电机学期末考试试卷大全(附答案)

1、精品文档考试卷（A卷）课程名称电机学考试学期07-08/3得分适用专业电气工程及其自动化考试形式开卷闭卷半开卷考试时间长度120分钟一、填空题：（35分）1 .在国际单位制中，磁场强度单位是A/m 电磁感应定律的物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电 流所产生的磁场阻碍原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越 小。2 .变压器损耗包括绕组铜耗和铁耗,后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为0.50.6 之间。当 加变损耗等于不变损耗_ （或_J'）时，变压器效率达最 PkN大。3 .由于铁心饱和特性,

2、施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为 尖顶 波,而铁心的磁滞特性使之为_不对称尖顶_波。4 .并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的连接组各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与短路电压（标幺值） 成反比。_短路电压（标幺值） 小的变压器先达到满载。5 .三相变压器组不能接成Yy的原因是励磁绕组中需要的一三次谐波电流不能流通，使磁通近似为平丁M波波,会 在绕组中电动势波形严重畸变，产生过电压危害线圈绝缘。6 .三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗 大7 .电压互感器二次侧不允许短路,而电流互感器二次侧不允许 。8 .交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波

3、形，也可以改善一M波形。设电机定子为双层绕组，极距为 12槽，为同时削弱5次和7次谐波，绕组的节距应取 10懵。单层绕组的短距系数为 1.0 09 .脉振磁动势可以分解为两个一圆形旋转：磁动势、它们的旋转方向相反，幅值是脉振磁动势的 1/2 （一半）。三相不对称 电流流过三相对称绕组产生 _椭圆形磁动势，当它的幅值最小时,速度最大。10 .设异步电动机磁场基波频率为fi,同步速为ni,转速为n,则气隙中的丫 次谐波磁场在定子绕组上的感应电势频率为 fj,在转子绕 组上感应电势频率为 f1 f1n。n111 .异步电动机频率归算后转子回路将增加一项附加电阻，其上的电功率代表转子的 总的机械功率

4、功率、该电阻称为 模拟 电阻。12 .异步电动机的电源电压降低10% ,电机的过载能力降低到80%临界转差率不变,负载不变时，电机的转速将 降低。13 .异步电机转子结构有鼠笼式和绕线式两种。利用变比为a的自耦变压器对鼠笼异步电机进行降压起动时，电网提供的电流与电机直1 ,接起动时的电流之比为-4。异步电机包转矩变频调速-kA时，定子电压。定子电流频率之比应保持不变，目的是为了保持%通不变。二、简答题：（35分）1 .画出Yd7和Dd4三相变压器绕组连接图，并作出相应的电动势矢量图。（8 分）2 .为什么采用短距可以削弱双层绕组电动势的谐波。（4分）3 .三相对称绕组连成星形接法，接入三相对称

5、电压，形成旋转磁场的性质如何（幅值、旋转速度）？若绕组有一相断线，试问此时合成磁动势的 大小和性质？（用公式表示）（8分）4 .画出异步电机T s曲线，标明起动点、临界转差率点。指出电动机工作 时稳定与不稳定运行区域，并给出解释。（9分）5 .画出变压器和异步电动机负载时的等效电路，从能量转换的角度说明它 们的异同点。（6分）三、计算题：（30分）1 .两台三相变压器串联运行，容量均为 1500kVA两次降压后，供一负载， 两台变压器均为Dy连接，第I台额定电压为66/6.3kV ,第II台额定电 压为6.3/0.4kV，当两台变压器在6.3kV侧做短路试验，数据如下，试求:（1）每台变压器的

6、短路阻抗Zk, rk, xk的标幺值；（8分）（2）额定负载时，功率因数为0.9滞后时总的电压变化率。（7分）变压器线电压（V）短路电流（A）三相功率（kVVI33413014II300124122 . 一台三相四极异步电动机，150kW 50Hz, 380V, Y接法，额定负载时pcu2=2.2kW, pmec=2.6kVy 附力口损耗 pad=1.1kWZ 试求：（1）额定运行时的转速、转差率；（4分）（2）额定运行时的电磁功率和电磁转矩；（5分）（3）如额定运行时，保持负载转矩不变，在转子绕组中用入电阻使电机 的转速降低10%,问用入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍？调速 后的转子铜耗是多

7、少？ （ 6分）9欢痈下载Dd4:or ：2 .答：双层短距绕组可以等效为两个相位相差短距角3的单层绕组，其双层短距绕组的基波 和谐波电势为两个单层绕组相应电势的矢量和，其数值分别小于其代数和，其减小系数为 短距因数，谐波的短距因数要小于基波的短距因数。因此，通过短距，牺牲一点基波来达 到更多地抑制谐波的作用。3 .答：三相对称绕组连成星形接法，接入三相对称电压，形成旋转磁场，基波合成磁动势是一个圆形旋转磁动势，其幅值不变，为一相脉动磁动势幅值的 3/2倍，旋转速度为60f/p 。若有一相断线，如 a相，则：ia 0, ib Im sin t, ic Im sin t以b相绕组轴线为参考轴，则

8、：b相磁动势基波c相磁动势基波fb1(t,x) Fm1 sin tcosx2、 一、fc1(t,x) Fm1 sin t cos(x 一)(2 分)3合成磁动势基波flfb1fclFm1 sin tcosx Fm1 sin tcos(x 2 )32Fm1 sin tsin(x )sin 333Fm1cos(x -)sin t6_合成磁动势为脉动磁动势，幅彳1为一相磁动势幅值的J3倍。4.答：异步电机的T - s曲线图中，A点为起动点(n=0, s=1); B点为临界转差率点(最大转矩点)。S=0Sk的区域为稳定运行区域，S=Sk-1的区域为不稳定运行区域。解释：(1) s=0sk区域：设电机原

9、来稳定运行在图中的a点。此时，若发生扰动使 Tl突然增大，则电机转速下降，电动机运行在a'点；当扰动因素消除后，电动机加速从而恢复到原来运行点 a;若扰动使Tl突然减小，则电机转速上升，电动机 运行在a点，当扰动因素消除后， 电动机减速从而亦可恢复到原来运行点a。可见，在S=0Sk区域内，电动机可稳定运行。(2) s=SK1区域：设电机原来稳定运行在图中的b点。此时，若发生扰动使 Tl突然增大，则电机转速下降，转差率 s将增加，电动机运行在b'点，此时电磁转 矩T将减小，则电机将继续减速， 直至停止；若发生扰动使 Tl突然减小，则电 机转速上升，转差率s将减小，电动机运行在b点

10、，此时电磁转矩 T将增大， 则电机将继续加速，直至稳定运行区相应的平衡点。可见，在S=Sk1区域内，电动机不能稳定运行。5.答：I 1I 2变压器T形等效电路I 2异步电动机T形等效电路(1)相同点：变压器和异步电动机能量转换都是利用了电磁感应定律的基本原理；能量传递都是以 磁场作为媒介，两侧都无直接电的联系。(2) 不同点：(答出其一即可)前者实现不同电压的电能变换；后者实现电能到机械能的转换，气隙是其能量转 换的场所。前者主磁场为铁心中的磁场，是静止交变脉动磁场；后者的主磁场为气隙磁场， 是旋转磁场。前者磁路中无气隙，激磁电流较小；而后者有气隙，激磁电流较大。对于第II台变压器 300V,

11、线电流为124A。前者等效电路中的负载是实际存在的；而后者等效电路中的负载电阻是模拟的。1.解：(1) 对于第I台变压器，短路试验在低压侧进行，低压侧y形连接，相电流等于线电流为130A,线电压为334V。1SNI1500 1033 137.46(A)NI 、3 6.3 1031火3上出口句乂人二I 七vILI2N I3 21低压侧阻抗基值Z2bIU 2N I6.3 103/、. 326.46()137.46I 2N I短路阻抗ZkiU KI3341.48().3 130' 3I KI短路电阻rKIpKI3I Ki14 1032 0.28()3 1302短路电抗xKIZrKI1.482

12、 0.2821.45()短路阻抗标幺值Zki*ZKIZ2bI1 480.05626.46短路电阻标幺值rKI*rKI Z2bI0.280.01126.46短路电抗标幺值Xki*xKIZ2bI1 450.05526.46，短路试验在高压侧进行，高压侧形连接，相电压等于线电压为高压侧额定相电流I1N IISnii1500 1079 37(A)3Uinii 3 6.3 103、-'高压侧阻抗基值Z1bIIU 1N116.3 1079 38()I1NII79.37-短路阻抗ZKIIU KII 1 KII3004.19()124/ 3短路电阻rKIIpKII3I 231 KII12 10312

13、10 2 0.78()3 (124/ , 3)2短路电抗Xkii% ZKnrKii J4.192 0.7824.12()ZKII *ZKII4.190 053/HaXPm Itnjy bz|/J' ZA IJBLZ1bII79.38短路电阻标幺值rKII *rKII0.780 0098Z1 bll79.38短路电抗标幺值XKII *XKIIZ1bII4 120.05279.18(2)已知功率因数cos 0.9则有sin0.4359略去励磁电流后等效电路参数rK*rKI*rKII* 0.011 0.0098 0.0208XK*XKI*XKII *0.055 0.052 0.107Ua*r

14、K*0.0208, ur*xK*0.107则电压调整率U (ua* cosur* sin)100%(0.0208 0.9 0.107 0.4358) 100%6.54%2.解：(1) 同步转速60f n1P602501500(r/min)PCU1PCu22.2kW,PFe 0则电磁功率PMPNpCu1150 2.2pad1.1pmec2.6 155.9(kW)总的机械功率PPMpCu2155.9 2.2 153.7(kW)由P (1得转差率s=0.0141s)PM则转速n=(1- s)n1=1479(r/min)已求电磁功率PM 155.9(kW)3 popP 60Pi 60 153.7 10

15、 ccoc/2 电磁转矩T -i i992.9( N m)2 n 21479sn1 n1500 0.9 14790.1126n11500由r22rss得= ':6.992(3)即串入的电阻阻值约是原转子电阻的6.99倍。负载转矩不 变，接入调速电阻后转子电流不变。调速后转子绕组铜耗仍 有Pcu2 2.2kW调速后的转子铜耗为pCu3122r3122a.99r2 ） 7.99 2.2 17.58kW电机学课程试卷7一、填空：1 . 一台直流电动机，P=10KW,U=220V, =0.86, nN=980r/min ,则额定电流为,额定输出转矩为。2 .电机铁心采用0.35或0.5mm的硅

16、钢片，其目的是2. YY联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形为,这是因为。4.变压器的空载损耗主要是 损耗，短路损耗主要是损耗。5 .选择交流绕组节距时，主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势，故通常采用y=。6 . 一台隐极同步发电机并联于无穷大电网，额定负载时功率角=200,现因外线发生故障，电网电压降为 60%*UN,为使角 保持在小于250范围 内，应加大励磁，使 E*为:E07E0。二、选择题：1.下列关于直流电动机说法错误的是：（）A用励电动机不允许空载或轻载运行B并励电动机不允许励磁回路开路C同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向精品文档D 其它条件不变，仅降低他

17、励电动机电枢端电压，其转速下降2在两相对称绕组中分别通入i 1=I msinwt,i 2=I msin（wt+120 0），则此时产生的磁场A 圆形旋转磁场B 椭圆形旋转磁场C 脉振磁场D 无法确定3. 三相变压器额定电压为220/110V,Yy12， 在高压侧作短路实验测得短路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为（）A 0.06B 0.03C 0.12，D 0.244. 一台50HN 380V感应电动机，若运行于 60Hz 380V电网上，当输出功率保持不变时，则同步转速及电机实际转速将：A 增大 , 减小 B 增大 , 增大 C 减小 , 减小 D 减小 , 增

18、大5绕线式感应电动机转子回路串电阻起动时，其特点为：（）A 1st T , Tst ； B 1st T , Tst TC 1st ； , Tst T D 1st ； , Tst ；6三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免（ ）A 线电势波形放生畸变；B 相电势波形发生畸变；C 损耗增大；D 有效材料的消耗增大。7 铁心叠片越厚其损耗A 越大 B 越小C 不变8 感应电动机运行时，定子电流的频率为f 1, 转差率为s, 则转子电流的频率为：A f1 B f 1/s C sf 1D （ 1- s） f1三、简答题:1 确 定 如 下 联 结 的 变 压 器 联 结 组 ,并 画 出 其

19、 相 量 图 。2 .三相感应电动机的调速万法有哪些?3 .什么是同步电机？它的转速由什么决定？同步电机和异步电机的根本 区别是什么？汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？为 什么前者总做成细长形状，而后者总做成矮胖形状？五.某变电所有两台变压器，数据如下：第一台：S=3200KV.A, Uin/U2n=35/6.3KV, u k=6.9%;第二台：S=5600KV.A, Uin/U2n=35/6.3KV, u k=7.5%。(1)当两台变压器并联运行时，输出的总负载为8000 KV.A时，求每台变1彼“迎下载精品文档压器所分担的负载大小。(2)若使每台变压器均不过载，输出的最大总负载为

20、多少?六.一台三相比之 4极感应电动机额定功率为 20KW,U=380V,4n=88%, COS n=0.85,定子为三角形联结，在额定电压下直接起动时，起动电流为额定电流的7倍，试求用变比&=73的自耦变压器降压起动时，起动 电流是多少？七.一台汽轮发电机，S=31250KVA,U=10.5KV, Y形联结，COSOn=0.8 (滞后)， 定子每相同步电抗 X=7.0 ，定子电阻略去不计，此发电机并联运行于无穷大电网，试求：(1)当发电机在额定状态下运行时，功率角 、电磁功率Pen比 整步功率PSyn及静态过载倍数kM各为多少？(2)若维持上述励磁电流不变，但输出有功功率减半，功率角

21、、 电磁功率Rm及cos 将变为多少？课程试卷7答案、填空:1.52.85a 97.44N.m2 .提高磁路的磁导率，降低电机的铁耗；3 .接近正弦波，三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合，只能沿油或空气及油 箱壁闭合，磁阻大，故三次谐波磁通小，且负载时副方Yo联接，使副方可感应、 流通较小的三次谐波电流，此电流也会对三次谐波磁通有所削弱，使磁通接近 正弦波，故相电势接近正弦波。4 .铁，铜；5 . 5/66、E0*/E0>1.35二、选择：1.C; 2. B; 3. A; 4. B; 5. C ; 6. B; 7. A; 8.C三、简答：1. Dy1 ;2、变极、变频、变压、转子回路用电阻(

22、绕线式电机)；3、汽轮发电机由汽轮机拖动，汽轮机是高速原动机，因此汽轮发电机普遍做成 二极机，极数少，直径无需做大便有足够空间安排磁机，同时从旋转件的机械应力考虑，也要求做成细长形，这样铜线利用率高。水轮发电机由水轮机拖动, 水轮机是低速原动机，要得到较高的频率，因此极数多，直径必需做大才有足 够空间安排磁机，因此水轮发电机必需做成矮胖形五、(1) S1=3065KVA S2=4935KVA(2) S 总=8352KVA六、I n=20*1000/( 3 *380*0.88*0.85)=40.63AI st线=7/3 * I n=7/3*40.63=94.8A七、(1) 35.9 0,2500

23、0KW,3450OKWffi度，1.705(2) 17.06 °,12500KW,40720KWM度，0.447#欠0迎下载精品文档华南理工大学试卷«电机学I试题（电气工程及其自动化 01级）班级： 学号 姓名 分数 考试时间:2003.7.11 命题教师： 说明：本试卷满分为90分，另外10分由实验老师评分。1、 判断题（正确的，请在后面括号里写是”，错误的，请在后面括号里写 否”。本题共15分，每题1分）1 .变压器一次侧接额定电压，二次侧从空载到负载时，负载时主磁通比空载时主磁通大。（）2 .如果变压器二次侧绕组与一次侧绕组的匝数比为k=N/N2,二次绕组归算到一次侧

24、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。（）3 .考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通激磁电流也是正弦波。（）4 .三相变压器高压绕组和低压绕组的连接为 Y/d时，总共可得到1、3、5、7、9、11六个奇数组号。 （）5 .三相单层绕组中，为了使绕组端部尽可能短，每极每相槽数q=2时，采用链式绕组；q=3时，采用交叉式绕组；q=4时，采用同心式绕组。（）6 .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。（）7 .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

25、合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。（）8 .只要电源电压不变，感应电动机的铁耗基本不变。（）9 .当感应电机定子接电源而转子短路堵住不转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。（）10 .绕线型感应电动机转子绕组串电阻可以增大起动转矩，笼型感应电动机定子绕组串电阻也可以增大起动转矩。（）11 .感应电动机恒转矩变频调速时基本上要求电源电压随频率正比变化。（）12 .若同步电机定子合成磁场超前于转子主磁场，此时转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行。（）13 .隐极同步发电机的同步电抗是表征对称稳态运行时电枢反应效应的参数。（）14 .凸极同步电机

26、直轴同步电抗的饱和值等于短路比的倒数，即Xd（饱和）=1/kc。（）15 .通常同步电动机在过励状态下运行，以便从电网吸收超前电流，改善电网的功率因数。（）2、 填空题（本题共10分，每题1分）1 .变压器空载运行时，空载电流就是 电流。2 .变压器绕组的归算，实质是在保持 为不变的条件下，对绕组的电压、电流所进行 的一种线性变换。3 .当 时，变压器的效率达到最大值。4 . 一台单相变压器，&=20000kVA,UN/U2N=127kV/11kV, 一次和二次绕组的额定电流分别 为、。5 .如果采用短距绕组消除 v次高次谐波，则绕组的节距 十应该为 o6 .感应电动机的三种调速方法分

27、别为 o7 .同步发电机的零功率因数负载特性和空载特性之间相差一个由组成的直角三角形，此三角形称为特性三角形。8 .同步发电机与无穷大电网并联运行时，调节 可以调节发电机发出的有功功率。9 .同步发电机短路时，电枢反应的性质为 o10 .同步电动机在异步起动过程中包括 两个阶段。3、 选择题（请将正确答案的标号填入后面的括号里。本题共20分，每题2分）1 .变压器在负载运行时，作用在铁心上用以建立主磁通的激磁磁动势是_O （）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，二次侧带对称负载运行时的端电压恰好等于变压器二次侧的

28、空载电压，则 该负载一定是_。（）A纯电阻筋 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电力变压器并联运行，则_。（）A变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成正比B变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成反比C变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗标幺值成正比D变压器所分担的容量与其额定容量之比与其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v倍C等于基波磁场转速D是基波磁场转速的1/ v倍5 .要消除三相绕组中的齿谐波磁动势，一般可以采用_o（）A短距绕组B分布绕组C斜

29、槽 D无法消嬴6 .笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比，_o（）A起动电流和起动转矩均减小了B起动礴减小了，起动转矩增加了C起动电流和起动转矩均增加了D起动电流增加了，起动转矩减小了7 .感应电动机运行时，在空间上定子绕组产生的旋转磁场转速转子绕组产生的旋转磁场的转速。A大于 B小于 C等于 D可能大于也可能小于8 .同步电机中，与电磁转矩的产生及能量的转换直接相关。A定子交轴电枢磁动势C定子绕组产生磁动势幅值 9.同步电机与无穷大电网并联运行, 最小。A过励 B正常励磁 CB定子直轴电枢磁动势D定子绕组产生的漏磁通有功功率一定，调节励磁时，在_情况下同步电机的电枢电流（）欠励 D励磁电流

30、最小是由产生的10.凸极同步电机负载运行时，电枢绕组产生的气隙电动势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4、 问答题（共30分）1 .试画出变压器感性负载运行时的相量图，列出折算后的基本方程式（电阻和电抗分开写），试述变压器有那些运行特性和主要性能指标。（6分）2 .感应电动机频率归算的物理含义是什么？代表什么意义？能否用电感或电容代替？（4分）3 .什么叫电枢反应？电枢反应的性质是由什么决定的？有哪几种性质的电枢反应？ 一般情况下的电枢反应是什么性质的？（5分）4 .单

31、相绕组通以正弦电流与三相绕组通以对称三相正弦电流所产生的磁动势有什么区别？试列出它们的磁动势表达式，对三相绕组只列基波的。（5分）5 .试写出凸极同步发电机的功角特性表达式并画出曲线图。怎样判断静态稳定性？试指出静态稳定区的范围。凸极同步发电机的转子无励磁绕组时能否产生电磁转矩？为什么？（6分）6 .为什么说感应电机的工作原理与变压器的工作原理类似？试分析二者的异同？（4分）5、 计算题（保留5位有效数字，共15分）1. 一台三相笼型感应电动机，额定功率 3 kw,额定电压380 v,额定转速为957转/分，定子绕 组为 Y 型，参数为：R=2Q, R'=1.5Q, R=4Q, X1

32、尸3Q, X2 J =4.25 Q, xm=60Q。试用 T型等效电路 求在额定转速时的定子电流、转子电流、功率因数和输入功率。（7分）2. 一台三相六极同步电动机，定子槽数Q=36,支总各数a=3,试排出双层叠式短距绕组展开图（只排一相即可）。当绕组接成 D接，每个线圈绕15匝，外加电压为380V,频率为50Hz时，气隙每极 的磁通有多大？（感应电动势与外加电压比值为0.9。）（8分）注意：考题与答卷一并交上，否则无分。电机学（I ）试题参考答案、判断题15欠°迎下载精品文档1 否， 2 否， 3 否， 4 是， 5 是， 6 否， 7 是， 8 是， 9 否， 10 否， 11

33、否， 12 否， 13 否， 14 否，15 是二、填空题1 激磁2功率和磁动势3不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对）4 157.48 A 、 1818.18 A56 变极调速、变频调速和变转差率调速7 电枢漏抗压降和电枢等效磁动势8 原动机的输入功率9 去磁直轴磁动势10异步起动和牵入同步三、选择题1 C， 2 C ， 3 D ， 4 D， 5 C， 6 A， 7 C ， 8 A， 9 B ，10 D四、问答题1相量图见书33 页图2-16（ 2分） ；基本方程式为（2分） ：运行特性有外特性和效率特性，主要性能指标有电压调整率和额定效率。（ 2 分）2 感应电动机频率归算的物理含义

34、用一个静止的电阻为的等效转子去代替电阻为的实际旋转的转子， 等效转子将与实际转子具有同样的转子磁动势（ 同空间转速、同幅值、 同空间相位） （ 2 分） 。 代表与转子所产生的机械功率项对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率就代表实际电机中所产生的总机械功率（1 分） 。因此不能用电感或电容代替（1 分） 。3 对称负载时电枢磁动势基波对主极磁场基波的影响称为电枢反应（ 1 分） ， 其性质与负载的性质和大小有关（1 分） ，主要决定于电枢磁动势与主极磁动势的空间相对位置（1 分） 。有交磁、去磁和助磁三种典型电枢反应性质（1 分） 。一般情况下是交磁和去磁共存（1 分） 。4 单相绕组通以正弦

35、电流产生脉振磁动势，三相绕组通以对称三相正弦电流产生旋转磁动势（ 2 分） 。单相绕组的磁动势表达式为（2 分）三相绕组的磁动势表达式为（1 分）5 凸极同步发电机的功角特性表达式为（ 2 分）曲线见书p209 图 6-45 （ 1 分） 。静态稳定性的判断用整步功率系数（ 1 分）当Psyn>0时稳定，区域为0 v长900 ；当n<0时不稳定，区域为 价900 ；当n=0时为稳定极限，此 时片900 （ 1分）。转子无励磁绕组时能够产生电磁转矩，因为凸极电机的X次，附加电磁功率不为零。 （ 1 分）6都是利用电磁感应作用传递能量（2 分） ，变压器是从原边传到副边，输出电功率，是

36、静止的，磁场为脉振磁场（1 分） ；感应电机是从定子传到转子，输出机械功率，是旋转的，磁场为旋转磁场（1分） 。五、计算题1 额定转差率（1 分）定子电流（2 分）转子电流（2 分）功率因数 cos U=cos36.284 0=0.806095 （1 分）输入功率Pi=mUI icos 屿3>220 >6.98442 >0.806095=3715.87（ 1 分）2每极每相槽数为（1 分）距为节距为绕组排列图为（4 分）感应电动势为（1 分）每相串联匝数为每槽占电角度为分布因数为（1 分）短距因数为绕组因数为气隙每极的磁通为（1分）*华南理工大学试卷电机学H试题（电气工程及其

37、自动化 01级）班级： 电气工程01 （）班 顺序号 姓名 分数 总评 分考试时间：2003年11月27日注意：考题与答卷一并交上，否则无分。（说明：本试卷满分为 90分，另外10分由实验老师评分。）一、 判断题（正确的，请在后面括号里写 是”，错误的，请在后面括号里写 否”。本题共15分， 每题1分）1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。（）2.直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。（）3.直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。（）4 .自励是电动机的一种励磁方 式。（）5.在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距

38、。（）6.单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极 下的所有元件串联构成一条支路。（）7.直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。（）8 .在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。（）9.当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。（）10.在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。（）11.直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的 关系。并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。（）1

39、2.并励电动机在轻载时，可能出现 飞车”现象。（）13.变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。（）14 .在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程。（）15 .在dq0坐标系中，同步电机的d （q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以 及切割对方轴的磁链所引起的运动电势 3部分组成的。（）2、 填空题（本题共15分，每空1分）1 .在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿 闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大

40、。2 .在有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流又远大于没有阻尼绕组时的忽然短路电流，其原因在于：在短路瞬间，除了励磁绕组的阻碍作用以外，也对电枢反应磁 通起阻碍作用，从而使电枢反应的磁阻更大、电抗更小，电流更大。3.同步电机忽然短路时，定子绕组的短路电流可以分为：周期性的 、周期性的、周期性的, 以及衰减的非周期分量、二次谐波分量等。4.同步电机忽然短路时，在定子绕组的短路电流中：同励磁绕组的非周期稳态励磁电流 If0相对应；和励磁绕组的非周 期电流衰减分量对应，时间常数为 Td ; 和直轴阻尼绕组的非周期电流衰减分量相对 应，时间常数为Td"； 则同励磁绕组中的周期性衰减电流相对应

41、，时间常数同为定子绕组的时间常数Ta。5. MT0变换同dq0变换的差别在于：dq0变换的d、q轴相对转子是 ;而MT设换是将M轴取得同 一致。6.变压器的过电压现象包括： 和 o 7.在研究雷击引起的变压器大气过电压时，需要考虑 的影响，其原因在于雷电波冲击时间短，等效高频电源。8.空载的同步电机单相（设为 A相）对中点稳态短路时，A相电流的三个相序分量相等，都等于 A 相稳态短路电流的 o3、 单选题（每题只有一个答案是正确的，请将正确答案的标号填入括号里，每小题 2分，共17攵'迎下载精品文档12分）1.直流电动机接成并励方式时，电动机的输入电流I、电枢电流I a和励磁电流If三

42、者之间的关系为。（）AI = If + IaBIa=I + IfCIa=I = IfDI f=I + Ia 2. 一台正在运行的并励电动机，其转速为1450转/分，现将其停下，用改变励磁绕组的极性来改变电机的转向（其他条 件不变），则此时反转的转速将 。（） A 大于1450转/分B 小于1450转/C 等于1450车专/分D 无法判断3. 一台串励电动机和一台并励电动机，额定电流与额定转矩相等，若起动时它们的电流也相等， 则串励电动机的起动转矩 并励电动机的起动转矩。（） A 等于 B 大于 C 小于 D小于或等于4. 在直流并励发电机自励建压过程中， 发现接在电枢两端的电压表的读数有减小现

43、象，最后为零，这说明O（）A 标而各电阻太小B励磁回路电阻太大C 没有剩磁或剩磁太弱 D 电枢绕组与励磁绕组建立的磁场极性相反5.同步电机的直轴瞬态电抗 直轴同步电抗。（） A 大于或等于B 大于C 了于 D 小于或等于6.同步电机三相突然短路 时，o（） A 三相短路电流的稳态值中，除了周期性分量外，还含有非周期性分量B 三相短路电流的每相瞬态电流中一定都含有非周期分量 C 三相短路电流的每相瞬态电流中不含有非周期分量D 三相短路电流的每相瞬态电流中不一定都含有非周期分量 四、 多选题（请将所有正确答案的标号填入括号里，每小题 3分，共18分） 1.负载时直流电机的气隙磁场包括 O（）A 定

44、子绕组电流产生的主磁场B 定子绕组电流产生的漏磁场 C 电枢绕组电流产生漏磁场 D 电枢绕组电流产生电枢反应磁场2 .直流电动机调速的方法包括 o（）A 改变电动机电压的极性B 调节电枢电压的大小 C 调节电枢电路中串联的可变电阻D 调节励磁电路中串联的可变电阻3 .并励直流电机的损耗包括 o（）A定子绕组和转子绕组的铜耗B 定子铁心的铁耗C机械损耗和杂散损耗D 转子铁心的铁耗4 .并励直流发电机，转速升高时，保持励磁电流不变，发电机所带负载电阻也保持不变， 则。（）A 励磁回路电阻增加B发电机输出电压增加 C 发电机电枢电流增加D定子绕组的铜耗增加5 .在相坐标表示的三相感应电机的磁链方程中

45、， 是常数。（）A 定子绕组和转子绕组的自感 B 三相定子绕组之间的互感 C 三相转子绕组之间的互感 D定子绕组与转子绕组之间的互感6 .同步发电机单相短路（另外两相开路）稳态时， o （）A 定子短路电流含有基波分量和一系列3次、5次等奇次谐波B定子短路电流含有基波分量和除3的倍数次外的一系列奇次谐波 C转子电流中含有直流励磁分量和一系列的偶次谐波 D 转子电流中含有直流励磁分量和除 3的倍数次外的一系列奇次谐波 五、综合题 （第1、2、3题每题5分，第4题7分，第5题8分，共30分） 1 .试述对称分量法求解对称电机不对称运行的过程，并说明其优点何在？7 .试写出派克方程，并说明它是什么方

46、程，通过什么坐标变换得到的？8 .试写出考虑饱和时直流电机的感应电动势和电磁转矩的表达式，并说明其物理含义。 4. 一台 17 kW 220 V的并励直流电动机，电枢总电阻（包括电刷接触压降电阻）R>=0.1 Q,在额定电压下电枢电流为100 A,转速为1450 r/min ,并励绕组与一变阻器串联以限制励磁电流为 4.3 A,电动机带 有恒转矩负载。当变阻器短路时，励磁电流为 9 A,稳态转速降到850 r/min ,机械损耗等不计，试 计算（1） 励磁绕组的电阻和变阻器的电阻（2）变阻器短路后，电枢电流的稳态值（3）负载转矩值5.有一台直流电机，电枢虚槽数 Z=24,极数2P=6,试

47、排列一单叠绕组。要求画出磁极、换向片和 电刷及接法。画出电路图。*一、 断题（正确的，请在后面括号里写 是”，错误的，请在后面括号里写 否”。本题共15分，每 题1分）（t为对，f为错）1.直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。（f ） 2 .直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。（f ） 3.直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。（t ） 4.自励是电动机的一种励磁方式。（f ） 5.在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。（t ） 6.单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有 元件串联构

48、成一条支路。（t ） 7.直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。（f ） 8.在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。（t ） 9.当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。（t ） 10.在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。（f ） 11.直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。并励发电 机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。（f ） 12.并励电动机在轻载时，可能出现飞车”现象。（f ） 13

49、.变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。（f ）14 .在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程。（t ）15 .在dq0坐标系中，同步电机的d （q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以 及切割对方轴的磁链所引起的运动电势 3部分组成的。（t ）二、填空题（本题共15分，每空1分）1.在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励 磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿励磁绕组的漏磁路 闭合,因此磁阻大、电抗小，电流大。2.在有阻尼绕组的同步电机

50、中，忽然短路电流又远大于没有阻尼绕组时 的忽然短路电流，其原因在于：在短路瞬间，除了励磁绕组的阻碍作用以外，阻尼绕组 也对电枢反应磁通起阻碍作用，从而使电枢反应的磁阻更大、电抗更小，电流更大。3.同步电机忽然短路时，定子绕组的短路电流可以分为：周期性的稳态分量 、周期性的瞬态分量、周期性的超瞬态分量,以及衰减的非周期分量、二次谐波分量等。4.同步电机忽然短路时，在定子绕组的短路电流中：周期性稳态分量同励磁绕组的非周期稳态励磁电流If0相对应； 周期性瞬态分量和励磁绕组的非周期电流衰减分量对应，时间常数为Td ;周期性超瞬态分量和直轴阻尼绕组的非周期电流衰减分量相对应，时间常数为Td,； 非周期

51、衰减分量则同励磁绕组中的周期性衰减电流相对应，时间常数同为定子绕组的时间常数 Tao 5. MT0变换同dq0变换的差别在于：dq0 变换的d、q轴相对转子是 固定不动的：而MT设换是将M轴取得同 转子磁链方向一致。6 .变压器的过电压现象包括：操作过电压和 大气过电压。7 .在研究雷击引起的变压器大气过电压时，需要考虑 各种电容 的影响、其原因在于雷电波冲击 时间短，等效高频电源。8 .空载的同步电机单相（设为 A相）对中点稳态短路时，A相电流的三个相序分量相等，都等于 A相稳态短路电流的1/3。三、 单选题（每题只有一个答案是正确的，请将正确答案的标号填入括号里，每小题 2分，共12 分）

52、1. A2.C3.B4.D5.C6. D四、 多选题（请将所有正确答案的标号填入括号里，每小题3分，共18分）1. A, D2. B, C, D3. A, C, D4. A, B, C, D5. A, B, C6. A, C五、综合题1 .首先将不对称电压用对称分量变换式分解成正、负、零序分量，再将各序电压分别作用于电机，求出电流和转矩等量后，最后用对称分量变换式合成三相电流及转矩。通过对称分量变换可使 各序方程解耦，使问题简化。2 .派克方程为其中=p 0它是电压方程，通过dq0坐标变换得到的。3.感应电动势表达式物理含义为，当电机造好后感应电动势正比于转速和每极磁通；电磁转矩的表达式物理含

53、义为，当电机造好后电磁转矩正比于电枢电流和每极磁通4. （1）励磁电阻变阻器电阻 （2）额定运行（接变阻器）时：电磁转矩：（Nm 变阻器短路后负载转矩不变、空载转矩不变，所以电磁转矩不变因此有：（1）根据有：解得：，代入（1）（A）说明：本题并没有指出磁通与励磁电流成正比（考虑了饱和），如果是用磁通与励磁电流成正比的观点求出的磁通，结果有出入。请适当扣分。（Nm说明：负载转矩不能等于电磁转矩，因为忽略机械损耗，但没有忽略铁耗，忽略机械损耗（因 为机械摩擦损耗与转速有关）只能说明在两种情况下的电磁转矩相等，空载转矩也相等。所以空载 转矩并不等于零。5.图略电机学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） _