电机学复习.docx

1、电机学 2 复习1直流电机部分1 . 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？ 答：换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流，“换向”成直流电。如果没有换向器，电机不能发出直流电。2 . 试判断下列情况下，电刷两端电压性质（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。答：(1)交流 电刷与电枢间相对静止，电刷两端的电压性质与电枢的相同。（2）直流 电刷与磁极相对静止，电刷总是引出某一极性下的电枢电压，而电枢不动，磁场方向不变 是直流。3. 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流电动机中，加在电刷两端的电

2、压已是直流电压，那么换向器有什么呢？答： 直流电动机中，换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电，以使电枢无论旋转到 N 极下，还是 S 极下，都能产生同一方向的电磁转矩。4 . 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？答：有 7 个主磁极换向极，机座电刷电枢铁心，电枢绕组，换向器。 5 . 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？答： 一个线圈产生的直流脉动太大，且感应电势或电磁力太小，线圈愈多，脉动愈小，但线圈也不能太多，因为电枢铁心表面不能开太多的槽，线圈太多，无

3、处嵌放。6. 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？答：主磁通： 从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极下的气隙和主极铁心，最后经定子绕组磁轭闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢中感应电动势，实现机电能量转换。 漏磁通： 有一小部分不穿过气隙进入电枢，而是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合，不参与机电能量转换， 与饱和系数有关。7. 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近？ 答：磁化曲线： -主磁通，0()fF0励磁磁动势设计在低于“膝点”，则没有充分利用铁磁材料，即 同样的磁0F势产生较小的磁通 ，如交于“膝点”，则磁路饱和，

4、浪费磁势，即使有较大0电机学 2 复习2的 ，若磁通 基本不变了，而我的需要是 （根据 E 和 公式）选在膝点0F00mT附近好处：材料利用较充分可调性好稳定性较好。电机额定点选在不饱和段有两个缺点：材料利用不充分磁场容易受到励磁电流的干扰而不易稳定。选在饱和点有三个缺点：励磁功率大增磁场调节困难电枢反应敏感8. 为什么直流电机的电枢绕组必须是闭合绕组？答：直流电机电枢绕组是闭合的，为了换向的需要，如果不闭合，换向器旋转，电刷不动，无法保证正常换向。9.何谓电枢上的几何中性线？何谓换向器上的几何中性线？换向器上的几何中性线由什么决定？它在实际电机中的位置在何处？答：电枢上几何中性线：相临两点极

5、间的中性线换向器上几何中性线：电动势为零的元件所接两换向片间的中心线。由元件结构决定，不对称元件：与电枢上的几何中性线重合。对称元件：与极轴轴线重合。 实际电机中。10 单叠绕组与单波绕组在绕法上、节距上、并联支路数上的主要区别是什么？答： 绕法上： 单叠：任意两个串联元件都是后一个叠在前一个上面 单波：1ky相临两串联元件对应边的距离约为 形成波浪型节距上：212iZP（单叠） ， 并联支路数 2a=2p(单叠) 1y1iZkPpyky21y2a=z(单波)11. 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？直流发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点？又有哪些主要区别？答：电枢反应：电枢磁场

6、对励磁磁场的作用交轴电枢反应影响：物理中性线偏离几何中性线 发生畴变计及饱和时，交轴有去磁作用，直轴可能去磁，也可能增磁。使支路中各元件上的感应电动势不均。发电机：物理中性线顺电机旋转方向移过一个不大的 角电动机：物理中性线逆电机旋转方向移过一个不大的 角电机学 2 复习3直轴电枢反应影响：电动机：电刷顺电枢转向偏移，助磁，反之去磁12. 直流电机空载和负责运行时，气隙磁场各由什么磁动势建立？负载时电枢回路中的电动势应由什么样的磁通进行计算？答： 空载： 仅由励磁磁动势 建立， 。负载：由B2fNI02fFIN和 Ax 共同建立： 由每极合成磁通计算，即负载磁通计算，2fNI0aF负载时，导体

7、切割的是负载磁通（即合成磁通）。13. 一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响？答： 电动机电刷逆电枢转向移动，直轴电枢反应去磁，交轴电枢反应总是去磁的14. 直流电机有哪几种励磁方式？分别对不同励磁方式的发电机、电动机列出电流 、 、 的关系式。IafI答：四种励磁方式：他励，并励，串励，复励电动机：他励： aI并励： f串励： afII复励： 短复励aff， 长复励afIafII发电机：他励：并励： afII串励： f复励： 短复励affII电机学 2 复习415. 如何判别直流电机是运行于发电机状态还是运行

8、于电动机状态？它们的、 、 、 、 的方向有何不同？能量转换关系如何？emTnEUaI答：如所受电磁力的方向与电枢转向相同即为电动机状态，反之为发电机状态。电动机： 与 n 方向相同，是驱动转矩， 与 U 方向相反，是反电动势，emTaE方向流向电枢， 与 方向相反。aIaEIemIT只有输入电能，克服反电势，才能产生电枢电流，进而产生电磁转矩。发电机： 与 n 方向相反，是阻力转矩，E 与 U 方向相同， 与 方向相同，emT aEI发出电功率，为克服阻力转矩 ，不断输入机械能，才能维持发电机以转 n 旋emT转，发出电能。16. 为什么电机的效率随输出功率不同而变化？负载时直流电机中有哪些

9、损耗？是什么原因引起的？为什么铁耗和机械损耗可看成是不变损耗？答： 电机铜耗随输出功率变化，所以效率随输出功率变化，负载时有：铜耗，铁耗，机械损耗。铜耗：电枢绕组铜耗和励磁绕组铜耗。 ，2aIRfUI铁耗：交变磁场引起涡流损耗和磁滞损耗机械能：抽水，电刷摩擦损耗铁耗和机械耗和附加损耗与负载电流无关 认为是不变损耗。17. 直流发电机中电枢绕组元件内的电动势和电流是交流的还是直流的？若是交流的，为什么计算稳态电动势 时不考虑元件的电感？aRIUE答： 都是交流的。通过电刷引出的感应电动势是直流，不考虑元件电感。18. 他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电机相比

10、，哪一个的电压变化率大？答： 空载时：他励发电机端电压 U=E= 。eCn负载时： 电压下降aUEIR并励下降大，随着电压下降， 减小， 下降，端电压更加下降aE电机学 2 复习519 . 若把直流发电机的转速升高 20%，问在他励方式下运行和并励方式下运行时，哪一种运行方式下空载电压升高的较多？答：空载电压 他励时，n 升 20，E 升 20并励时，n0eUEC增加 E 增加， 增加， 增加，E 除 n 增大外， 也增大，并励时，fI 空载电压升较多。选择题1. 直流发电机的电枢上装有许多导体和换向片是为了 C 。 (a) 增加发出的直流电动势的大小； (b) 减小发出的直流电动势的脉动量；

11、(c) 减小发出的直流电动势的大小； (d) (a) 和(b) 两者兼有。2. 直流电机中装设换向极的目的主要是为了 C 。 (a) 抵消电枢磁场； (b) 削弱主磁场； (c) 增强主磁场； (d) 增强电枢磁场。3. 直流电机的电枢绕组不论是单叠绕组还是单波绕组，第一个元件的下层边到相邻下一元件上层边之间的距离都称为 C 。 (a) 合成节距； (b) 第一节距； (c) 第二节距； (d) 短节距。4. 直流电机的电枢绕组为单叠绕组，则其并联支路数等于 A 。 (a) 主磁极数； (b) 主磁极对数； (c) 恒等于 2； (d) 恒等于 1。5. 直流电机的主磁场是指 A 。 (a)

12、主磁极产生的磁场； (b) 电枢电流产生的磁场；(c) 换向极产生的磁场； (d) 主磁极和电枢电流共同产生的磁场。6. 直流电动机由主磁通感应的电动势存在与 A 。 (a) 电枢绕组； (b) 励磁绕组； (c) 电枢和励磁绕组； (d) 换向极绕组。7. 磁极固定，电刷与电枢同时旋转，电刷两端电压性质是 B 。 (a) 直流； (b) 交流； (c) 交直流都可能； (d) 无电流。8. 并励发电机励磁电流的大小取决于 A 。 (a) 励磁回路的电压和励磁回路的电阻； (b) 电枢电流 Ia； (c) 励磁绕组的匝数多少； (d) 电枢电阻。9. 一台并励直流发电机，空载运行于某一电压下，

13、如将其转速升高 10%，则发电机的端电压将 C 。 (a) 升高 10%； (b) 不变； (c) 升高10%； (d) 升高U； (b) E=U； (c) EU； (d) E=0。13一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是 C 。(a) 改变原动机的转向； (b) 改变励磁绕组的接法，(c) 同时改变原动机的转向励磁绕组的接法； (d) 励磁绕组串电阻。14直流电机公式 EaC en 和 TemC TIa 中的磁通是指 C 。 (a) 空载时每极磁通； (b) 负载时所有磁极的磁通总和；(c) 负载时每极磁通； (d) 负载时磁通的最大值。15. 并励电动机铭牌上的额定电流

14、是 B 。 (a) 额定电枢电流； (b) 电源输入电动机的电流；(c) 额定励磁电流； (d) 空载电流。16. 直流电动机的额定功率指 B 。 (a) 转轴上吸收的机械功率, (b) 转轴上输出的机械功率,(c) 电枢端口吸收的电功率 , (d) 电枢端口输出的电功率。17一台直流发电机的额定空载电动势是 230V，若磁通减少 10%，电动势 B (a) 228V； (b) 207V； (c) 276V； (d) 207VE 230V。18一台直流发电机的额定空载电动势是 230V，若磁通不变，速度增加 20%，电动势为 C 。 (a) 228V； (b) 207V； (c) 276V；

15、(d) 207VE 230V。19 反接制动时，电枢电流很大，这是因为 C 。 (a) 电枢反电势大于电源电压； (b) 电枢反电势为零； (c) 电枢反电势与电源电压同方向； (d) 电枢反电势小于电源电压。电机学 2 复习720. 并励发电机加上负载以后，流过电枢绕组的电流 Ia 与负载电流 I 的关系为 B 。 (a) IaI ； (b) Ia I； (c) Ia I； (d) Ia0。21. 为了使并励发电机能够自励发电，励磁回路的电阻 Rf 应 B 。 (a) 越大越好； (b) 适当； (c) 越小越好； (d) Rf电枢回路的电阻 Ra。22. 直流发电机的空载损耗 。 (a)

16、随电枢电流的增加而增加； (b) 与电枢电流的平方成正比；(c) 与电枢电流无关； (d) 随电枢电流的增加而减少。23. 直流发电机的空载转矩是指与 C 。 (c)(a) 电磁功率相对应的转矩； (b) 输出功率相对应的转矩；(c) 空载损耗功率相对应的转矩； (d) 输入功率相对应的转矩。 。24. 直流发电机输出的电功率是指电枢电流 Ia 与 A 。 (a) 电枢电动势 Ea 之积； (b) 电枢电阻 Ra 之积；(c) 电枢端电压 U 之积； (d) 励磁电阻 Rf 之积。25. 一台他励直流发电机由额定运行状态转速下降到原来的 60%，而励磁电流、电枢电流都不变，则 。 (a)(a)

17、 Ea 下降到原来的 60%； (b) T 下降到原来的 60%； (c) Ea 和 T 下降到原来的 60%； (d) 端电压下降到原来的 60%。26并励直流发电机正转时，空载电动势 E0=230V，停-下来后在 情况下无载电动势E0=230V。 (d)(a) 原动机以同样的转速反转；(b) 对调一下励磁绕组的两出线端，原动机以同样的转速正转；(c) 对调一下励磁绕组的两出线端，原动机以同样的转速反转；(d) 照原来一样，原动机转速转向不变。27若并励直流发电机转速上升 20，则空载时发电机的端电压 U0将 (c)(a) 升高 20； (b) 升高大于 20； (c) 升高小于 20不变；

18、 (d) 不变。28当直流电动机输出机械功率增大时，电动机的电枢电流和所需的电功率也必然随之增大，此时转速 。 (b)(a) 上升； (b)下降； (c) 不变； (d) 等于 0。电机学 2 复习829当负载转矩一定时，若在串励直流电动机的励磁绕组两端并联一定阻值的电阻，那么电动机的转速将会 。 (a)(a) 上升； (b) 下降； (c) 不变； (d) 等于 0。30. 电力拖动系统运动方程式中的 GD2 反映了 。 (d)(a) 旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意义；(b) 系统机械惯性的大小，它没有任何物理意义；(c) 系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。(d)

19、 系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量。31. 他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是 。 (d)(a) 串电枢电阻的人为特性； (b) 降压的人为特性； (c) 串励磁电阻的人为特性； (d) 弱磁的人为特性。32. 直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是 。 (b)(a) 为了使起动过程平稳； (b) 为了减小起动电流；(c) 为了减小起动转矩； (d) 为了增加起动电流。33. 当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于 。 (b)(a) 能耗制动状态； (b) 反接制动状态； (c) 回馈制动

20、状态； (d) 电动状态。34. 他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为 I和 I2，那么 。 (b)(a) I I 2； (b) I I 2； (c) I I 2； (d) I 0；I 20。35直流电动机在串电阻调速过程中，若负载转矩保持不变，则 保持不变。 (a)(a) 输入功率； (b) 输出功率； (c) 电磁功率； (d) 电机的效率。36. 他励直流电动机拖动位能性负载匀速下放可采用的方法是 。 (a) （a）能耗制动 （b）电源反接制动 （c ）串电阻调速 （d）反向电动电机学 2 复习9同步电机部分1 . 同步电机和异步电机在结构上有哪些区别

21、？答：同步电机：转子直流励磁，产生主磁场，包括隐极和凸极异步电机：转子隐极，是对称绕组，短路，绕组是闭合的，定子两者都一样。2. 什么叫同步电机？怎样由其极数决定它的转速？试问 75r/min、50Hz 的电机是几极的？答：同步电机：频率与电机转速之比为恒定的交流电机 ，601fpn（极）160574fnP3 . 为什么现代的大容量同步电机都做成旋转磁极式？答：励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较为方便，而电枢绕组电压高 ，电流大，放在转子上使结构复杂，引出不方便，故大容量电机将电枢绕组作为定子，磁极作为转子，称为旋转磁极式。4.汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？为什么有这

22、样的特点？答：气轮发电机：转速高，一般为一对极， ，考虑到转子受离min30r心力的作用，为很好的固定励磁绕组，转子作成细而长的圆柱形，且为隐极式结构。转子铁心一般由高机械强度和磁导率较高的合金钢锻成器与转轴做成一个整体，铁心上开槽，放同心式励磁绕组。水轮发电机： 低，2P 较多，直径大，扁平形，且为立式结构，为使转子n结构和加工工艺简单，转子为凸极式，励磁绕组是集中绕组，套在磁极上，磁极的极靴行装有阻尼绕组。 65 伞式和悬式水轮发电机的特点和优缺点如何？试比较之。5. 为什么水轮发电机要用阻尼绕组，而汽轮发电机却可以不用？答：水轮发电机一般为凸极结构，为使转子产生异步转矩，即能异步起动，加

23、阻尼绕组。汽轮发电机一般为隐极结构，它起动时的原理与异步机相同，不必加起动绕组。6. 一台转枢式三相同步发电机，电枢以转速 n 逆时针方向旋转，对称负载运行时，电枢反应磁动势对电枢的转速和转向如何？对定子的转速又是多少？答：对电枢的转速为 ，为定子的转速为 0，方向为顺时针。原因是：要想n产生平均转矩，励磁磁势与电枢反应磁势必然相对静止，而现在励磁磁势不变。电机学 2 复习10电枢反应磁势对定子也是相对静止的，而转子逆时针转，它必须顺时针转，方能在空间静止。7. 试述交轴和直轴同步电抗的意义。为什么同步电抗的数值一般较大，不可能做得很小？请分析下面几种情况对同步电抗有何影响？（1）电枢绕组匝数

24、增加；（2）铁心饱和程度提高；（3）气隙加大；（4）励磁绕组匝数增加。答： ， 表征了当对称三相直轴或交轴电流每相为 1A 时，三相联合产dXq生的总磁场（包括在气隙中的旋转电枢反应磁场和漏磁场）在电枢绕组中每相感应的电动势气隙大，同步电抗大，短路比大，运行稳定性高，但气隙大或同步电抗小，转子铜量大，成本增加，同步电抗不能太小。 daXqa（1）电枢绕组匝数增加，产生的直轴交轴电枢反应磁通增大， ，d增加，（ 电流不变 ）qXEN,adq,adqX（2）铁心饱和程度提高， 磁阻增大， ， 减小。q（3）气隙加大，磁阻增大， ， 减小。dq（4）同步电抗反应的是电枢电流产生的磁场性质与励磁绕组无

25、关，不管什么电抗都有， 2alXWN8. 为什么 在正常运行时应采用饱和值，而在短路时却采用不饱和值？为什d么 一般总只采用不饱和值？q答：正常运行时 轴是饱和的，用 的饱和值，而在短路时，由于 的去dXdI磁作用，使 轴不饱和，用不饱和值。9. 测定同步发电机空载特性和短路特性时，如果转速降为 ，对实验Nn95.0结果将有什么影响？如果转速降为 ，则实验结果又将如何？Nn5.0答： ，当 ，则 同步电抗与频率成正比也降为0En.9 0.9E0.95 倍，短路电流 不变。当 时， 和 都与转速成正比0dEkXIN0EdX减小，而 与转速无关， 在电动势方程中所占分量已较大，不能忽略aRaR随 ， .nkI10. 为什么同步发电机三相对称稳态短路特性为一条直线？