电机学期末试题与答案2

..电机学Ｉ试题〔华南理工大学电力学院２００５．６

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T型等效电路,需要对转子绕组进行和归算。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E0时,需要利用一个虚拟电动势EQ来求取I和E0的夹角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"√"；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。

〔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。〔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。〔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×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。〔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．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U1N/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 1A B 2/3A C 1.5A D3A13．一台三相感应电动机,其空载转速为730转/分钟,则其极数2p=。 A 2 B 4 C 6 D 8

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.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75℃：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路,假定R1=R’2、X1X’2,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。

〔后附答题纸和草稿纸

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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值。7.一相绕组的感应电动势计算公式为〔kE=4.44fNw1；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,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、功率因数cosj、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Y0。〔。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"√"；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。〔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。〔√/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。〔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×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。〔√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 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、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。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 1A B 2/3A C 1.5A D 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 2 B 4 C 6 D 8四、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75℃：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路,假定R1=R’2、X1X’2,求R1、X1、R2、X2。答：Zk=Uk/I