第一章磁路一、填空：磁通恒定的磁路稱為直流磁路，磁通隨時間變化的磁路稱為交流磁路。電機和變壓器常用的鐵心材料為軟磁材料。鐵磁材料的磁導率遠大于非鐵磁材料的磁導率。在磁路中與電路中的電勢源作用相同的物理量是磁動勢?！铩锂斖饧与妷捍笮〔蛔兌F心磁路中的氣隙增大時，對直流磁路，則磁通，電感，電流；對交流磁路，則磁通，電感，電流。減小，減小，不變；不變，減小，增大。二、選擇填空★★恒壓直流鐵心磁路中，如果增大空氣氣隙。則磁通；電感；電流；如果是恒壓交流鐵心磁路，則空氣氣隙增大時，磁通；電感；電流。A：增加B：減小C：基本不變答：B，B，C，C，B，A★若硅鋼片的疊片接縫增大，則其磁阻。A：增加★在電機和變壓器鐵心材料周圍的氣隙中磁場。A：存在磁路計算時如果存在多個磁動勢，則對磁路可應用疊加原理。A：線形★鐵心疊片越厚，其損耗A：越大三、判斷電機和變壓器常用的鐵心材料為軟磁材料。答：對。鐵磁材料的磁導率小于非鐵磁材料的磁導率。答：錯。在磁路中與電路中的電流作用相同的物理量是磁通密度。答：對?！锶艄桎撈慕涌p增大，則其磁阻增加。答：對。在電機和變壓器鐵心材料周圍的氣隙中存在少量磁場。答：對?！锖銐航涣麒F心磁路，則空氣氣隙增大時磁通不變。答：對。磁通磁路計算時如果存在多個磁動勢，可應用疊加原理。答：錯?！镨F心疊片越厚，其損耗越大。答：對。四、簡答電機和變壓器的磁路常采用什么材料制成，這種材料有那些主要特性？答：電機和變壓器的磁路常采用硅鋼片制成，它的導磁率高，損耗小，有飽和現象存在?！锎艤p耗和渦流損耗是什幺原因引起的？它們的大小與那些因素有關？答：磁滯損耗由于B交變時鐵磁物質磁化不可逆，磁疇之間反復摩擦，消耗能量而產生的。它與交變頻率f成正比，與磁密幅值的α次方成正比。渦流損耗是由于通過鐵心的磁通ф發生變化時，在鐵心中產生感應電勢，再由于這個感應電勢引起電流（渦流）而產生的電損耗。它與交變頻率f的平方和的平方成正比。什么是軟磁材料？什么是硬磁材料？答：鐵磁材料按其磁滯回線的寬窄可分為兩大類:軟磁材料和硬磁材料。磁滯回線較寬，即矯頑力大、剩磁也大的鐵磁材料稱為硬磁材料，也稱為永磁材料。這類材料一經磁化就很難退磁，能長期保持磁性。常用的硬磁材料有鐵氧體、釹鐵硼等，這些材料可用來制造永磁電機。磁滯回線較窄，即矯頑力小、剩磁也小的鐵磁材料稱為軟磁材料。電機鐵心常用的硅鋼片、鑄鋼、鑄鐵等都是軟磁材料。磁路的磁阻如何計算？磁阻的單位是什么？答：，其中：μ為材料的磁導率；l為材料的導磁長度；A為材料的導磁面積。磁阻的單位為?！镎f明磁路和電路的不同點。答：1）電流通過電阻時有功率損耗，磁通通過磁阻時無功率損耗；2）自然界中無對磁通絕緣的材料；3）空氣也是導磁的，磁路中存在漏磁現象；4）含有鐵磁材料的磁路幾乎都是非線性的。6．★說明直流磁路和交流磁路的不同點。答：1）直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通隨時間交變進而會在激磁線圈內產生感應電動勢；2）直流磁路中無鐵心損耗，而交流磁路中有鐵心損耗；3）交流磁路中磁飽和現象會導致電流、磁通和電動勢波形畸變。7．基本磁化曲線與起始磁化曲線有何區別？磁路計算時用的是哪一種磁化曲線？答：起始磁化曲線是將一塊從未磁化過的鐵磁材料放入磁場中進行磁化，所得的B=f（H）曲線；基本磁化曲線是對同一鐵磁材料，選擇不同的磁場強度進行反復磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的頂點連接所得的曲線。二者區別不大。磁路計算時用的是基本磁化曲線。路的基本定律有哪幾條？當鐵心磁路上有幾個磁動勢同時作用時，磁路計算能否用疊加原理，為什么？答：有：安培環路定律、磁路的歐姆定律、磁路的串聯定律和并聯定律；不能，因為磁路是非線性的，存在飽和現象?！镌谙聢D中，當給線圈外加正弦電壓u1時，線圈內為什么會感應出電勢？當電流i1增加和減小時，分別算出感應電勢的實際方向。答：在W1中外加u1時在W1中產生交變電流i1，i1在W1中產生交變磁通ф，ф通過W2在W2中和W1中均產生感應電勢е2和e1，當i1增加時e1從b到a，е2從d到c，當i1減少時e1從a到b，е2從c到d。五、計算★下圖是兩根無限長的平行軸電線，P點與兩線在同一平面內，當導體中通以直流電流I時，求P點的磁場強度和磁通密度的大小和r1方向。解：對于線性介質，迭加原理適用，A在P處產生磁場強度＝B在P出產生的磁場強度＝由于與方向相同，如圖所示則＝+感應強度＝＝(+)★上圖中，當兩電線分別通以直流電流（同向）I和異向電流I時，求每根導線單位長度上所受之電磁力，并畫出受力方向。解：由于兩根導體內通以同樣大小的電流I，現在考慮其大小時，它們受力是相同的。一根導體在另一根導體處產生磁感應強度B＝（）所以每根導體單位長度受力f=BI=（）力的方向是通同向電流時相吸，通異向電流相斥。在下圖中，如果電流在鐵心中建立的磁通是Ф＝Sint，副線圈匝數是，試求副線圈內感應電勢有效值的計算公式。解：副線圈中感應電勢的瞬時值＝＝Cost感應電勢的有效值計算公式為：=★★有一單匝矩形線圈與一無限長導體同在一平面內，如下圖所示。試分別求出下列條件下線圈內的感應電勢：導體內通以直流電流I，線圈以速度ν從左向右移動：電流=Sint，線圈不動：電流=Sint，線圈以速度ν從左向右移動。解：(1)導體內通以電流I時離導體x遠處的磁密為B＝所以，當線圈以速度ν從左向右移動時感應電勢大小為e＝－＝－＝－（㏑）＝－＝（2）當線圈不動時，電流是=Sint時，ф==㏑Sint所以＝－＝－㏑Cost（3）電流=Sint，線圈以速度ν從左向右移動時ф=＝㏑Sint所以，＝－＝－[+㏑Cost]＝[+㏑Cost]★★對于下圖，如果鐵心用硅鋼片迭成，截面積＝㎡,鐵心的平均長度＝0.4m，，空氣隙m，線圈的匝數為600匝，試求產生磁通＝韋時所需的勵磁磁勢和勵磁電流。

解：在鐵心迭片中的磁密為＝11/12.25＝0.9(T)根據硅鋼片磁化曲線查出＝306(A/m)在鐵心內部的磁位降＝*＝306*0.4＝122.4（A）在空氣隙處，當不考慮氣隙的邊緣效應時（T）所以＝7.15（A/m）故＝357.5（A）則勵磁磁勢F＝+＝357.5+122.4＝479.9安匝勵磁電流（A）★★磁路結構如下圖所示，欲在氣隙中建立韋伯的磁通，需要多大的磁勢？解：當在氣隙處不考慮邊緣效應時，各處的磁密B＝硅鋼片磁路長度（mm）鑄鋼磁路長度（mm）查磁化曲線：（A/mm）（A/mm）空氣之中：（A/mm）故：各段磁路上的磁位降（A）（A）（A）則：F＝++＝1110+229.9+389.0＝1728.9（A）故需要總磁勢1728.9安匝?！铩镆昏F環的平均半徑為0.3米，鐵環的橫截面積為一直徑等于0.05米的圓形，在鐵環上繞有線圈，當線圈中電流為5安時，在鐵心中產生的磁通為0.003韋伯，試求線圈應有匝數。鐵環所用材料為鑄鋼。解：鐵環中磁路平均長度（m）圓環的截面積S＝鐵環內的磁感應強度查磁化曲線得磁感應強度H＝3180（A）F＝H＝故：線圈應有的匝數為W＝（匝）★★設上題鐵心中的磁通減少一半，線圈匝數仍同上題中所求之值，問此時線圈中應流過多少電流？如果線圈中的電流為4安，線圈的匝數不變，鐵心磁通應是多少？解：在上題中磁通減少一半時磁密查磁化曲線得出磁場強度＝646（A/m）所以，（安/匝）故此時線圈內應流過電流（安）當線圈中電流為4安時磁勢（安匝）設所產生的磁通為0.0027韋，則：（T）查磁化曲線得磁場強度（安匝）假設值小了，使比小了很多，現重新假設韋，則查磁化曲線得磁場強度（安匝）在中采用插值得產生得磁通＝＝0.002878（韋）★★設有100匝長方形線圈，如下圖所示，線圈的尺寸為a＝0.1米，b＝0.2米，線圈在均勻磁場中圍繞著連接長邊中點的軸線以均勻轉速n＝1000轉/分旋轉，均勻磁場的磁通密度。試寫出線圈中感應電勢的時間表達式，算出感應電勢的最大值和有效值，并說明出現最大值時的位置。解：線圈轉動角速度故在t秒時刻線圈中的感應的電勢所以＝＝168Sin104.9t（v）感應電勢的最大值感應電勢的有效值E＝（v）出現感應電勢最大值時，線圈平面與磁力線平行?！铩镌O上題中磁場為一交變磁場，交變頻率為50Hz，磁場的最大磁通密度，設線圈不轉動，線圈平面與磁力線垂直時，求線圈中感應電勢的表達式；設線圈不轉動，線圈平面與磁力線成60度夾角，求線圈中感應電勢的表達式；設線圈以n＝1000r/m的速度旋轉，且當線圈平面垂直于磁力線時磁通達最大值，求線圈中感應電勢的表達式，說明電勢波形。解：（1）通過線圈的磁通所以，線圈中的感應電勢（2）當線圈不動，與磁力線成60度夾角時（3）當線圈以n＝1000r/m轉動時，＝所以線圈中的感應電勢＝167.8Cos209.3t－335.2Cos419t(v)★★線圈尺寸如上圖所示，a＝0.1m，b＝0.2m，位于均勻恒定磁場中，磁通密度B＝0.8T。設線圈中通以10安電流，試求：當線圈平面與磁力線垂直時，線圈各邊受力多大？作用方向如何？作用在該線圈上的轉矩多大？當線圈平面與磁力線平行時，線圈各邊受力多大？作用方向如何？作用在該線圈上的轉矩多大？線圈受力后要轉動，試求線圈在不同位置時轉矩表達式。解：（1）當線圈平面與磁力線垂直時，線圈兩條長邊所受之力（每邊受力）兩條短邊所受之力為此時，各邊作用力或同時指向框外或同時指向框內，線圈受力不產生轉矩。（2）當線圈平面與磁力線平行時，線圈中只有短邊受力，其大小仍為0.8（N），故其產生的轉矩為此時轉矩最大，方向是繞軸轉動。（3）在不同位置時，如果取線圈與磁場等位面的夾角為θ,則：在θ角處仍僅有短邊受力才能產生力矩。短邊受力所以，在θ處線圈所受之力矩＝0.8*0.2*Sinθ＝0.16Sinθ（N·m）★★一鐵心電抗器如圖所示，線圈套在開口環形鐵心上，線圈匝數W，鐵內磁路長l，截面積A，開口寬度δ，試求：電抗器的電感當電流為安時的電抗器的磁能和容量；電抗器的等效電路；二極間的吸力。解：（1）設磁路中磁通為ф，則鐵（相對磁導率為）中磁強空氣中不考慮邊緣效應時故：產生ф所要磁勢所以：則所需的激磁電流故：電抗器的電感（2）電抗器的電抗故電抗器的磁能和容量為如銅耗電阻為r，鐵耗電阻為，則等效電路如右圖所示，其阻抗為Z＝兩極間氣隙（相距為x）中的磁場能量為故兩極間的吸引力f為第三章變壓器一、填空：★一臺額定頻率為60HZ的電力變壓器接于50HZ，電壓為此變壓器的5/6倍額定電壓的電網上運行，此時變壓器磁路飽和程度，勵磁電流，勵磁電抗，漏電抗。答：飽和程度不變，勵磁電流不變，勵磁電抗減小，漏電抗減小。三相變壓器理想并聯運行的條件是（1），（2），（3）。答：（1）空載時并聯的變壓器之間無環流；（2）負載時能按照各臺變壓器的容量合理地分擔負載；（3）負載時各變壓器分擔的電流應為同相。★如將變壓器誤接到等電壓的直流電源上時，由于空載電流將，空載損耗將。答：空載電流很大，空載損耗很大。★一臺變壓器，原設計的頻率為50HZ，現將它接到60HZ的電網上運行，額定電壓不變，勵磁電流將，鐵耗將。答：減小，減小。變壓器的副邊是通過對原邊進行作用的。答：電磁感應作用。引起變壓器電壓變化率變化的原因是。答：負載電流的變化?！锶鐚㈩~定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將，變壓器將。答：增大很多，燒毀。聯接組號不同的變壓器不能并聯運行，是因為。答：若連接，將在變壓器之間構成的回路中引起極大的環流，把變壓器燒毀?！铩锶嘧儔浩鹘M不宜采用Y,y聯接組，主要是為了避免。答：相電壓波形畸變。變壓器副邊的額定電壓指。答：原邊為額定電壓時副邊的空載電壓。★★為使電壓波形不發生畸變，三相變壓器應使一側繞組。答：采用d接。通過和實驗可求取變壓器的參數。答：空載和短路。變壓器的參數包括，，，，。答：激磁電阻，激磁電抗，繞組電阻，漏電抗，變比。在采用標幺制計算時，額定值的標幺值為。答：1。既和原邊繞組交鏈又和副邊繞組交鏈的磁通為，僅和一側繞組交鏈的磁通為。答：主磁通，漏磁通?！铩镒儔浩鞯囊淮魏投卫@組中有一部分是公共繞組的變壓器是。答：自耦變壓器。并聯運行的變壓器應滿足（1），（2），（3）的要求。答：（1）各變壓器的額定電壓與電壓比應相等；（2）各變壓器的聯結組號應相同；（3）各變壓器的短路阻抗的標幺值要相等，阻抗角要相同。變壓器運行時基本銅耗可視為，基本鐵耗可視為。答：可變損耗，不變損耗。二、選擇填空★一臺三相電力變壓器=560KVA，=10000/400(v),D,y接法，負載時忽略勵磁電流，低壓邊相電流為808.3A時，則高壓邊的相電流為。A：808.3A，B:56A，C:18.67A，D:32.33A。答：C一臺變比為Ｋ＝１０的變壓器，從低壓側作空載實驗，求得副邊的勵磁阻抗標幺值為１６，那末原邊的勵磁阻抗標幺值是。Ａ：１６,Ｂ：１６００,Ｃ：０.１６。答：A★★變壓器的其它條件不變，外加電壓增加１０℅，則原邊漏抗，副邊漏抗和勵磁電抗將。Ａ：不變，Ｂ：增加１０%，Ｃ：減少１０%。（分析時假設磁路不飽和）答：A三相電力變壓器磁勢平衡方程為。A：原，副邊磁勢的代數和等于合成磁勢B：原，副邊磁勢的時間向量和等于合成磁勢C：原，副邊磁勢算術差等于合成磁勢答：B電壓與頻率都增加5℅時，穿過鐵芯線圈的主磁通。A增加B減少C基本不變答：C升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢二次繞組的每匝電勢。A等于B大于C小于答；A三相變壓器二次側的額定電壓是指原邊加額定電壓時二次側的電壓A空載線B空載相C額定負載時的線答：A★★變壓器的其它條件不變，若原副邊的匝數同時減少10℅，則，及的大小將。A：和同時減少10，增大B：和同時減少到0.81倍,減少 C：和同時減少到0.81倍，增加D：和同時減少10℅，減少答：B★如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將，變壓器將。A：不變；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:發熱但無損壞危險；F:嚴重發熱有燒壞危險答：C，F聯接組號不同的變壓器不能并聯運行，是因為。A:電壓變化率太大；B:空載環流太大；C:負載時激磁電流太大；D:不同聯接組號的變壓器變比不同。答：B★★三相變壓器組不宜采用Y,y聯接組，主要是為了避免。A：線電勢波形放生畸變；B：相電勢波形放生畸變；C：損耗增大；D：有效材料的消耗增大。答：B★變壓器原邊每匝數增加5%，副邊匝數下降5%，激磁電抗將。A：不變B：增加約10%C：減小約10%答：B三相變壓器的變化是指———之比。A：原副邊相電勢B：原副邊線電勢C：原副邊線電壓答：A磁通ф，電勢е正方向如圖，W1匝線圈感應的電勢e為。A：dФ/dtB：W1dФ/dtC：-W1dФ/dt答：C★兩臺變壓器并聯運行時，其負荷與短路阻抗分配。A：大小成反比B：標么值成反比C：標么值成正比答：B★將50HZ的變壓器接到60HZ電源上時，如外加電壓不變，則變壓器的鐵耗；空載電流；接電感性負載設計，額定電壓變化率。A變大B變小答：B，B，A★★當一臺變壓器的原邊匝數比設計少10%（副邊匝數正常）則下列各值的變化為：磁通；；；；U20I0。A：變大B：變小C：不變答：A，B，C，B，A，A★★一臺Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能否經過改接后作并聯運行。A．能B．不能C．不一定D．不改接也能答：A★一臺50HZ的變壓器接到60HZ的電網上，外時電壓的大小不變，激磁電流將。A,增加B,減小C，不變.答：B變壓器負載呈容性，負載增加時，副邊電壓。A,呈上升趨勢；B,不變C,可能上升或下降答：C★單相變壓器鐵心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流。A,增大；B，減小；C,不變。答：A一臺單相變壓器額定電壓為220/110V。Y/y-12接法，在高壓側作短路實驗，測得的短路阻抗標幺值為0.06，若在低壓側作短路實驗，測得短路阻抗標幺值為。A:0.06，B：0.03，C：0.12，D：0.24。答：A三、判斷電源電壓和頻率不變時，制成的變壓器的主磁通基本為常數，因此負載時空載時感應電勢為常數。（）答：錯變壓器空載運行時，電源輸入的功率只是無功功率。（）答：錯★變壓器頻率增加，激磁電抗增加，漏電抗不變。（）答：錯★變壓器負載運行時，原邊和副邊電流標幺值相等。（）答：錯★變壓器空載運行時原邊加額定電壓，由于繞組電阻r1很小，因此電流很大。（）答：錯變壓器空載和負載時的損耗是一樣的。（）答：錯變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。（）答：錯只要使變壓器的一、二次繞組匝數不同，就可達到變壓的目的。（）答：對不管變壓器飽和與否，其參數都是保持不變的。（）答：錯★★一臺Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能經過改接后作并聯運行。（）答：對★一臺50HZ的變壓器接到60HZ的電網上，外時電壓的大小不變，激磁電流將減小。（）答：對★變壓器負載成容性，負載增加時，副邊電壓將降低。（）答：錯★變壓器原邊每匝數增加5%，副邊匝數下降5%，激磁電抗將不變。（）答：錯★★聯接組號不同的變壓器不能并聯運行，是因為電壓變化率太大。（）答：錯四、簡答變壓器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35毫米厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成？答：變壓器的鐵心構成變壓器的磁路，同時又起著器身的骨架作用。為了鐵心損耗，采用0.35mm厚、表面涂的絕緣漆的硅鋼片迭成。變壓器有哪些主要部件，它們的主要作用是什么？答：鐵心:構成變壓器的磁路,同時又起著器身的骨架作用。繞組:構成變壓器的電路,它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路。分接開關:變壓器為了調壓而在高壓繞組引出分接頭,分接開關用以切換分接頭,從而實現變壓器調壓。油箱和冷卻裝置:油箱容納器身,盛變壓器油,兼有散熱冷卻作用。絕緣套管:變壓器繞組引線需借助于絕緣套管與外電路連接，使帶電的繞組引線與接地的油箱絕緣。變壓器原、副方額定電壓的含義是什么？答：變壓器一次額定電壓U1N是指規定加到一次側的電壓，二次額定電壓U2N是指變壓器一次側加額定電壓，二次側空載時的端電壓?！餅槭裁匆炎儔浩鞯拇磐ǚ殖芍鞔磐ê吐┐磐?？它們之間有哪些主要區別？并指出空載和負載時激勵各磁通的磁動勢？答：由于磁通所經路徑不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分別考慮它們各自的特性，從而把非線性問題和線性問題分別予以處理區別：1.在路徑上，主磁通經過鐵心磁路閉合，而漏磁通經過非鐵磁性物質磁路閉合。2．在數量上，主磁通約占總磁通的99%以上，而漏磁通卻不足1%。3．在性質上，主磁通磁路飽和，φ0與I0呈非線性關系，而漏磁通磁路不飽和，φ1σ與I1呈線性關系。4．在作用上，主磁通在二次繞組感應電動勢，接上負載就有電能輸出，起傳遞能量的媒介作用，而漏磁通僅在本繞組感應電動勢，只起了漏抗壓降的作用。空載時，有主磁通和一次繞組漏磁通，它們均由一次側磁動勢激勵。負載時有主磁通，一次繞組漏磁通，二次繞組漏磁通。主磁通由一次繞組和二次繞組的合成磁動勢即激勵，一次繞組漏磁通由一次繞組磁動勢激勵，二次繞組漏磁通由二次繞組磁動勢激勵。★變壓器的空載電流的性質和作用如何？它與哪些因素有關？答：作用：變壓器空載電流的絕大部分用來供勵磁，即產生主磁通，另有很小一部分用來供給變壓器鐵心損耗，前者屬無功性質，稱為空載電流的無功分量，后者屬有功性質，稱為空載電流的有功分量。性質：由于變壓器空載電流的無功分量總是遠遠大于有功分量，故空載電流屬感性無功性質，它使電網的功率因數降低，輸送有功功率減小。大小：由磁路歐姆定律，和磁化曲線可知，I0的大小與主磁通φ0,繞組匝數N及磁路磁阻有關。就變壓器來說，根據，可知，，因此，由電源電壓U1的大小和頻率f以及繞組匝數N1來決定。根據磁阻表達式可知，與磁路結構尺寸，有關，還與導磁材料的磁導率有關。變壓器鐵芯是鐵磁材料，隨磁路飽和程度的增加而減小，因此隨磁路飽和程度的增加而增大。綜上，變壓器空載電流的大小與電源電壓的大小和頻率，繞組匝數，鐵心尺寸及磁路的飽和程度有關?！镌囀鲎儔浩骷ご烹娍购吐┛沟奈锢硪饬x。它們分別對應什么磁通，對已制成的變壓器，它們是否是常數？答：勵磁電抗對應于主磁通，漏電抗對應于漏磁通，對于制成的變壓器，勵磁電抗不是常數，它隨磁路的飽和程度而變化，漏電抗在頻率一定時是常數?！铩镒儔浩髟谥圃鞎r，一次側線圈匝數較原設計時少，試分析對變壓器鐵心飽和程度、激磁電流、激磁電抗、鐵損、變比等有何影響？答：根據可知，，因此，一次繞組匝數減少,主磁通將增加，磁密，因不變，將隨的增加而增加，鐵心飽和程度增加，磁導率下降。因為磁阻，所以磁阻增大。根據磁路歐姆定律，當線圈匝數減少時，勵磁電流增大。又由于鐵心損耗，所以鐵心損耗增加。勵磁阻抗減小，原因如下：電感，激磁電抗，因為磁阻增大，匝數減少，所以勵磁電抗減小。設減少匝數前后匝數分別為、，磁通分別為、，磁密分別為、，電流分別為、，磁阻分別為、，鐵心損耗分別為、。根據以上討論再設，同理，，，，于是。又由于，且（是勵磁電阻，不是磁阻），所以，即，于是，，因，，故，顯然，勵磁電阻減小。勵磁阻抗，它將隨著和的減小而減小?！铩锶鐚懪茷?0赫的變壓器，接到50赫的電網上運行，試分析對主磁通、激磁電流、鐵損、漏抗及電壓變化率有何影響？答：根據可知，電源電壓不變，從60Hz降低到50Hz后，頻率下降到原來的（1/1.2），主磁通將增大到原來的1.2倍，磁密也將增大到原來的1.2倍，磁路飽和程度增加，磁導率μ降低，磁阻增大。于是，根據磁路歐姆定律可知,產生該磁通的激磁電流必將增大。再由討論鐵損耗的變化情況。60Hz時，50Hz時，因為，，所以鐵損耗增加了。漏電抗，因為頻率下降，所以原邊漏電抗，副邊漏電抗減小。又由電壓變化率表達式可知，電壓變化率將隨，的減小而減小?！镒儔浩髫撦d時，一、二次線圈中各有哪些電動勢或電壓降，它們產生的原因是什么？寫出它們的表達式，并寫出電動勢平衡方程？答：一次繞組有主電動勢，漏感電動勢，一次繞組電阻壓降，主電動勢由主磁通交變產生，漏感電動勢由一次繞組漏磁通交變產生。一次繞組電動勢平衡方程為；二次繞組有主電動勢，漏感電動勢，二次繞組電阻壓降，主電動勢由主磁通交變產生，漏感電動勢由二次繞組漏磁通交變產生,二次繞組電動勢平衡方程為。變壓器鐵心中的磁動勢，在空載和負載時比較，有哪些不同？答：空載時的勵磁磁動勢只有一次側磁動勢，負載時的勵磁磁動勢是一次側和二次側的合成磁動勢，即,也就是。為什么可以把變壓器的空載損耗近似看成是鐵耗，而把短路損耗看成是銅耗？變壓器實際負載時實際的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無區別？為什么？答：因為空載時電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數，所以空載損耗近似看成鐵耗。而短路時，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數，所以近似把短路損耗看成銅耗。實際負載時鐵耗和銅耗與空載時的鐵耗和銅耗有差別，因為后一個是包含有其它損耗?！铩镒儔浩鞯钠渌鼦l件不變，僅將原、副邊線圈匝數變化10％，試問對和的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化10％，其影響怎樣？如果僅將頻率變化10％，其影響又怎樣？答：因為，，所以當原、副邊匝數變化10％時，變化20％。由于w變化10％，而U不變，使變化10％。又因為，磁通變化10％時由于飽和影響，變化k％，所以的變化大于20％。將外施電壓變化10％時，也將變化10％，使不變，的變化大于10％。這是因為變化10％，由于磁路飽和影響，變化大于10％。如果將頻率變化10％，，所以變化10％，而f變化10％，則因為U不變，使變化10％。同樣使的變化大于10％。變壓器空載時，一方加額定電壓，雖然線圈（銅耗）電阻很小，電流仍然很小，為什么？答：因為一方加壓后在線圈中的電流產生磁場，使線圈有很大的自感電勢（接近額定電壓，比額定電壓?。噪m然線圈電阻很小，電流仍然很小?！镆慌_的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時會出現什么現象？副邊開路或短路對原邊電流的大小有無影響？（均考慮暫態過程）答：因是直流電，變壓器無自感和感應電勢，所以加壓后壓降全由電阻產生，因而電流很大，為。如副邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因為不變?！镒儔浩鞯念~定電壓為220/110伏，若不慎將低壓方誤接到220伏電源上，試問激磁電流將會發生什么變化？變壓器將會出現什么現象？答：誤接后由知，磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和時大于一倍）。此時變壓器處于過飽和狀態，副邊電壓440伏左右，使效率降低，絕緣可能被擊穿等現象發生?！铩镉腥_單相變壓器，一、二次側額定電壓均為220/380V，現將它們聯結成Y，d11三相變壓器組（單相變壓器的低壓繞組聯結成星形，高壓繞組接成三角形），若對一次側分別外施380V和220V的三相電壓，試問兩種情況下空載電流I0、勵磁電抗Xm和漏抗與單相變壓器比較有什么不同？答：三相變壓器，Y，d11（1）一次側加380V，V，每臺單相變壓器的U1＝220V，與原來的空載運行一樣。所以I0、Xm與均不變。（2）一次側加220V，則V即每臺單相變壓器的一次側所加電壓為127V<220V，所以此時的I0降低，Xm增加，不變。五、計算★有一臺單相變壓器，額定容量KVA，原副邊額定電壓伏，赫茲。原副線圈的電阻及漏抗為歐，，，。試求：（1）折算到高壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗；（2）折算到低壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗；（3）將（1）、（2）求得的參數用標么值表示；（4）計算變壓器的短路電壓百分比及其分量，。（5）求滿載及超前等三種情況下的電壓變化率并討論計算結果。解：（1）折算到高壓邊的短路阻抗Ω（2）折算到低壓邊的短路阻抗Ω(3)所以(4)短路電壓百分值（5）當滿載，功率因數時變壓器的電壓變化率當滯后時，當超前時，對于電壓變化率，當即阻性負載時電壓變化率較小，當負載為感性時，電壓變化率大，當負載為容性時，負載時的端電壓可能高于空載時的端電壓?！镆慌_單相變壓器，，，，空載及短路實驗的結果如下：實驗名稱電壓（伏）電流（安）功率（W）電源加在空載630010.15000低壓邊短路324015.1514000高壓邊試計算：（1）折算到高壓邊的參數（實際值及標么值），假定，（2）畫出折算到高壓邊的T型等效電路；（3）計算短路電壓的百分值及其二分量；（4）滿載及滯后時的電壓變化率及效率;（5）最大效率。解：（1）空載實驗可以得到折算到高壓邊的參數，而k＝60/6.3＝9.524所以根據短路實驗得到折算到低壓邊的參數所以（2）折算到高壓的T型等效電路（3）所以(4)電壓變化率＝（1.6944×0.8+5.6944×0.6）％＝4.77％此時，而所以kW故kW則（5）達到最大效率時，所以所以＝98.19％（高壓邊）★一臺單相變壓器50KVA、7200/480V、60Hz。其空載和短路實驗數據如下實驗名稱電壓（伏）電流（安）功率（W）電源加在空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數及其標么值；（2）空載和滿載時的銅耗和鐵耗；（3）額定負載電流、功率因數滯后時的電壓變化率、副邊電壓及效率。（注：電壓變化率按近似公式計算）解：(1)短路參數其阻抗基值所以空載時鐵耗w滿載銅耗w額定負載電流時根據電壓變化率近似公式得此時副方電壓所以ww★★一臺三相變壓器，＝5600KVA，，Y/－11連接，變壓器空載基短路實驗數據如下：實驗名稱線電壓（伏）線電流（安）三相功率（W）電源加在空載63007.46800低壓邊短路55032418000高壓邊求：（1）計算變壓器參數，實際值基標么值；（2）利用型等效電路，求滿載滯后時的副邊電壓基原邊電流；（3）求滿載滯后時的電壓變化率基效率。解：（1）所以則：因所以（2）以作參考向量，即，并近似認為相位與相反，故可以得到所以故kV故＝（0.3201×0.6+5.48×0.6）＝3.54％對于第（2）個問題，由于假設與同相，如想減小這一假設造成的誤差，可對相位進行修正現修正后的這樣，與arcCos0.8很接近了?！铩镌O有一臺125MVA，50Hz，110/10KV，Y0/－11的三相變壓器，空載電流，空載損耗P0＝133kw，短路電壓（阻抗電壓uk＝10。5％，短路損耗PkN＝600kw。試求短路阻抗和激磁阻抗（均用標么值），畫出近似型等效電路，表明各阻抗數值；求供給額定負載且Cos＝0.8滯后時的電壓變化率及效率。解：（1）所以（2）★一臺單相變壓器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空載和短路實驗數據如下：實驗名稱電壓（V）電流（A）功率（w）電源加在邊空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數，，及其相對值；（2）空載和滿載時的銅耗和鐵耗；（3）額定負載電流，功率因數＝0.9（滯后）時的電壓變化率，二次側電壓及效率。（注：電壓變化率用近似公式計算）解：(1)SN＝50kVAI1N＝SN/U1N＝6.94AZ1N＝U1N/I1N＝1037.46Ω短路實驗時，IK＝7A＝INZK＝US/IK=157/7=22.43Ω(2)鐵耗：w銅耗：w(3)V★★三相變壓器的額定值為SN＝1800kVA，U1N/U2N＝6300/3150V，Y，d11聯結，空載損耗P0＝6.6kw，短路損耗Pk＝21.2kw，求當輸出電流I2＝I2N，＝0.8時的效率；效率最大時的負載系數。解：1、2、當Pcu＝PFe時發生、所以★★一臺三相變壓器的銘牌數據如下，SN＝750KVA，U1N/U2N＝10000/400V，Y，yn0聯結。低壓邊空載實驗數據為：U20＝400V，I20＝60A，P0＝3800w。高壓邊短路實驗數據為：U1K＝440V，I1K＝43.3A，pk＝10900w，室溫200C，試求：變壓器的參數，并畫出等值電路；（2）當：a）額定負載＝0.8，（2）＝0.8時，計算電壓變化率、二次側電壓u2及效率。解：A1、空載實驗：低壓方：由短路實驗：200C時；所以2、（滯后）且V當（超前）時：V★兩臺變壓器并聯運行均為Y，d11聯結標號，U1N/U2N＝35/10.5KV，第一臺1250kVA，Uk1＝6.5％，第二臺2000kVA，Uk1＝6％，試求：1、總輸出為3250kVA時，每臺變壓器的負載是多少？2、在兩臺變壓器均不過載的情況下，并聯組的最大輸出為多少？此時并聯組的利用率達到多少？解：1、所以所以所以kVAkVA2、兩臺變壓器均不過載，則第二臺滿載，kVA并聯組利用率：直流電機一、填空直流電機的電樞繞組的元件中的電動勢和電流是。答：交流的。一臺并勵直流電動機拖動恒定的負載轉矩，做額定運行時，如果將電源電壓降低了20℅，則穩定后電機的電流為倍的額定電流（假設磁路不飽和）。Tem=CT0.8φIa答：1.25倍。并勵直流電動機，當電源反接時，其中Ia的方向，轉速方向。答：反向，不變。直流發電機的電磁轉矩是轉矩，直流電動機的電磁轉矩是轉矩。答：制動，驅動。直流電動機電刷放置的原則是：。答：空載時正、負電刷之間獲得最大的電動勢，這時被電刷短路的元件的電動勢為零。直流電動機調速時，在勵磁回路中增加調節電阻，可使轉速，而在電樞回路中增加調節電阻，可使轉速。答：升高，降低。電磁功率與輸入功率之差對于直流電動機包括損耗。答：繞組銅損耗。串勵直流電動機在負載較小時，；當負載增加時，Te，；負載增加時，n下降的程度比并勵電動機要。答：小，增加，增加，嚴重。并勵直流電動機改變轉向的方法有，。答：將電樞繞組的兩個接線端對調，將勵磁繞組的兩個接線端對調，但二者不能同時對調。串勵直流電動機在電源反接時，電樞電流方向，磁通方向，轉速n的方向。答：反向，反向，不變。當保持并勵直流電動機的負載轉矩不變，在電樞回路中串入電阻后，則電機的轉速將。答：下降。直流電機單疊繞組的并聯支路數為答：2p。13．直流發電機，電刷順電樞旋轉方向移動一角度，直軸電樞反應是；若為電動機，則直軸電樞反應是。答：去磁的，增磁的。二、選擇填空一臺串勵直流電動機，若電刷順轉向偏離幾何中性線一個角度，設電機的電樞電流保持不變，此時電動機轉速。A：降低B：保持不變，C：升高。答：C一臺直流發電機，由額定運行狀態轉速下降為原來的30℅，而勵磁電流及電樞電流不變，則。A：Ea下降30℅，B：Tem下降30℅，C：Ea和Tem都下降30℅，D：端電壓下降30℅。答：A一臺并勵直流發電機希望改變電樞兩端正負極性，采用的方法是。Ａ：改變原動機的轉向Ｂ：改變勵磁繞組的接法Ｃ：既改變原動機的轉向又改變勵磁繞組的接法。答：A一直流電動機拖動一臺他勵直流發電機，當電動機的外電壓，勵磁電流不變時，增加發電機的負載，則電動機的電樞電流和轉速n將。A：增大，n降低B：減少，n升高C：減少，n降低。答：A一臺并勵直流電動機，在保持轉矩不變時，如果電源電壓U降為0.5,忽略電樞反應和磁路飽和的影響，此時電機的轉速：A：不變B：轉速降低到原來轉速的0.5倍，C：轉速下降D：無法判定。答：C在直流電機中，公式和中Φ指的是：A：每極合成磁通B：所有磁極的總磁通C：主磁通每極磁通D：以上都不是。答：A直流電動機在電樞串電阻調速過程中，若負載轉矩保持不變，則保持不變A：輸入功率B：輸出功率，C：電磁功率D：電機的效率。答：A起動直流電動機時，磁路回路應電源A；與電樞回路同時接入B：比電樞回路先接入C：比電樞回路后接入。答：B9.直流電動機的電刷逆轉向移動一個小角度，電樞反應性質為。A：直軸去磁與交磁B：直軸增磁與交磁C：直軸純去磁D：直軸純增磁答：A并勵直流電動機磁通增加10℅，當負載力矩不變時（T2不變），不計飽和與電樞反應的影響，電機穩定后，下列量變化為：Tem,n,Ia,P2.A：增加B：減小C：基本不變答：C，B，B，B并勵直流電動機在運行時勵磁繞組斷開了，電機將。A：飛車B：停轉C：可能飛車，也可能停轉答：C直流電動機的額定功率指。A轉軸上吸收的機械功率B轉軸上輸出的機械功率C電樞端口吸收的電功率D電樞端口輸出的電功率。答：B負載轉矩不變時，在直流電動機的勵磁回路串入電阻，穩定后，電樞電流將，轉速將。A,上升，下降B,不變，上升C,上升，上升答：C三、判斷★他勵直流電動機在固有特性上弱磁調速，只要負載不變，電動機轉速升高。（）答：對直流電機的電樞繞組至少有兩條并聯支路。（）答：對電磁轉矩和負載轉矩的大小相等，則直流電機穩定運行。（）答：錯他勵直流電動機降低電源電壓調速與減小磁通調速都可以做到無級調速。（）答：對直流發電機中的電刷間感應電勢和導體中的感應電勢均為直流電勢。（）答：錯起動直流電動機時，勵磁回路應與電樞回路同時接入電源。（）答：錯直流電動機的額定功率指轉軸上吸收的機械功率。（）答：錯直流電機無電刷一樣可以工作。（）答：錯直流電機的轉子轉向不可改變。（）答：錯同一臺直流電機既可作發電機運行，由可作電動機運行。（）答：對并勵直流電電機不可輕載運行。（）答：錯四、簡答★在直流電機中換向器-電刷的作用是什么？答在直流電機中，電樞電路是旋轉的，經換向器-電刷作用轉換成靜止電路，即構成每條支路的元件在不停地變換，但每個支路內的元件數及其所在位置不變，因而支路電動勢為直流，支路電流產生的磁動勢在空間的位置不動?！镏绷麟姌欣@組元件內的電動勢和電流是直流還是交流？若是交流，那么為什么計算穩態電動勢時不考慮元件的電感？答直流電樞繞組元件內的電動勢和電流是交流的。直流電機電樞繞組是旋轉的，經換向器-電刷的作用，變換成為靜止電路，兩電刷間的電路在空間位置是不變的，因而電刷電動勢是直流的，所通過的電流也是直流的，電感不起作用。直流電機的磁化曲線和空載特性曲線有什么區別？有什么聯系？答直流電機的磁化曲線是電機主磁通與勵磁磁動勢的關系曲線，電機的空載特性曲線是指電機在某一轉速下空載電壓與勵磁電流的關系曲線。由于，，因此兩者形狀相似?！锖沃^電機飽和現象？飽和程度高低對電機有何影響？答電機的磁路由鐵心部分和空氣隙部分組成，當鐵心的磁通密度達到一定程度后，鐵心部分的磁壓降開始不能忽略，此時隨著勵磁磁動勢的增加，主磁通的增漸漸變慢，電機進入飽和狀態，即電機磁化曲線開始變彎曲。電機的飽和程度用飽和系數來表示，飽和系數的大小與電機的額定工作點在磁化曲線可以分為三段，如圖2-1所示，a點以下為不飽和段，段為飽和段，b點以上為高飽和段。將電機額定工作點選在不飽和段有兩個缺點：①材料利用不充分；②磁場容易受到勵磁電流的干擾而不易穩定。額定工作點選在過飽和段，有三個缺點：①勵磁功率大增；②磁場調節困難；③對電樞反應敏感。一般將額定工作點設計在段的中間，即所謂的“膝點”附近，這樣選擇的好處有：①材料利用較充分；②可調性較好；③穩定性較好。圖2-1★直流電機電樞繞組為什么必須是閉合的？答因為直流電樞繞組不是由固定點與外電路連接的，而是經換向器-電刷與外電路想連接的，它的各支路構成元件在不停地變化。為使各支路電動勢和電流穩定不變，電樞繞組正常、安全地運行，此種繞組必須是閉合的。直流電機電刷放置原則是什么？答在確定直流電機電刷的安放原則上就考慮：（1）應使電機正、負電刷間的電動勢最大：（2）應使被短路元件的電動勢最小，以利于換向。兩者有一定的統一性，一般以空載狀態為出發點考慮電刷的安放。因此，電刷的合理位置是在換向器的幾何中性線上。無論疊繞組還是波繞組，元件端接線一般總是對稱的，換向器的幾何中性線與主極軸線重合，此時電刷的合理位置是在主極軸線下的換向片上。★電樞反應的性質由什么決定？交軸電樞反應對每極磁通量有什么影響？直軸電樞反應的性質由什么決定？答電樞反應的性質由電刷位置決定，電刷在幾何中性線上時電樞反應是交軸性質的，它主要改變氣隙磁場的分布形狀，磁路不飽和時每極磁通量不變，磁路飽和時則還一定的去磁作用，使每極磁通量減小。電刷偏離幾何中性線時將產生兩種電樞反應：交軸電樞反應和直軸電樞反應。當電刷在發電機中順著電樞旋轉方向偏離、在電動機中逆轉向偏離時，直軸電樞反應是去磁的，反之則是助磁的。直流電機空載和負載運行時，氣隙磁場各由什么磁動勢建立？負載后電樞電動勢應該用什么磁通進行計算？答空載時的氣隙磁場由勵磁磁動勢建立，負載時氣隙磁場由勵磁磁動勢和電樞磁動勢共同建立。負載后電樞繞組的感應電動勢應該用合成氣隙磁場對應的主磁通進行計算?！镏绷麟姍C的感應電動勢與哪些因素有關？若一臺直流發電機在額定轉速下的空載電動勢為230V（等于額定電壓），試問在下列情況下電動勢變為多少？（1）磁通減少10%；（2）勵磁電流減少10%；（3）轉速增加20%；（4）磁通減少10%。答感應電動勢，在其它條件不變的情況下，感應電動勢E與磁通Φ和轉速n成正比。（1）Φ減少10%，E亦減少10%，為20V。（2）勵磁電流減少10%，由于磁路飽和，Φ減少不到10%，E亦減少不到10%，因此207V〈E〈230V。（3）n增加班費20%，E亦增加20%，為276V。（4）Φ減少10%，n上升10%，。直流電機的感應電動勢公式用機械角速度表示轉速時，其結構常數和電磁轉矩公式的結構常數是統一的，試證明。答直流電機的勵磁方式有哪幾種？每種勵磁方式的勵磁電流或勵磁電壓與電樞電流或電樞電壓有怎樣的關系？答直流電機勵磁方式四種：①他勵——勵磁電流由獨立電源供給，與電樞電流無關；②并勵——勵磁電流并在電樞兩端，勵磁電壓等于電樞電壓U；③串勵——勵磁繞組與電樞串聯，；④復勵——既有并勵繞組又有串勵繞組，按兩繞組磁動勢方向的異同分成：積復勵——串勵與并勵磁動勢同向，差復勵——串勵與并勵磁動勢反向。直流電機空載和負載時有哪些損耗？各由什么原因引起？發生在哪里？其大小與什么有關？在什么條件下可以認為是不變的？答電機空載運行時有機械損耗、鐵耗和附加損耗。機械損耗由轉子旋轉時軸承摩擦、電刷摩擦以及通風引起，其大小與轉速有關。鐵耗是由轉子旋轉時主磁通在電樞鐵心交變引起的，其大小與轉速的次方（1〈〈2〉和鐵心磁密的平方成正比?？蛰d時的附加損耗包括轉子旋轉時電樞齒槽引起氣隙磁通脈動，從而在鐵心中產生脈振損耗，以及轉子上的拉緊螺桿等結構件中的鐵耗。以上三種損耗統稱為空載損耗，其中附加損耗所占比例很小。在轉速和主磁通不變的情況下，可以認為空載損耗不變。此外，在空載時還存在勵磁功率，即勵磁電路銅耗。電機負載時除有機械損耗、鐵耗、附加損耗和勵磁損耗外，還存在電樞電路銅耗，它與電樞電流的平方成正比。在附加損耗中，除了空載時的兩項外，還包括電樞反應使磁場畸變引起的額外電樞鐵耗以及由換向電流產生的損耗?！锼麆钪绷靼l電機由空載到額定負載，端電壓為什么會下降？答他勵直流發電機由空載到額定負載，電樞電流由0增加到額定值電樞回路電阻壓降增加，且電樞反應的去磁作用使主磁通下降，從而使感應電動勢E下降。由公式可知，端電壓U隨的增加而下降?！镌趧畲烹娏鞑蛔兊那闆r下，發電機負載時電樞繞組感應電動勢與空載時電動勢大小相同嗎？為什么？答負載時電動勢比空載時小，由于負載時有電樞反應去磁作用，使每極磁通減小?！锊铍妱訖C和串勵電動機的機械特性有何不同？為什么電車和電力機車都采用串勵電動機？答并勵電動機的機械特性表達式當忽略電樞反應時，磁通為不隨負載變化的常數，是一條略下傾的直線，轉速隨負載增加而略有下降。如果電車和電力機車使用這種電動機，那么當電車載重或上坡時電機將過載較多。串勵電動機的機械特性表達式為其中，，，。串勵電動機的勵磁電流等于電樞電流，磁路不飽和時，為一常數，；磁路高度飽和時，基本不變，與成反比，而。串勵電動機的機械特性是一條轉速隨增加而迅速下降的曲線。當電車載重或上坡時，電動機的轉速會自動下降，使得增加不多，因而電機輸入功率增加不像并勵電動機那樣快，所以電車和電力機車通常采用串勵電動機拖動。試分析在下列情況下，直流電動機的電樞電流和轉速有何變化（假設電機不飽和）。（1）電樞端電壓減半，勵磁電流和負載轉矩不變；（2）電樞端電壓減半，勵磁電流和輸出功率不變；（3）勵磁電流加倍，電樞端電壓和負載轉矩不變；（4）勵磁電流和電樞端電壓減半，輸出功率不變；（5）電樞端電壓減半，勵磁電流不變，負載轉矩隨轉速的平方而變化。答（1）因為磁路不飽和且勵磁電流不變，因此主磁通不變。負載轉矩不變，即電磁轉矩不變，由于，故電樞電流不變。根據，U減半，故轉速n下降，且n小于原來的一半；（2）U減半，輸出功率不變，必然上升，否則，由于輸入功率（假設為他勵），若不變或減小，則減小，必然不能保持不變。上升，n必然下降。（3）加倍，則加倍。不變，即不變，故減半。由于，從n的表達式右知，此時n下降。（4）U減半而不變，由（2）分析知上升。減半，則減半，較減小的多，故n下降。（5）不變，則不變。由于，近似與成正比，亦即近似與成正比。當U減半時，假設n上升，則上升，下降，由得n下降，；這與假設相矛盾。故n必然下降，下降。并勵電動機在運行中勵磁回路斷線，將會發生什么現象？為什么？答勵磁回路斷線時，只剩下剩磁。在斷線初瞬，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，將急劇增加到最大值，當增加的比率大于磁通下降的比率時，電磁轉矩也迅速增加，負載轉矩不變時，由于電磁轉矩大于負載轉矩，電動機轉速明顯提高。隨著轉速的升高，電樞電動勢增加，從最大值開始下降，可能在很高的轉速下實現電磁轉矩與負載轉矩的新的平衡，電動機進入新的穩態。由于這時轉速和電樞電流都遠遠超過額定值，這是不允許的。從理論上講，當勵回路斷線時，若是電動機的剩磁非常小，而電樞電流的增大受到電樞回路電阻的限制，可能出現電樞電流增大的比率小于磁通下降的比率，在負載力矩一定時，電樞的電磁力矩小于制動力矩，因而轉速下降。但在這種情況下，電樞電流仍然是遠遠地超過了額定電流值?？梢姡铍妱訖C在運行中勵磁回路斷線可產生兩個方面的影響：一方面引起電樞電流的大幅度增加，使電動機燒毀；另一方面，可能引起轉速急劇升高。過高的轉速造成換相不良。到使電動機轉子遭到破壞。因此，并勵電動機在運行中應絕對避免勵磁回路斷線。針對勵磁回路斷線的故障，應采取必要的保護措施。試述并勵直流電動機的調速方法，并說明各種方法的特點。答并勵直流電動機的調速方法有以下三種：（1）改變勵磁電流調速。這種調速方法方便，在端電壓一定時，只要調節勵磁回路中的調節電阻便可改變轉速。由于通過調節電阻中的勵磁電流不大。故消耗的功率不大，轉速變化平滑均勻，且范圍寬廣。接入并勵回路中的調節電阻為零時的轉速為最低轉速，故只能“調高”，不能“調低”。改變勵磁電流，機械特性的斜率發生變化并上下移動。為使電機在調速過程中得到充分利用，在不同轉速下都能保持額定負載電流，此法適用于恒功率負載的調速。（2）改變電樞端電壓調速。當勵磁電流不變時，只要改變電樞端電壓，即可改變電動機的轉速，提高電樞端電壓，轉速升高。改變電樞端電壓，機械特性上下移動，但斜率不變，即其硬度不變。此種調速方法的最在缺點是需要專用電源。在保持電樞電流為額定值時，可保持轉矩不變，故此法適用于恒轉矩的負載調速。（3）改變串入電樞回路的電阻調速。在端電壓及勵磁電流一定、接入電樞回路的電阻為零時，轉速最高，增加電樞路電阻轉速降低，故轉速只能“調低”不能“調高”。增加電樞電阻，機械特性斜率增大，即硬度變軟，此種調速方法功率損耗大，效率低，如果串入電樞回路的調節電阻是分級的，則為有級調速，平滑性不高，此法適用于恒轉矩的負載調速。五、計算一臺四極、82kW、230V、971r/min的他勵直流發電機，如果每極的合成磁通等于空載額定轉速下具有額定電壓時每極磁通，試求當電機輸出額定電流時的電磁轉矩。解額定電流他勵電機，額定電樞電流依題意有電磁轉矩3．一臺并勵直流電動機的額定數據如下：PN＝17kw，UN＝220V，n＝3000r/m，IN＝88.9A，電樞回路電阻ra=0.0896歐，勵磁回路電阻Rf＝181.5歐，若忽略電樞反應的影響，試求：（1）電動機的額定輸出轉矩；（2）在額定負載時的電磁轉矩；（3）額定負載時的效率；（4）在理想空載（Ia＝0）時的轉速；（5）當電樞回路串入電阻R＝0.15歐時，在額定轉矩時的轉速。解（1）N·m（2）AVwN·m（3）N·mw＝18602.13+87.6882×0.0896+1.2122×181.5＝19557.7w（4）（5）因為調速前后不變，所以不變★一臺串勵直流電動機UN＝220V，n＝1000r/m，IN＝40A，電樞回路電阻為0.5歐，假定磁路不飽和。試求：（1）當Ia＝20A時，電動機的轉速及電磁轉矩？（2）如果電磁轉矩保持上述值不變，而電壓減低到110V，此時電動機的轉速及電流各為多少？解：V（1），所以Ｎ·m（2）串勵且轉矩保持不變，所以不變，不變＝20A5一臺直流串勵電動機，額定負載運行，UN＝220V，n＝900r/m，IN＝78.5A，電樞回路電阻ra=0.26歐，欲在負載轉矩不變條件下，把轉速降到700r/m，需串入多大電阻？解：串勵且不變，側前后不變，不變。所以AV所以已知某直流電動機銘牌數據如下，額定功率，額定電壓，額定轉速，額定效率，試求該電機的額定電流。解：對于直流電動機，故該電機的額定電流試計算下列各繞組的節距，，和，并求并聯支路對數。右行短距單迭繞組：2P＝4，Z＝S＝22；解：（1）＝＝＝1＝1-5＝-4a＝2（2）＝＝5＝＝1＝1-5＝-4a＝2第四章交流繞組的共同問題一、填空一臺50Hz的三相電機通以60Hz的三相對稱電流，并保持電流有效值不變，此時三相基波合成旋轉磁勢的幅值大小，轉速，極數。答：不變，變大，不變。★單相繞組的基波磁勢是，它可以分解成大小，轉向，轉速的兩個旋轉磁勢。答：脈振磁勢，相等，相反，相等。有一個三相雙層疊繞組，2p=4,Q=36,支路數a=1，那么極距=槽，每極每相槽數q=，槽距角α=，分布因數=，，節距因數=,繞組因數=。答：9，3，20°，0.96，0.98，0.94★若消除相電勢中次諧波，在采用短距方法中，節距=。答：★三相對稱繞組通過三相對稱電流，順時針相序（a-b-c-a）,其中，當Ia=10A時，三相基波合成磁勢的幅值應位于；當Ia=-5A時，其幅值位于。答：A相繞組軸線處，B相繞組軸線處?！飳⒁慌_三相交流電機的三相繞組串聯起來，通交流電，則合成磁勢為。答：脈振磁勢。★對稱交流繞組通以正弦交流電時，υ次諧波磁勢的轉速為。答：三相合成磁動勢中的五次空間磁勢諧波，在氣隙空間以基波旋轉磁動勢的轉速旋轉，轉向與基波轉向，在定子繞組中，感應電勢的頻率為，要消除它定子繞組節距=。答：1/5,相反，f1,★★設基波極距為τ，基波電勢頻率為f，則同步電機轉子磁極磁場的3次諧波極距為；在電樞繞組中所感應的電勢頻率為；如3次諧波相電勢有效值為E3，則線電勢有效值為；同步電機三相電樞繞組中一相單獨流過電流時，所產生的3次諧波磁勢表達式為。三相繞組流過對稱三相電流時3次諧波磁勢幅值為。答：，3f,0,,0★某三相兩極電機中，有一個表達式為δ=FCOS（5ωt+7θS）的氣隙磁勢波，這表明：產生該磁勢波的電流頻率為基波電流頻率的倍；該磁勢的極對數為；在空間的轉速為；在電樞繞組中所感應的電勢的頻率為。答：5，7p,，二、選擇填空當采用繞組短距的方式同時削弱定子繞組中五次和七次諧波磁勢時，應選繞組節距為。A：B：4/5C：6/7D：5/6答：D★三相對稱交流繞組的合成基波空間磁勢幅值為F1,繞組系數為kw1，3次諧波繞組系數為kw3，則3次空間磁勢波的合成幅值為。Ａ：０；Ｂ：；Ｃ：答：A三相四極36槽交流繞組，若希望盡可能削弱5次空間磁勢諧波，繞組節距取。A：=7B：=8C：=9答：A交流繞組的繞組系數通常為。Ａ：<1；Ｂ：>0；Ｃ：=1答：A★三相對稱交流繞組的基波電勢幅值為E1,繞組系數為kw1，3次諧波繞組系數為kw3，則3次諧波電勢幅值為。Ａ：０；Ｂ：；Ｃ：答：A★一臺50Hz的三相電機通以60Hz的三相對稱電流，并保持電流有效值不變，此時三相基波合成旋轉磁勢的幅值大小，轉速，極數。A：變大；B：減??；C：不變。答：C，A，C單相繞組的基波磁勢是。A：恒定磁勢；B：脈振磁勢；C：旋轉磁勢。答：B交流電機定、轉子的極對數要求。A：不等；B：相等；C：不可確定。答：B★交流繞組采用短距與分布后，基波電勢與諧波電勢。A：都減?。籅：不變；C：基波電勢不變，諧波電勢減小。答：A三相合成磁動勢中的五次空間磁勢諧波，在氣隙空間以基波旋轉磁動勢的轉速旋轉。A：5倍；B：相等；C：1/5倍。答：C三、判斷★采用分布短距的方法，可以削弱交流繞組中的υ次諧波電勢。（）答：對三相對稱交流繞組中無三及三的倍數次諧波電勢。（）答：錯交流繞組的繞組系數均小于1。（）答：對★五次諧波旋轉磁勢的轉向與基波旋轉磁勢轉向相同。（）答：錯單相繞組的脈振磁勢不可分解。（）答：錯★交流電機與變壓器一樣通以交流電，所以他們的感應電勢計算公式相同。（）答：錯要想得到最理想的電勢，交流繞組應采用整距繞組。（）答：錯極相組A的電動勢與極相組X的電動勢方向相反，電流方向也相反。（）答：對交流電機勵磁繞組中的電流為交流量。（）答：錯交流繞組采用短距與分布后，基波電勢與諧波電勢都減小了。（）答：對交流繞組連接時，應使它所形