电机学期末试题及答案2

1、11 / 9电机学期末试题及答案2（华南理工大学电力学院2 0 0 5.6 ）姓名 班级 学号（指班内序号）_成绩注意：1. 一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置；2.四、五、六题写在答题纸上；3.不得自带草稿纸；4 答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）右下角写上自己的名字；才可拆开试卷。一、填空（25分）1. 电机是装置。2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后； 不变；不变。3. 变压器的效率在达到最大值。4. 为了使电动势波形接近正弦波；三相变压器比较好的绕组联结方法为：5. 自耦变压器功率传递的特点为 6. 短距因数的物理意义为 7. 一相绕组的感应电动势计算公式为 ；其中的匝数

2、N是指8. 对称三相绕组、通对称三相电流；产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。其旋转的规律为：；其幅值为单相磁动势的 倍。9. 同步旋转磁场的转速 n （转每分钟）、极对数 p、电流频率f之间的关系为n=10. 感应电机转子反应的物理意义为11.为了获得感应电机的 归算。T型等效电路；需要对转子绕组进行 和13. 感应电机做堵转试验时；转子电流的频率为 14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率Pem ；可以分割成转子铜耗pcu2、总机械功率（转换功率）P。二者同Pem的关系为pcu2=； P =15. 同步电机的电枢反应是指16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时；之

3、间的关系。17. 功角的含义是： 从电路(电压)角度看； 它是 之间的夹角；从磁场角度 看；它是之间的夹角。18. 对于凸极同步发电机；已知电枢电流 I、电压U、功率因数cos、Xd、Xq;求取励磁电动势Eo时；需要利用一个虚拟电动势 Eq来求取I和E0的夹角o。19. 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同；2)_； 3)_二、正确的打“ v” ；错误的打“ ”(25分)1. 变压器一次侧接额定电压不变；则负载的主磁通比空载的主磁通略小。()2 .如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k= N1/N2;则一次侧归算到二次侧时；电动势和电压要乘以 k倍；电流乘以1/k倍；阻抗乘以k2倍

4、。()3考虑磁路的饱和时；如果变压器主磁通为正弦波；则产生主磁通励磁电流也是正弦波。()4 .三相变压器绕组采用 Y ； d连接时；共有1、3、5、7、9、11六个组 号。(5对称三相绕组通入对称三相电流时；除产生基波旋转磁动势外；还会产生3次、5次、7次、9次等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。()6对称三相绕组通入对称三相电流；当某相电流达到交流的最大值时；基波合成旋转磁动 势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。()7.只要电源电压不变；感应电动机的铁耗就基本不变。()&当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时；电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩 均为零。()9对绕线型感应电动机；转子串电阻

5、可以增大起动转矩；对笼型感应电动机；定子绕组串 电阻可以增大起动转矩。()10对感应电动机；进行恒转矩变频调速；基本上要求电源电压随频率正比变化。()11若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场；则电机运行于发电机状态。()12. 对于隐极同步发电机；其同步电抗等于电枢反应电抗。()13通常同步发电机工作在过励状态；以便提供无功功率；改善电网的功率。()14. 变压器的额定容量单位为kW。()15. 考虑铁耗时；变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。()16. 变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。()17. 电角度=机械角度X 2p。()18双层叠绕组的最多并联之路数为2。()19.正

6、常空载运行的三相感应电动机；忽然一相断线；则必然停转。()20感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。()21. 感应电动机的功率因数很高。()22. 同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。()23. 忽略电枢绕组电阻时；同步发电机的短路电流为纯直轴分量Id。()24. 忽略电枢绕组电阻、负载cos =0时；同步发电机的输出电流为纯交轴分量lq。()25单层绕组可以靠短距来消弱谐波。()三、单选题(13分)1变压器在负载运行时；建立主磁通的励磁磁动势是 。A 一次绕组产生的磁动势B二次绕组产生的磁动势C 一次和二次绕组产生的合成磁动势D以上都不对2. 一台三相电力变压器；二次侧带对称负载；

7、且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压； 则该负载一定是。A纯电阻负载B电感性负载C电容性负载D无法判断3两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行；则变压器所分担的容量之 标幺值_。A与短路阻抗成正比B与短路阻抗成反比C与短路阻抗标幺值成正比D与短路阻抗标幺值成反比4.由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势；旋转速度 。A等于零B是基波磁场转速的 倍C等于基波磁场转速D是基波磁场转速的倍5要消除三相绕组中的齿谐波磁动势；一般可以采用B分布绕组A短距绕组C斜槽6. 笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比;A起动电流、起动转矩均减小C起动电流、起动转矩均增加D无法消除。B起动电流减小、

8、起动转矩增加D起动电流增加、起动转矩减小7. 三相感应电动机对称运行时；定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为A始终同步B相对定子反向C相对定子同向、但不同步D有时同步、有时失步&同步发电机并联运行；有功功率一定；则 同步发电机的电枢电流最小。A过励时B正常励磁时C欠励时D励磁电流最小时9. 凸极同步电机负载运行时；电枢绕组产生的气隙电动势是由产生的。A转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同B转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同D转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同10. 汽轮发电机与水轮发电机的差别为 。A汽轮发电机转子为凸极结构B水轮发电机转速快C汽

9、轮发电机转子半径大D水轮发电机转子体积大11. 单相变压器 Uin /U2n=220/110V ;如果一次侧接 380V ;则主磁通将 。A 增大为380/220倍B不变C增大为380/110倍D减小12. 单相变压器 U1N /U2n=220/110V ;一次侧加220V时；空载电流为1A;今将一次、 次侧绕组顺极性串联；外施330V电压；则空载电流为 。A 1A2/3AC 1.5AD 3A13. 一台三相感应电动机；其空载转速为730转/分钟；则其极数2p=。A2B4C6D8四、简答题（15分）1. 写出变压器的基本方程式（电压、磁势等）2. 画出异步电机的T型等效电路、并标明各参数。3.

10、 画出凸极同步发电机的相量图（滞后功率因数时）；并标明各相量、角度。五、计算（14分）1. 单相变压器In = 15.15A ; U1n/U2n= 6600/6300V ; f= 50Hz ;短路试验在高压侧进行 （绕组温度已经为 75C）： Uk=3240V、lk=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路；假定 R1 = A、X1 X;求 R1、X1、R2、X2。2. 一台3相4极的绕线式感应电动机；nN=1450r/min ;转子每相电阻 R2=0.012 。设负载转矩保持为额定值不变；欲将转速从1450r/min降低到1050r/min ;求转子回路应该串入的电阻。（后附答题纸和草稿

11、纸）*电机 试题（参 考答案）一、填空（25分）1. 电机是（一种进行机电能量转换或将一种电压、电流等级转换成另外一种电压、电流等 级的）装置。2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后；（一、二次侧容量、功率）不变；（一、二次侧绕组磁势）不变。3. 变压器的效率在（铁耗与铜耗相等时）达到最大值。4. 为了使电动势波形接近正弦波；三相变压器比较好的绕组联结方法为：（一、二次侧至 少有一方为三角形联结；或有一方为星形带中性点接地联结）。5. 自耦变压器功率传递的特点为（一、二次侧既有直接的传导功率传递；又有间接的电磁感应功率传递）。6. 短距因数的物理意义为（元件短距时的电势同元件整距时的电势的比

12、值）。7. 一相绕组的感应电动势计算公式为（ k E=4.44fNwi）;其中的匝数 N是指（每相串联匝 数）。8. 对称三相绕组、通对称三相电流；产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。其旋转的规律 为：（哪相电流达到最大值；旋转磁势的轴线就转到同该相绕组轴线重合）；其幅值为单 相磁动势的（1.5 ）倍。9. 同步旋转磁场的转速 n （转每分钟）、极对数 p、电流频率f之间的关系为n= （60f / P）。10. 感应电机转子反应的物理意义为（转子绕组电流的基波磁势对气隙磁场的影响）。11. 为了获得感应电机的 T型等效电路；需要对转子绕组进行（ 频率）和（绕组）归算。13. 感应电机做堵转试验时

13、；转子电流的频率为（定子电流频率）。14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率 Pem;可以分割成转子铜耗 pcu2、总机械功率 （转换功率） PW。二者同 Pem 的关系为 pcu2= （ sPem）； PW = （1-s）Pem）。15. 同步电机的电枢反应是指（电枢电流的磁势对主极磁场的影响）。16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时；（端电压同励磁 电流）之间的关系。17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看；它是（励磁反电势与端电压）之间的夹角; 从磁场角度看；它是（主极励磁磁场同气隙合成磁场）之间的夹角。18. 对于凸极同步发电机；已知电枢电流I、电压U功

14、率因数cosj、人；求取励磁电动势E）时；需要利用一个虚拟电动势Eq来求取I和曰的夹角Y）o（）。19. 同步发电机机投入并网的条件为：1）相序相同；2）（频率相同）；3）（对应相的电压相等、且相位相同）。9对绕线型感应电动机；转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机；定子绕组串电阻可以增大起动转矩。（）10对感应电动机；进行恒转矩变频调速；基本上要求电源电压随频率正比变化。（V ）11. 若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场；则电机运行于发电机状态。（）12. 对于隐极同步发电机；其同步电抗等于电枢反应电抗。（）13通常同步发电机工作在过励状态；以便提供无功功率；改善电网的功率。（V

15、）14变压器的额定容量单位为kW。（）15. 考虑铁耗时；变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。（）16. 变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。（）17. 电角度=机械角度X 2p。（）18双层叠绕组的最多并联之路数为2。（）19. 正常空载运行的三相感应电动机；忽然一相断线；则必然停转。（）20. 感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。（）21. 感应电动机的功率因数很高。（）22. 同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。（）23. 忽略电枢绕组电阻时；同步发电机的短路电流为纯直轴分量Id。（V）24. 忽略电枢绕组电阻、负载cos =0时；同步发电机的输出电流为纯交轴分量lq

16、（）25. 单层绕组可以靠短距来消弱谐波。（）三、单选题（13分）1. 变压器在负载运行时；建立主磁通的激磁磁动势是_C。A 一次绕组产生的磁动势B二次绕组产生的磁动势C 一次和二次绕组产生的合成磁动势D以上都不对2. 一台三相电力变压器；二次侧带对称负载；且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压; 则该负载一定是C 。A纯电阻负载 断B电感性负载C 电容性负载D无法判3. 两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行；则变压器所分担的容量之 标幺值_D。A与短路阻抗成正比B与短路阻抗成反比C与短路阻抗标幺值成正比D与短路阻抗标幺值成反比4. 由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势；旋转

17、速度D 。A等于零B是基波磁场转速的倍C等于基波磁场转速D是基波磁场转速的 倍5.要消除三相绕组中的齿谐波磁动势；一般可以采用A短距绕组B分布绕组6.笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比;A起动电流、起动转矩均减小C起动电流、起动转矩均增加C 。C斜槽D无法消除A 。7三相感应电动机对称运行时；定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为丄。A始终同步 B相对定子反向 C相对定子同向、但不同步D有时同步、有时失步&同步发电机并联运行；有功功率一定；则B 同步发电机的电枢电流最小。A过励时B正常励磁时C欠励时D励磁电流最小时9. 凸极同步电机负载运行时；电枢绕组产生的气隙电动势是由 D 产生的。A转子主

18、极磁动势和直轴电枢磁动势共同B转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同D转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同10. 汽轮发电机与水轮发电机的差别为_D。A汽轮发电机转子为凸极结构B水轮发电机转速快C汽轮发电机转子半径大D水轮发电机转子体积大11.单相变压器 U1n /U2N-220/110V ;如果一次侧接380V ;则主磁通将A 。A增大为380/220倍B不变C增大为380/110倍D减小12. 单相变压器 Uin /U2n=220/110V ;次侧加220V时；空载电流为1A;今将一次、二次侧绕组顺极性串联；外施330V电压；则空载电流为_B。

19、A 1AB 2/3AC1.5AD 3A13. 一台三相感应电动机；其空载转速为730转/分钟；则其极数2p= _B_。A 2B 4C 6D8四、简答题(15分)1. 写出变压器的基本方程式(电压、磁势等)答：2. 画出异步电机的T型等效电路、并标明各参数。答：3. 画出凸极同步发电机的相量图(滞后功率因数时)；并标明各相量、角度。五、计算(14分)1. 单相变压器In = 15.15A ； U1n/U2n= 6600/6300V ； f= 50Hz ;短路试验在高压侧进行(绕组温度已经为 75C)： Uk=3240V、lk=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路；假定 R1 =A、X1

20、X;求 R1、X1、R2、X2。答：Zk=Uk/lk=3240/15.15= 213.861 ()Rk=Pk / Ik2 = 7490/15.15 2 = 32.633()Xk=sqr(Zk2 -Rk2) = sqr(213.861A2-32.633A2)= 211.357()R1= R2= Rk/2 = 32.633/2 = 16.616( )X1 X2 Xk/2 = 211.357/2 = 105.678( ) k=6600/6300= 1.04762R2= R2/k2= 16.616/1.04762 2 =15.140( )X2 X2 k105.678/1.04762 2 = 96.289( )2. 一台 3 相 4 极的绕线式感应电动机； nN=1450r/min ；转子每相电阻 R2=0.012 。设 负载转矩保持为额定值不变；欲将转速从 1450r/min 降低到 1050r/min ；求转子回路应该串 入的电阻。答：因为感应电机的电磁转矩是 的函数；当电压、频率等条件不变时；保持 为常数；则 电磁转矩恒定。因此让 和 s 成正比变化；就可以进行恒转矩调速：同步转速： ns=1500rpm1450rpm 时：转差率 s1=(ns-n)/n s=(1500-1450)/1500=1/301050