華中科技大學網(wǎng)絡教育《電機學》 試題+答案

1、導論1現(xiàn)代電機常用的E級和B級絕緣，分別對應的溫度限值為（）。和（）C。120，130一個帶有鐵芯的電感，增加線圈的匝數(shù)，其電感大小會（）。變大磁滯損耗和渦流損耗是是什么原因引起的？它們的大小與哪些因素有關(guān)？答案：鐵磁材料在交變磁場的作用下，磁疇之間相互摩擦產(chǎn)生的能量損耗成為磁滯損耗。當 交變磁通穿過鐵磁材料時，鐵磁材料會感應出電動勢，產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的焦耳損耗稱為 渦流損耗。磁滯損耗和渦流損耗合起來一起稱為鐵耗。在鐵磁材料重量一定的情況下，比號 的大小與磁場交變的頻率fB（12小于B小于1.6）成正比，和最大磁通Bm2成正比。自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？有兩個匝數(shù)相等的線圈，一個繞在閉合

2、鐵芯上，一個繞 在木質(zhì)材料上，哪個自感系數(shù)大？哪一個自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個自感系數(shù)是變數(shù)，隨什么 變化？答案：自感系數(shù)L等于N2Am,自感系數(shù)和線圈匝數(shù)N的平方及自感磁通所經(jīng)過的磁路的磁 導Am成正比。由于鐵磁性材料的磁導率遠大于非鐵磁性材料的磁導率，鐵磁性材料存在飽和現(xiàn)象，其磁導 率是非常數(shù)。因此，在匝數(shù)相等的情況下，鐵芯線圈的自感系數(shù)大于木芯線圈的自感系數(shù) 木芯線圈的自感不變。鐵芯線圈的自感隨鐵芯飽和程度的提高而減小。電機運行時，熱量主要來源于哪些部分？答案：電機運行時，熱量主要來源于以下三個部分：（1）電路中的電阻損耗；（2）鐵芯中的磁 通密度交變產(chǎn)生的鐵耗；（3） 運動部件產(chǎn)生的摩擦、

3、通風損耗（機械損耗）。電機和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？答案：電機和變壓器的磁路主要采用硅鋼片制成。硅鋼片具有良好的導磁性能，其磁導率極 高，能減小電機或變壓器的體積。同時由于硅鋼片加入了半導體硅，增加了材料的電阻率 從而能夠有效降低材料在交變磁通作用下產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗。什么是磁飽和現(xiàn)象？答案：當鐵磁材料中的磁通密度B達到一定程度之后，隨著外加磁場H的增加，B的增加逐 漸變慢，磁導率逐漸減小，這種現(xiàn)象稱為磁飽和現(xiàn)象。磁路的基本定律有哪些？當鐵芯磁路上有幾個磁動勢同時作用時，磁路計算能否使用疊加 原理？為什么？答案：磁路的基本定律有磁路歐姆定律，磁路基爾霍夫

4、第一定律，磁路基爾霍夫第二定律 鐵芯磁路上有幾個磁動勢同時作用時，磁路計算一般不能采用疊加原理。因為磁路鐵芯存在 飽和現(xiàn)象，飽和時磁阻非常數(shù)，因此不能用疊加原理進行計算。若鐵芯中的磁通密度很小 不飽和，則可以用疊加原理計算。直流電機1一臺直流發(fā)電機的額定空載電動勢是230V,當磁通減少10%時,其感應電動勢應為（）。E 等于 207V一臺直流發(fā)電機的額定空載電動勢是230V，當磁通減少10%,速度增加20%時，其感應 電動勢應為（ ）。E 等于 248V直流電機結(jié)構(gòu)的主要部件有哪些？簡單題1答案：直流電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成,在定子和轉(zhuǎn)子之間有一個存儲磁能的氣 隙。定子上的主要部件有主磁極、

5、機座、換向極、電刷裝置。轉(zhuǎn)子上的主要部件有電樞鐵芯、 電樞繞組、換向器等。從原理上看,直流電機電樞繞組可以只有一個線圈做成,但實際的直流電機用很多線圈串 聯(lián)成,為什么？是不是線圈越多越好？簡單題2答案：直流電機用很多線圈串聯(lián)組成是為了獲得平穩(wěn)的直流電壓,并在磁通密度和 轉(zhuǎn)速一定的情況下獲得所需大小的感應電動勢。但不是線圈越多越好,線圈越多,制作工藝 越復雜。為什么直流電機的繞組必須是閉合繞組？簡單題3答案：因為直流電樞繞組不是由固定點與外電路連接的,而是經(jīng)換向器和電刷與外 電路相連接的,它的各個支路構(gòu)成元件在不停的變化。為了使各個支路電動勢和電流穩(wěn)定不 變,電樞繞組正常安全的運行,繞組必須是閉

6、合的。直流電機2一臺由原動機拖動的直流發(fā)電機,改變直流發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)方向,換向器兩端的電壓極性會 （）。A.改變串勵式直流電動機，若改變輸入電壓的極性，則直流電動機的旋轉(zhuǎn)方向會（）。B.保持不變直流電動機常用的啟動方法有（）。直接啟動電樞回路串電阻啟動C降壓啟動對直流電機而言，什么是電樞上的幾何中性線？什么是換向器上的幾何中性線？換向器上 的幾何中性線由什么決定？它在實際電機中的位置在哪里？簡單題1 答案：相鄰兩主極間的中心線稱為電樞上的幾何中性線。元件軸線與主極軸線重合 時，元件中的電動勢便為零，此時元件所接兩片換向片間的中心線稱為此時換向器上的幾何 中性線。換向器上的幾何中性線由主極位置決定

7、，對于端接對稱的元件，換向器上的幾何中 性線與主極中心線重合。直流電機空載和和負載運行時，氣隙磁場各由什么磁動勢建立？負載時電樞回路中的電動 勢應由什么樣的磁通進行計算？簡單題2 答案：空載時的氣隙磁場由勵磁磁動勢建立，負載時的氣隙磁場由勵磁磁動勢和電 樞磁動勢共同建立。負載后電樞繞組的感應電動勢應用與合成氣隙磁場對應的主磁通進行計 Zr-Zr-算。直流電機有哪幾種勵磁方式？并簡要說明。簡單題3 答案：直流電機的勵磁方式有如下四種：（1） 他勵。勵磁電流由獨立電源供給，與 電樞電流無關(guān)。（2） 并勵。勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，勵磁電壓等于電樞電壓。（3） 串勵。 勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。（4）

8、復勵。既有并勵繞組也有串勵繞組，兩勵磁繞組磁動勢方向 相同時稱為積復勵，相反時稱為差復勵。變壓器1變壓器的空載損耗（），變壓器的短路損耗（ ）。D主要為鐵耗，主要為銅耗電流互感器在使用過程中，二次側(cè)不得（），而電壓互感器在使用過程中，二次側(cè)不得（）。開路，短路臺變壓器原設計的頻率為50HZ，現(xiàn)將它接到60HZ的電網(wǎng)上運行，當額定電壓不變時， 鐵芯中的磁通將（）。減少變壓器鐵芯的作用是什么？為什么要用兩面涂絕緣漆的硅鋼片疊成？疊片間存在氣隙有 何影響？簡單題1 答案：鐵芯的作用是導磁。由于變壓器鐵芯中的磁通是交變的，為了減少鐵芯中的 磁滯損耗和渦流損耗，變壓器的鐵芯采用很薄、兩面涂漆的硅鋼片疊制

9、。疊片間存在氣隙時， 主磁路的導磁性能將降低，使勵磁電流增大。變壓器聯(lián)結(jié)組Yy10的含義是什么？簡單題2答案：高壓繞組采用星形接法，低壓繞組采用星形接法并無中線引出。低壓繞組線 電壓（或線電動勢）滯后于高壓繞組對應的線電壓（或線電動勢）的相位差是300變壓器次側(cè)接額定電壓電網(wǎng)，二次側(cè)發(fā)生短路時，請解釋為什么短路電流很大，而鐵心不飽和？簡單題3答案:變壓器短路時，短路電流由短路阻抗限制，但短路阻抗很小，所以短路電流 很大。因為短路電流遠大于勵磁電流，勵磁支路可視為開路，此時主磁場感應電勢約為正常 值的半，主磁通也約為正常值的半，所以鐵心不飽和。變壓器2若變壓器次繞組接額定電壓，負載性質(zhì)是感性負載

10、，則二次繞組的輸出電壓（）其額定 電壓。低于變壓器次側(cè)接額定電壓電網(wǎng)，感性負載，與空載運行相比，二次側(cè)端電壓降低，則二次 側(cè)帶（）負載。B.感性關(guān)于電壓互感器和電流互感器的使用，下面哪些描述是錯誤的（ ）。電壓互感器一次側(cè)并聯(lián)在電網(wǎng)上電流互感器一次側(cè)并聯(lián)在電網(wǎng)上電壓互感器二次側(cè)允許短路電流互感器二次側(cè)允許短路分析變壓器有哪幾種常用的方法（）。基本方程式等效電路為什么變壓器在高壓側(cè)和低壓側(cè)分別加各自的額定電壓進行空載實驗所測得的空載損耗 一樣大？簡答題1答案：因為空載實驗所測得的空載損耗主要是鐵耗。根據(jù)U1=E1等于4.44fN1 m可知，兩種情況下，主磁通近似相等，即鐵心磁通密度幅值近似相等，

11、故鐵耗近似相等。單相變壓器的鐵心不飽和與飽和時，空載電流應各呈何種波形？簡答題2答案：在單相變壓器中，主磁通的感應電動勢近似等于電源電壓，電源電壓為正弦 波，因此主磁通也是正旋波。鐵心不飽和時，主磁通與空載電流成線性關(guān)系，因此空載電流 為正弦波。鐵心飽和時，主磁通與空載電流成非線性關(guān)系，因此空載電流為尖頂波。變壓器聯(lián)結(jié)組 Dy1 的含義是什么？簡答題3答案：高壓繞組采用三角形接法，低壓繞組采用星形接法并無中線引出。低壓繞組 線電壓（或線電動勢）滯后于高壓繞組對應的線電壓（或線電動勢）的相位差是30。繞組理論單相集中式繞組中，通入單相交流電流，產(chǎn)生的磁勢為（）。B.脈振磁勢對稱三相繞組中通入三相

12、對稱交流電流，則產(chǎn)生的磁動勢性質(zhì)為（）B.圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢關(guān)于三相交流繞組的構(gòu)成原則，以下正確說法是（）。A 力求獲得較大的基波電動勢B 保證三相電動勢對稱C 盡量削弱諧波電動勢，力求波形接近正弦形D 考慮節(jié)省材料和工藝方便關(guān)于削弱諧波電動勢的方法，以下正確的說法是（）。A 采用不均勻氣隙，改善氣隙磁場分布，使之接近正弦形B 采用對稱的三相繞組，消除線電動勢中3及 3的倍數(shù)次諧波采用短距繞組，當y1等于T-T/V時，可消除V次諧波D 采用分布繞組交流繞組和直流繞組的根本區(qū)別是什么？簡答題 1 答案：直流電樞繞組是無頭無尾的閉合繞組，對外是通過換向器和電刷連接的，各 個支路在磁場中的位置不變，構(gòu)成

13、各支路的元件數(shù)不變，但元件號不斷變化。而交流繞組是 開啟的，對外連接點永遠固定。試比較單層繞組和雙層繞組的優(yōu)缺點及它們的應用范圍。簡答題2 答案：單層繞組的線圈數(shù)是槽數(shù)的一半，因此繞線和嵌線的工時少；每個槽只有一 個線圈，不需層間絕緣，槽利用率高。單層繞組一般都是整距繞組，不易采用短距來削弱諧 波，電機的電磁噪音和鐵耗較大，一般用于10kW以下的小型感應電機。單層繞組有同心式、 鏈式、交叉式三種基本形式。雙層繞組各線圈尺寸一樣、嵌線方便、端部排列整齊，可靈活 選擇線圈節(jié)距以改善電磁性能和減少電磁噪音。雙層繞組多用于大中型電機中。脈振磁動勢和旋轉(zhuǎn)磁動勢各有哪些基本特性？產(chǎn)生脈振磁動勢、圓形旋轉(zhuǎn)磁

14、動勢和橢圓形 旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件有什么不同？簡答題3 答案：脈振磁動勢是指空間位置固定不動，但波幅的大小和正負隨時間變化的磁動 勢；旋轉(zhuǎn)磁動勢是指合成磁動勢矢量F在空間旋轉(zhuǎn)的磁動勢。產(chǎn)生脈振磁動勢的條件是，繞 組中通過單相交流電流。產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場的條件是：(1)繞組要多相對稱；(2)通過的電流 是多相對稱電流，電流的相數(shù)與繞組的相數(shù)相同。產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場的條件是：通過的電 流不對稱或繞組不對稱。把三相異步電動機接到電源的三個接線頭對調(diào)兩根后，電動機的轉(zhuǎn)向是否會改變？為什 么？簡答題4 答案：會改變。因為任意兩根線對調(diào)后，三相電流的相序改變了，而旋轉(zhuǎn)磁動勢總 是從超前電流相繞組軸線轉(zhuǎn)到滯后電流

15、相繞組軸線，因此旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向與原來相反，所 以電動機的轉(zhuǎn)向會改變。5臺50Hz的三相電機，通入60Hz的三相對稱電流，如果電流的有效值不變、相序不變， 試問三相合成磁動勢基波的幅值、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向是否會改變？簡答題5答案：定子繞組磁場的轉(zhuǎn)速n1等于60f/p。由于頻率有50Hz變?yōu)?0Hz,故轉(zhuǎn)速會 上升為原來的1.2倍。由于相序不變，故轉(zhuǎn)向不變。由于電流有效值I不變，故三相合成磁 動勢基波的幅值不變。異步電機11異步電動機的轉(zhuǎn)差率為S小于0時，電機運行于（）狀態(tài)。發(fā)電臺三相異步電動機，在額定轉(zhuǎn)速下運行,nN等于1470r/m，電源頻率f1等于50Hz，轉(zhuǎn) 子電流的頻率是（）。1Hz異步電動機

16、轉(zhuǎn)子進行繞組折算的原則是（）.C保持轉(zhuǎn)子繞組磁勢不變什么叫轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率來判斷異步電機的運行狀態(tài)？簡答題1答案：轉(zhuǎn)差率為同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)世轉(zhuǎn)速n之差n-n1與同步轉(zhuǎn)速n1的比值， 用s表示，即s等于（n-n1）/ n1當異步電機負載發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率隨之變化，使得轉(zhuǎn)子導體的電勢、電流和電磁轉(zhuǎn)矩 發(fā)生相應的變化。按轉(zhuǎn)差率的正負、大小，異步電機可分為電動機、發(fā)電機、電磁制動三種 運行狀態(tài)。當0小于n小于n1,即0小于s小于1時，異步電機運行在電動機狀態(tài)；當n1 小于n,即s小于0時，異步電機運行在發(fā)電機狀態(tài)；當n小于0,即s大于1時，異步電 機運行在電磁制動狀態(tài)。2有一繞線轉(zhuǎn)子異步

17、電動機，定子繞組短路，在轉(zhuǎn)子繞組中通入三相交流電流，其頻率為f 1,旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子以n1等于60f1/p（p為定、轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)）沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，問 此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向如何？轉(zhuǎn)差率如何計算？簡答題2答案：按異步電動機的工作原理,轉(zhuǎn)子交流電建立的磁場相對于轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn), 企圖帶動定子同向選擇，但定子不能動，反作用于轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n反時針方向旋轉(zhuǎn)。 站在轉(zhuǎn)子上觀察，定子以轉(zhuǎn)速n（n小于n 1）順時針旋轉(zhuǎn)，磁場相對于定子以轉(zhuǎn)差速度旋轉(zhuǎn)， 轉(zhuǎn)差率的計算時一樣的，即s等于（n-n1）/ n1。為什么三相異步電動機勵磁電流的標幺值比變壓器的大得多?簡答題3答案：當電源電壓為額定電壓時,忽略漏阻抗壓降

18、,主磁路磁通基本上為額定值。 異步電動機與變壓器的主磁路相比,由于有氣隙,磁路磁阻大大增加,為了建立額定主磁通, 異步電動機所需的勵磁電流要大得多。異步電機2）.繞線轉(zhuǎn)子異步電動機中,增加轉(zhuǎn)子回路電阻,則最大電磁轉(zhuǎn)矩將（）.不變?nèi)喈惒诫妱訖C帶恒轉(zhuǎn)矩負載運行，如電源電壓下降，電機的過載能力將（ ）。C.下降關(guān)于異步電機的特點，以下描述正確的是（）。A結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠B制造容易、價格低廉、堅固耐用有較高的效率和相當好的工作特性不能經(jīng)濟地在較大范圍內(nèi)實施平滑調(diào)速，必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率異步電機的調(diào)速方法有（）。變極調(diào)速變頻調(diào)速轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速改變定子端電壓調(diào)速解釋為什么異步電動機在全壓起

19、動時起動電流很大？簡答題1 答案：異步電動機在起動時，對電源所呈現(xiàn)的阻抗接近于定轉(zhuǎn)子漏阻抗之和，阻抗 很小，所以在全壓起動時，起動電流會很大。異步電機正常運行時，鐵耗主要存在何處?簡答題2 答案：異步電動機正常運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，磁場以同步速度切割定 子鐵心，以轉(zhuǎn)差速度切割轉(zhuǎn)子鐵心，定子鐵心中磁場交變的頻率為電源頻率，轉(zhuǎn)子鐵心中磁 場交變的頻率為電源頻率為轉(zhuǎn)差頻率，轉(zhuǎn)差頻率很低，因此，鐵耗主要存在于定子鐵心中.異步電動機長期處于輕載運行狀態(tài)，有什么辦法可以節(jié)能？簡答題3答案：異步電動機輕載運行，電流很小，電動機中的損耗主要為鐵耗。鐵耗與磁密、 頻率有關(guān)。頻率由電網(wǎng)來決定。可以通過降

20、壓，來減小磁密，進而減小鐵耗來節(jié)能。同步電機 1同步電動機處于過勵狀態(tài)時從電網(wǎng)吸收（）性質(zhì)的無功功率。A.容性 2同步電機轉(zhuǎn)速75r/min, 50Hz,它的極對數(shù)p是（）。403測定同步發(fā)電機空載特性和短路特性時，如果轉(zhuǎn)速降為0.95nN，頻率f會（）。C.下降同步電機和異步電機在結(jié)構(gòu)上有哪些區(qū)別？簡單題 1 答案：同步電機和異步電機的定子結(jié)構(gòu)基本相同,其根本區(qū)別是同步電機轉(zhuǎn)子側(cè)裝 有磁極并通入直流電流勵磁,因此具有確定的極性；異步電機轉(zhuǎn)子安裝的是交流繞組或籠型 繞組,轉(zhuǎn)子繞組或?qū)l中的電流是感應產(chǎn)生的。2什么叫同步電機？怎樣由其極數(shù)決定它的轉(zhuǎn)速？試問75r/min, 50Hz的電機是幾極的？簡單題 2 答案：同步電機是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子磁場基波轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）嚴格同步的一種交流 電機。同步電機轉(zhuǎn)速與電流頻率f和極對數(shù)P的關(guān)系為n等于60f/p。75r/min, 50Hz的電 機極對數(shù)是 p 等于 40,即極數(shù)為 2p 等于 80。為什么現(xiàn)代大容量同步電機都做成選擇磁極式？簡單題 3 答案：由于勵磁繞組電流相對較小,電壓低,放在轉(zhuǎn)子上引出較為方便。電樞繞組 電壓高、電流大、容量大,放在轉(zhuǎn)子上使結(jié)構(gòu)復雜、引出不方便,故大容量電機將電樞繞組 作為定子,磁極作為轉(zhuǎn)子,為旋轉(zhuǎn)磁極式。同步電