奇数次高次谐波旋转磁动势。(x)

19、对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流到达交流的最大值时，基波合成旋转

磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。川)

20、对绕线型感应电动机，转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机，定子绕

组串电阻可以增大起动转矩。(x)

21、对感应电动机，进行恒转矩变频调速，根本上要求电源电压随频率正比变化。W)

22、变压器的额定容量单位为kW。(x)

23、变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。(x)

24、电角度=机械角度x2p。(x)

25、双层叠绕组的最多并联之路数为2。(x)

二、填空题

1、当降低感应电动机的电压时，感应电动机的最大转矩减小，产生最大转矩的临界

转差率不变，起动转矩减小。

2、感应电动机经过转子绕组折算和^^^的折算，得到等效电路。

3、感应电动机的等效电路中RM代表励磁电阻，X」代表定子漏电抗。

4、变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为一主磁通和漏磁通，其中—遍

磁还不参与变压器的能量传递。

5、他励直流电动机常用的调速方法有：改变电枢M路里的串联电阻；减小气隙磁

iffid）:改变电枢端电压U。

7、三相同步电动机通过调节—励磁电流—可调节无功功率。

8、异步电动机的电源电压降低10%,电机的过载能力降低到皿U，临界转差率不变,

负载不变时，电机的转速将降低。

9、变压器负载运行时，二次电流的大小决定着一次电流的大小。

10、单相绕组的磁动势是_遨k磁动势；对称三相绕组的磁动势为磁动势。

11、变压器空载实验选择在低压侧压侧进行。短路实验选择在高压侧压何进行。

12、一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10,那么将二次绕组进行归算后，归算前

后的二次侧电阻之比为1：100；归算前后的二次侧磁势之比是.1：1o

13、并励直流发电机自励E勺三个条件是有剩磁、剩磁与励磁方向相同（电枢和励

磁绕组接法正确）、励磁电阻小于临界电阻c

14、三相感应电动机转子转速为〃，定子旋转磁场的转速为由，极对数为p,那么定子

电流的交变频率为—第;转子电流的交变频率为一四沪—,

15、变压器的效率在（铁耗与铜耗相等时）到达最大值。

16、同步旋转磁场的转速M转每分钟）、极对数p、电流频率/之间的关系为〃二（迦p）o

17、感应电动机传递到转子回路的电磁功率可以分割成转子铜耗〃cu2、总机械功

率（转换功率）P\V。二者同Am的关系为〃cu2=（SPCIJ;Pw=（（l-S）Pe.nJ。

18、并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的连接组o

各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与短路电压（标幺值）成反

比。短路电压（标幺值）小的变压器先到达满载。

19、电压互感器二次侧不允许短路，而电流互感器二次侧不允许开路。

20、脉振磁动势可以分解为两个圆形旋转磁动势,它们的旋转方向相反，幅值是脉

振磁动势的七（一半）。三和不对称电流流过三相对称绕组产生椭圆形磁动势。

21、在直流发电机中，换向器起整流作用;在直流电动机中，换向器起逆直

作用。

22、直流电机主磁路未饱加时，励磁磁通势主要消耗在空气隙局部。

23、直流电机单置绕组的支路对数等于主磁极对数,单波绕组的支路对数等于」一。

24、通过改变励磁电流的方向,继而改变主磁通的方向,即可改变他励直流电动

机旋转方向。

25、他励直流电动机的电磁功率指由电功率率转化为机械功的功率。

26、某他励直流电动机的额定数据为：PN=17KWfUu=220V,nN=1500r/min,^=0.83.

那么/心93.1A,T2N=108.2N.m,及额定负载时的PiN=

20.5KWo

27、直流电动机常用的启动方法有电枢回路串电阻、降低电源电压，

弱磁谡速调速方法是从基速向上调。

28、变压器的空载试验一般在」^三侧进行，假设一台单相变压器：Se=\SOKVA,

几/%=3000/400V,进行空载试验时，测得U°=400V,/O=I3.5A,^=810VV,等

值电路中变压器的参数L二上L、尤“二222。

29、绕线式异步电动机，转子回路串一适当电阻，那么以下参数变化情况：勺不变,

S”,变大,Tmax不变,兀增大，稳定后电机的转速〃减小。

30、三相异步电动机/l=5（）Hz，«v=1470r/min,额定运行时的乙心=1KW,那么极

对数P=N；额定运行时转差率S,=/（,转子回路的频率6=」_Hz，电磁功率

PM=50AWo

三、单项选择题

1、改变三相感应电动机转向的方法是（C）o

A改变电源频率B改变电源电压

C改变定子绕组中电流的相序D改变电机的极数

2、直流电机电刷处在几何中性线上，当磁路不饱和时的电枢反响是（A）

A.交轴电枢反响B.直轴去磁C.交磁和直轴去磁D.直轴加磁

3、假设他励直流发电机额定点时转速升高20%,那么空载时发电机的端电压将升高

（A）

A.小于20%B.20%C.大于20%D.40%

4、欲使变压器的4。=0,那么负载性质应为（D）

A.电阻电感性负载B.纯电阻负载C.纯感性负载D.电阻电容性负载

5、变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将（C）

A.减小B.不变C.增大D.不确定

6、变压器一次侧阻抗为乙，二次侧阻抗为乙，变比为矶a=N/ND，那么折算到二次

侧的等效阻抗为（A）

C起动电流、起动转矩均增加D起动目流增加、起动转矩减小

19、单相变压器UIN/U2N=220/110V,如果一次侧接380V,那么主磁通将A『

A增大为380/220倍B不变C增大为380/110倍D减小

20、一台三相感应电动机，其空载转速为730转/分钟，那么其极数机二B。

A2B4C6D8

四、简答题

1、试简述抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法。

答：主要采用短距绕组、分布绕组和改善主极磁场分布的方法。

2、试简述增大绕线式感应电机转子电阻对以下参数的影响：起动电流，起动转矩，最

大转矩，额定转速，额定效率。

答：起动电流减小、起动转矩增大、最大转矩不变、额定转速下降、额定效率降低。

3、三相异步电机运行状态的判别依据是什么？

答：0<s<l,电动机状态；s<0,发电机状态；s>l,电磁制动状态。

4、画出变压密的“V形等效电路图，并标明变压器的参数、电压和电流。

答：

5、同步发电机的根本特性。

答：空载特性、短路特性、负载特性、外特性、调整特性；

6、三相异步电动机的性能指标。

答：效率、功率因数、堵转转矩、堵转电流、过载能力；

7、三相异步电动机的调速方法。

答：改变定子电压调速；转子回路串接电阻调速；变极调速；变频调速。

8、如图1所示的三相变压器的接线图，根据接线图，试确定其连接组别。

YyO

9、如下图的三相变压器的接线图，画出矢量图，试确定其连接组别

Ydl

10、画出变压器和异步电动机负载时的等效电路，从能量转换的角度说明它们的异同点。

口O

变压器T形等效电路

r2

异步电动机T形等效电路

相同点：变压器和异步电动机能量转换都是利用了电磁感应定律的根本原理；能量

传递都是以磁场作为媒介，两侧都无直接电的联系。

不同点：(答出其一即可)

(1)前者实现不同电压的电能变换；后者实现电能到机械能的转换，气隙是其能量

转换的场所。

(2)前者主磁场为铁心中的磁场，是静止交变脉动磁场；后者的主磁场为气隙磁场,

是旋转磁场。

(3)前者磁路中无气隙，激磁甩流较小；而后者有气隙，激磁甩流较大。

(4)前者等效电路中的负载是实际存在的；而后者等效电路中的负载电阻是模拟的。

五、计算题：

1、两台三相变压器串联运行，容量均为1500kVA,两次降压后，供一负载，两台变压

器均为Dy连接，第I台额定电压为6萌.3kV,第II台额定电压为6.*14kV,当两台变压

器在6.3kV侧做短路试验，数据如下，试求：

(1)每台变压器的短路阻抗Zk，味，Xk的标幺值;

(2)额定负载时，功率因数为0.9滞后时总的电压变化率。

变压器线电压(V)短路电流(A)三相功率(kW)

I33413014

II30012412

解:

(1)对于第I台变压器，短路试验在低压侧进行，低压侧y形连接，相电流

等于线电流为130A,线电压为334Vo

1500X103nr/々A、

12Nd二

低压侧额定和电流一6〜-=—f=-------------=137.46(A)

V3X6.3X10,

二丝21=26.46(0

低压侧阻抗基值Z2bl

，2Nd137.46

二八334

短路阻抗ZKI=二648(C)

V3xl30

一回1

3

_PK!_14xl0_Qog/Qx

短路电阻r尸

K\3/23xl302.“

短路电抗Li=7ZKI-^I=V1.482-0.282=1.45(C)

1.48

7-

短路阻抗标幺值4KI,一7--------=U.056

，2bl26.46

-^-=0.011

短路电阻标幺值々产_7

，2bl26.46

Y-」K1_145

短路电抗标幺值XKI«一7一——=0.055

Z2bl26.46

对于第II台变压器，短路试验在高压侧进行，高压侧△形连接，相电压等于线电压

为300V,线电流为124A。

j_SNII

高压侧额定相电流=15。。吗

ON/I3x6.3x!03

7_UINW■=63x1-=79.38(Q)

高压侧阻抗基值zlbII.J

79.37

7-^KlI_：300

短路阻抗=4.19(0)

,KII124/V3

__PKH_.

短路电阻4RKli"2:'I。；，=0.78(Q)

3x(124/6)2

J/KII

X

短路电抗KII=V^KII—Yu=V4.192-0.782=4.12(0)

7

7_^KII_419

短路阻抗标幺值4Klp-7—=0.053

ZlbII79.38

2片f)7Q

短路电阻标幺值——=O.(X)98

79.38

Y_工KII_4I?

短路电抗标幺值xKir-彳:士£=0.052

'lbl【79.18

(2)功率因数cos6=0.9

那么有sin9=0.4359

略去励磁电流后等效电路参数

k=「KF+rKir=0.011+0.0098=0.0208

x*=XKI*+=0.055+0.052=0.1()7

“a*=k=00208,〃产==()♦1()7

那么电压调整率

△U=(%,cos，+ur.sin^)xl00%

=(0.0208x0.9+0.107x0.4358)x100%

=6.54%

2、一台三相四极异步电动机，150kW,50Hz,380V,Y接法，额定负载时pcu2=2.2kW,

pmec=2.6kW,附加损耗pad=l.lkW。试求:

(1)额定运行时的转速、转差率；

(2)额定运行时的电磁功率和电磁转矩；

(3)如额定运行时，保持负载转矩不变，在转子绕组中串入电阻使电机的转速降低10%，

问串入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍？

解：(1)同步转速

60f60x50//•、

nA=——=----------=15(X)(r/min)

P2

Pcui=Peg=2.2kW,/?R=0

&=A+Peu!+Pad+Pmcc

那么电磁功率

=150+2.2+1.1+2.6=155.9(kW)

总的机械功率6=几一%2=155.9—2.2=153.7(kW)

由^=(1-5)^

得转差率s=0.0141

那么转速n=(l-5)ni=1479(r/min)

(2)已求电磁功率=I55.9(kW)

丁_q_60<_60X153.7X1()3

电磁转矩=992.9(Nm)

C2加2^x1479

1500-0.9x1479

(3)=0.1126

1500

GG+4

由丁丁

得4=6.99

ri

即串入的电阻阻值约是原转子电阻的6.99倍。

3、一台三相变压器，S/v=600KVA,50Hz,Dy联结，UIW/U2A/=10000A00V,每相短路阻抗

Z*1.8+j5Q,每相负载阻抗Z/=0.3+j0.1Q,求该变压器一次侧加额定电压时：计算一、二

次侧电流A和/2;

解：仁也10000

=43.3

U2N©400/百

22

Z[=kZL=43.3(0.3+70.1)=562.5+/187.5(C)

10000

“=16.77(4)

•一|Z,+Z；|一|(1.8+75)4-(562.5+JI87.5)|

乙=何4=29.05(A)

12=%=5®=43.3x16.77=726.1(A)

4、一台并励直流电动机Pw=17KW,UN=220V,nN=3QQQ转/分，/N=91A,电枢回路总电阻

/?o=0.1Q,励磁回路电阻R/=220Q,忽略电枢反响的影响。试求额定运行时的：

(1)电磁功率PM;

(2)电磁转矩7；

解:⑴仆胃嗡=1⑷

AyZZU

1-1=90(4)

EaN=UN-laNRa=220-9()x0.1=211(V)

211x90=18990")

PI«Q(X)

(2)T=9.552=9.55x上〜=60.45(N•M

nN3(X)0

5、一台3相4极的绕线式感应电动机,nN=1450r/min,转子每相电阻R2=0.012C。设负

载转矩保持为额定值不变，欲将转速从1450r/min降低到1050r/min,求转子回路应该

串入的电阻。

答：因为感应电机的电磁转矩是的函数，当电压、频率等条件不变时，保持为常数，

那么电磁转矩恒定。因此让和s成正比变化，就可以进行恒转矩调速：

同步转速：ns=1500rpm

1450rpm时：转差率s】=(ns・n)/n尸