1、直流電機1. 為什么直流電機主磁極一般只要用3mm厚的低碳鋼板疊壓而成，而電樞鐵芯必須要用0.35mm的硅鋼片疊壓而成？答：渦流損耗，直流電機主磁極沒有交變電流，渦流損耗幾乎為0，故可以厚點，但電樞鐵芯存在交變電流，為了減小渦流損耗所以應減小硅鋼片厚度d，故硅鋼片厚度應盡可能的薄。2. 為什么直流電機的機殼上不需要安裝散熱片？答：直流電機定子中沒有交變電流，不產生交變磁場，鐵耗幾乎為零，不需要散熱片。3. 將一臺額定功率為30kW的直流發電機改為電動機運行，則其額定功率將大于、等于、還是小于30kW？為什么？答：小于。對于發電機：，對于電動機：。4. 試判斷下列情況下，電刷兩端的電動勢是交流還

2、是直流？磁極固定，電刷和換向片、電樞同時旋轉；電樞和換向片不動，電刷與磁極同時旋轉。答：直流電機工作的基本條件是：電刷與磁極要保持相對靜止關系，而電樞與電刷和磁極要保持相對運動關系。因此，（1）電刷兩端電壓性質是交流（2）電刷兩端電壓性質是直流。5. 電刷正常情況下應該放在什么位置？為什么？答：換向器上的幾何中性線，確保空載時通過正負電刷引出的電動勢最大。6. 為什么電樞繞組的并聯支路數永遠是偶數？答：單波繞組：a=1，并聯支路數為2。單疊繞組：a=p，并聯支路數為2p。故并聯支路數永遠為偶數。7. 一臺他勵直流發電機，在勵磁電流和電樞電流不變的條件下，若轉速下降，則電機銅耗、鐵耗、機械損耗、

3、電樞電動勢、電磁功率、電磁轉矩、輸出功率、輸入功率如何變化？答：，銅耗不變。n下降，f下降，鐵耗減小。n下降，機械損耗下降。，n下降，電樞電動勢下降。，電磁轉矩不變。，E下降，輸出功率下降。，下降，輸入功率下降。8. 他勵直流發電機能否持續穩態短路？并勵直流發電機是否可以？為什么？答：否，可以。由圖可知他勵直流發電機短路時，I非常大，會燒壞電機，不能持續穩態短路。并勵直流發電機短路時，電流很小，不會燒壞電機，所以可以持續穩態短路。9. 如果一臺他勵直流發電機，如果不小心將50Hz的交流電源接在勵磁繞組上，則將獲得一個什么樣的輸出電壓？答：獲得f=100Hz的交變電壓。10. 試證明：如果有一臺

4、直流電機，其電樞鐵芯既可嵌放單疊繞組也可嵌放單波繞組，只要每極磁通和總的導體數不變，則兩種繞組形式的直流電機必然具有相同的電磁功率。答：，。單波：a=1，；單疊：a=p，故。11. 一臺直流電動機，磁路是飽和的，當電機帶負載以后，電刷逆著電樞旋轉方向移動了一個角度，試問此時電樞反應對氣隙磁場有什么影響？答：電刷移動后，電刷不在幾何中性線上，同時存在交軸電樞反應和直軸電樞反應。交軸電樞反應使氣隙磁場波形發生畸變，磁場零點位置逆電樞旋轉方向偏移；因磁路飽和，還有去磁作用，使每極磁通減少。作為電動機，電刷逆電樞旋轉方向移動后，直軸電樞反應起去磁作用，使每極磁通減少。12. 直流電機磁路是飽和的，其負

5、載運行時的電樞繞組電動勢與空載運行時的是否相同？為什么？答：直流電機磁路飽和，不變，負載時，n下降，由知，E下將。13. 一臺正在運行的并勵直流電動機轉速為1450r/min，現在將它停下來，用改變勵磁繞組極性的方法使之改變轉向（其他條件不變），當電樞電流的大小與正轉時相同，則轉速會怎么變化？為什么？答：變大。對于正轉情況而言，電刷順電樞方向偏移了一個角度，直軸電樞磁動勢起助磁作用；對于反轉情況而言，電刷逆電樞方向偏移了一個角度，直軸電樞磁動勢起去磁作用；所以減小,由公式可知，轉速增大。14. 一臺并勵直流發電機在額定轉速下能自勵，而當轉速下降到一定的程度時卻不能自勵，為什么？答：n下降，空載

6、特性曲線向下移動，臨界電阻線與空載特性曲線無交點，不能自勵。15. 并勵直流發電機正轉時能自勵，反轉時還能自勵么？若是將勵磁繞組兩端反接，是否可以自勵？請說明原因。答：發電機正轉時能自勵，表明發電機正轉時滿足自勵條件，即：（1）有一定的剩磁（2）勵磁回路的電阻小于與運行轉速所對應的臨界電阻（3）勵磁繞組的接線與電機轉向的配合是正確的，勵磁電流所產生的磁場方向與剩磁方向相同，從而實現電機的自勵如果電機的轉向改變，而勵磁繞組的接線未改變，則剩磁電動勢極性改變，勵磁電流的方向必然改變，勵磁電流產生的磁場方向將與剩磁的方向相反，電機內磁場被削弱，電壓不能建立。所以并勵直流發電機正轉時能自勵，反轉時不能

7、自勵，若是將勵磁繞組兩端反接，可以自勵。16. 并勵直流發電機自勵時，其勵磁繞組的電阻必須小于臨界電阻。臨界電阻是否永遠不變？為什么？答：與n有關，否。n下降，空載特性曲線下移，臨界電阻減小。17. 若把直流發電機的轉速升高20%，試問在他勵方式下運行和并勵方式下運行時，哪一種運行方式下空載電壓升高得較多？為什么？答：并勵。由可知，他勵：升高20%，電壓升高20%。并勵：電壓升高使增大，所以增大，進一步導致電壓升高，故電壓升高不止20%。18. 他勵直流發電機由空載到額定負載，端電壓會逐漸上升還是下降？并勵直流發電機與他勵直流發電機相比，哪一個的電壓變化率大？答：下降，并勵。由可知，他勵直流發

8、電機由空載到額定負載，由0增加到，所以端電壓會下降。對于并勵直流發電機而言，端電壓下降，引起勵磁電流下降，使下降和下降，從而引起進一步下降。19. 并勵直流電動機正在運行時勵磁繞組突然斷開，試問在電機有剩磁或沒有剩磁的情況下有什么后果？若起動時勵磁繞組就已經斷了，會有什么后果？答：勵磁繞組突然斷開時，電機只剩下剩磁。在短線初瞬，由于機械慣性，電機轉速來不及改變，電樞電勢與磁通成比例減小，由可知，將急劇增大。電磁轉矩，當增加的比例大于磁通下降的比例時，電磁轉矩增加，負載轉矩不變，由于電磁轉矩大于負載轉矩，電動機轉速會明顯提高，出現飛車現象；當增加的比例小于磁通下降的比例時，由于電磁轉矩小于于負載

9、轉矩，因而轉速下降，但在這種情況下，電樞電流仍然遠遠超過了額定電流，會燒毀電樞繞組。若電機沒有剩磁，則勵磁繞組突然斷開時，電磁轉矩為0，電機會停轉，同樣電樞電流將遠遠超過了額定電流。若啟動時勵磁繞組斷線，則啟動轉矩為0，電機不能啟動，電樞電流遠遠超過了額定電流值。20. 若給并勵直流電動機施加交流電壓，是否可以運行？為什么？若為他勵電動機，能否運行？答：（1）并勵可以，前半周期，電壓為正，為正，為正，為正；后半周期，電壓為負，為負，為負，為正，故可以運行。（2）他勵不可以。前半周期，電壓為正，為正，為正，為正；后半周期，電壓為負，為正，為負，為負，故不可以運行。21. 直流電動機的實驗（接線圖

10、及其原理、儀表及其量程）。22. 直流發電機的實驗（接線圖及其原理、儀表及其量程）。23. 直流電機的電樞繞組畫法變壓器1. 在變壓器高壓側和低壓側分別加相應的額定電壓進行空載試驗，所得到的鐵耗是否相同？計算出來的勵磁阻抗是否相同？試予以解釋。答：由于，即，因此，在變壓器高壓方和低壓方分別加額定電壓進行空載實驗時，鐵芯的主磁通是相等的，即磁密是相等的。而鐵耗,故所測得的鐵耗相等。由于主磁通相等，因此磁動勢相等，故所測得的空載電流與匝數成反比。而所加的電壓與匝數成正比，故計算出的勵磁阻抗（等于電壓除以電流）之比等于匝數之比的平方，所以它們之間的關系符合變壓器的阻抗參數折算關系。2. 電流互感器與

11、主線路是串聯關系還是并聯關系？哪一側繞組的匝數多？哪一側繞組的導線截面積大？為什么？為什么電流互感器二次側不能開路運行？答：串聯，二次側，一次側。由，因為，所以，因為一次側匝數較少，所以導線截面積大。若電流互感器二次側開路運行，則二次側產生極大的電壓，將使其繞組絕緣損壞，危及人身、儀表安全，且鐵芯會過飽和，鐵耗將大大增加，使鐵芯過熱，將電流互感器燒壞。3. 一臺額定頻率為50Hz的電力變壓器接到60Hz的電網上運行，額定電壓不變，試問對勵磁電流、鐵耗、漏抗、電壓調整率有什么影響？為什么？答：根據，頻率由50Hz變為60Hz時，主磁通減小為原來的5/6，鐵芯飽和程度下降，主磁路磁導增大，磁阻減小

12、，由 知勵磁電流減小且小于原來的5/6。由于，主磁通減小為原來的5/6，即磁密減小為原來的5/6.因此鐵耗變為原來的.故鐵耗減小。漏電抗，、與飽和程度無關，為常數，故漏抗增大為原來的6/5倍。由于漏抗增大，短路電抗增大，基值不變，短路電抗標幺值增大，由 知電壓調整率增大。4. 變壓器負載運行時輸出電壓高于額定電壓，負載是感性、容性還是阻性？為什么？答：容性。由題意知，又因為,所以,且，所以為容性。5. 變壓器二次側開路，一次側加額定電壓時，雖然一次繞組的電阻很小，但是一次電流卻不大，為什么？答：由，因為非常大，所以電流不大。6. 使用T型等效電路進行變壓器實際問題的計算時，算出來的一次和二次電

13、壓、電流、銅耗、鐵耗、輸入功率、輸出功率是否均為實際值？為什么？答：一次側電壓、電流、銅耗、鐵耗、輸入功率均為實際值；二次側輸出功率、銅耗為實際值，但電壓、電流均不是實際值，它們都是二次側折算到一次側的值。7. 相同容量和相同額定電壓的兩臺變壓器，若額定頻率分別為50Hz和500Hz，則哪一臺變壓器的體積大？為什么？答：第一臺變壓器的體積大，由知，相同容量和相同額定電壓的兩臺變壓器第一臺變壓器頻率低，所以匝數多，故體積要大。8. 試證明：在額定電壓時，變壓器的空載電流標幺值等于勵磁阻抗模的標幺值的倒數。答：9. 試證明：變壓器在額定電流下做短路試驗時，所加短路電壓的標幺值等于短路阻抗模的標幺值

14、。答：10. 相同容量的變壓器和異步電動機，誰的勵磁電抗大？答：變壓器，因為變壓器沒有氣隙，異步電動機有氣隙，所以變壓器的磁阻小，又因為磁阻與勵磁電抗成反比，所以變壓器的勵磁電抗大。11. 聯結組號的判定。答：高、低壓繞組線電動勢相量三角形的重心重合，將高壓繞組線電動勢相量作為長針指向零點，將低壓繞組相應的線電動勢相量作為短針，它指向的鐘點就是連接組的組號。12. 參考方向的規定。13. 空載試驗（接線圖及其原理、儀表及其量程）。14. 短路試驗（接線圖及其原理、儀表及其量程）。異步電機1. 異步電動機的轉子繞組為什么需要進行頻率折算？頻率折算是怎么進行的？其原則是什么？答：轉子繞組折算和頻率

15、折算的目的是導出異步電機的統一等效電路，從而使一部電機的分析計算更加簡便。繞組折算的條件是，折算前后轉子磁動勢不變，轉子上有功功率、無功功率保持不變。頻率折算的條件是，折算前后轉子磁動勢不變，轉子上有功功率不變。2. 異步電動機的T型等效電路中，哪些電阻是虛擬電阻？其物理意義是什么？答：和 。消耗的功率代表總機械功率，消耗的功率代表鐵耗。3. 一臺繞線式異步電動機，定子繞組短路，在轉子繞組中通入三相交流電流，其頻率為f1，旋轉磁場相對于轉子以順時針方向旋轉，則此時轉子轉向如何？轉差率如何變化？為什么？答：按異步電動機的工作原理，轉子交流電流建立的磁場相對于定子順時針旋轉，企圖帶動定子同向旋轉，

16、但定子不能動，反作用與轉子，使得轉子以轉速n反時針方向旋轉。站在轉子上觀察，定子以轉速順時針旋轉，磁場相對于定子以轉差速度旋轉，轉差率的計算是一樣的。4. 異步電動機的T型等效電路中的代表什么意義？能否用電感或電容來代替？答：異步電動機的T型等效電路中的是一種虛擬電阻，其消耗的功率代表轉軸上產生的總機械功率。因為機械功率為有功功率，所以不能用電感或電容代替。5. 變壓器與異步電機有哪些異同點？答：相同點：一次、二次繞組之間沒有電的聯系，只有磁的聯系。繞組中主磁通按正弦規律變化不同點：變壓器：沒有氣隙、集中繞組、脈振磁場。異步電機：有氣隙、分布繞組、旋轉磁場。6. 試證明：繞組折算前后，異步電動

17、機轉子繞組的銅耗不變。答：折算前,折算后。7. 使用T型等效電路進行異步電動機實際問題的計算時，算出來轉子電動勢、電流、銅耗、輸出功率和實際值的關系是什么？答：電動勢、電流、銅耗、輸出功率和實際值相等。8. 異步電動機的轉子繞組是否短路？為什么？答：是。轉子繞組作用是感應電動勢、產生電流和電磁轉矩。若轉子繞組開路則無法產生電流和電磁轉矩。9. 2極繞線式異步電動機的轉子繞組開路，定子繞組加額定電壓，若用手將轉子轉動一個90度，則轉子繞組的電動勢是否會發生變化？為什么？答：是，電動勢大小不變，相位變化90°。10. 能否通過重新設計定子繞組，將一臺2極繞線式異步電動機改為4極電機？為什

18、么？答：不能。改動前定子2極、轉子2極，改動后定子4極、轉子2極，電動機無法運轉（如果是鼠籠式則可以）。11. 為什么異步電動機的機殼上一般都裝有散熱片？答：因為鐵耗、定子銅耗很大。12. 異步電動機的定子電流和定子電壓的相位關系如何？為什么？答：電流滯后電壓，因為異步電動機從電網吸收滯后（感性）的無功功率。13. 為什么異步電動機起動時，定、轉子電流很大而感應電動勢和主磁通很小？答：異步電動機起動時n=0，s=1所以，兩者并聯，可以忽略，相當于開路。此時阻抗很小，因此電流很大，所以電動勢和主磁通相當于額定運行時的一半。14. 異步電動機的空載轉矩是否等于空載損耗除以轉子旋轉的機械角速度？為什

19、么？答：不等于。因為。15. 進行異步電動機的空載試驗時，定子端電壓一般要從1.1U1N逐漸減小，測量若干個點。但是當電動機轉速發生后明顯變化、空載電流明顯回升時就不能再減小電子端電壓，這是為什么？答：因為只與n有關，n發生明顯變化，則發生明顯變化，故不能再減小電子端電壓。16. 如何才能通過異步電動機的空載試驗數據，實現機械損耗和鐵耗的分離？答：由，僅與電機轉速有關，與成正比，與的關系曲線為一條直線。實驗時，在保證轉速不明顯變化和空載電流不明顯回升的情況下，將定子電壓從1.1逐漸下降，記錄7組數據（、），做出與的曲線，曲線與縱軸的交點即是。17. 異步電動機轉子旋轉時，轉子電流為，當轉子堵轉

20、時，轉子電流為，這兩個式子中的是否相等？為什么？答： 否。第一個式子中的的頻率為, 第二個式子中的的頻率為，故不相等。18. 三相異步電機工作在電磁制動狀態下，且氣隙合成磁場逆時針旋轉。請標出轉子轉向、轉子繞組中電流方向、電磁轉矩方向，并說明轉差率的范圍及功率流向。答：,，從外界吸收機械功率，又從電網吸收電功率，轉變成內部損耗19. 可以將變壓器的T型等效電路中的勵磁支路忽略掉，從而得到簡化等效電路，在分析異步電動機的運行特性時能否也這么處理？為什么？答：不能。變壓器：，故可以忽略勵磁支路。異步電動機：因為有氣隙，比較小，故不能忽略勵磁支路。20. 交流繞組合成磁動勢是空間矢量，而繞組相電流為

21、時間相量，是兩個完全不同的物理量，為什么合成磁動勢矢量最終可以表示成如下形式：？答：電流角頻率和合成磁動勢角速度相等。若將各相實軸和相軸重合，則任意時刻電流向量與合成磁動勢基波矢量都重合，所以最終可以表示成如下形式：。21. 交流繞組的畫法。同步電機1. 同步電機與異步電機在結構上有什么區別？答：同步電機與異步電機的定子結構基本相同，其根本區別是同步電機轉子側裝有磁極并通入直流電流勵磁，因而具有確定的極性；異步電機轉子安裝的是交流繞組或籠型導條，轉子繞組或導條中的電流是感應產生的。2. 為什么現代大容量的同步發電機都做成旋轉磁極式？答：由于勵磁繞組電流相對較小，電壓低，放在轉子上引出較為方便。

22、電樞繞組電壓高、電流大、容量大，放在轉子上使結構復雜、引出不方便，故大容量電機將電樞繞組作為定子、磁極作為轉子，為磁極旋轉式。3. 功率角的兩重含義是什么？如何根據功率角區分同步電機的三中運行狀態？答：（1）功角為激磁電動勢和輸出電壓之間的相位差（2）功角為激磁磁動勢和氣隙合成磁動勢的夾角。功角（發電機狀態）主極磁場超前于氣隙合成磁場，制動性質的電磁轉矩，吸收機械功率，輸出電功率；功角（補償機狀態）主極磁場與氣隙合成磁場的軸線重合，電磁轉矩為零，沒有有功功率的轉換；功角（電動機狀態）主極磁場滯后于氣隙合成磁場，驅動性質的電磁轉矩，吸收電功率，輸出機械功率。4. 交軸電樞反應和直軸電樞反應對同步發電機的運行有何影響？答：交軸電樞反應總是呈交磁作用；當內功率角,直軸電樞反應呈去磁作用，當內功率角,直軸電樞反應呈增磁作用。5. 試說明隱極同步發電機帶上純電阻性負載時，電樞反應的性質。答：交軸電樞反應呈交磁作用，因為隱極同步發電機帶上純電阻性負載，所以同相位，由知，所以直軸電樞反應呈去磁作用。6. 試述同步發電機并網運行的條件。答：（1）相同的相序（2）和電網電壓必須相等：有效值相等、相位相等、頻率一致7. 一臺同步發電機轉速恒定，若單獨給對稱