重大電氣復試之電機習題課

1、直流電機 電機學習題課23-1 直流電機有哪些勵磁方式勵磁方式3各類直流電機優(yōu)缺點他勵式 separately excited D.C.自勵式 self-excited D.C.串勵電動機 優(yōu)點：有較大的起動轉(zhuǎn)矩與過載能力 （適用于電氣牽引和卷 揚機械） 缺點：軟機械特性、輕載時容易飛速（串勵電動機不能用皮 帶傳動，它和所驅(qū)動的機械負載必須直接耦合） 優(yōu)點：機械硬度不變 、轉(zhuǎn)速可調(diào)高調(diào)低 缺點：調(diào)速時電 樞需要專用 的直流電源（一般為晶閘管整流）單獨供電并勵電動機 優(yōu)點：調(diào)速簡單 、方便 缺點：能耗大、增加Ra 只能調(diào)低轉(zhuǎn)速、增加Rf只能調(diào)高轉(zhuǎn) 速，且機械特性變軟 復勵電動機 特點：串勵磁動勢

2、使電樞反應的去磁作用受到抑制，并勵磁 動勢使得電機空載不會出現(xiàn)飛車43-2（1）計算下列電樞繞組的節(jié)距，并繪出展開圖和電路圖：右行單疊短距繞組：2P=4,Qu=S=K=22。分析：單疊繞組的連接規(guī)律是，所有的相鄰元件依次串 聯(lián)，同時每個元件的出線端依次連接到相鄰的換向 片上，最成一個閉合回路。 5原則：電刷應固定放置在換向器上的幾何中心線上，對于端接對稱的 元件，元件軸線、主極軸線和換向器上的幾何中心線三線合一，故電刷也就放置在主極軸線下的換向片上。63-6 在直流發(fā)電機中，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動一角度，電樞反應的性質(zhì)怎樣？當電刷逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動一角度，電樞反應的性質(zhì)又是怎樣？如果是電動機，

3、在這兩種情況下，電樞反應的性質(zhì)又是怎樣？分析思路：按負載時合成磁場分布來分析交軸電樞反應 a）負載時的合成磁場 b）合成磁場分布不計磁飽和時：計磁飽和時：交軸電樞反應既無增磁、亦無去磁作用交軸電樞反具有一定的去磁作用若電機為發(fā)電機，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動一角度，對主極磁場而言，直軸電樞反應將是去磁的，若電刷逆著旋轉(zhuǎn)方向移動一角度，直軸電樞反應時增磁的。電動機的情況恰好相反。73-7 直流電機電樞繞組元件內(nèi)的電動勢和電流是交流還是直流？為什么在穩(wěn)態(tài)電壓方程中不出現(xiàn)元件本身的電感電動勢？電樞元件內(nèi)的電動勢和電流是交流直流發(fā)電機：盡管單個元件內(nèi)的電動勢是交流，但穩(wěn)態(tài)電壓方程考察的對象是電刷間的輸出電

4、動勢（由于換向器的“整流”作用，輸出電動勢是直流），所以不會出現(xiàn)元件本身的電感電動勢直流電動機：導體中的電流隨其所處的磁極極性的改變而同時改變方向，使得電磁轉(zhuǎn)矩不變。換向器將外電路的直流電改變?yōu)榫€圈內(nèi)的交流電。電壓方程與元件的電感電動勢無關。83-9 一臺四極82kW、230V、970r/min的他勵直流發(fā)電機，電樞上共 有123個元件，每個元件為一匝，支路數(shù)為2a2。如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速時具有額定電壓時每極的磁通，試計算當電機輸出額定電流的電磁轉(zhuǎn)矩。他勵直流電動機：注:中間過程完全不必計算, Ce和CT也不用求出來93-11 一臺他勵發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高20，空載電壓會提高多 少

5、（If不變）？若為并勵發(fā)電機，則電壓升高的百分值 比他勵發(fā)電機多還是少(Rf不變)？ If不變不變他勵空載：EaU0=Ce n n20U020并勵空載：EaU0=Ce n RfIfnU0Rf不變IfnU0增幅大于20103-13 一臺四極82kW，230V，970r/min的并勵大電機，R（750）0.0259 ，R f（750）22.8 額定負載下 串入3.5 的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2V，鐵耗和機械損耗共2.5kW，雜散損耗為額定功率的0.5，試求額定負載時發(fā)電機的輸入功率、電磁功率和效率。 分析：并勵發(fā)電機 額定負載時：IfUN/Rf 230/26.38.745AI=P/UN=82000/

6、230=356.52A Ia I + If365.27APeP2+Ia2R + 2UsIaIf2Rf88.197kW 或者： PeEaIa(U+ I aR+2Us)Ia=(230+365.27*0.0259+2)*365.27 88.198kW（推薦）11P1PeP088.1982.50.58291.108kW 123-14 一臺100kW，230kV的并勵發(fā)電機，每極勵磁繞組有1000匝，在額定轉(zhuǎn)速下，空載產(chǎn)生額定電壓需勵磁電流7A，額定電流時需9.4A才能達到同樣的電壓，今欲將該機改為平復勵，問每極應加多少勵磁繞組？分析：平復勵串勵繞組的補償作用適中，額定負載時的端電壓為額定電壓分兩種情況

7、：短復勵、長復勵Case 1：1000（9.47）N100103/230 N=5.52取N6匝13Case 2:1000（9.4-7）NN=5.403取N5匝143-15 一臺并勵直流電動機正轉(zhuǎn)時為某一轉(zhuǎn)速，如將它停車，僅改變勵磁電流的方向后重新啟動運轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)此時轉(zhuǎn)速與原來不同，是什么原因？分析：轉(zhuǎn)速變化，由于僅有If方向變化，U、Ia、Ra都沒變化，由下式可知一定是主磁通 變化了。1.剩磁的影響。 的一部分用來抵消剩磁2.電樞位置不在幾何中心線。If變向前后直軸電樞反應的效果是相反的，導致 不一樣153-16 一臺17kW、220V的并勵直流電動機，電樞總電阻Ra0.1歐，在額定電壓下電樞電

8、流為100A，轉(zhuǎn)速為1450r/min,并勵繞組與一變阻器串聯(lián)以限制電流為4.3A。當變阻器短路時，勵磁電流為9A，轉(zhuǎn)速降低到850r/min,電動機帶有恒轉(zhuǎn)距負載，機械損耗等不計，試計算（1）勵磁繞組的電阻和變阻器電阻（2）變阻器短路后，電樞電流的穩(wěn)態(tài)值；（3）電磁轉(zhuǎn)矩值 勵磁支路總電阻R220/4.351.16Rf=220/9=24.44R滑 =51.16-24.4426.72Tl不變，機械損耗等不計16173-18 一臺96kW得并勵直流電動機，額定電壓為440V，電樞總電阻為0.078歐，不計電樞反應，試求（1）電動機得額定輸出轉(zhuǎn)距；（2）額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩（3）電動機的空載轉(zhuǎn)速。電

9、樞電流電磁轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩18T0TeT22007.73-1834.39173.34Nm19電機學考試題型介紹選擇題、填空題、計算題（含分析推理題、畫圖題）例1：重慶大學2000級電機學期末考題，各題型分布如下：一、選擇：20 210二、填空：20 120三、計算題：6010（變）15（直）20（感）15（同）20例2：華北電力電機學期末考題，各題型分布如下：一、填空題：32二、作圖題：2 （畫向量圖，判別變壓器組別）三、計算題：4 變壓器交流繞組 2個同步電機一、選擇題：40二、作圖簡答題：2 （畫向量圖，判別變壓器組別）三、計算題：4 變壓器交流繞組2個同步電機例3：華北電力電機學期末考題2，

10、各題型分布如下：21真題范例例1：在單相變壓器中，高壓繞組的匝電動勢：（1）大于低壓繞組的匝電動勢；（2）等于低壓繞組的匝電動勢；（3）小于低壓繞組的匝電動勢。分析：主磁通同時與高壓側(cè)、低壓側(cè)相交鏈。而匝電動勢是指單匝線圈上的感生電動勢，故高低壓繞組的匝電動勢是相等的。答案： 2 錯誤：認為匝電動勢就是電動勢，而選122例2：一臺并勵直流電動機的端電壓和勵磁回路電阻均不變，增加電樞回路調(diào)節(jié)電阻，則轉(zhuǎn)速將：（1）升高；（2）不變；（3）降低。 分析：Rf不變答案： 3 If不變不變Ran23分析：直流并勵發(fā)電機直流并勵電動機例3：輸入功率與電磁功率之差，對于直流并勵發(fā)電機包括_機械損耗、鐵耗、雜

11、散損耗_對于直流電動機包括_損耗。_電樞銅耗、電刷接觸損耗、勵磁銅耗_損耗，24例4：變壓器的空載損耗主要是_損耗，短路損耗主要是_損耗。銅鐵分析：空載時，一次繞組由于空載電流很小，繞組中產(chǎn)生的電阻損耗可以忽略不計，空載輸入功率基本上是供給鐵心的。短路時，變壓器內(nèi)的主磁通很小，激磁電流和鐵耗忽略不計，短路功率即為銅耗。例5：325例7：3例6：分析：電源正弦波激磁電流尖頂波主磁通正弦波Y,y聯(lián)結(jié)，三次諧波不能流過基波3次諧波飽和激磁電流接近正弦波226飽和主磁通平頂波分解成基波3次諧波由于將在繞組中感應出三次諧波電動勢e3， e3的幅值可達到基波e1幅值的50以上，結(jié)果使得相電動勢形成尖頂波。

12、27例8：分析：消除次諧波，應當選用比整距短的短距線圈取1-1/5,1-1/7中間的5/6可同時減小5次和7次諧波。328計算題：1.一臺單相變壓器，空載時一次側(cè)與二次側(cè)的電壓比為4：1，額定負載時一次側(cè)與二次側(cè)的電壓比為80：19。求（1）該變壓器的變比k；（2）該變壓器額定運行時的電壓調(diào)整率u。（10分）2.一臺四極他勵直流電機，已知a=1，Za372，Ra0.2，2U s2V，U220V，n1500r/min，0.011Wb，pfe362W，p204W，p0。求：（1）該直流電機運行在發(fā)電機狀態(tài)還是電動機狀態(tài)？（2）該直流電機的輸入功率P1、電磁功率Pe、輸出功率P2和效率。（15分）293.一臺三相六極50Hz的感應電動機，已知PN28kW，UN380V，nN950r/min，cosN0.88，定子繞組Y接法，在額定運行pcu11.4kW，pFe0.8kW，p1.1kW，p0.186kW。求此時的：（1）轉(zhuǎn)差率；（2）轉(zhuǎn)子電流頻率；（3）轉(zhuǎn)子銅耗