电机学期末试题及答案2

1、电机学I试题（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： O5. 自耦变压器功率传递的特点为 O6. 短距因数的物理意义为 O7. 一相绕组的感应电动势计算公式为 ；其中的

2、匝数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 O11. 为了获得感应电机的 T型等效电路，需要对转子绕组进行 和 归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）PQ二者同Pem的关系为Pcu2= _ ； PQ=。15. 同步电机的电枢反应是指 O16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持

3、同步、电枢绕组开路时， 之间的关系。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cosR Xd、Xq,求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势Eq来求取I和E0的夹角枣0。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“书；错误的打“ 乂” （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=Ni/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

4、倍，阻抗乘以k2倍。（）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。07. 只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变。（）8. 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。（）

5、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。（）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kWo （）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

6、。（）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。（）24. 忽略电枢绕组电阻、负载cos单=0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量Iq。（）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

7、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。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。A短距绕组B分布绕组C斜槽D无法消除6. 笼型感应电动机降压起动与直接起

8、动时相比，。A起动电流、起动转矩均减小B起动电流减小、起动转矩增加C起动电流、起动转矩均增加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8. 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

9、. 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、二次 侧绕组顺极性串联，外施 330V电压，则空载电流为A 1AC 1.5A13. 一台三相感应电动机，其空载转速为A 2C 6BD 3A730转/分钟,BD02/3A则其极数2p=。48四、简答题（15分

10、）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. 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 , Uin/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、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路，假定Ri= R'2、Xi*'2u 求 Ri、Xkt R2、X2u2. 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=0.012Q。设负载转矩保

11、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。（后附答题纸和草稿纸）*电机 试题（参考答案）一、填空（25分）1. 电机是（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

12、理意义为（元件短距时的电势同元件整距时的电势的比值）。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）。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= （ 6 0 f / 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

13、（频率）和（绕组）归算。13. 感应电机做堵转试验时，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= （ s P e m） ; 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。

14、18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U功率因数cosj、X、X,求取励磁电动势丘时，需要利用一个虚拟电动势Eq来求取I和巳的夹角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）。二、正确的打“书；错误的打“ 乂” （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。（ V）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。（x）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

15、励磁电流也是正弦波。 （勺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。（明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。（ 乂）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。（ M7. 只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变。（ 舛）8. 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。（x）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

16、机，定子绕组串 电阻可以增大起动转矩。（X）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。（M14. 变压器的额定容量单位为 kWo （）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。（ x）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。（X）18. 双层叠绕组的最多并联之路数为2。（）19.正常

17、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。（ 乂）21. 感应电动机的功率因数很高。（ X）22. 同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。（ X）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。（明24. 忽略电枢绕组电阻、负载 cos中=0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量Iq。（ X）25. 单层绕组可以靠短距来消弱谐波。（ X）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_CoA 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

18、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CoA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，旋转速度DoA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C。A短距绕组 B分布绕组C斜槽D无法消除6.笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比，A。A起动电流、

19、起动转矩均减小B起动电流减小、起动转矩增加C起动电流、起动转矩均增加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工。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8 .同步发电机并联运行，有功功率一定，则旦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

20、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 Uin /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 U1n /U2n=220/110V , 一次侧加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 。A 1AB 2/3AC 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= B oA 2B 4 C 6 D 8四、简答题(

21、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 , Un/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、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路，假定R1= R2、X1 cfX'2<j 求 R1、X1。R2、Xj5答：Zk=Uk/Ik=3240/15.15= 213.861 (")Rk=Pk / Ik2 = 7490/15.152 = 32.633(")Xk=sqr(Zk2 -Rk2) = sqr(213.861A2-32.633A2)= 211.