《直流电机》《变压器》课堂提问问题.

1、直流电机变压器课堂提问一、直流发电机工作原理、结构、励磁方式1.直流电机线圈内的电流是交流还是直流？电刷两端的是交流还是直流？线圈交流；电刷直流2. 电刷和换向器是转动的还是静止的？电刷静止，换向器转动3. 电刷加换向器在直流发电机和电动机中分别起什么作用？电刷和换向器起整流器作用；在直流发电机中，起“整流”作用，把电枢绕组的交变电流从换向器和电刷输出变成直流电流；在直流电动机中，起“逆变”作用，把输入的直流电流通过电刷和换向器送入电枢绕组转变为交变电流。4. 一台电机既可以作为发电机运行又可以作为电动机运行，这种原理称作什么？电机的可逆性，电机的可逆性适用于其他各种电机5. 直流电机中I、I

2、a、If分别称为什么电流？I：电压电流；Ia：电枢电流；If：励磁电流6. 他励机的I与Ia之间的关系如何？I=Ia7. 串励机的I、Ia、If之间的关系如何？I=Ia=If8. 并励电动机I、Ia、If之间的关系如何？I=Ia+If9. 并励发电机I、Ia、If之间的关系如何？Ia=I+If10. 串励与并励绕组产生的磁通（磁势）方向相同，称为什么复励？方向相反称为什么复励？积复励；差复励二、直流电机电枢绕组、单叠绕组展开图1.直流绕组是单层还是双层绕组？所有线圈是如何连接在一起的？双层绕组；线圈的连接规律是后一个线圈的首端与前一个线圈的末端通过换向片连接，所有线圈连成一个闭合回路。2. 直

3、流绕组的线圈数S、换向片数K、实槽数Q、每槽内的虚槽数u、虚槽数Qu之间的关系如何？S=K=Qu=uQ3. 同一个线圈的上层边和下层边在电枢表面跨过的虚槽数称为什么节距？符号是什么？第一节距，y14.第一个线圈的下层边与相串联的第二个线圈的上层边在电枢表面跨过的虚槽数称为什么节距？符号是什么？第二节距，y25.相串联的两个线圈的对应边在电枢表面跨过的虚槽数称为什么节距？符号是什么？合成节距，y6. 什么叫做极距？Qu=16、p=2的直流绕组，=？极距指一个磁极所跨过的距离，y1=±，=Qu/2p；=47. 什么叫做整距绕组？短距绕组？长距绕组？当=0时，y1=，叫做整距绕组；当y1&

4、lt;时成为短距绕组；当y1>时成为长距绕组8. 电刷放置的原则应使被短路线圈的感应电势为多大？该线圈处在什么位置？电刷放置的原则是使正、负电刷间引出的电动势为最大，被电刷短路的线圈电动势为零。因此电刷的实际位置应放在换向器几何中性线上，即在磁极中性线下。线圈：轴线与主极中心线重合。三、直流电机的空载、负载磁场1.正负电刷间的电势称为电枢绕组感应电势（简称电枢电势）Ea，它与支路电势是什么关系？电枢电势Ea=支路电势2. 电刷引出的电流称为电枢电流Ia，它与支路电流ia是什么关系？电枢电流Ia=支路电流之和=2aia3. 每个线圈每经过一次电刷，线圈电流就会怎样变化？线圈电流方向变换一次

5、4. 直流电机空载和负载时气隙中分别存在什么磁场？空载：If建立的励磁（主极）磁场；负载：Ia产生电枢磁场，If产生主极磁场。5. 什么叫电枢反应？负载时，电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应。6. 当电刷在与不在几何中性线时的电枢反应分别是什么性质的？其作用是什么？电刷在几何中性线上时：电枢磁动势是交轴电枢磁动势，电枢磁场与主轴磁场在空间始终保持相对静止，电枢磁动势沿电枢表面呈三角形分布。电刷不在几何中性线上时：除产生交轴电枢磁动势外，还产生直轴电枢磁动势。7. 如何移动电刷可使直流发电机产生直轴增磁和直轴去磁的电枢反应？直轴去磁：电刷顺电枢的旋转方向从几何中性线移开角，直轴电枢磁动势与主

6、极磁动势的方向相反，直轴电枢反应起去磁作用；直轴增磁：电刷逆旋转方向移动角，直轴电枢磁动势与主极磁动势的方向相同，则值周点数反应起增磁作用。8. 如何移动电刷可使直流电动机产生直轴增磁和直轴去磁的电枢反应？直轴去磁：电刷逆电枢的旋转方向从几何中性线移开角，直轴电枢磁动势与主极磁动势的方向相同，直轴电枢反应起去磁作用；直轴增磁：电刷顺旋转方向移动角，直轴电枢磁动势与主极磁动势的方向相反，则值周点数反应起增磁作用。（直轴增磁：发电机逆向，电动机顺向；直轴去磁：发电机顺向，电动机逆向）四、直流电机的基本方程1.直流电机电枢绕组感应电势Ea的公式如何？Ea=Cen，=BS，电动势常数Ce=pZa/60

7、a=2. 直流电机电磁转矩Te的公式如何？Te=CTIa ，电矩常数CT=pZa/2a=，Ia 电枢电流3. 转矩常数CT与电势常数Ce的关系如何？Ct=9.55Ce4. 直流发电机的Ea大还是U大？其电压方程如何？Ea>U，Ea=U+IaR+2Us=U+IaRa，R为电枢绕组的电阻，Us为电刷的接触电压降，Ra为电枢回路的总电阻（包括电刷绕组和电刷的接触电阻）5. 直流电动机的Ea大还是U大？其电压方程如何？Ea<U，U=Ea+IaR+2Us=Ea+IaRa6. 直流发电机的转矩方程如何？电磁转矩Te和机械转矩T1哪个是驱动转矩？哪个是制动转矩？T1=T0+Te，T1是驱动转矩，

8、Te是制动转矩，T0是空载转矩，Te与n反向7. 直流电动机的转矩方程如何？电磁转矩和机械转矩哪个是驱动转矩？哪个是制动转矩？Te=T0+T2，Te是驱动转矩，T2是制动转矩，Te与n同向8. 直流电机中，电方面的损耗有哪些？机械方面的损耗有哪些？电损耗：pCua，PCuf。P1=pCUf+pCua+Pe，P1为从线路输入的总电功率，P1=UI；Pe为电磁功率，Pe=EaIa；pCua为电枢回路的总铜耗，pCua=Ia2Ra；pCuf为励磁铜耗，pCuf=If2Rf=IfU=Pf；机械损耗：p0=P+pFe+p=T0P1=p0+Pe，Pe=p0+P2，P2为输出的机械功率，P2=T2；p0为克

9、服机械损耗p、铁耗pFe以及杂散损耗P所需的功率。(电动机：P1【电】-Pe-P2【机械】发电机：P1【机械】-Pe-P1【电】)9. 直流电机的电磁功率Pe分别用电量和机械量描述的公式如何？Pe=EaIa=Te，=2n/6010. PN在发电机中指什么功率？在电动机中指什么功率？PN在发电机中指输出的电功率，在电动机中指输出的机械功率。11. 已知直流电机的PN、UN、N，求电动机IN和发电机IN的公式如何？发电机：IN=PN/UN；电动机：IN=PN/UNN五、直流发电机的运行特性1.直流发电机的空载特性中，励磁电流If=0时电压Ur称为什么电压？剩磁电压2. 为什么额定电压UN应位于空载

10、特性的拐弯点？因为位于空载特性的拐弯点以下，磁路未饱和，拐弯点以上，磁路太饱和。3. 他励发电机外特性中，电压U下降的原因有哪两个？为何并励比他励发电机U下降得快？U=Ea-IaRa=Cen-IaRa不考虑饱和，If为常值，为常值，n、Ea也是常值，于是随着负载电流的增加，电枢电路的压降IaRa逐渐增加，发电机的端电压U下降；考虑到饱和，随着负载电流的增加，交轴电枢反应的去磁作用加强，略有减小，使Ea随之降低，再计及IaRa，端电压U下降程度略有增加。（下降程度比严重）他励发电机的电压调整率uN一般为5%10%，可见负载变化时，发电机的端电压变化不大，为硬特性，因此基本上可作为一个恒压的直流电

11、源。4. 电压调整率的定义如何？UN=(U0-UN)/UN×100%5. 他励发电机的调整特性随负载电流增大是如何变化的？他励发电机的调整特性曲线是随负载电流的增大而向上翘的。6. 直流电机效率达到最大值的条件是什么？当发电机的不变损耗等于可变损耗时，电动机的效率达到最高。7. 当可变损耗大于不变损耗时，随着负载增大，效率如何变化？频率降低8. 当可变损耗小于不变损耗时，随着负载增大，效率如何变化？频率增高9. 并励发电机自励建压的三个条件是什么？首先，电机的磁路中必须要有剩磁；其次，励磁磁动势与剩磁的方向相同；最后，励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。10. 为何并励发电机稳态短路时

12、的电流很小？短路电压仅由剩磁电动势所产生。六、直流电动机的运行特性1.他励（并励）直流电动机的转速特性中，转速公式如何？额定转速公式如何？转速公式：n=Ea/Ce=U/(Ce)-RaIa/(Ce)额定转速公式：nN=(UN-IaNRa)/(CeN),IaN=IN-IfN2. 直流电动机机械特性数学表达式如何？理想空载转速公式如何？机械特性表达式：n=U/Ce-RaTe/(CTCe2)=n0-kTe(k为斜率)理想空载转速公式：n0=U/(Ce)3. 自然机械特性与人工机械特性有何区别？自然机械特性：当电枢回路没有串联外加电阻（并励电动机有额定励磁电流）时的机械特性。人工机械特性：当电枢回路串接

13、外加电阻、或非额定电压、非额定励磁电流时的机械特性。（自然机械特性：U=UN，=N，电枢外串电阻R=0人工机械特性：以上三个条件之一不符合为人工机械特性）4. 电动机拖动机械负载匀速运行的工作点是哪一点？n=f(Te)与n=f(T2+T0)两条曲线的交点A为机组的工作点，此时的电动机的电磁转矩正好与机械负载的制动转矩相平衡，转速为n。5. 电动机拖动系统稳定运行条件是什么？电动机的机械特性应上翘还是下降？机组稳定运行的条件是在工作点A处电磁转矩（Te）的变化率要小于制动转矩(T2+T0)的变化率，即dTe/dn<d(T2+T0)/dn；下降6. 串励直流电动机是否允许空载运行？若空载运行

14、会出现何现象？串励直流电动机不允许空载运行，否则会产生飞车现象。7. 串励直流电动机与他励（并励）电动机相比，其转矩特性有什么特点？串励直流电动机的电磁转矩将随着电枢电流的增大，成平方关系上升；随着负载的增加，串励磁动势增大，磁路饱和，此时非常接近常值，电磁转矩将与电枢电流呈正比关系增大。他励（并励）直线增大，串励平方增大。8. 复励电动机通常接成什么复励？其串励绕组称为什么绕组？起什么作用？复励电动机通常结成积复励；串励绕组又称为“稳定绕组”，在电枢反应的去磁作用受到抑制而转速特性不致上翘时，可以保证电动机的稳定运行。七、直流电动机的起动、调速、制动、串励直流电动机的运行特性1.直流电动机的

15、起动方法有哪几种？直接启动，串变阻器启动，降压启动2. 电动机拖动系统是通过改变电动机机械特性还是改变负载机械特性实现调速？改变电动机机械特性。3. 直流电动机降压调速时，随着电压下降电动机的转速n、机械特性的、斜率K如何变化？转速n随电压U的下降而下降；机械特性n0随U的下降而下降；斜率K不变4. 电枢回路串电阻调速时，随着调节电阻增大，电动机的转速n、机械特性的、斜率K如何变化？转速n随电阻R的增大而减小；机械特性n0随R的增大而降低，斜率K增大。5. 弱磁调速时，随着磁通减弱，电动机的转速n、机械特性的、斜率K如何变化？转速n随磁通减弱而上升，机械特性n0随磁通减弱而上升，斜率K减小。6

16、. 当Te与n同向或Te与n反向时，电动机运行在什么状态？其机械特性分别在第几象限？同向：电动状态，第一、三象限；反向：制动状态，第二、四象限7. 直流电动机能耗制动时U=？=？其机械特性有何特点？U=0，n0=0，机械特性过原点。8. 电压反接制动时机械特性在第几象限？此时U、n大于0还是小于0？第二象限，U<0,n0<0,n>0,Te<09. 电动势反接制动时机械特性在第几象限？此时U、n大于0还是小于0？第四象限，U>0,n0>0,n<0,Te>010. 当n<0、Te<0时电机运行在什么状态？反向电动状态11. 回馈制动（发电

17、制动）时n与、Ea与U的大小关系如何？|n|>|n0|,Ea>U八、变压器工作原理、结构、额定值、空载运行1.变压器接电源的绕组称为什么绕组？接负载的绕组称什么绕组？一次绕组（原方绕组，初级绕组）；二次绕组（副方绕组，次级绕组）2. 升压变压器和降压变压器的N1、N2关系如何？e1/e2=N1/N2=k(变比)升压变压器：e2>e1,k<1降压变压器：e1>e2,k>13. 变压器的磁路部分是什么？电路部分是什么？铁心；绕组4. 变压器U2N的定义是什么？原方接U1N时，副方的开路电压。5. 三相变压器的额定电压、额定电流指线值还是相值？它们与额定容量(SN

18、)的关系如何？线值。SN=(3)U1NI1N=(3)U2NI2N(相值：SN=3U1NI1N)(三相：Y：UN=(3)UN,IN=IN;:UN=UN,IN=(3)IN)6. 主磁通在原、副方感应电势的有效值等于多少？有效值相量等于多少？原方感应电势的有效值：E1=N1m/(2)=2fN1m/(2)=(2)fN1m，有效值向量：4.44fN1m;副方感应电势的有效值：E2=N2m/(2)=(2)fN2m，有效值向量：-j4.44fN2m7. 变压器准确的变比公式有哪几个？近似变比公式有哪几个？k=e1/e2=E1/E2（相值）=N1/N2|u1/u20|U1N/U2NI2N/I1N8. 变压器原

19、方漏阻抗和励磁阻抗中，、分别表征了什么？R1为变压器原方绕组的漏磁电阻；Rm为变压器的励磁电阻，它是表征铁心损耗的一个等效参数；X1为变压器原方绕组的漏磁电抗，简称漏抗，它是表征绕组漏磁效应的一个参数；Xm为变压器的励磁电抗，它是表征铁心磁化性能的一个等效参数；9. 变压器空载时的电流又称为什么电流？空载电流，励磁电流10. 变压器空载时的电压方程如何？Ù1=-È1-È1+Ì10R1=Ì10(Rm+jXm)+Ì10(R1+jX1)=Ì10Zm+Ì10Z1（Z1=R1+jX1）九、变压器负载运行1.变压器的电源电压不

20、变，随着负载变化励磁电流、主磁通将如何变化？不变2. 变压器副方的量归算到原方时，电流、电势电压、阻抗的归算规律如何？电流：Ì2=N2Ì2/N1=Ì2/k电势电压：È2=kÈ2=È1，Ù2=kÙ2阻抗：R2=k2R2，X2=k2X2，Z2=k2Z23. 画出变压器的T型等效电路。4. 与T型等效电路对应的电压方程式。Ù1=Ì1(R1+jX1)-È1Ù2=È2-Ì2(R2+jX2)5. T型等效电路中励磁支路的电势方程如何？È1=È2=-

21、Ìm(Rm+jXm)6. T型等效电路的电流方程式如何？Ì1+Ì2=Ìm十、变压器的简化等值电路、空载试验、短路试验1.画出变压器的简化等值电路，写出其电流方程。Ì1=-Ì22. 简化等值电路中Rk=R1+R2，Xk=X1+X2，Zk=Rk+jXk=Z1+Z23. 变压器空载试验可计算什么参数？公式如何？|Zm|U1/I0，I0=ImRmP0/I02，P0=I02Rm=PFe(空载铁耗)Xm=(|Zm|2-Rm2)4. 空载试验通常在那一侧加压？测得的参数要归算到高压侧需作何处理？低压侧加电压，高压侧开路，测得的参数×k2归

22、算到高压侧，k=U1/U25. 变压器短路试验可计算什么参数？公式如何?|Zk|Uk/Ik，Ik=I1RkPk/Ik2Xk=(|Zk|2-Rk2)6. 短路试验通常在那一侧加压？测得的参数需作什么处理？高压侧加电压，若高压为二次侧，需归算到低压侧，高压侧各参数应乘以k2，低压侧各参数应除以k27. 空载损耗是什么损耗？短路损耗是什么损耗？铁耗；铜耗8. 对三相变压器，计算公式中的量是相值还是线值？相值十一、标幺值、变压器的外特性和电压变化率1.求U1、U2、I1、I2的标幺值时，其基值分别是什么？U1N，U2N，I1N，I2N2. 线值U1NL、 I1NL与相值U1N、I1N的基值和标幺值分别

23、是什么？额定值的标幺值等于多少？基值：U1NL，I1NL；U1N，I1N；标幺值：U1NL*，I1NL*；U1N*,I1N*；（U1NL*=U1N*，I1NL*=I1N*）额定值的标幺值：13. 归算前与归算后的电流标幺值与关系如何？I2*=I2*4. 在简化等值电路中，电流标幺值方程如何？I1*=I2*=I2*=I*负载系数5. 阻抗基值的定义如何？Z1N=U1N/I1N；Z2N=U2N/I2N6. 短路电压的定义是什么？短路电压标幺值与短路阻抗标幺值的大小关系如何？将变压器二次绕组短接在一次侧绕组加电压使二次绕组中电流达额定值，这时将一次侧绕组所加的电压值与额定电压值之比的百分数，称短路电

24、压百分数(或阻抗电压百分数)。uk=短路电压（阻抗电压）标幺值UkN*=UkN/U1N=Zk/Zw=短路阻抗标幺值Zk*7. 利用短路参数计算电压调整率的公式如何？其中表示什么？当额定负载时u=I*(Rk*cos2+Xk*sin2)×100%电流标幺值 Ì*=Ì2*=Ì1*额定负载时I*=18. 变压器带容性负载、纯阻负载、感性负载时的外特性和电压变化率各有什么特点？容性负载（2<0）：u<0；纯阻负载（2=0）：u=0；感性负载（2>0）：u>0；十二、变压器的效率特性、三相变压器的磁路、连接组、并联运行1.变压器的效率公式如何

25、？其中是什么损耗？是什么损耗？额定负载时变压器的效率：=P2/P1=(P1-p)/P1=1-p/P1=P2/(P2+p)变压器额定效率：=I2*SNcos2/(I2*SNcos2+p0+I2*pkN)p0是空载损耗,pFe=p0；pkN是短路损耗,pCu=(I2*2)pkN；额定负载时I2*=12. 变压器达到最大效率时、最大效率I2*=(p0/pkN)max=I2*SNcos2/(I2*SNcos2+2p0)最大效率时：pCu=pFe=p0=(I2*2)pkN3. 三相变压器组和三相心式变压器的各相磁路有什么不同？三相变压器组：把三台完全相同的单相变压器在电路上按一定方式连接起来，组成一个三项系统，称为三相变压器组。三相变压器组的各项磁路是彼此