电机与电力拖动第三版习题参考答案.

《电机与电力拖动》（第三版）习题参考答案第1章思考题和习题

一、填空题1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换感应电动势、电枢电流4．电动机按励磁方式分类，有、、和等他励、并励、串励、复励5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡相反、反电势6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用____________表示输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同（×）2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流（×）3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线（×）4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小（√）5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关（×）6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变（√）

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件线圈中通过的电流是BA．直流电流B．交流电流C．互相抵消，正好为零2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组BA．应与主极绕组串联B．应与电枢绕组串联C．应由两组绕组组成，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联3．直流电动机的额定功率PN是指电动机在额定工况下长期运行所允许的AA．从转轴上输出的机械功率B．输入电功率C．电磁功率4．直流电动机铭牌上的额定电流是CA．额定电枢电流B．额定励磁电流C．电源输入电动机的电流5．在—个4极直流电动机中，N、S表示主磁极的极性，n、s表示换向极的极性顺着转子的旋转方向，各磁极的排列顺序应为CA．N—n—N—n—S—s—S—sB．N—s—N—s—S—n—S—nC．N—n—S—s—N—n—S—sD．N—s—S—n—N—s—S—n

四、简答题1．有一台复励直流电动机，其出线盒标志已模糊不清，试问如何用简单的方法来判别电枢绕组、并励绕组和串励绕组答根据阻值大小和绕组直径判断2．为什么直流电动机的定子铁心用整块钢材料制成，而转子铁心却用硅钢片叠成答定子励磁电流是直流电流，磁滞损耗和涡流损耗小；而转子中流过的是交变的电流，磁滞损耗和涡流损耗较大3．写出直流电动机的功率平衡方程式，并说明方程式中各符号所代表的意义式中哪几部分的数值与负载大小基本无关答，电磁转矩、负载转矩、空载转矩T0，其中空载转矩的大小与负载大小基本无关4．直流电机电枢绕组中的电动势和电流是直流吗？励磁绕组中的电流是直流还是交流？为什么将这种电机叫直流电机？答电枢绕组中的电动势和电流是交流励磁绕组中的电流是直流因输入或输出的电流是直流，故称直流电机5．什么是电枢反应？电枢反应对电机气隙磁场有什么影响？答电枢反应是指电枢磁场对主磁场的影响电枢反应使磁极下的磁力线扭斜，磁通密度分布不均匀，合成磁场发生畸变，使主磁场削弱6．什么是直流电机的换向？研究换向有何实际意义？根据换向时电流变化的特点有哪几种形式的换向？哪种形式较理想？有哪些方法可以改善换向以达到理想的换向？答一个元件从一个磁极下旋转到另一个磁极下时，元件中电流方向改变的过程称换向研究换向是为了在换向时电火花对电刷的损害小而均匀电流均匀的由大到小再由小到大的均匀变化（直线换向）是理想的换向形式采取安装换向极、正确移动电刷、正确选用电刷、装设补偿绕组等方法都能改善条件

五、计算题1．有一台100kW的他励电动机，UN=220V，IN=517A，nN=1200r／min，Rt=0．05欧姆，空载损耗△P0=2kW试求1电动机的效率η；2电磁功率P；3输出转矩T2答

（1）额定输入功率为效率

（2）电磁功率

（3）额定输出转矩2．一台并励直流电动机，铭牌数据为PN=96kW，UN=440V，IN=255A，IfN=5A，nN=1550r/min，并已知Ra=

0.087试求

（1）电动机的额定输出转矩TN；

（2）电动机的额定电磁转矩Tem；

（3）电动机的理想空载转速n0答

（1）额定输出转矩

（2）根据电压平衡方程式可知电枢电动势为电磁功率为额定电磁转矩

（3）根据得理想空载转速第2章思考题和习题

一、填空题1．串励电动机不允许启动，同时规定负载不能小于额定值的20％～30％，不准用V带或链条传动，防止因V带或链条滑脱而发生事故空载、飞车2．直流电动机启动瞬间，转速为零，也为零，加之电枢电阻又很小，所以启动电流很大，通常可达到额定电流的倍感应电动势、10～203．直流电动机的启动方法有启动和启动两种直接、降压或电枢串电阻4．直流电动机的调速有调速、改变调速和改变调速三种方法串电阻、电压、磁通5．电枢回路串电阻调速时，转速将随主磁通的减小而，但最高转速通常控制在1．2倍额定转速以下升高6．改变直流电动机旋转方向的方法有两种一种是改变方向；另一种是改变方向若同时采用以上两种方法，则直流电动机的转向将电枢电流、励磁电流、不变

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．降低他励直流电动机的电枢电压时其理想空载转速不会降低（×）2．电枢串电阻调速时其理想空载转速不会降低（√）3．所谓电气制动，就是指使电动机产生一个与转速方向相反的电磁转矩，起到阻碍运动的作用（√）4．倒拉反转反接制动和回馈制动都是即可以用于高速下的限速下放，也可以用于低速下的限速下放（×）

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．并励电动机改变电枢电压调速得到的人为机械特性与自然机械特性相比，其特性硬度CA．变软B．变硬C．不变2．由于电枢反应的作用，使直流电动机主磁场的物理中性线BA．在几何中性线两侧摆动B．逆着电枢的旋转方向偏转β角C．顺着电枢的旋转方向偏转β角3．一台他励直流电动机带恒定负载转矩稳定运行，若其他条件不变，只是人为地在电枢电路中增加了电阻，当重新稳定运行时，其C将会减小A．电磁转矩B．电枢电流C．电动机的转速4．要改变直流电动机的转向，以下方法可行的是CA．改变电流的大小B．改变磁场的强弱C．改变电流方向或磁场方向5．直流电动机的能耗制动是指切断电源后，把电枢两端接到一只适宜的电阻上，此时电动机处于BA．电动机状态B．发电机状态C．惯性状态6．直流电动机在进行电枢反接制动时，应在电枢电路中串入一定的电阻，所串电阻阻值不同，制动的快慢也不同若所串电阻阻值较小，则制动过程所需时间AA．较长B．较短C．不变

四、简答题1．写出电力拖动系统的运动方程式并说明方程式中各物理量的意义以及方程式中转矩和转速正、负号的规定答，——电动机的拖动转矩，——生产机械的负载转矩，GD2——转动物体的飞轮矩，dn/dt——转速的变化率1）首先选定顺时针或逆时针中的某一个方向为规定正方向2）转速的方向与规定正方向相同时为正，相反时为负3）电磁转矩的方向与规定正方向相同时为正，相反时为负4）负载转矩与规定正方向相反时为正，相同时为负2．电力拖动系统的运动方程式有何实际应用意义？答判断拖动系统的运动状态；定量计算拖动系统的参数3．研究电力拖动系统时为什么要把一个多轴系统简化为一个单轴系统？简化过程要进行哪些量的折算？折算时各需遵循什么原则？答为简化传动系统的计算要进行转矩和惯性的折算转矩折算的原则是保持折算前后功率不变；惯性折算的原则是保持折算前后动能不变4．什么是生产机械的负载转矩特性？有哪几种类型？各有何特点？答生产机械的转速n与负载转矩之间的关系特性有恒转矩负载特点是转矩大小恒定不变；恒功率负载特点是负载功率大小恒定不变；通风机型负载特点是转矩大小与转速的平方成正比5．什么是直流电动机的人为机械特性并画图说明他励直流电动机的三种人为机械特性曲线答为满足性能需要人为改变电动机运行参数的机械特性叫人为机械特性三种人为机械特性曲线见图2-

13、2-

14、2-15所示6．当并励直流电动机的负载转矩和电源电压不变时，减小电枢回路电阻，会引起电动机转速的何种变化为什么答转速升高因电阻减小使得电枢电流增大，电磁转矩增大，当达到新的平衡点时在较高的转速下运行7．为什么说串励电动机比并励电动机更适宜用做起重机械的动力答因串励电动机有较大而不是很大的启动转矩，便于控制

五、计算题1．一台他励直流电动机的数据为PN=10kW，UN=220V，IN=

53.4A，nN=1500r/min，Ra=

0.4试绘制以下几条机械特性曲线

（1）固有机械特性；

（2）电枢串入

1.6电阻的机械特性；

（3）电源电压降至额定电压一半的机械特性；

（4）磁通减少30%的机械特性答

（1）绘制固有特性曲线估算Ra由式，此处取系数

0.67，则计算理想空载点额定工作点n=nN=1500r/min在坐标图中连接额定点和理想空载点，即得到固有特性曲线

（2）绘制电枢串入

1.6电阻的机械特性当电枢回路串入电阻Rpa=

1.6时，理想空载点仍然为n0=

1666.7r/min，当Tem=TN时，即Ia=

53.4A时，电动机的转速为

（3）电源电压降至额定电压一半的机械特性当电源电压降至

0.5UN=110V时，理想空载点与电压成正比变化，所以当Tem=TN时，即Ia=

53.4A时，电动机的转速为其特性为通过（0，833）和（

67.32，667）两点的直线

（4）磁通减少30%的机械特性当磁通减弱至30%N时，理想空载转速将升高当Tem=TN时，电动机的转速为其人为特性为通过（0，5555）和（

67.32，3707）两点的直线2．一台他励直流电动机数据与题1数据相同，求

（1）在额定负载下运行时的电磁转矩、输出转矩及空载转矩；

（2）理想空载转速和实际空载转速；

（3）负载为额定负载一半时的转速；

（4）n=1600r/min时的电枢电流答

（1）在额定负载下运行时的电磁转矩、输出转矩及空载转矩由上题可知额定电磁转矩输出转矩空载转矩

（2）理想空载转速和实际空载转速理想空载转速实际空载转速而

（3）负载为额定负载一半时的转速

（4）n=1600r/min时的电枢电流当n=1600r/min时的转矩为则，对应的电枢电流为3．他励直流电动机的技术数据为PN=

7.5kW，UN=110V，IN=

85.2A，nN=750r/min，Ra=

0.13试求

（1）直接启动时的启动电流是额定电流的多少倍？

（2）如限制启动电流为

1.5倍，电枢回路应串入多大的电阻？答

（1）直接启动时的启动电流是额定电流的多少倍？倍数为

（2）如限制启动电流为

1.5倍，电枢回路应串入多大的电阻？将启动电流限制到应传入的电阻为4．一台他励直流电动机的额定功率PN=

2.5kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=

12.5A，额定转速nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=

0.8，求

（1）当电动机以1200r/min的转速运行时，采用能耗制动停车，若限制最大制动电流为2IN，则电枢回路中应串入多大的制动电阻？

（2）若负载为位能性恒转矩负载，负载转矩为TL=

0.9TN，采用能耗制动使负载以120r/min转速稳速下降，电枢回路应串入多大电阻？答

（1）在1200r/min的转速运行时的感应电动势为应串入的电阻为

（2）根据机械特性方程式，此时，则故5．一台他励直流电动机的额定功率PN=4kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=

22.3A，额定转速nN=1000r/min，电枢回路总电阻Ra=

0.91运行于额定状态，为使电动机停车，采用电枢电压反接制动，串入电枢回路的电阻为9，求电动机拖动反抗性负载转矩运行于正向电动状态时，TL=

0.85TN与反接后电磁转矩进行比较，若TL大，则不转，若小，则转

（1）制动开始瞬间电动机的电磁转矩是多少？

（2）n=0时电动机的电磁转矩是多少？

（3）如果负载为反抗性负载，在制动到n=0时不切断电源，电动机会反转吗，为什么？答

（1）制动开始瞬间的感应电动势为制动瞬间的电流为

（2）当n=0时，Ea=0，此时，电磁转矩

（3）如果负载为反抗性负载，在制动到n=0时不切断电源，将成为反向拖动转矩，此时的负载转矩大小为，负载转矩小于反向拖动转矩，电动机将反转第3章思考题和习题

一、填空题1．变压器是一种能变换电压，而不变的静止电气设备交流、频率2．变压器的种类很多，按相数分，可分为单相和三相变压器；按冷却方式分，可分为、风冷式、自冷式和变压器油冷、水冷3．电力系统中使用的电力变压器，可分为变压器、变压器和变压器升压、降压、配电、厂用4．变压器的空载运行是指变压器的一次绕组，二次绕组的工作状态加额定电压、断路5．一次绕组为660匝的单相变压器，当一次侧电压为220V时，要求二次侧电压为127V，则该变压器的二次绕组应为匝3816．一台变压器的变压比为115，当它的一次绕组接到220V的交流电源上时，二次绕组输出的电压是V

14.77．变压器空载运行时，由于损耗较小，损耗近似为零，所以变压器的空载损耗近似等于损耗铜、铜、铁8．变压器带负载运行时，当输入电压U1不变时，输出电压U2的稳定性主要由和决定，而二次侧电路的功率因数cosφ2主要由决定，与变压器关系不大变压器内阻、负载大小、负载性质9．收音机的输出变压器二次侧所接扬声器的阻抗为8Ω，如果要求一次侧等效阻抗为288Ω，则该变压器的变比应为610．变压器的外特性是指变压器的一次侧输入额定电压和二次侧负载一定时，二次侧与的关系功率因数、输出电压、电流11．一般情况下，照明电源电压波动不应超过；动力电源电压波动不应超过，否则必须进行调整+5%和-10%、±5%12．如果变压器的负载系数为β，则它的铜耗PCu与短路损耗PK的关系式为，所以铜耗是随的变化而变化的、负载13．当变压器的负载功率因数cosφ2一定时，变压器的效率只与有关；且当______时，变压器的效率最高负荷大小、14．短路试验是为了测出变压器的、和铜损、断路阻抗、短路阻抗百分数15．在铁心材料和频率一定的情况下，变压器的铁耗与成正比电压16．变压器绕组的极性是指变压器一次绕组、二次绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用来标记时钟法17．所谓同名端，是指，一般用来表示原、副绕组中，某一瞬时同为高电位（或同为低电位）的出线端称为同名端，用“*”或“·”18．所谓三相绕组的星形接法，是指把三相绕组的尾端连在一起，接成，三相绕组的首端分别的连接方式星形点、接电源或负载19．某变压器型号为S7—500／10，其中S表示，数字500表示；10表示三相、500kVA、一次侧电压为10kV20．一次侧额定电压是指变压器额定运行时，，它取决于和而二次侧额定电压是指一次侧加上额定电压时，二次侧空载时的一次侧工作电压、电源和负载需要、空载电压21．所谓温升，是指变压器在额定工作条件下，内部绕组允许的与之差最高温度、环境温度21．为了满足机器设备对电力的要求，许多变电所和用户都采用几台变压器并联供电来提高供电的可靠性和经济性22．变压器并联运行的主要条件有两个一是；二是否则，不但会增加变压器的能耗，还有可能发生事故各变压器的变压比相等、连接组别必须相同23．两台变压器并联运行时，要求一次侧、二次侧电压，变压比误差不允许超过对应相等、1%24．变压器并联运行时的负载分配即电流分配与变压器的阻抗电压因此，为了使负载分配合理即容量大，电流也大，就要要求它们的——都一样成正比25．并联运行的变压器容量之比不宜大于，Uk要尽量接近，相差不大于3126．运行值班人员应定期对变压器及附属设备进行全面检查，每天至少在检查过程中，要注重、闻、嗅、摸、测”五字准则，仔细检查进行一次巡回检查、看27．三相自耦变压器一般接成星形28．自耦变压器的一次侧和二次侧既有的联系，又有的联系电、磁的耦合29．为了充分发挥自耦变压器的优点，其变压比一般在范围内

1.2～230．电流互感器一次绕组的匝数很少，要接入被测电路；电压互感器一次绕组的匝数较多，要接入被测电路串联、并联31．用电流比为200／5的电流互感器与量程为5A的电流表测量电流，电流表读数为4．2A，则被测电流是A若被测电流为180A，则电流表的读数应为A

168、

4.532．电压互感器的原理与普通变压器是完全一样的，不同的是它的更准确降压、精度33．在选择电压互感器时，必须使其符合所测电压值；其次，要使它尽量接近状态一次侧额定电压、开路

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得×2．变压器的基本工作原理是电流的磁效应×3．同心绕组是将一次侧、二次侧线圈套在同一铁柱的内、外层，一般低压绕组在外层，高压绕组在内层×4．热轧硅钢片比冷轧硅钢片的性能更好，其磁导率高而损耗小×5．储油柜也称油枕，主要用于保护铁心和绕组不受潮，还有绝缘和散热的作用×6．芯式铁心是指线圈包着铁心，其结构简单、装配容易、省导线，适用于大容量、高电压√7．变压器中匝数较多、线径较小的绕组一定是高压绕组√8．变压器既可以变换电压、电流和阻抗，又可以变换相位、频率和功率×9．变压器用于改变阻抗时，变压比是一次侧、二次侧阻抗的平方比×10．变压器空载运行时，一次绕组的外加电压与其感应电动势在数值上基本相等，而相位相差1800√11．当变压器的二次侧电流增加时，由于二次绕组磁势的去磁作用，变压器铁心中的主磁通将要减小×12．当变压器的二次侧电流变化时，一次侧电流也跟着变化√13．接容性负载对变压器的外特性影响很大，并使电压下降×14．对升压变压器的空载试验，可以在一次侧进行，二次侧开路√15．变压器进行短路试验时，可以在一次侧电压较大时，把二次侧短路×16．变压器的铜耗PCu为常数，可以看成是不变损耗×17．变压器二次侧采用三角形接法时，如果有一相绕组接反，将会使三相绕组感应电势的相量和为零×18．绕组的最高允许温度为额定环境温度加变压器额定温升√19．当负载随昼夜、季节而波动时，可根据需要将某些变压器解列或并联以提高运行效率，减少不必要的损耗√20．变压器并联运行时连接组别不同，但只要二次侧电压大小一样，那么它们并联后就不会因存在内部电动势差而导致产生环流×21．自耦变压器绕组公共部分的电流，在数值上等于一次侧、二次侧电流数值之和×22．白耦变压器既可作为降压变压器使用，又可作为升压变压器使用×23．自耦变压器一次侧从电源吸取的电功率，除一小部分损耗在内部外，其余的全部经一次侧、二次侧之间的电磁感应传递到负载上√24．利用互感器使测量仪表与高电压、大电流隔离，从而保证仪表和人身的安全，又可大大减少测量中能量的损耗，扩大仪表量程，便于仪表的标准化√25．应根据测量准确度和电流要求来选用电流互感器√26．与普通变压器一样，当电压互感器二次侧短路时，将会产生很大的短路电流√27．为了防止短路造成危害，在电流互感器和电压互感器二次侧电路中都必须装设熔断器×28．电压互感器的一次侧接高电压，二次侧接电压表或其他仪表的电压线圈√

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．油浸式变压器中的油能使变压器DA．润滑B冷却C．绝缘D．冷却和增加绝缘性能2．常用的无励磁调压分接开关的调节范围为额定输出电压的BA．±10％B．±5％C．±15％3．安全气道又称防爆管，用于避免油箱爆炸引起的更大危害在全密封变压器中，广泛采用A做保护A．压力释放阀B．防爆玻璃C．密封圈4．有一台380V／36V的变压器，在使用时不慎将高压侧和低压侧互相接错，当低压侧加上380V电源后，会发生的现象是CA．高压侧有380V的电压输出B．高压侧没有电压输出，绕组严重过热C．高压侧有高压输出，绕组严重过热D．高压侧有高压输出，绕组无过热现象5．有一台变压器，一次绕组的电阻为10Ω，在一次侧加220V交流电压时，一次绕组的空载电流BA．等于22AB．小于22AC．大于22A6．变压器降压使用时，能输出较大的BA．功率B．电流C．电能D．电功7．将50Hz、220V／127V的变压器接到100Hz、220V的电源上，铁心中的磁通将AA．减小B．增加C．不变D．不能确定8．变压器的空载电流I0与电源电压U1的相位关系是CA．I0与U1同相B．I0滞后U1900C．I0滞后U1接近900但小于900D．I0滞后U1略大于9009．用一台变压器向某车间的异步电动机供电，当开动的电动机台数增多时，变压器的端电压将BA．升高B．降低C．不变D．可能升高，也可能降低10．变压器短路试验的目的之一是测定AA．短路阻抗B．励磁阻抗C．铁耗D．功率因数11．变压器空载试验的目的之一是测定CA．变压器的效率B．铜耗C．空载电流12．对变压器进行短路试验时，可以测定DA．由短路电压与二次侧短路电流之比确定的短路阻抗B．短路电压C．额定负载时的铜耗D．以上均正确13．单相变压器一次侧、二次侧电压的相位关系取决于AA．一次、二次绕组的同名端B．对一次侧、二次侧出线端标志的规定C．一次、二次绕组的同名端以及对一次侧、二次侧出线端标志的规定14．变压器二次绕组采用三角形接法时，如果有一相接反，将会产生的后果是DA．没有电压输出B．输出电压升高C．输出电压不对称D．绕组烧坏15．变压器二次绕组采用三角形接法时，为了防止发生一相接反的事故，正确的测试方法是AA．把二次绕组接成开口三角形，测量开口处有无电压B．把二次绕组接成闭合三角形，测量其中有无电流C．把二次绕组接成闭合三角形，测量一次侧空载电流的大小D．以上三种方法都可以16．将自耦变压器输入端的相线和零线反接，CA．对自耦变压器没有任何影响B．能起到安全隔离的作用C．会使输出零线成为高电位而使操作有危险17．自耦变压器的功率传递主要是CA．电磁感应B．电路直接传导C．两者都有18．自耦变压器接电源之前应把自耦变压器的手柄位置调到CA．最大值B．中间C．零19．如果不断电拆装电流互感器二次侧的仪表，则必须AA．先将一次侧断开B．先将一次侧短接C．直接拆装D．先将一次侧接地20．电流互感器二次侧回路所接仪表或继电器线圈的阻抗必须BA．高B．低C．高或者低D．既有高，又有低

四、筒答题1．为什么要高压输送电能答减少电能和电压损耗2．变压器能改变直流电压吗如果接上直流电压会发生什么现象为什么答不能烧坏变压器，因电流过大3．什么是主磁通、漏磁通答经铁心通过的是主磁通，经气隙通过的是漏磁通4．画出变压器空载运行的相量图，并根据相量图说明为什么变压器在空载时功率因数很小答空载运行相量图可根据电压平衡方程画出（此处略），空载电流与一次侧电压相位角接近900（此时主要作用是产生主磁通），所以功率因数很低（

0.1～

0.3）5．变压器带负载运行时，输出电压的变动与哪些因素有关答与电源电压、负载大小、负载性质均有关6．试述空载试验的实际意义答变压器空载试验的目的是确定变压器的变比k、铁损耗和励磁阻抗zm7．判断变压器绕组同名端的原理和方法是什么答原理是电流产生磁场方向的右手螺旋定则，方法是注意磁场的方向和绕组的绕向8．什么是变压器绕组的星形接法它有什么优缺点答星形接法是将三相末端连接在一起，三相首端接电源或负载其优点是可以同时输出两个电压，绕组承受相电压，绝缘易得到保证经济性不如三角形连接9．二次侧为星形接法的变压器，空载测得三个线电压为UUV=400V，UWU=230V，UVW=230V，请作图说明是哪相接反了答W相接反了将对称三相相量图中UW相反向后按UUV=UU-UV、UVW=UV-UW、UWU=UW-UU，进行向量相加可得10．二次侧为三角形接法的变压器，测得三角形的开口电压为二次侧相电压的2倍，请作图说明是什么原因造成的答其中一相同名端接反造成11．变压器并联运行没有环流的条件是什么答各变压器的原、副边额定电压对应相等，即变比k相等；各变压器的连接组别必须相同12．电流互感器工作在什么状态为什么严禁电流互感器二次侧开路为什么二次侧和铁心要接地答短路状态因开路时，一次侧电流全部用于励磁，磁通进入过饱和状态，发热损坏13．使用电压互感器时应注意哪些事项答1）副绕组不允许短路，以防止过大的短路电流损坏电压互感器2）二次绕组一端及铁心必须牢固接地，以防止绕组绝缘损伤时被测电路的高电压串入副边而危及人身安全3）二次负载的阻抗值不能过小，以保证测量精度14．电焊变压器应满足哪些条件答1）空载时，具有60～75V的输出电压U20，以保证容易起弧2）负载时，应具有电压迅速下降的外特性3）短路时，其短路电流不应过大4）焊接电流能在一定的范围内可调

五、计算题1．变压器的一次绕组为2000匝，变压比K=30，一次绕组接入工频电源时铁心中的磁通最大值Φm=

0.015Wb试计算一次绕组、二次绕组的感应电动势各为多少答2．变压器的额定容量是100kV·A，额定电压是6000V／230V，满载下负载的等效电阻RL=

0.25Ω，等效感抗XL=

0.44Ω试求负载的端电压及变压器的电压调整率答额定电流为负载阻抗负载端电压电压调整率3．某变压器额定电压为10kV／

0.4kV，额定电流为5A／125A，空载时高压绕组接10kV电源，消耗功率为405W，电流为

0.4A试求变压器的变压比，空载时一次绕组的功率因数以及空载电流与额定电流的比值答变压比25空载时一次侧阻抗空载时一次侧阻抗空载时一次侧感抗空载时一次侧功率因数空载电流与额定电流的比值4．一台三相变压器，额定容量SN=400kV·A，一次侧、二次侧额定电压UlN／U2N=10kV／

0.4kV，一次绕组为星形接法，二次绕组为三角形接法试求

（1）一次侧、二次侧额定电流；

（2）在额定工作情况下，一次绕组、二次绕组实际流过的电流；

（3）已知一次侧每相绕组的匝数是150匝，问二次侧每相绕组的匝数应为多少答

（1）

577.5A

（2）在额定工作情况下，二次绕组实际流过的电流为额定电流的，即

（3）变压比25二次侧每相绕组的匝数6第4章思考题和习题

一、填空题1．电动机按其功能可分为电动机和电动机动力、控制2．电动机按用电类型可分为电动机和电动机交流、直流3．电动机按其转速与电网电源频率之间的关系可分为电动机和电动机同步、异步4．电动机的工作原理是建立在定律定律、电路定律和电磁力定律等基础上的电磁感应、通电导体在磁场中受电动力5．产生旋转磁场的必要条件是在三相对称中通入绕组、对称三相交流电6．电动机的转动方向与的转动方向相同，它由通入三相定子绕组的交流电流的决定旋转磁场、相序7．电动机工作在时，铁心中的磁通处于临界饱和状态，这样可以减少电动机铁心的损耗额定状态、磁滞和涡流8．工作制是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用的时间，分为、和周期断续三种连续、短时9．三相电动机定子绕组的连接方法有和两种星形、三角形10．根据获得启动转矩的方法不同，电动机的结构也存在较大差异，主要分为电动机和电动机两大类笼型、绕线式11．电动机发热故障的机械方面原因主要有、、、、、等

（1）轴承损坏或有缺陷；

（2）负载过载且过载时间过长；

（3）通风不足或进风温度太高；

（4）定、转子径向错位；

（5）电动机受潮或浸漆后没有烘干

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．三相异步电动机的定子是用来产生旋转磁场的√2．三相异步电动机的转子铁心可以用整块铸铁来制成×3．三相定子绕组在空间上互差120电角度√4．“异步”是指三相异步电动机的转速与旋转磁场的转速有差值√5．三相异步电动机没有转差也能转动×6．负载增加时，三相异步电动机的定子电流不会增大×7．不能将三相异步电动机的最大转矩确定为额定转矩√8．电动机工作在额定状态时，铁心中的磁通处于临界饱和状态√9．电动机电源电压越低，定子电流就越小×10．异步电动机转速越快则磁极对数越多×11．额定功率是指三相电动机工作在额定状态时轴上所输出的机械功率√12．额定电压是指接到电动机绕组上的相电压×13．额定转速表示三相电动机在额定工作情况下运行时每秒钟的转数×14．电动机的维护就是通过听、看、闻、摸等手段随时注意电动机的运行状态×15．电动机绕组短路或接地是电动机转动时噪声大或振动大的原因之一√

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．开启式电动机适用于A的工作环境A．清洁、干燥B．灰尘多、潮湿、易受风雨C．有易燃、易爆气体2．转速不随负载变化的是B电动机A．异步B．同步C．异步或同步3．能用转子串电阻调速的是B异步电动机A．普通笼型B．绕线式C．多速笼型4．适用于有易燃、易爆气体工作环境的是A电动机A．防爆式B．防护式C．开启式5．用兆欧表测量电机、电器设备的绝缘电阻时，（C）A．只需要将弱电部分断开即可B．既要测量三相之间的绝缘，还要测量强弱电之间的绝缘C．被测设备先电源切断，并将绕组导线与大地接通放电

四、筒答题1．三相笼型异步电动机主要由哪些部分组成各部分的作用是什么答见

4.

1.2内容2．三相异步电动机的定子绕组在结构上有什么要求答见

4.

2.1内容3．常用的笼型转子有哪两种为什么笼型转子的导电条都做成斜的答铜排结构和铸铝结构导电条做成斜的是为了使电机转子导电条在任何一个位置都能切割磁力线，从而在整周内都有一样大小的转矩，使电机转速均匀4．绕线转子的结构是怎样的绕线电动机启动完毕而又不需调速时，如何减少电刷磨损和摩擦损耗答结构见图4-5当电动机启动完毕而又不需调速时，可扳动后柄将电刷提起，并将三个滑环短路，以减少摩擦损耗和电刷的磨损5．简述三相异步电动机的工作原理答见

4.

1.36．当异步电动机的机械负载增加时，为什么定子电流会随着转子电流的增加而增加答机械负载增加时根据运动平衡方程，转速将下降，转差率增大，从而使得转子电流增大根据磁动势平衡方程定子电流也将增大7．三相异步电动机旋转磁场的转速由什么决定？试问两极、四极、六极三相异步电动机的同步速度各为多少？若转子电路开路时会产生旋转磁场吗？转子是否会转动？为什么？答旋转磁场的转速由磁极对数和频率决定两极、四极、六极电动机的同步速度分别为

3000、

1500、1000r/min只要定子三相绕组通入对称三相交流电流即可产生旋转磁场，但转子开路时转子电路没有电流，转子不受力，不转动8．三相异步电动机转子电路中的电动势、电流、频率、感抗和功率因数与转差率有何关系？说明在s=1和s=sN两种情况下，以上各量的对应大小答见

4.

3.29．简述电动机定期小修的期限和项目答见

4.

6.410．电动机节能的主要措施有哪些？答见

4.8

五、计算题1．一台三相异步电动机的fN=50HznN=960r／min，该电动机的额定转差率是多少另有一台4极三相异步电动机，其转差率sN=

0.03，那么它的额定转速是多少答2．某三相异步电动机的铭牌数据如下UN=380V，IN=15A，PN=

7.5kW，COSφN=

0.83，nN=960r／min试求电动机的额定效率ηN答3．一台三角形联结的Y132M一4型三相异步电动机的额定数据如下PN=

7.5kW，UN=380V，nN=1440r／min，cosφN=

0.82，　ηN=

88.2％试求该电动机的额定电流和对应的相电流答三角形联结时4．一台20kW电动机，其启动电流与额定电流之比为

6.5，变压器容量为5690kV·A，能否全压启动另有一台75kW电动机，其启动电流与额定电流之比为

7.1能否全压启动答可以全压启动可以全压启动第5章思考题和习题

一、填空题1．三相异步电动机固有机械特性是在、、条件下的特性额定电压、额定频率、按规定方法接线2．固有机械特性曲线上的四个特殊点是、、、额定点、理想空载点、启动点、临界点3．常用的人为机械特性曲线是和转子串电阻、降低定子电压4．常用的降压启动方法有、、等定子串电阻、星形-三角形降压、自耦降压5．降压启动在启动电流的同时也减小了减小、启动转矩6．绕线式异步电动机启动方法有和两种，其中控制简单的是方法转子串电阻、转子串频敏变阻器、转子串频敏变阻器7．能耗制动实现时应断开定子的电源，在加上电源，同时串三相电源、定子两相上、直流、电阻8．电源两相反接反接制动的制动能源来自于和，其制动力较能耗制动更电源、转子转动的动能、大9．最常见的出现回馈制动的情况是和限速下放重物、降低电压调速10．变极调速的调速范围，调速的平滑性，最突出的优点是，所以常被用于小、差、低速时转矩大、重载启动11．变频调速的优点有、、、、调速范围宽、静差率小，稳定性好、平滑性好，能实现无级调速、可适应各种负载、效率较高

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．转子串电阻人为机械特性的同步转速比固有机械特性的同步转速低×2．定子串电阻降压启动由于可以减小启动电流，所以得到广泛应用×3．转子串电阻启动既可以减小启动电流，又可以增大启动转矩√4．转子串频敏变阻器启动适用于只有启动要求，而对调速要求不高的场所√5．能耗制动可以用于限制反抗性负载的快速停车√6．反接制动一般只用于小型电动机，且不常用于停车制动的场合×7．反接制动准确平稳×8．能耗制动制动力大，制动迅速√9．回馈制动广泛应用于机床设备×

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．下列选项中不满足三相异步电动机直接启动条件的是CA．电动机容量在7．5kW以下B．满足经验公式C．电动机在启动瞬间造成的电网电压波动小于20％2．Y-D降压启动适用于正常运行时为A连接的电动机A．DB．YC．Y和D3．功率消耗较大的启动方法是CA．Y一D降压启动B．自耦变压器降压启动C．定子绕组串电阻降压启动4．反抗性负载采用能耗制动停车后，（A）A．立即断掉直流电源B．断直流电又重新加上交流电C．停车后可以不做其他电气操作5．能实现无级调速的调速方法是CA．变极调速B．改变转差率调速C．变频调速6．转子串电阻调速适用于A异步电动机A．笼型B．绕线式C．滑差7．改变电源电压调速只适用于A负载A．风机型B．恒转矩C．起重机械8．下列方法中属于改变转差率调速的是A调速A．改变电源电压B．变频C．变磁极对数

四、筒答题1．增加三相异步电动机的转子电阻对电动机的机械特性有什么影响答使特性曲线变软，启动转矩增大2．三相异步电动机Y-D降压启动的特点是什么适用于什么场合答Y-D降压启动简单，运行可靠适用于正常运行为D接的电动机3．三相异步电动机自耦变压器降压启动的特点是什么适用于什么场合答特点是在相同的启动电压下，自耦变压器降压启动比Y/D降压启动向电源吸取的电流要小适用于对启动转矩要求大的地方4．简述绕线式异步电动机转子串频敏变阻器启动的工作原理答见

5.

2.25．三相笼型异步电动机有哪几种调速方法各有哪些优缺点答见

5.46．简述绕线式异步电动机转子串电阻调速的特点答见

5.

4.37．变频调速有什么优点答调速范围宽，静差率小，稳定性好，平滑性好，能实现无级调速，可适应各种负载，效率较高8．简述转差离合器调速的特点答见

5.

4.49．简述三相异步电动机反接制动的特点及适用场合答电源两相反接的反接制动其制动转矩大，制动速度快，需要入较大传的制动电阻，适用于要求快速制动的地方倒拉反接制动可获得稳定下放速度，适用于低速下放位能性负载10．什么是负载倒拉反接制动答在带位能性负载下放时，在转子回路串入大电阻，并按提升方向给电此时，由于提升的电磁转矩小于下降的负载转矩，电动机将按下降方向运行，进入倒拉反接制动11．简述能耗制动的工作原理、特点及适用场合答见

5.

3.112．回馈制动有什么优点适用于什么场合答充分利用运动的动能回馈电网，适用于高速下放重物的限速下放13．三相异步电动机的电磁转矩与电源电压有什么关系？如果电源电压下降20%，电动机的最大转矩和启动转矩将变为多大？答电磁转矩与电压平方成正比，若电压下降20%，最大转矩和启动转矩将变为原来的64%14．笼形异步电动机全压启动时，为何启动电流大，而启动转矩并不大？答启动瞬间反电势未建立，所以启动电流很大由于启动时功率因数很低，导致启动转矩并不大

五、计算题1．一台绕线形异步电动机，PN=

7.5kW，UN=380V，IN=

15.7A，nN=1460r/min，m=

3.0，T0=0求

（1）临界转差率sm和最大转矩Tmax

（2）写出固有机械特性的实用表达式并绘出固有机械特性答

（1）

（2）实用表达式为额定点nN=1460r/min、TN=

49.1N.m理想空载点n0=1500r/min、T0=0N.m临界点、启动点nst=

0、2．一台三相绕线式异步电动机，PN=75kW，UN=380V，IN=148A，nN=720r/min，N=

90.5%，cosN=

0.85，m=

2.4，E2N=213V，I2N=220A求

（1）额定转矩；

（2）最大转矩；

（3）临界转差率；

（4）求出固有机械特性曲线上的四个特殊点，并绘制固有机械特性曲线答

（1）

（2）

（3）

（4）额定点nN=720r/min、TN=995N.m理想空载点n0=750r/min、T0=0N.m临界点、启动点nst=

0、思考题和习题6

一、填空题1．单相罩极电动机的主要特点是、方便、成本低、运行时噪声小、维护方便罩极电动机的主要缺点是启动性能及运行性能较差，效率和功率因数都较低，方向改变结构简单、不易2．如果在单相异步电动机的定子铁心上仅嵌有一组绕组，那么通入单相正弦交流电时，电动机气隙中仅产生磁场，该磁场是没有的脉振、启动转矩3．单相电容运行电动机的结构，使用维护方便，堵转电流小，有较高的效率和功率因数；但启动转矩较，多用于电风扇、吸尘器等简单、小4．电容启动电动机具有的启动转矩一般为额定转矩的

1.5～

3.5倍，但启动电流相应增大，适用于启动的机械，如小型空压机、洗衣机、空调器等较大、重载

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．气隙磁场为脉动磁场的单相异步电动机能自行启动×2．单相罩极异步电动机具有结构简单、制造方便等优点，所以广泛应用于洗衣机中×3．单相电容启动异步电动机启动后，当启动绕组开路时，转子转速会减慢×4．单相电容运行异步电动机，因其主绕组与副绕组中的电流是同相位的，所以叫做单相异步电动机×5．离心开关是较常用的启动开关，一般安装在电动机端盖边的转子上√

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．目前，国产洗衣机中广泛应用的单相异步电动机大多属于CA．单相罩极异步电动机B．单相电容启动异步电动机C．单相电容运行异步电动机

四、筒答题1．简述单相电容运行异步电动机的启动原理答见

6.

2.42．比较单相电容运行、单相电容启动、单相电阻启动异步电动机的运行特点及使用场合答电阻启动单相电动机通过控制工作绕组和启动绕组的结构和绕制方法来实现工作电流与启动电流的分相电容启动单相电动机的启动绕组在启动结束后由离心开关断开，启动转矩大，适用于重载启动的负载电容运行单相电动机的启动绕组在启动结束后不断开，运行功率因数高，结构简单，工作可靠，广泛应用于电风扇、洗衣机等单相用电设备中3．试比较两相、三相交流绕组所产生磁通的相同点和主要区别，他们与直流绕组所产生的磁通又有什么不同？答相同点是都要产生旋转磁场，区别是两相绕组互差900，三相绕组互差1200直流绕组产生的是恒定磁场4．若不采取其他措施，单向异步电动机能否自行启动？为什么？答不能，没有启动转矩5．一台单向电容运转式台式风扇，通电时有振动，但不能转动，如用手正拨或反拨扇叶时，则都会转动且转速较高，这是为什么？答启动绕组可能断开了，没有启动转矩思考题和习题

77.1同步电动机主要由哪几个部分组成？答见

7.

27.2角的物理意义是什么？答转子磁极轴线滞后于定子旋转磁场的磁极轴线的角度θ，称为功率角θ变化时，电磁功率、电磁转、过载能力也随之发生变化

7.3同步电动机有哪几种调速方法？答见

7.

77.4同步电动机的输出转矩是否随直流励磁电流的增大而增大？答此题超出教材内容，建议不考虑

7.5如何使同步电动机获得超前的功率因数？应注意什么问题？答通过增大励磁电流，进入过励状态，可获得超前的功率因数运行中负载不能过大，否则将会“失步”

7.6同步电动机有哪几种启动方法？启动时须注意哪些问题？答见

7.6思考题和习题8

一、填空题1．电动机种类选择时应考虑的主要内容有、、、、等方面种类、结构形式、额定电压、额定转速、额定功率2．电动机的结构形式有、、、等几种开启式、防护式、封闭式、防爆式3．电动机额定功率的选择步骤是、、、等负载功率的确定、额定功率的预选、额定功率的修正、过载能力和启动能力的校验4．用于电动机制造上的绝缘材料等级有、、、、等A、E、B、F、H

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．在满足性能的前提下应优先采用直流电动机（×）2．防爆式电动机可以避免电动机爆炸（×）3．负载电流越大电动机的稳定温升就越高（√）4．电动机的工作制是根据发热特点的不同进行划分的（√）

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．额定功率相同的电动机，（A）A．额定转速越高，体积就越小B．额定转速越高，体积就越大C．体积额定转速没有关系2．200kW及以下的电动机通常选用（C）电压等级A．6000VB．3000VC．380V3．电动机在工作时，希望实际工作温度（B）A．略微超过长时允许最高温度B．小于但接近于长时允许最高温度C．大约为长时允许最高温度的一半4．同一台电动机（B）A．带长时工作负载能力比带短时工作负载的能力强B．带长时工作负载能力比带短时工作负载的能力弱C．带长时工作负载能力比带周期断续工作负载的能力强

四、简答题1．简述短时工作制的工作特点和定额指标答运行时间很短，停机时间很长，温升达不到稳态温升有15min30min60min90min四种定额2．简述周期断续工作制的工作特点和定额指标答运行时间很短，停止时间也很短，电动机的温升达不到稳态温升，电动机的温升降不到零，工作周期小于10min的工作方式有15%、25%、40%、60%四种定额3．选择电动机时为什么要进行过载能力和启动能力的校验？答保证过载时稳定运行和能可靠启动4．电动机额定功率修正的原因是什么？答实际工作环境温度与标准环境温度不同，使得带同样负载时的稳定温升不同思考题和习题9

一、填空题1．测速发电机是一种检测元件，它能将变换成速度信号、电压信号2．异步测速发电机在转子不动时类似于一台，由于磁通的方向与输出绕组的轴线垂直，因而输出绕组的输出电压等于变压器、零3．伺服电动机也称，它具有一种服从的要求而动作的职能执行电动机、控制电压4．交流伺服电动机定子上装有两个绕组，它们在空间上相差，一个是由定值交流电压励磁，称为励磁绕组；另一个是由伺服放大器供电而进行控制的，称为90度、控制绕组5．交流伺服电动机运行时，励磁绕组固定地接到交流电源上，通过改变控制绕组上的来控制控制电压、转子转动6．交流伺服电动机的控制方法有、和三种幅值控制、相位控制、幅-相控制7．步进电动机也称，它是把输入的转变为的控制电机脉冲电动机、脉冲信号、转角8．步进电动机按励磁方式可分为、和感应子式混合式三类反应式、励磁式9．步进电动机转动的方向取决于控制绕组的通电顺序10．通常把由一种通电状态转换为另一种通电状态称为一拍，每一拍转子转过的角度叫做，其大小与转子齿数ZR和拍数N间的关系式为步距角、11．直线电动机的种类按形式可分为、、和圆筒形，或称为管形等平板形、U形

二、判断题在括号内打“√”或打“×”1．空心杯转子伺服电动机的转动惯量较小，响应迅速（√）2．测速发电机不仅可以作为速度检测元件，还可以作拖动电动机使用（×）3．自整角机无需励磁就能将转角信号转换为电压信号（×）4．旋转变压器可用于坐标变换、三角运算、单相移相器、角度数字转换、角度数据传输等场合（√）5．步进电动机输入通常为脉冲信号，输出的转角通常是连续的转动（×）6．直线电动机是将电能转换成直线运动机械能的一种电动机（√）

三、选择题将正确答案的序号填入括号内1．交流伺服电动机的转子电阻较大是为了（B）A．降低转速B．避免自转现象C．减小重量2．测速发电机的输出特性是指（B）A．输出电流与转速之间的关系B．输出电压与转速之间的关系C．输出功率与转速之间的关系3．自整角发送机与自整角接收机之间（B）A．既有电的联系又有机械上的连接才能实现同步转动B．只需有电的联系就可以实现同步转动C．只要有机械上的连接就可以实现同步转动4．旋转变压器将转子转角转换为正弦或余弦关系的输出电压时，（A）A．两个转子绕组的接线方法相同B．两个转子绕组的接线方法不同C．定子、转子绕组的接线方法相同5．三相双三拍运行方式的步进电动机（A）A．每个通电状态都有两相控制绕组同时通电B．每个通电状态都有三相控制绕组同时通电C．通电状态是两相控制绕组同时通电和三相控制绕组同时通电的交替工作

四、筒答题1．试述直流测速发电机和交流测速发电机的工作原理答见

9.

2.2

（2）和

9.

2.1

（2）2．什么叫做工作特性直流测速发电机和交流测速发电机分别具有怎样的工作特性答见图9-12和图9-153．测速发电机的主要功能是什么按用途不同，对其性能分别有什么要求答将电动机轴上的机械转速转换为电压信号输出

（1）直流测速发电机的优点1）不存在输出电压相位移问题2）转速为零时，无零位电压3）输出特性曲线的斜率较大，负载电阻较小

（2）直流测速发电机的缺点1）由于有电刷和换向器，所以结构比较复杂，维护较麻烦2）电刷的接触电阻不恒定使输出电压有波动3）电刷下的火花对无线电有干扰4．交流伺服电动机是如何通过改变控制绕组上的控制电压来控制转子转动的答见

9.

1.1

（2）5．试述直流伺服电动机的工作原理答见

9.

1.2

（2）6．交流伺服电动机的自转现象指的是什么怎样消除自转现象答控制信号已经消失而转子还在转动的现象7．什么叫做步进电动机的拍三相单三拍运行的含义是什么答拍数即通电状态循环一周需要改变的次数三相单三拍运行方式通电状态循环一周需要改变三次，每次只有单独一相控制绕组通电8．什么是自整角机的失调角，其大小对自整角机有何影响？答发送机、接收机偏转角之差，称为失调角只要失调角不为零，在整步绕组中就有电流，使转子受力转动，到失调角为零。