重大电气复试之电机习题课

1、直流电机 电机学习题课23-1 直流电机有哪些励磁方式励磁方式3各类直流电机优缺点他励式 separately excited D.C.自励式 self-excited D.C.串励电动机 优点：有较大的起动转矩与过载能力 （适用于电气牵引和卷 扬机械） 缺点：软机械特性、轻载时容易飞速（串励电动机不能用皮 带传动，它和所驱动的机械负载必须直接耦合） 优点：机械硬度不变 、转速可调高调低 缺点：调速时电 枢需要专用 的直流电源（一般为晶闸管整流）单独供电并励电动机 优点：调速简单 、方便 缺点：能耗大、增加Ra 只能调低转速、增加Rf只能调高转 速，且机械特性变软 复励电动机 特点：串励磁动势

2、使电枢反应的去磁作用受到抑制，并励磁 动势使得电机空载不会出现飞车43-2（1）计算下列电枢绕组的节距，并绘出展开图和电路图：右行单叠短距绕组：2P=4,Qu=S=K=22。分析：单叠绕组的连接规律是，所有的相邻元件依次串 联，同时每个元件的出线端依次连接到相邻的换向 片上，最成一个闭合回路。 5原则：电刷应固定放置在换向器上的几何中心线上，对于端接对称的 元件，元件轴线、主极轴线和换向器上的几何中心线三线合一，故电刷也就放置在主极轴线下的换向片上。63-6 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质怎样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质又是怎样？如果是电动机，

3、在这两种情况下，电枢反应的性质又是怎样？分析思路：按负载时合成磁场分布来分析交轴电枢反应 a）负载时的合成磁场 b）合成磁场分布不计磁饱和时：计磁饱和时：交轴电枢反应既无增磁、亦无去磁作用交轴电枢反具有一定的去磁作用若电机为发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，对主极磁场而言，直轴电枢反应将是去磁的，若电刷逆着旋转方向移动一角度，直轴电枢反应时增磁的。电动机的情况恰好相反。73-7 直流电机电枢绕组元件内的电动势和电流是交流还是直流？为什么在稳态电压方程中不出现元件本身的电感电动势？电枢元件内的电动势和电流是交流直流发电机：尽管单个元件内的电动势是交流，但稳态电压方程考察的对象是电刷间的输出电

4、动势（由于换向器的“整流”作用，输出电动势是直流），所以不会出现元件本身的电感电动势直流电动机：导体中的电流随其所处的磁极极性的改变而同时改变方向，使得电磁转矩不变。换向器将外电路的直流电改变为线圈内的交流电。电压方程与元件的电感电动势无关。83-9 一台四极82kW、230V、970r/min的他励直流发电机，电枢上共 有123个元件，每个元件为一匝，支路数为2a2。如果每极的合成磁通等于空载额定转速时具有额定电压时每极的磁通，试计算当电机输出额定电流的电磁转矩。他励直流电动机：注:中间过程完全不必计算, Ce和CT也不用求出来93-11 一台他励发电机的转速提高20，空载电压会提高多 少

5、（If不变）？若为并励发电机，则电压升高的百分值 比他励发电机多还是少(Rf不变)？ If不变不变他励空载：EaU0=Ce n n20U020并励空载：EaU0=Ce n RfIfnU0Rf不变IfnU0增幅大于20103-13 一台四极82kW，230V，970r/min的并励大电机，R（750）0.0259 ，R f（750）22.8 额定负载下 串入3.5 的调节电阻，电刷压降为2V，铁耗和机械损耗共2.5kW，杂散损耗为额定功率的0.5，试求额定负载时发电机的输入功率、电磁功率和效率。 分析：并励发电机 额定负载时：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（推荐）11P1PeP088.1982.50.58291.108kW 123-14 一台100kW，230kV的并励发电机，每极励磁绕组有1000匝，在额定转速下，空载产生额定电压需励磁电流7A，额定电流时需9.4A才能达到同样的电压，今欲将该机改为平复励，问每极应加多少励磁绕组？分析：平复励串励绕组的补偿作用适中，额定负载时的端电压为额定电压分两种情况

7、：短复励、长复励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 一台并励直流电动机正转时为某一转速，如将它停车，仅改变励磁电流的方向后重新启动运转，发现此时转速与原来不同，是什么原因？分析：转速变化，由于仅有If方向变化，U、Ia、Ra都没变化，由下式可知一定是主磁通 变化了。1.剩磁的影响。 的一部分用来抵消剩磁2.电枢位置不在几何中心线。If变向前后直轴电枢反应的效果是相反的，导致 不一样153-16 一台17kW、220V的并励直流电动机，电枢总电阻Ra0.1欧，在额定电压下电枢电

8、流为100A，转速为1450r/min,并励绕组与一变阻器串联以限制电流为4.3A。当变阻器短路时，励磁电流为9A，转速降低到850r/min,电动机带有恒转距负载，机械损耗等不计，试计算（1）励磁绕组的电阻和变阻器电阻（2）变阻器短路后，电枢电流的稳态值；（3）电磁转矩值 励磁支路总电阻R220/4.351.16Rf=220/9=24.44R滑 =51.16-24.4426.72Tl不变，机械损耗等不计16173-18 一台96kW得并励直流电动机，额定电压为440V，电枢总电阻为0.078欧，不计电枢反应，试求（1）电动机得额定输出转距；（2）额定电流时的电磁转矩（3）电动机的空载转速。电

9、枢电流电磁转矩输出转矩18T0TeT22007.73-1834.39173.34Nm19电机学考试题型介绍选择题、填空题、计算题（含分析推理题、画图题）例1：重庆大学2000级电机学期末考题，各题型分布如下：一、选择：20 210二、填空：20 120三、计算题：6010（变）15（直）20（感）15（同）20例2：华北电力电机学期末考题，各题型分布如下：一、填空题：32二、作图题：2 （画向量图，判别变压器组别）三、计算题：4 变压器交流绕组 2个同步电机一、选择题：40二、作图简答题：2 （画向量图，判别变压器组别）三、计算题：4 变压器交流绕组2个同步电机例3：华北电力电机学期末考题2，

10、各题型分布如下：21真题范例例1：在单相变压器中，高压绕组的匝电动势：（1）大于低压绕组的匝电动势；（2）等于低压绕组的匝电动势；（3）小于低压绕组的匝电动势。分析：主磁通同时与高压侧、低压侧相交链。而匝电动势是指单匝线圈上的感生电动势，故高低压绕组的匝电动势是相等的。答案： 2 错误：认为匝电动势就是电动势，而选122例2：一台并励直流电动机的端电压和励磁回路电阻均不变，增加电枢回路调节电阻，则转速将：（1）升高；（2）不变；（3）降低。 分析：Rf不变答案： 3 If不变不变Ran23分析：直流并励发电机直流并励电动机例3：输入功率与电磁功率之差，对于直流并励发电机包括_机械损耗、铁耗、杂

11、散损耗_对于直流电动机包括_损耗。_电枢铜耗、电刷接触损耗、励磁铜耗_损耗，24例4：变压器的空载损耗主要是_损耗，短路损耗主要是_损耗。铜铁分析：空载时，一次绕组由于空载电流很小，绕组中产生的电阻损耗可以忽略不计，空载输入功率基本上是供给铁心的。短路时，变压器内的主磁通很小，激磁电流和铁耗忽略不计，短路功率即为铜耗。例5：325例7：3例6：分析：电源正弦波激磁电流尖顶波主磁通正弦波Y,y联结，三次谐波不能流过基波3次谐波饱和激磁电流接近正弦波226饱和主磁通平顶波分解成基波3次谐波由于将在绕组中感应出三次谐波电动势e3， e3的幅值可达到基波e1幅值的50以上，结果使得相电动势形成尖顶波。

12、27例8：分析：消除次谐波，应当选用比整距短的短距线圈取1-1/5,1-1/7中间的5/6可同时减小5次和7次谐波。328计算题：1.一台单相变压器，空载时一次侧与二次侧的电压比为4：1，额定负载时一次侧与二次侧的电压比为80：19。求（1）该变压器的变比k；（2）该变压器额定运行时的电压调整率u。（10分）2.一台四极他励直流电机，已知a=1，Za372，Ra0.2，2U s2V，U220V，n1500r/min，0.011Wb，pfe362W，p204W，p0。求：（1）该直流电机运行在发电机状态还是电动机状态？（2）该直流电机的输入功率P1、电磁功率Pe、输出功率P2和效率。（15分）293.一台三相六极50Hz的感应电动机，已知PN28kW，UN380V，nN950r/min，cosN0.88，定子绕组Y接法，在额定运行pcu11.4kW，pFe0.8kW，p1.1kW，p0.186kW。求此时的：（1）转差率；（2）转子电流频率；（3）转子铜耗