2020年电机学全套复习题库及答案（完整版）Δ0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？0-2 在图0-3中，当给线圈N 1外加正弦电压u 1时，线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？ 0-3 感应电动势=edtd ψ-中的负号表示什么意思？Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。
0-5 电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么？0-7 在图0-2中，已知磁力线l 的直径为10cm ，电流I 1 = 10A ，I 2 = 5A ，I 3 = 3A ，试求该磁力线上的平均磁场强度是多少？∨0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N 1、N 2中通入直流电流I 1、I 2，试问： （1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少？（2） N 2中电流I 2反向，总磁动势又为 多少？（3） 若在图中a 、b 处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少？ （4） 比较1、3两种情况下铁心中的B 、H 的图0-9 习题0-8附图相对大小，及3中铁心和气隙中H 的相对大小？解：1）22111N I N I F -= 2）22112N I N I F +=3）221113N I N I F F -==不变4）由于31F F =，而31m m R R <<，所以31φφ>>，31B B >>，31H H >>。
在3）中，δB B Fe =，由于0μμ>>Fe ，所以0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<=∨0-9 两根输电线在空间相距2m ，当两输电线通入的电流均为100A 时，求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少？并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。
解：由H B I R H 0,2.μπ==，得每根输电线单位长度上所受的电磁力为m N lI R I BlI f .1022110010423270--=⨯⨯⨯⨯===πππμ当电流同向时，电磁力为吸力；当电流反向时，电磁力为斥力。
如下图所示：∨0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为2Ω。
将其接入110V 交流电源，测得输入功率为22W ，电流为1A ，试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。
解：w p p p cuFe 2021222=⨯-=-∑=2.0111022cos =⨯==S P ϕ第一篇 变 压 器第 1 章1-1 变压器是根据什么原理进行电压变换的？变压器的主要用途有哪些？Δ1-2 变压器有哪些主要部件？各部件的作用是什么？ 1-3 铁心在变压器中起什么作用？如何减少铁心中的损耗？ Δ1-4 变压器有哪些主要额定值？原、副方额定电压的含义是什么？ ∨1-5 一台单相变压器，S N =5000kVA ，U 1N /U 2N =10/6.3kV ，试求原、副方的额定电流。
解：A U S I N N N50010101050003311=⨯⨯== A U S I N N N65.793103.61050003322=⨯⨯== ∨1-6 一台三相变压器，S N =5000kVA ，U 1N /U 2N =35/10.5kV ，Y ，d 接法，求原、副方的额定电流。
解：A U S I N N N 48.821035310500033311=⨯⨯⨯==A U S I NNN 9.274105.10310500033322=⨯⨯⨯==第2 章Δ2-1在研究变压器时，原、副方各电磁量的正方向时如何规定的？2-2在变压器中主磁通和原、副绕组漏磁通的作用有什么不同？它们各是由什么磁动势产生的？在等效电路中如何反映它们的作用？Δ2-3为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势，当铁心不饱和时激磁电流呈何种波形？当铁心饱和时情形又怎样？Δ2-4变压器的外加电压不变，若减少原绕组的匝数，则变压器铁心的饱和程、、空载电流、铁心损耗和原、副方的电动势有何变化？Δ2-5一台额定电压为220/110V的变压器，若误将低压侧接到220V的交流电源上，将会产生什么样的后果？Δ2-6变压器折算的原则是什么？如何将副方各量折算到原方？2-7变压器的电压变化率是如何定义的？它与哪些因素有关？Δ2-8为什么可以把变压器的空载损耗看作变压器的铁耗，短路损耗看作额定负载时的铜耗？Δ2-9 变压器在高压側和低压側分别进行空载试验，若各施加对应的额定电压，所得到铁耗是否相同？∨2-10一台单相变压器，S N=5000kVA,U1N/U2N=35/6.0kV,f N=50H Z,铁心有效面积A=1120cm2，铁心中的最大磁密B m=1.45T，试求高、低压绕组的匝数和变比。
解: 高压绕组的匝数152410112045.125044.4103544.444.443111=⨯⨯⨯⨯⨯==≈-πφAfB U f U N av Nm N变压器的变比83.56352121==≈=kV kVU U N N k NN 低压绕组的匝数26183.5152412===k N N2-11一台单相变压器，S N =100kV A ，U 1N /U 2N =6000/230V ，R 1=4.32Ω，x 1σ=8.9Ω，R 2=0.0063Ω，x 2σ=0.013Ω。
求：1) 折算到高压侧的短路参数R k 、x k 和Z k ； 2) 折算到低压侧的短路参数R 'k 、x 'k 和Z 'k ；3) 将1）、2）的参数用标么值表示，由计算结果说明什么问题？ 4) 变压器的短路电压u k 及其有功分量u kr 、无功分量u kx ；5) 在额定负载下，功率因数分别为cos ϕ2=1、cos ϕ2=0.8（滞后）、cos ϕ2=0.8（超前）3种情况下的△U ％。
解: 1)1.26230600021===V VU U k N NΩ=⨯+='+=61.80063.01.262.43221R R R kΩ=⨯+='+=76.17013.01.269.8221σσx x x kΩ=+=+=74.1976.1761.82222k k k x R Z2) Ω=+=+'='0126.00063.01.26/2.43221R R R kΩ=+=+'='0261.0013.01.26/9.8221σσx x x kΩ=+='+'='029.00261.001264.02222k k kx R Z3)Ω=⨯===3601010060003221111N N N N NS U I U Z 0239.036061.8/1===*N k k Z R R0493.036076.17/1===*N k k Z x x0548.036073.19/1===*N k k Z Z ZΩ=⨯===529.010100/2303222222N N N N N S U I U Z**==='='k N k kR Z R R 0239.0529.0/01265.0/2**==='='k N k kx Z x x 0493.0529.0/0261.0/2 **==='='k N k kZ Z Z Z 0548.0529.0/029.0/24) %48.5%100=⨯=*k kZ u %39.2%100=⨯=*k krR u%93.4%100=⨯=*k kx x u5) △U 1％＝β( R k * cos ϕ2+ x k * sin ϕ2) ×100％ =(0.0239×1.0+0.0493×0) ×100％ =2.39％△U 2％＝β( R k * cos ϕ2+ x k * sin ϕ2) ×100％ =(0.0239×0.8+0.0493×0.6) ×100％ =4.87％△U 3％＝β( R k * cos ϕ2+ x k * sin ϕ2) ×100％ =(0.0239×0.8 - 0.0493×0.6) ×100％ = -1.05％2-12一台三相变压器，S N =750kV A,U 1N /U 2N =10000/400V ,Y,d 接法，f=50HZ 。
试验在低压侧进行，额定电压时的空载电流I 0=65A ，空载损耗p 0=3700W ；短路试验在高压侧进行，额定电流时的短路电压U k =450V ，短路损耗p kN =7500W （不考虑温度变化的影响）。
试求：1) 折算到高压边的参数，假定R 1=R '2=k R 21,x 1σ=x '2σ=kx 21；2) 绘出T 形电路图，并标出各量的正方向；3) 计算满载及cos ϕ2=0.8（滞后）时的效率ηN ； 4) 计算最大效率ηmax 。
解：1)W W p p 12333700313100=⨯==ϕ,A I I 53.37365300===ϕΩ==='≈'66.1053.37400020A VI U Z Z N mϕϕΩ==≈'875.0)53.37(12332200A WI p R mϕϕΩ=Ω-Ω='-'='62.10)875.0()66.10(2222m m mR Z x折算至高压侧的激磁参数：43.1440031000021===ϕϕN N U U kΩ=Ω⨯='=222066.1043.1422mm Z k ZΩ=Ω⨯='=182875.043.1422m mR k R Ω=Ω⨯='=221162.1043.1422mm x k x短路参数计算：V V U U k k 8.25934503===ϕW W p p k k 250075003131=⨯==ϕAU S I I N N Nk 3.43100003107503311=⨯⨯===Z k =kk I U ϕ=Ω=63.438.259A VR k =Ω==33.1)3.43(250022A WI P k k ϕX k =22k k R Z -=Ω=Ω-Ω85.5)33.1()6(22 Ω=Ω⨯=='=665.033.1212121k R R RΩ=Ω⨯=='=93.285.5212121k x x x σσ2) T 形电路图如下：4) 满载时的效率%17.98%100)5.717.38.075015.717.31(%100)cos1(22222=⨯⨯++⨯⨯⨯+-=⨯+++-=kWkWkVAkWkWppSppkNNkNNβϕββη702.075003700==WWppkNmβ%27.98%100)7.328.0750702.07.321(%100)2cos21(2max=⨯⨯+⨯⨯⨯-=⨯+-=kWkVAkWpSpNmϕβη3-11根据题图3-2的接线图，确定其联结组别。