1、 简答题1.变压器的电压变化率（调整率）与哪些因素有关？在什么情况下与阻抗电压是相等的？它对变压器的运行特性有何影响？2.简答三相变压器并联运行需满足的条件。其中哪一条必须保证？答：（1）各变压器一、二次侧额定电压对应相等；（2）连接组号相同；（3）短路阻抗标幺值 Zk*相等。其中第二条必须保证。3.某变压器在额定运行时，若保持频率不变，原边电压增加，问励磁电流、励磁电抗、铁耗及功率因数各有何变化？为什么？答：当变压器原边电压增加时,铁芯中的磁通密度就会增加,由于制做铁芯的硅钢片是铁磁材料,它的磁化曲线是非线性的,它的磁导率减小,所以这时励磁电流和铁芯损耗都会大幅增加,而励磁电阻和励磁电抗都会
2、大幅减小.4.一台 50Hz 单相变压器，如接在 60Hz 的电网上运行，额定电压不变，问空载电流、铁心损耗、漏抗、励磁阻抗及电压调整率有何变化？答：1、由于接入电压不变，所以主磁通不变。2、空载电流即为励磁电流，由于励磁阻抗随着频率上升而增大，而变压器外接额定电压不变，所以励磁电流是减小的。3、铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗，根据两者计算表达式，频率增大，铁耗是增大的。4、漏抗是变压器固有特性，不变5.原边为 Y 三相变压器与定子绕组为 Y 接的异步电动机，其额定电压、绕组的有效匝数、产生的磁场相同，问励磁电流是否相等？为什么？ 6.异步电动机等值电路中 具有何物理意义？试简要说明。21rS答
3、代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中21sR的功率 将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率。1Im7.异步电动机是否存在有电枢反应？为什么？答 交流异步电机的电枢反应，因电机结构和特点，不会对气隙产生影响或理解为电枢反应没有。交流电机就是因为其结构而抵消了这种电枢反应。8.简答三相、单相变压器的主磁场；三相异步电动机定子磁场、转子磁场、气隙磁场；直流电机的定子磁场、电枢磁场、合成气隙磁场，各为何性质的磁场？9.简述三相异步电动机定子合成磁场的性质与特点。10.将一台直流电动机的电枢绕组改造为三相对称绕组，通入三相对称电流，是否可作为同步电动机运行？为什么？11.如果将绕
4、线式三相异步电动机定子绕组短接，转子绕组外接于三相对称额定电源上，电机会发生什么现象？12.某直流电动机,在额定运行时,其转速为 1500rpm,现将转速调为 500rpm 运行。试问应采用何调速方法？是否是对任何性质的负载都可长期运行？为什么？13.某三相笼型异步电动机，定子绕组为 接，n =970rpm，K =2.2，试问在NT电源电压和频率均保持不变的条件下，增加电动机的负载，使转速下降到多少时会发生停车现象？若额定电压为 380V，问能否带恒转矩的额定负载进行 Y- 变换起动？为什么？14.单绕组变极调速，为什么在调速前后要改变电源的相序？试说明原因。15.为什么直流电动机起动时，起动
5、电流越大，起动转矩也越大，而异步电动机在起动时，起动电流大而起动转矩并不大？在空载和满载起动时，起动转矩是否相同？为什么？ 16.并励直流电动机、异步电动机拖动恒转矩负载的电力拖动系统，是否可以采用降压调速？为什么？ 17.电枢反应的性质由什么决定？交轴电枢反应对每极磁通量有什么影响？直轴电枢反应的性质由什么决定？ （7 分）答 电枢反应的性质由电刷位置决定，电刷在几何中性线上时电枢反应是交轴性质的，它主要改变气隙磁场的分布形状，磁路不饱和时每极磁通量不变，磁路饱和时则还一定的去磁作用，使每极磁通量减小。电刷偏离几何中性线时将产生两种电枢反应：交轴电枢反应和直轴电枢反应。当电刷在发电机中顺着电
6、枢旋转方向偏离、在电动机中逆转向偏离时，直轴电枢反应是去磁的，反之则是助磁的。18.一台频率 f =60HZ 的变压器，现用于 f =50HZ 的电源上，并使电压保持不变，试分析磁路的饱和程度、励磁电流 、 、 、 、 、 有何变化？mIXmR12XFeP19.一台三相异步电动机：， ， ， ， ，定子为 Y 接。KWNP5.7VNU3801HzNf51rpmNn14972TK当 时，若改变频率 使转速 ，此时的电源电压 及频率 各zTr 1U1f为多少？若频率保持不变，使负载增加到 ,从而使得电动机端电压下降到NT8.，问此时电动机能否继续运行？为什么？ （10 分）NU19.0答案见计算题
7、第二十七题20.对称三相绕组外加对称三相电压，试分析下列情况下合成磁动势的性质：（1）若星形联结绕组内一相断线；（2）若星形联结外部一相断线；（3）若三角形联结绕组内一相断线；（4）若三角形联结外部一相断线答 （1）椭圆旋转磁动势（2）脉振磁动势（3）椭圆旋转磁动势（4）脉振磁动势21.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，哪一个电压变化率大？答 他励直流发电机由空载到额定负载，电枢电流 由 0 增加到额定值 电枢回路电阻aIaNI压降 增加，且电枢反应的去磁作用使主磁通 下降，从而使感应电动势 E 下降。由aRI 公式 可知，端电压 U 随 的增加而
8、下降。aEUaI对于并励发电机，除上面两个原因外，端电压下降，引起励磁电流 If 下降，使得主磁通下降和感应电动势 E 下降，所以并励发电机的电压变化率比他励发电机电压变化率要大些。22.直流电机的励磁方式有哪几种？每种励磁方式的励磁电流或励磁回路电压与电枢电流或电枢电压有怎样的关系？答 直流电机励磁方式四种：他励励磁电流 由独立电源供给，与电枢电流fI无关；并励励磁电流并在电枢两端，励磁电压 等于电枢电压 U；串励aI f励磁绕组与电枢串联， ；复励既有并励绕组又有串励绕组，按两绕组磁动afI势方向的异同分成：积复励串励与并励磁动势同向，差复励串励与并励磁动势反向。23.变压器的 、 各代表
9、什么物理意义？磁路饱和与否对 、 有什么影mRXmRX响？24.异步电动机极对数为 ，定子电流的频率为 ，运行时转差率为 ，转子电p1fs流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？25.同步发电机投入并联的条件是什么？答 （1）波形相同 ；（2）频率相同；（3）幅值相同；（4）相位相同；（5）相序相同。 26.产生脉振磁动势和产生圆形旋转磁动势的条件各是什么？答 产生脉振磁动势的条件是绕组中通过单相交流电流。产生圆形旋转磁动势的条件为：一是绕组要多相对称；二是通过多相对称交流电流，且电流的相数与绕组的相数相等
10、。27.感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？转子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？答 定子电流的频率为 ，转子电流的频率为 ，定子磁动势以 速度切割定1f 12sf1n子，以（ ）速度即 速度切割转子；转子磁动势也以 速度切割定子，以n1s速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。s28.有一绕线型感应电动机，定子绕组短路，在转子绕组通入三相交流电流，其频率为 ，旋转磁场相对于转子以 （ 为定、转子绕组极对数）1f pfn160沿顺时针方向旋转，问此时
11、转子转向如何？转差率如何计算？答：此时定子将受到与转子磁动势同方向的电磁转矩的作用，但由于定子固定，因此由作用力与反作用力关系，转子将受到一个反作用的转矩，因此，转子将逆时针方向旋转。转差率为 。11()/sn29.感应电动机定子绕组没有直接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载电机主磁通有无变化？答 负载增加时，电动机转速下降，转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增加，转子磁动势也增加。由磁动势平衡关系，定子磁动势增加，定子电流上升，即从电网吸收的电功率增加。这一过程直到转子电流产生的转矩与负载转矩重新平衡为止
12、。在 不变的情况下， 的增加导致 增加，使 减小，主磁通略有减小。1U1I1ZI1E30.为什么感应电机的功率因数总是滞后的？为什么感应电机的气隙比较小？答：感应电机的磁场有交流电流激励产生，励磁电流是感性的无功功率，感应电机的功率因数总是滞后的。气隙大，则磁阻大，产生同样磁通所需的无功电流就大，功率因数变低，所以感应电机的气隙一般较小。31.感应电机等效电路中的 所消耗的功率在各种运转状态下有什么意义？21Rs32.为什么相同容量的感应电机的空载电流比变压器的大的多？答 变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅钢片构成，感应电机的主磁路除了用硅钢片构成的定、转子铁心外，还有空气隙。气隙的长度尽管
13、很小，但磁阻很大，使得感应电机主磁路的磁阻比相应的变压器大，感应电机空载电流标么值为 ，变压器空载电5.02流的标么值为 。1.02.33.为什么感应电动机空载时功率因数 很低，负载增大则 随之增大，coscos在负载大到一定程度后 又开始下降？cos34.分析转差率 对感应电动机效率的影响。s答 空载到额定转差时，定子铁耗与机耗很小，可看成不变损耗，而定子、转子铜耗则与定、转子电流的平方成正比，是随负载变化的损耗，因此，电动机的效率也随负载而变化。当负载从零开始增加时， 逐渐增加，总损耗增加缓慢，效率上升很快。由于s，当负载超过一定值， 急剧增加， 降低，故此时 随 或 增加而降低。2IpC
14、u2Cup2Ps35.普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，但起动转矩并不大？答 起动时 ， ，旋转磁场以同步速度切割转子，在短路的转子绕组中0n1s感应很大的电动势和电流，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；起动时 ， 很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动sR2电流很大。由于 ，当 、 时，使转子功率因数角coICTme112f接近 ， 很小， 并不大；另外，因起动电流很22arctnRX902s2csI大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势 减小，与之成正比的 也减小。1Em起动时， 减小， 并不大，使得起动转矩并不大。m2cosI36.感应电动机
15、带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？如果电源电压下降 ，对最大电磁转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差%20率有何影响（设负载转矩不变）？答 最大转矩和起动转矩与电压平方成正比。如果电源电压下降过多，当起动转矩下降到小于负载转矩时，电动机不能起动。当最大转矩下降到小于负载转矩时，原来运行的电动机将停转。电源电压下降 ，则最大转矩下降到原来的 ，起动转矩也下降到原来的20%64。磁通下降到原来的 ，不考虑饱和的影响时，空载电流下降到原来的64。在负载转矩不变的情况下， 上升 ，定子电流相应上升，电%20 2cosI5动机的转速有所降低， 增大， 不变。sm37漏抗大小对感应电
16、动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？答 当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗 成反比，漏抗越21X大，起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。38.绕线式异步电动机在转子回路串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？所串电阻是否越大越好？答 从等效电路可以看出，增加转子电阻使总的阻抗增加了，所以起动电流减小。转子电阻增加，使得 提高；起动电流减小使得定子漏抗电压降低；电势 增加，使气隙2cos 1E磁通增加。起动转矩与气隙磁通、起动电流、 成正比，虽然起动电流减小了，但气2cos隙磁通和 增加，使起动转矩增加了。2cs如果所串电阻太大，使起动电流太小，起动
17、转矩也将减小。39.恒转矩变频调速时，为什么要求 常数？1fU40.某绕线式异步电动机，（1）转子电阻增加；（2）定子电压大小不变，而频率由 变为 ，各对起动转矩和最大转矩有何影响？Hz50z6答 (1)最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；(2) 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降； 41. 和 的异步电动机可以混淆使用吗？z60542.一台 、 的三相异步电动机，若运行于 、 的电源上，当HV380Hz60V38输出转矩不变时，下列各量增大还是减小？（1）励磁电抗、励磁电流、定子功率因数；（2）同步转速、电动机转速；（3）临界转差率和最大转矩；（4）起动电流和起动转矩；（5）电动
18、机的效率和温升。答 （1）由于当 U 不变，f1 由 50Hz 增加到 60Hz 时，m 减小到原来的 5/6，不考虑饱和的影响，励磁电流减小到原来的 5/6。由于频率增加及磁路饱和程度的降低，励磁电抗 增大。由于励磁电流减小，负载情况下，定子的功率因mX数增加。（2）由于电源频率增加，同步转速和电机转速增加。（3）由于当 f 增加时， 增大， 减小。12()ms由于 近似于和频率平方成反比， f 增加时， 减小。maxT axT（4）起动转矩与频率的关系和最大转矩相仿，也会降低。43.为什么双笼型异步电动机能改善起动性能？44.同步电机的气隙磁场，在空载时是如何激励的？在负载时是如何激励的？
19、45.为什么要对同步电机的电枢磁动势进行折算？ 46.为什么大容量同步电机采用磁极旋转式而不采用电枢旋转式？答 由于励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较方便。电枢绕组电压高、容量大，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，为旋转磁极式。47.为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大？答 感应电机的励磁电流由电源供给，需要从电网吸取感性无功功率，如果气隙大，则励磁电流大，电机的功率因数低，因此在机械允许的条件下，气隙要尽量小一些。同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励，从同步电机运行稳定性考虑，气隙大，同步电抗小，短路比大，运行稳定
20、性高。但气隙大，转子用铜量增大，制造成本增加。气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这两方面的要求。48.同步发电机电枢反应性质由什么决定？答 电枢磁动势的基波与励磁磁动势同转速、同转向，在空间上始终保持相对静止的关系，但电枢反应的性质取决于这两个磁动势幅值的相对位置，而这一位置与励磁电动势 和电枢电流 之间的相位差，即角度 有关，角 由决0EI定于负载的性质。当 与 同相时， ，电枢反应为交轴电枢反应，交轴I0电枢反应使气隙合成磁场幅值增加，而其轴线从主极轴线逆转子转向后移一个锐角。当 滞后 时，电枢反应为直轴电枢反应，其性质完全是去磁的。I09当 超前 时， ，也为直轴电枢反应，其性质
21、完全是助磁的。一般情况下，E，此时的电枢反应兼有直轴去磁作用和交磁作用。049.同步电抗对应于什么磁通？50.在凸极同步电机中，为什么要采用双反应理论来分析电枢反应？51.试述直轴和交轴同步电抗意义？答 电枢磁动势的基波与励磁磁动势同转速、同转向，在空间上始终保持相对静止的关系，但电枢反应的性质取决于这两个磁动势幅值的相对位置，而这一位置与励磁电动势 和电枢电流 之间的相位差，即角度 有关，角 由决0EI定于负载的性质。当 与 同相时， ，电枢反应为交轴电枢反应，交轴I0电枢反应使气隙合成磁场幅值增加，而其轴线从主极轴线逆转子转向后移一个锐角。当 滞后 时，电枢反应为直轴电枢反应，其性质完全是
22、去磁的。I09当 超前 时， ，也为直轴电枢反应，其性质完全是助磁的。一般情况下，E，此时的电枢反应兼有直轴去磁作用和交磁作用。052.凸极同步电机中，为什么直轴电枢反应电抗 大于交轴电枢反应电抗 ?adXaqX答 在凸极电机中沿电枢圆周的气隙是很不均匀的，分析其电枢反应时，要用双反应理论，即 把 电枢反应磁动势分解成垂直和平行于电动势 的两个分0E量 和 ，它们分别产生直轴电枢反应磁通 和交轴电枢反应磁通 ，adFq adaq相应的电流也分解成两个分量。因此 或 dadFI，adadXIEdaIE或 ，FaqaqXIqaIE由于直轴磁路的磁导比交轴磁路的磁导要大得多，同样大小的电流产生的磁通
23、和相应的电动势也大得多，所以电抗 。 adq53.为什么同步发电机的短路特性是一条直线？答 同步发电机稳态短路时，电枢磁动势基本上是一个纯去磁作用的直轴磁动势，气隙合成磁动势为 ，合成电动势为 ，即合成电动adfF XIjE势只等于漏抗压降。所以其对应的气隙合成磁通很小，电机的磁路处于不饱和状态，由于气隙合成磁动势 ，而 ，所以励磁磁动势IE IFkadad必然正比于 ，故短路特性 是一条直线。adfFI )(fkI54.测定同步发电机的空载特性和短路特性时，如果转速降为 ，对实验结Nn95.0果有什么影响？答 : 因空载电势 和转速成正比，如果转速降为 ，则 也降低到0E1.0E额定转速下的
24、 倍。同步电抗与频率成正比，也降低到 倍，所以短路电95. 95流 不变。dkXEI055.在直流电机中， 还是 是判断电机作为发电机运行还是作为电动UE机运行的依据之一，在同步电机中，这个结论还正确吗？为什么？答 在同步电机中，励磁电动势 和电机端电压 都是电压相量，不能根0U据它们的大小来判断电机的运行状态，而应该根据气隙合成磁场轴线与主磁极轴线的相对位置来决定。当主磁极场轴线超前合成磁场轴线时，为发电机状态；重合时为调相机状态；滞后时为电动机状态。56.什么是同步电机的功角特性？ 角有什么物理意义？答 当电网电压 和频率 恒定，参数 和 为常数、励磁电动势 不变UfdXq 0E时，同步电
25、机的电磁功率只决定于 与 的夹角 ， 称为功率角，0EU为同步电机的功角特性。)(fPem由于电机的漏阻抗远小于同步电抗，从空间上看，功率角 可近似认为时主磁极轴线与气隙合成磁场轴线之间的夹角；从时间上，功率角 励磁电动势 与0E电压 之间的夹角。U57.当同步发电机与大容量电网并联运行以及单独运行时，其 是由什么条cos件决定的？为什么？58.一台隐极同步发电机单独供给一对称负载，负载电阻 及电感 为恒定值，RL此时若增加同步发电机的励磁电流，而保持发电机的有功功率输入为不变。问此时发电机的转速、端电压和负载电流将发生怎样的变化。59.试利用功角特性和电动势平衡方程式求出隐极同步发电机的 形曲线。V60.以隐极同步发电机为例，说明为什么 形曲线的最低点连线随有功功率增加V而向右上方偏移？61.两台容量相近的同步发电机并联运行，有功功率和无功功率怎样分配和调节？62.比较在下列情况下同步电机的稳定性：（1）当有较大的短路比或较小的短路比时；（2）在过励状态或欠励状态下运行时；（3）在轻载下运行或在满载下运行；（4）直接接至电网或通过电抗接至电网时。63.同步电动机采用异步方法起动时，为什么要在转子励磁回路内串入较大电阻？64.同步电动机与感应电动机相比较有何优缺点？65.什么是同步调相机？有何特点？
