华南理工大学电机学复习资料

《电机学》复习提纲一、判断题：对者填√，错者填×。√或×填入左侧的括号中。【T】1变压器一、二次绕组每匝电压基本相等。【T】2变压器的漏抗是常数，不随磁路饱和程度的变化而变化。【F】3变压器一次侧电压U1一定，二次侧接纯电阻负载和感性负载，负载电流大小相等，则两种情况二次电压也相等。【F】4以同步转速旋转的高次谐波磁场在定子绕组中感应基波电动势。【F】5交流电机中可以采用分布绕组的方法来削弱齿谐波。【F】6对称三相绕组通入对称三相基波交流电流，产生的旋转磁场波也是空间基波正弦波。【F】7对于降压变压器而言，在任何情况下，二次侧绕组电压有效值都比一次侧绕组电压有效值小，二次侧绕组电流有效值都比一次侧绕组电流有效值大。【T】8不考虑饱和时变压器的励磁电流与磁通可以同为正弦波。【F】9即使变压器的连接组号不同，也可以并联运行。【T】10从本质上看，单层绕组都是整距绕组。二、选择题：只有一个选项是正确的。答案写在左侧的括号中。【A】1变压器负载电流增大时，_____。A一次电流增大，励磁电流增大B一次电流减小，励磁电流增大C一次电流增大，励磁电流减小D一次电流减小，励磁电流减小【C】2三相交流绕组产生的谐波合成磁动势，其旋转方向_____。A与基波合成磁动势相同。B与基波合成磁动势相反。C谐波次数为7或6k+1，与基波相同；谐波次数为5或6k-1，与基波相反；D谐波次数为7或6k+1，与基波相反；谐波次数为5或6k-1，与基波相同；【B】3变压器的电压变化率0U，则变压器的负载为_____。A纯感性B电容性C纯阻性D阻感性【C】4单相绕组通入交流电流时将建立_____。A椭圆形旋转磁场B圆形旋转磁场C脉振磁场D匀强磁场【B】5变压器并联运行的基本条件是二次侧电压同大小、同相位。下列说法错误的是：A各变压器的额定电压应相等B各变压器的变比可不等C各变压器短路阻抗的阻抗角应相等D各变压器的连接组号应相等【A】6三相变压器组不能接成_____。AYy连接组BYd连接组CDy连接组DDd连接组【C】7下列说法错误的是：A一个脉振磁势可以分解为两个旋转磁势B两个旋转磁势可能合成为一个脉振磁势C三相基波磁势的转速与频率无关D交流绕组磁势分析的理论基础是安培环路定律【B】8绕线式异步电动机的转子绕组中串入调速电阻，当转速达到稳定后，如果负载转矩为恒转矩负载，调速前后转子电流将（）A．保持不变B．增加C．减小D．0【C】9绕线式异步电动机起动时，在转子回路中接入适量三相电抗，则能减少起动电流，但此时产生的起动转矩（）A．不变B．0C．增大D．减小【B】10三相异步电动机采用Y-△换接起动，可使起动电流降低到直接起动时的（）A．21B．31C．41D．51三、填空题1．一台变压器加额定电压时，主磁通为φ，空载电流为I0，励磁阻抗为Zm，现将电源的频率从50Hz改变为60Hz，其它情况不变，并假定磁路线性，则现在的磁通φ’=0.83φ，空载电流I’0=0.83I0，励磁阻抗Z’m=1.2Zm。解：因为60Hz50Hz4.444.44ffEfNEfN而EE所以50.836磁路饱和程度下降电流与磁通成比例，所以000.83II而mZEI，它随着磁路饱和程度的上升而减小，因此Z’m=1.2Zm2．将一台变压器的电源频率从60Hz改为50Hz，并使电压改为原来额定电压的56，其它情况不变，则磁路饱和程度不变，激磁电流I’m不变，铁心损耗下降。解：因为60Hz50Hz4.444.4456ffEfNEfNEE所以，磁路饱和程度不变，则激磁电流也保持不变而铁心损耗Fep∝Bm2fβ，1β2所以铁心损耗下降。3．某变压器带感性负载运行时，若负载电流相同，则cosφ2越小，副边电压变化率越大，效率越低。4．一台单相变压器，已知U1=330V，N1=700匝，为获得U2=220V，应使N2=467匝。5．交流电机绕阻高次谐波电势，如5次和7次谐波，可以通过采用分布和短距绕组的方法大大削弱。6．两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Zk不同，则Zk越小，Ik越大。7．交流电机p=12，在一相绕组中通入正弦交流电流，产生基波和三次谐波电动势和磁动势，则三次谐波电动势与基波电动势频率之比为3:1，基波磁动势幅值和三次谐波磁动势幅值之比为3:1。四、简答题：在述及要点的前提下，尽量简单回答。1.什么是变压器的主磁通，什么叫漏磁通？它们的作用有什么不同？在等效电路中如何反映？2.电机中的旋转磁场是如何产生的？3.试述磁滞损耗和涡流损耗的产生原因及影响因素。4.变压器理想并联运行的条件有哪些，理想并联运行应满足哪些要求？5.什么叫相带？在三相电机中为什么常用60°相带而极少用120°相带？6.试述谐波电动势和齿谐波电动势产生的原因及抑制方法。五、分析计算题。1.有一三相双层叠绕组，Q=48，2p=4，11012y，a=1，试画出槽电动势星型图和绕组的展开图（A相一相）。2.试判断下图绕组的联结组别。(a)(b)四.3．试述磁滞损耗和涡流损耗的产生原因及影响因素。答：铁磁材料在交变磁场作用下的反复磁化过程中，磁畴会不停转动，相互之间会不断摩擦，因而就要消耗一定的能量，产生功率损耗。这种损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗的大小与磁滞回线的面积、电流频率f和铁心体积V成正比。铁磁材料在交变磁场将有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生，简称涡流。涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗I2R称为涡流损耗。涡流损耗与磁场交变频率2f、厚度d2和最大磁感应强度Bm2成正比，与材料的电阻率成反比。4．变压器理想并联运行的条件有哪些，理想并联运行应满足哪些要求？答：理想并联运行的条件:（1）空载时并联运行的变压器之间没有环流，即二次侧电压必须相等且同相位；（2）负载时能够按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各台变压器所分担的电流应为同相位。应满足的要求:（1）各变压器的额定电压与变比应当相等；（2）各变压器的短路阻抗标么值要相等，阻抗角要相同；（3）各变压器的联结组号要相同。5．什么叫相带？在三相电机中为什么常用60°相带而极少用120°相带？答：通常把每极下每相绕组所占的电角度称为相带。由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大，故除了单绕组变极电机外，一般都用60°相带绕组。6．试述谐波电动势和齿谐波电动势产生的原因及抑制方法。答：谐波电动势产生的原因为气隙磁场空间分布非正弦，抑制方法有：使气隙中磁场分布尽可能接近正弦波；采用对称的三相绕组，消除线电动势中3及3的倍数次谐波；采用短距绕组；采用分布绕组；采用斜槽。齿谐波电动势产生原因为铁心表面开有带槽口的槽，抑制方法有：采用斜槽；采用分数槽绕组；小型电机中采用半闭口槽、中型电机中采用磁性槽锲、大型同步发电机中选择阻尼绕组节距等。五．1．有一三相双层绕组，Q=48，2p=4，11012y，a=1，试画出叠绕组的展开图（A相一相）。解：槽距电角度36023601548pQ484243Qqpm481224Qp1101012y槽电动势星型图如右：则叠绕组展开图（A相一相）为226125327428529630731832933103411353612371338143915401641174218431944204521462247232448ABCXYZ14111448AXS1N1S22.试判断下图绕组的联结组别。(a)(b)解：（a）如图所示，以OA表示AE，并使OA指向12点，作高压侧线电压三角形；对于Aa心柱，A、a都是首端又是同名端，AE与aE同方向，同理BE与bE、CE与cE同方向；oa也指向12点(即0点)，则组号为0，联接组为Yy0。（b）如图所示，以OA表示AE，并使OA指向12点，作高压侧线电压三角形；对于Aa心柱，AE与acE同方向，同理BE与baE同方向，CE与cbE同方向，作相量三角形abc；连接oa作短针，oa指向11点，则联接组为Yd11。O,oABCabcO,oABCabc(a)(b)