同济大学电机与拖动2013期中考试题目+答案

同济大学《电机与拖动基础》期中试题2013年11月一．20分，每题2分）1._____,磁路中磁通将____,触点吸合力将3.为改善直流电机的换向性能，换向极绕组应（（B）与）与励磁绕组串联，并且极性正确。答案:A4.在直流电机中，公式ECn和TCI中的是：aeTa5.一台三相变压器，S200kVAU/U1000/V，/接法，当此变压器额定YN1N2N（）500；（）288.7；（C）166.7；（）155.5AAAA答：C，166.7A(A)折算前后主磁通保持不变;(B)折算前后二次侧绕组的感应电动势保持不变;(C)折算前后二次侧绕组的电流保持不变;(D)折算前后二次侧绕组产生的磁动势及功率关系不变）7.三相绕线式异步电动机转速为，定子旋转磁场同步转速为n(nn)，则转子绕组电n00）(A)以n的速度旋转;(B)以的速度旋转(C)以n-的速度旋转;(D)以n+的速度nnn000资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除8.三相异步电动机T型等效电路中，纯电阻1sr产生的电阻损耗的三倍代表（）2s(A)电磁功率;(B)总机械功率;(C)输出功率；(D)空载损耗9.同步电动机的额定功率P为（）N(A)UIcos;(B)UIcos(C)UIcos;(D)UINNNNNNNNNNNNNN10.同步电动机运行时，若已知每相空载电势E小于电网每相电压，则此时同步电动机U0运行在什么状态？：，欠励状态；，过励状态；，纯电阻，即功率因数cos1状态；答：A二．20分，每题4分）1.铁磁材料的磁滞损耗和涡流损耗是什么原因产生的？答：铁磁材料在交变磁场作用下，反复磁化，磁畴之间不停地相互摩擦消耗能量，因而引起损耗，这种损耗称磁滞损耗。当交变磁通穿过铁芯或导体时，将在期中感应电动势和产生电流，这些电流围绕磁通呈漩涡状流动，称为涡流。涡流引起的损耗称为涡流损耗。2.直流电机工作时电枢绕组是旋转的，试问电枢绕组中的电流是交流还是直流、电枢电流建立的磁场是恒定的还是交变，说明原因。解答：电枢绕组中的电流是交流，电枢电流建立测磁场是恒定的。电枢绕组线圈中的电流在不同磁极下方向是变化的，是交流，从电机空间看，任意时刻在同一磁极下的电枢导体的电流方向是不变的，合成的磁场是恒定的。3.变压器的一、二次绕组接线图如下。(1)画出相量图；（2）给出联结组标号。ABCAbXYZaobcaX,Y,ZcByCzx答：相量图联结组4.一台额定电压为220/110，VVf50Hz的单相变压器，一、二次绕组的匝数分别为资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除N1000,N500。有人想省铜线，准备把一、二次绕组匝数分别减为12N200,N100。问是否可以，为什么？12答：不可以。因为一次电压UE4.44fN。所以，如果把一次绕组匝数从1000减111m到200，一次额定电压和频率不变，则主磁通将会增大到原来的5倍。通常，变压器m加额定电压时，铁芯磁路已经是饱和的。主磁通增大到原来的5倍，会使铁芯磁通饱和程度和磁阻大大提高，导致励磁电流激增，远远超过额定电流，会使变压器绕组和铁芯过热而烧毁。5.同步电动机通常用于电动机、发电机、补偿机，试从定子、转子磁场的空间位置关系对工作模式进行说明。解答：0当转子主磁极落后于定子合成磁场时，两磁场轴线之间形成夹角，转子受到一个与其转向相同的电磁转矩驱动，输出机械功率，定子绕组从电网吸收功率，处于电动机状态。0当转子主磁极超前于定子合成磁场时，两磁场轴线之间形成夹角，转子需要克服制动的电磁转矩，需要从轴上吸收机械功率，定子绕组向电网输出功率，处于发电机状态。0当转子主磁极与于定子合成磁场轴线重合时，两磁场轴线之间形成夹角，电机电磁转矩为零，电机内没有有功功率的转换，电机只发出或吸收无功功率，处于补偿机或空载状态。三．【10】图示直流铁芯线圈电路，，线圈电阻Ω，铁芯材料为铸钢，面lcm。欲在铁芯中建立磁通0.001Wb。积为s10cm2，磁路平均长度试求：1，应加多大的直流电压？2，在此情况下磁路的总磁阻Rm和铁芯材料的磁导率μ为多少？I+lUrS-2468N资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除解：1，磁感应强度/m2TBS104HlIN铁磁材料基本磁化曲线可查的H=90A/m。由，可得：2IA。故UIr0.0271002.7V。N2，总磁阻：103B1铸钢中的磁导率为：/HmH四．【10】有一台直流电机，2p4，单波绕组，电枢绕组全部有效导体数Z200。E230V1nr/min时，21000/min时，nra每极磁通不变，电枢绕组的感应电动势？（3）当nr/min时，每极磁通不变，电枢绕组改为单叠绕组，电枢绕组的感应电动势？（3分）1，则电枢绕组感应电势公式：a2EnCnC60a，60a1aee230每极磁通：EWbaCn6.6671500e（2）ECn6.6670.0231000153.34Vae2（3）单叠绕组，有2，此时有apC60a2e感应电动势为：ECn3.3330.0231500115Vae五．【15分】一台单相变压器，S1000kVA,U66kV/6.3kV，实验数据如下：NN实验类型短路实验空载实验功率（W）140005000高压边测量低压边测量6300求解：该变压器归算到高压侧的T型等效电路参数r,x,r,x,r',x'。设（rr',xx'）11mm221212500019.126300pUIrm213.706，Z019.1329.84，02Im200xZr2222m2m2m2资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除66000UUk10.4761N2N6300rkrxkx，22mm2mm2rp1400060.996，ZUI3240213.86kkI215.15215.15kkkkxZr2222kkkrkxrr'30.498xx'k，102.49221212六．（10分）一台三相八极交流异步电动机，P60kW，U380V，f50Hz，NNNn730r/min，额定负载时cos0.83，定子铜耗和铁耗之和即pp4.488kW，机NNcu1Fe械损耗p1.25kW，略去附加损耗p0mec试求：在额定负载时的（）转差率s（2）转子铜耗p（）效率（4）定子电流INcu2N（5）转子绕组感应电势的频率f2fnn750730解：电动机同步速：n750r/，sN0.0267004N750pn0（2）机械功率：PPpp601.2561.25kW。mecNmec61.25Pmec1s电磁功率：P62.93.转子铜耗PPs1.68kWkW10.0267cu2emNemN60P（3）PP(pp)67.41kW。效率：NP89%67.411Nemcu1Fe1NP（4）求I：I123.41A1NU3380NNNN（5）求f：ffs500.02671.33Hz22NN七．【15分】某三相交流电机定子槽数=36,极距=9槽，绕组节距=7槽，定子三Qy11资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除相双层绕组Y型接法，连接于f50Hz的电网中。每个线圈匝数=2，并联支路数=1，Na1yB气隙每极基波磁通51B11B波磁通与基波磁通的关系为vBv，为谐波次数。试求：vv11分）分）解答：Q（1）极对数：212pp9每极每相槽数：qQ312223p3602360槽距角：20Q36122332定子每相串联匝数：N（匝）ya1基波绕组系数：y7k))19y1qsin()2sin(30)20k10.9598qsin()3sin()22))kkk3)21y11五次谐波绕组系数：y7kv)5))19y5320qsin(v)sin(5)kq5sin(150)0.217622v5203sin(50)qsin()