2023年电机学试卷及参考答案

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐电机学试卷及参考答案20～20学年度第学期

《电机学》试卷（A卷）评分标准及考核说明

适用专业年级：考试形式：开（）、闭（）卷

注：同学在答题前，请将密封线内各项内容精确     填写清晰，涂改及含糊

不清者、试卷作废。

一．[老师答题时光：6分]填空题（每空1分，共18分）

1.[三基类]一台三相两极汽轮发电机:Q1=60,yI=5/6τ,采

用60°相带双层叠绕组，该绕组的每极每相槽数q=10,槽距

角

α=6电角度，线圈节距Y1=25槽

2.[三基类]一台三相变压器的额定电压U1N/U2N=10000/400V,绕组为Y/Δ-11接法，则其变比为14.43。

3．[三基类]沟通电机采纳分布绕组目的是改善磁动势波形和电动势波形

4.[三基类]变压器负载运行时，若负载增大，其铁损为不变，铜损为增大。

5．[三基类]三相异步电动机拖动恒转矩负载从基频向下的变频调速时，为了保持磁通不变，应保持定值1fUx的条件。

6.[三基类]三相异步电动机运行于转差率s=0.02时，电磁功率为10kw，其转子

铜损耗应为0.2kw，机械功率应为9.8kw。

7．[三基类]直流电机电枢绕组元件流过的电流是沟通电流，流过正负电刷的电流是直流电流。

8．[三基类]频率为50Hz的二十四极沟通电机，其旋转磁势的同步转速为250r/min，假如频率降为40Hz，同步转速为200r/min。

9．[三基类]他励直流电动机的三种电气制动的办法分离为能耗制动和反接制动和回馈制动。

二．[老师答题时光：6分]挑选题（每题2分，共20分）

1．[三基类]电压互感器的副绕组必需牢固接地，副绕组肯定

不允许A。

A.短路

B.开路

2．[三基类]8极直流电动机采纳单波绕组时，并联支路数为C。A.8B.4C.2

3.[三基类]异步电动机等效电路中附加电阻21rSS

'

-上消耗的功率为B。

A、轴端输出的机械功率；

B、总机械功率；

C、电磁功率；

D、输入功率。

4.[三基类]

三相异步电动机拖动恒转矩负载从基频向下的变频调速时，保持

定值=1fUx的条件，是属于（A）调速。

A．恒转矩；B.恒磁通；C.弱磁；D.功率

5．[三基类]同步电动机的V型曲线中，以下哪一种说法是正确的B。

A.电机处于欠励时，功率因数是超前的；

B.电机处于欠励时，功率因数是滞后的；

C.电机处于过励时，功率因数是滞后的

D.曲线越高，电磁功率越小。

6．[三基类]以下哪一种起动办法不是三相鼠笼式异步电动机的起动办法D。

A.直接起动；

B.电抗减压起动；

C.星形-三角形起动；

D.转子串电阻起动。

7.[三基类]变压器带负载运行，随着负载系数的不同，效率在变化，获得最大效率时有C。

A.铁耗比铜耗大得多

B.铁耗比铜耗小的多

C.铁耗等于铜耗

8．[三基类]他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时，降低电源电压，电动机稳定时的转速将C

A.升高

B.不变

C.下降

9.[三基类]在单相变压器中，高压绕组的匝电动势：B

A．大于低压绕组的匝电动势；B．等于低压绕组的匝电动势；C．小于低压绕组的匝电动势。

10.[三基类]以下哪一种调速办法不是三相异步电动机的调速办法A。

A.转变负载的功率因数

B.转变定子绕组的极对数；

C.转变供电电源的频率；

D.转变电动机的转差率。

三．[老师答题时光：5分]推断题（每空1分，共10分）

1．[三基类]自耦变压器一二次绕组间不仅有磁的耦合，而且有电的联系。（√）

2．[三基类]三相异步电动机当电源频率及电机参数不变时，最大电磁转矩与成正比，而与无关（√）；

=60f／P，不随负载3．[三基类]同步电动机最基本的特点是转速恒为同步转速ｎ

大小变化。(√)

4．[三基类]单相变压器把二次绕组折算到一次绕组，其折算后的电流值是实际值的k倍。（）；

5．[三基类]在单相变压器的相量图上，主磁通电动势1?E超前主磁通m?

Φ

90（?）；6．[三基类]三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（√）

7．[三基类]三相绕线转子异步电动机转子回路串入电阻可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩也越大（?）；

8．[三基类]两相对称绕组，通入两相对称沟通电流，其合成磁通势为旋转磁通势（√）；

9．[三基类]异步电动机运行时，负载增大，转子电流增大（√）；

10．[三基类]一台直流电动机电刷位于几何中性线上，假如磁路不饱和，这时

?）

四、[三基类][老师答题时光：3分]（5分）

1如图所示按照变压器的绕组接线图作出电势相量图，并推断

衔接组别。

（3分）

衔接组别：Yd3（2分）

五.[老师答题时光：10分]问答题：（18分）

1.[三基类][普通综合型]变压器中主磁通与漏磁通的性质有什么不同？变压器的Rk、Xk、Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和是否对Rm、Xm有什么影响？（8分）

（1）因为变压器中主磁通与漏磁通所通过磁路的性质不同，主磁通磁路是非线性的，漏磁通磁路是线性的。（3分）

'

2

1RRRRkk+=：变压器的短路电阻，'

21σσXXXXkk+=变压器的短路电抗，：

值。

的电阻和漏电抗的折算分离为二次绕组

和和漏电抗，分离为一次绕组的电阻

和其中'2'211σσXRXR（2分）

测量。

不能直接用伏安法铁耗大小的等效电阻，是反映变压器变压器的励磁电阻，它：mR

对电路的电磁效应。

映了主磁通变压器的励磁电抗，反：mX（2分）

而减小。

增强都随着磁路饱和程度的和mmXR（1分）

2．[普通综合型]对称三相绕组中通对称的三相电流时，所形成的三相基波合成磁动势的特点是什么？如何转变三相异步电动机的旋转方向？（5分）

答：1、三相基波合成磁通势是一个旋转磁通势,

转速为同步转速n0=60f1/p,旋转方向打算于电流的相序.（1分）

2、幅值F1不变.为各相脉振磁通势幅值的3/2倍.（1分）

3、三相电流中任一相电流的瞬时值达到最大值时,

三相基波合成磁通势的幅值在这一相绕组的轴线上（1分）

4、随意交换三相异步电动机的两相接线柱的接线，转变电流的相序，进而转变三相基波合成磁通势的转向，从而转变三相异步电动机的旋转转向。（2分）

3．[普通综合型]（5分）直流电机中，Ea〉或三种状况下的运行状态，(从转差率的大小、电磁转矩的性质以及功率传递的方一直说明电机分离处于什么运行状态)。（6分）

答：1）0s，异步电动机作电磁制动运行，电磁转矩为制动转矩，异步电机同时从转子轴上输入机械功率，从定子绕组输入电功率，两部分功率一起变为电机内部损耗。

转子机械功率+定子传给转子的功率=转子铜耗（2分）

2）00nn，0<s，异步电动机作发电运行，电磁转矩为制动转矩，转子机械功率=转子铜耗+传给定子的功率（2分）

3．[普通综合型][老师答题时光：2分钟]

什么叫同步电机？其频率、极对数和同步转速之间有什么关系？一台f＝50Hz，n＝3000r/min的气轮发电机的的极数是多少？一台f＝50Hz，2P＝100的水轮发电机的转速是多少？（6分）

答：同步机是其频率与电机转速之比为恒定值的沟通电机（2分）其频率f，极对数P和同步转速n1的关系为f＝Pn1/60，式中n1的单位为r/minf的单位为Hz；（2分）

f＝50Hz，n＝3000r/min时，2P=2.（1分）f＝50Hz，2P＝100时，n＝60r/min（1分）

六．计算题（30分）

1.1.[普通综合型][老师答题时光：10分]

一台三相电力变压器Y，yn接法。额定容量SN=100kVA，额定电压U1N/U2N=6/0.4kV，I1N/I2N=9.63/144A。在低压边接电源做空载实验，空载电压U0=400V，空载电流I0=9.37A，空载损耗P0=600W，在高压边接电源做短路实验，短路电压Uk=317V，短路电流Ik=9.4A，短路损耗Pk=1920W，请计算：（12分）1）.励磁电阻和电抗（折合到高压边）2）.短路电阻与电抗（不考虑温度换算）解：

152313464

21==

=

φ

φNNUUk（1分）

VVUUN

N2313400

3

22==

=

φ

WWPP20220031

3100=?==

φ

Ω=Ω=

=

≈7.2437.9231

2'

0'IUZZNmφ

Ω=Ω=

≈28.237.9200

2

20

0'

IPRm

φ

()()Ω=Ω-=

-=6.2428.27.24222

'

2

''mmmRZX

折算到高压侧的激磁参数：

Ω=Ω?==55587.24152'2mmZkZ（2分）

Ω=Ω?==51328.2152'2mmRkR（2分）

Ω=Ω?==55356.24152'

2mmXkX（2分）

短路参数的计算：

VVUUkk18333173

==

=

φW

WPPkk64019203131=?==φ

Ω=Ω=

=

5.194.9183

kkkIUZφ（2分）

Ω=Ω=

=

24.74.9640

2

2

kkkIPRφ（2分）

()()Ω=Ω-=

-=1.1824.75.19222

2

kkkRZX（1分）

2．[综合型][老师答题时光：6分]

（9分）已知一台三相异步4级电动机定子输人功率为60kW，定子铜耗为600

W，铁耗为400W，转差率为0.03，定子频率为50Hz。试求

（1）（1）转子转速n、转子频率f2

（2）（2）电磁功率Pem、机械功率Pmec和转子铜耗pcu2。解：（1）转子转速n、转子频率f2

14552/5060)03.01()1(0=??-=-=nsnr/min

f2=sf1=0.03×50=1.5Hz（2

分）

（2）电磁功率Pem、机械功率Pmec和转子铜耗pcu2。

（2

分）

（2分）

（2分）

3．[综合型][老师答题时光：6分](9分）已知向来流电机接在220伏电网上运行，电机为单波绕组，2P＝4，N＝370，n＝1500r/m，韦，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）欧，

，，试问：（1）此直流电机是发电机还是电动机？（2）电磁转矩、输入功率、效率各位多少？

解：（1）此台电机的电势常数

所以此时电机内的感应电势

伏（2分）

故直流电机处于电动状态（E<U）.（1分）

（2）按照得负载电流

安

此电机的转矩常数

则电机的电磁转矩（N·m）（2分）

电机的输入功率（kw）（2分）

电机的输出功率（kw）

故电机的效率

%

3.

89

%

100

1

2=

?

=

P

P

η

（2分）

20～20学年度第学期《电机学》试卷（C卷）评阅标准及考核说明

适用专业年级：

考试形式：开（）、闭（）卷

注：同学在答题前，请将密封线内各项内容精确     填写清晰，涂改及含糊

不清者、试卷作废。

一、[老师答题时光：10分钟]挑选题（本大题共有16

个空，每空1.5分，共24分。考核类型除标注的以外，

其余为“三基类”）

1．(A)；2.综合类(A),(C)；3.(C)；4．(B)；

5.普通综合类(B)；

6.综合类（C），(B)；

7.（C），（A）；

8.(A)，(D)；

9.（C），（B）；10.（A）；11．（B）。二、[老师答题时光：8分钟]推断题（本大题共有15个

小题，每小题1分，共15分。考核类型“三基类”）

1.(?)；

2.(√)；

3.(√)；

4.(?)；

5.(?)；

6.（√）；

7.(?)；

8.(?)；

9.(?)；10.(√

)；11.(√)；12.(√)；13.(?)；

14.(√)；15(?)。

三、[老师答题时光：8分钟]名词解释（本大题共有5个

小题，每小题2分，共10分。考核类型“三基类”）

1.抱负空载转速n0：T=0时的转速。

2.弱磁调速：保持U=UN，电枢回路不外接电阻时，调整励磁电流使之削减，从而调整电动机的转速，称为弱磁调速

3.静差率δ：在一条机械特性上运行时，由抱负空载到额定负载运行的转速降△nN与抱负空载转速n0之比的百分数。

4.三相异步电动机的固有机械特性：工作在额定电压及额定频率下，电动机按规定的接线办法接线，定子及转子电路不外接电阻（电容或电感）时的机械特性。

5.伺服电动机：它具有一种听从控制信号的要求而动作的职能，信号来到，转子

立刻转动；信号消逝，转子能准时自行停止。又称执行电机。

四、[老师答题时光：15分钟]简答题及作图题（本大题

共5小题，每小题5分，共25分。考核类型“三基类”）

1.1.图2所示为三相异步电动机的功率关系图，请在图中箭头所在位置分离

填上表述功率或损耗相关符号。

（1分）（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

图1

2.按照变压器的绕组接线图作出副边电势相量图，并推断衔接组别。

ABC

***B

XYZAC

cabb

***a

cb（3分）Y,y-4（2分）

zxy

图2

3.(1)写出异步电动机机械特性的有用表达式；（2）在异步电机的等效电路中，电阻(1-S)r2/S的物理概念是什么？

答：（1）

SSSS

TTmmm

+=

2（3分）

（2）电阻(1-S)r2/S的物理概念为：消耗在此电阻上的功率为异步电动机

的全机械功率或表征异步电动机的机械功率。（2分）

4.一台

Y接线的三相异步电动机一相断线时能否继续运转,若停机后能否再启动?为什

么？

答：Y接线的三相异步电动机一相断线相当于单相异步电动机（2分），因此，Y接线的三相异步电动机一相断线（在负载不大的状况下）是可以继续运转的（1分），如停机后就不能再起动了（1分），这是由于单相异步电动机没有起动转矩（1分）。5.三相笼型异步电动机常用哪些减压起动办法？答：三相笼型异步电动机常用起动办法有：（1）定子串电阻或电抗减压起动（1.5分）；（2）自耦变压器减压起动（1.5分）；（3）星-三角形减压起动（正常运行时为三角形接线的电机）（1分）；（4）延边三角形减压起动（特地设计的电机）（1分）。普通三相笼型异步电动机减压起动常用前两种。

五、[老师答题时光：18分钟]分析计算题（本大题共2

小题，第1小题10分，第2小题16分，共26分。）

1、(10分)解：（普通综合类）

（1）（1）主磁通的最大值

0.0033

3005044.4220

44.411=??=≈

ΦfNUNm（wb）

（3分）

（2）（2）二次侧绕组的匝数:

5554.5530022040

1122≈=?==

NUUNN(匝)

（3分）

(3)一次侧绕组的全匝数为N1+N1×5%时：300+300×5%=315(匝)

38

22031555

.54%511122≈?=?+=

NUNNNU(V)（2分）