电机学期末考试试卷大全(附答案)

31 卷（A卷课程名称适用专业考试形式开卷闭卷考试时间长度120一、填空题：（35

电流所产生的磁 阻 原来磁通的变化。一个线圈产生的通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就 变压器损耗包括绕组铜耗 铁

可变损耗等于不变损耗_（或_

由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常 尖 波，而铁心的磁滞特性使之 不对称尖 波并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同 连接 短路电压（标幺值） 三相变压器组不能接成Yy的原因是励磁绕组中需要 三次谐 电流不能流通，使磁通近似 平顶 波

三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻 电压互感器二次侧不允 短

开 3PAGE56交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善 12弱5次和7次谐波，绕组的节距应

脉振磁动势可以分解为两个圆形旋转

小时，速度 f1n1nν次谐波磁场在定子绕组上的感应电势频率

子绕组上感应电势频率

−νf1n 表转子的总的机械功率 功率，该电阻称为模拟 10

，临界转差 不降

异步电机转子结构有鼠笼式 绕 式两种。利用变比为K2直接起动时的电流之比 K2A

为了保 磁 不变二、简答题：（35Yd7Dd4（8分（4分大小和性质？（用公式表示（8分）T－s曲线，标明起动点、临界转差率点。指出电动机工（9分）（6分）三、计算题：（30DyI66/6.3kVII台额定电6.3/0.4kV6.3kVZk，rk，xk的标幺值；（8分0.9（7分线电压短路电流三相功率I一台三相四极异步电动机，150kW，50Hz，380V，Y接法，额定负载pcu2=2.2kW，pmec=2.6kWpad=1.1kW。试求：额定运行时的转速、转差率；（4分额定运行时的电磁功率和电磁转矩；（5分如额定运行时，保持负载转矩不变，在转子绕组中串入电阻使电10调速后的转子铜耗是多少？（6分）1.1.ABCB?EXYZXbcacAYaC?yzxbzABCB?EXYZcabAa?CzxycbABCB?EXABCB?EXYZcabAa?Czxycb2.3.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ia=0，ib=Imsinωt，ic=-Imb相磁动势基 cfc1(t,x)=-Fm1sinωtcos(x-3（2分f1=fb1+= )3= )33 cos(x+π)6合成磁动势为脉动磁动势，幅值为一相磁动势幅值的34.TsBbTBbTbA+s1sK-s=1；Bs=0~sK的区域为稳定运行区域，s=sK~1的区域为不稳定运行区域。 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aTL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=0~sK区域内，电动机可稳定运行。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，此时电则电机转速上升，转差率s将减小，电动机运行在b〞点，此时电磁转矩T5.?II??U?IE1= ?U I I?U?IE1=??r??1-s2?s??

不同点：（答出其一即可（1）Iy形连接，相电流等于线电130A334V。

1500

=137.46(

Z2bI

U3?3?

=6.3?103

3=

ZKI

U

3

=3I3I

141.482-1.482-

=

Z2-rZ2-r

=

=

rKI*xKI*

==

==II台变压器,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300V124A。

15003?6.3

=79.37(

Z1bII

124/124/

=

=UKIII

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123?3?(124/

rKII=KII22

=

Z Z r

=

4.192-4.192-

=

=rKII

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xKII*

=

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cosθ=sinθ=rK*=rKI*+rKII*=0.011+0.0098=0.0208xK*=xKI*+xKII*=0.055+0.052=0.107ua*=rK*=0.0208，ur*=xK*=0.107DU=(ua*cosθ+ur*sinθ)=(0.0208?0.9+0.107?0.4358)=

n=60

=60?50=1500(r/min)

pCu1=pCu2=2.2kW,pFe=PM=PN+pCu1+pad+=150+2.2+1.1+2.6=Pi=PM-pCu2=155.9-2.2=得转差 则转

T=iT=i= i 60?153.7 =992.9(N?s?=n1-n?=1500-0.9?1479=由得==2pCu2= =3Ir′=3I(7.99r)=7.99×2.2=′2′2 2 2′《电机学》课程试卷电机铁心采用0.35或0.5mm的硅钢片，其目的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿3．YYn联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形＿＿＿＿＿＿＿＿＿，57通常采用y1=＿＿＿＿＿＿。 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θ=200因外线发生故障，电网电压降为60%*UN，为使角保持在小于250下列关于直流电动机说法错误的是 圆形旋转磁 椭圆形旋转磁 脉振磁 D无法确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 一台50HZ、380V感应电动机，若运行于60HZ、380V电网上，当输出 增大,减 B增大,增 C减小,减 D减小,增5.绕线式感应电动机转子回路串电阻起动时，其特点为：（ ）AIst↑,TstBIst↑,TstCIst↓,TstDIst↓,Tst6.三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 越 越 C不8．感应电动机运行时，定子电流的频率为f1,转差率为s,则转子电流的 Af1 Bf1/s D（1-确定如下联结的变压器联结组,xxa.. & &EAX XYZ

bcbc第一台：SN=3200KV.A,U1N/U2N=35/6.3KV,uK=6.9%；第二台：SN=5600KV.A,U1N/U2N=35/6.3KV,uK=7.5%当两台变压器并联运行时，输出的总负载为 KV.A时，求每4COSΦN=0.85,定子为三角形联结，在额定电压下直接起动时，起动3流为额定电流的7倍，试求用变比KA= 3七．一台汽轮发电机，SN=31250KVA,UN=10.5KV,Y形联结，COSΦN=0.8（滞后，定子每相同步电抗Xt=7.0,定子电阻略去不计，此发电机并当发电机在额定状态下运行时，功率角θ、电磁功率Pem、比整步功率PsynkMθ、电磁功率Pemcosφ将变为多少71.52.85A提高磁路的磁导率,油箱壁闭合，磁阻大，故三次谐波磁通小，且负载时副方YO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。5. 6、E*/E 2. 3. 4. 5.C 6. 7. 2、变极、变频、变压、转子回路串电阻（绕线式电机（2）S总3六、 3IST=7/3*(2)17.060,12500KW,40720KW/弧度(级 学号 姓名 90分,10一、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”15分，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。（）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 （）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 （） （） （）9（） （）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。（ （）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。（）Xd(饱和)=1/kc。（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。 填空题（本题共10分，每题1分） 时，变压器的效率达到最大值 如果采用短距绕组消除ν次高次谐波，则绕组的节距y1应该 感应电动机的三种调速方法分别为 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 同步发电机与无穷大电网并联运行时，调 可以调节发电机发出的有功功率同步发电机短路时，电枢反应的性质 同步电动机在异步起动过程中包 两个阶段三、选择题（202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。（A一次绕组产生的磁动 B二次绕组产生的磁动C一次和二次绕组产生的合成磁动势 D以上都不对则该负载一定是。 （）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。（ABCD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 B是基波磁场转速的νC等于基波磁场转 D是基波磁场转速的1/ν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 B分布绕 C斜 D无法消笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比， （A起动电流和起动转矩均减小了BC起动电流和起动转矩均增加了D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A大 B小 C等 D可能大于也可能小同步电机中，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 B定子直轴电枢磁动C定子绕组产生磁动势幅值 D定子绕组产生的漏磁通9．同步电机与无穷大电网并联运行，有功功率一定，调节励磁时，在情况下同步电机的电枢电 （）A过 B正常励 C欠 D励磁电流最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四、问答题(30分) (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) (5分) (5分)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) (4分)五、计算题（保留5位有效数字，共15分）一台三相笼型感应电动机，额定功率3kw，额定电压380v，额定转速为957转/分，定子绕Y型，参数为：R1=2Ω，R2’=1.5Ω，Rm=4Ω，x1σ=3Ω，x2σ’=4.25Ω，xm=60ΩT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)（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？（0.9。）(8分)

（I12否，3否，4是，5是，6否，7是，8是，9否，10否，11否，12否，13否，14否，15是不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对4．157.48A、1818.18A1C，2C，3D，4D，5C，6A，7C，8A，9B，10（2分）2．感应电动机频率归算的物理含义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(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。单相绕组通以正弦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（2分p2096-45（1分（1分Psyn>00≤θ<90ºPsyn<0θ>90ºPsyn=0时为稳定极限，θ=90º（1分Xd≠Xq，附加电磁功率（1分）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，是静止的，（1分。额定转差率（1分）定子电流（2分）转子电流（2分功率因数cosφ1=cos36.284º=0.806095（1分输入功率P1=mU1I1cosφ1=3×220×6.98442×0.806095=3715.87（1分每极每相槽数为（1分）绕组排列图为（4分感应电动势为（1分）分布因数为（1分）气隙每极的磁通为（1分(级班级：电气工程1（）班顺序号 姓 分 总考试时间：（90分,10一 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（）6（）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． （）10．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢 （）11．直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额（）12．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 （）14．在ABC坐标系中，同 （）15dq0d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以3部分组成的。（）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 闭合，因此磁大、电抗小，电流大。 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 同励磁绕组的非周期稳态励磁电流I0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，时间常数同为定子绕组的时间常数Ta。5．0变换同dq0变换的差别在于：dq0变换的d、q轴相对转子是 ；而MT0变换是将M轴取得 一致。6．变压器的过电压现象包括 。7．在研究雷击引起的变压器大气过电压时，需要考 8．空载的同步电机单相（A相）对中点稳态短路时，AA相稳态短路电流 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，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Ia和励磁电流If三者之间的关系 （ If=I+Ia2.一台正在运行的并励电动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） （） 大于1450转/分 小于1450转/分 等于1450转/分 （） 小 小于或等 （） 励磁回路电阻太 励磁回路电阻太 没有剩磁或剩磁太 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 直轴同步电抗（） C 小于 或等于6.同步电机三相突然短路时， （） 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分负载时直流电机的气隙磁场包 定子绕组电流产生的漏磁场C 直流电动机调速的方法包 调节电枢电压的大小C 并励直流电机的损耗包 定子绕组和转子绕组的铜 B定子铁心的铁耗 机械损耗和杂散损 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， 励磁回路电阻增 B发电机输出电压增加 发电机电枢电流增D在相坐标表示的三相感应电机的磁链方程中 是常数。 定子绕组和转子绕组的自感 三相定子绕组之间的互感 三相转子绕组之间的互 同步发电机单相短路（另外两相开路）稳态时 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 分量和除3的倍数次外的一系列奇次谐波 转子电流中含有直流励磁分量和一系列的偶次谐波3（1、2、35475830分）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o4.一台17kW、220V的并励直流电动机，电枢总电阻（包括电刷接触压降电额定电压下电枢电流为100A，转速为1450r/min，并励绕组与一变阻器串联以限制励磁为4.3A，电动机带有恒转矩负载。当变阻器短路时，励磁电流为9A，稳态850r/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）5Z=242p=6，试排列一单叠绕组。要求画出磁极、换向片 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151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） （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 （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。（f）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 （f）ABC（tdq0d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以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Ta。5．0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0变换是将M轴取得同转子磁链方向一致。变压器的过电压现象包括操作过电压和大气过电压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（A相）对中点稳态短路时，AA相稳态短路电流的１／３。三、单选题（2分，共12分）1.A2.C3.B4.D5.C6.四、多选题（318分1.A，D2.B，C，D3.A，C，D4.A，B，C，D5.A，B，C6.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。其中＝pθdq0坐标变换得到的。3.感应电动势表达物理含义为，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 阻（2）额定运行（接变阻器）时：（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 解得：，代入 （3）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（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。所以空转矩并不等于零。电机学 试（华南理工大学电力学院姓 班级 学号（指班内序号） 成注意 1.一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）一、填空（25分电机 变压器绕组归算的原则是：在归算前后 不变 变压器的效率 达到最大值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 自耦变压器功率传递的特点 短距因数的物理意义 数N是指 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 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 感应电机转子反应的物理意义 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进 归算感应电机做堵转试验时，转子电流的频率 PW。二者同Pem的关系为pcu2=；PW= 同步电机的电枢反应是 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 之间的关系功角的含义是：从电路（电压）角度看，它 之间的夹角；从磁场角度看，它 之间的夹角对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cosφ、Xd、Xq，求取励磁电动势时，需要利用一个虚拟电动势EQ来求取I和E0的夹角Ψ0 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同 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。 （）电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。 （）（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 （3次、5次、7次、次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势（）（只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变（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（）（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 （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 （对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗（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 （kW（考虑铁耗时，变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位（变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量（电角度＝机械角度×2p（双层叠绕组的最多并联之路数为（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（感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比（感应电动机的功率因数很高（同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功（Id（忽略电枢绕组电阻、负载cosφ=0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量Iq（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 A一次绕组产生的磁动 B二次绕组产C一次和二次绕组产生的合成磁动势 D以上都不对 A纯电阻负 B电感性负C电容性负 D无法判 A与短路阻抗成正 B与短路阻抗成反C与短路阻抗标幺值成正 D与短路阻抗标幺值成反由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速 A等于 C等于基波磁场转 D是基波 A短距绕 B分布绕C斜 D无法消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 B起动电流减小、起动转C起动电流、起动转矩均增 D起动电流增加、起动转矩减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 D有时同步、有时失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 D励磁电流最小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汽轮发电机与水轮发电机的差别 汽轮发电机转子为凸极结 水轮发电机转速 汽轮发电机转子半径 水轮发电机转子体积单相变压器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 D减单相变压器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 一台三相感应电动机，其空载转速为730转/分钟，则其极数 。A2B4C6D8四、简答题（15分写出变压器的基本方程式（电压、磁势等T型等效电路、并标明各参数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75℃）：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路，假定R1=R’2、X1s=X’2s，R1、X1s、R2、X2s。34极的绕线式感应电动机，nN=1450r/minR2=0.012W。设负载转1450r/min1050r/min，求转子回路应该串入的电阻。六、推导题（8分（后附答题纸和草稿纸电 试题（参考答案一、填空（25分电机是（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；（磁势）不变变压器的效率在（铁耗与铜耗相等时）达到最大值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：（方为三角形联结，或有一方为星形带中性点接地联结）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，又有间接的电磁应功率传递）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）一相绕组的感应电动势计算公式为（kFE=4.44fNw1）；N（每相串联匝数）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）；（１．５）倍n（转每分钟）pfn=（６０ｆ/ｐ）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）T（频率）和（绕组）归算感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为（定子电流频率）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）。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）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）度看，它是（主极励磁磁场同气隙合成磁场）之间的夹角对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因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E0的夹角Y0（）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)（且相位相同）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 （?） （√） （? （?）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o（√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o（?对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗 （?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o（√变压器的额定容量单位为kW （?考虑铁耗时，变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位 （?变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量 （?电角度＝机械角度×2p （?双层叠绕组的最多并联之路数为 （?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 （?感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比 （?感应电动机的功率因数很高 （?同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功 （?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 （√cosφ=0Iq。（? （?）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CA一次绕组产生的磁动 B二次绕组产生的磁动C一次和二次绕组产生的合成磁动势D以上都不对载一定是C。A纯电阻负载 B电感性负载 C电容性负载 D无法判断D。A与短路阻抗成正 B与短路阻抗成反C与短路阻抗标幺值成正 D与短路阻抗标幺值成反由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度DA等于 B是基波磁场转速的C等于基波磁场转 D是基波磁场转速的要消除三相绕组中的齿谐波磁动势，一般可以采用CA短距绕 B分布绕 C斜 D无法消笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比，AA起动电流、起动转矩均减 B起动电流减小、起动转矩增C起动电流、起动转矩均增 D起动电流增加、起动转矩减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AA始终同步B相对定子反向C相对定子同向、但不同步D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 B正常励磁 C欠励 D励磁电流最小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BCD汽轮发电机与水轮发电机的差别为 汽轮发电机转子为凸极结 水轮发电机转速 汽轮发电机转子半径 水轮发电机转子体积U1N/U2N=220/110V380V，则主磁通将AA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 四、简答题（15分T型等效电路、并标明各参数五、计算（14分）75℃）：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略励磁支路，假定R1=R’2、X1s=X’2s，R1、X1s、R2、X2s。答：Zk=Uk/Ik=3240/15.15=213.861(W)Rk=PkIk27490/15.15232.633(W)Xk=sqr(Zk2–RK2)=sqr(213.861^2-32.633^2)=R1=R’2=Rk/2=32.633/2=16.616(W)X1s=X’2s=Xk/2=211.357/2=105.678(W)k=6600/6300=1.04762R2=R’2/k2=16.616/1.047622X2s=X’2s/k2=105.678/1.047622=34极的绕线式感应电动机，nN=1450r/minR2=0.012W。设负载转1450r/min1050r/min，求转子回路应该串入的电阻。恒定。因此让s成正比变化，就可以进行恒转矩调速：1450rpms1=(ns-n)/ns=(1500-1050rpms2=(ns-n)/ns=(1500-Radd=8R2=六、推导题（8分Pe≈mUIcos由凸极同步发电机的相量图可 ，Pe≈mUIcos(ψ0–θ)=mUI(cosψ0cosθ+sinψ0sinθ)=mU(Iqcosθ+Idsinθ由相量图可知，解出IdIq电机 试题（评分标准一、填空（25分本题考核学生的基本概念，共２５空，每空一分。每空的评分标准如下（１）得１分：回答同参考答案一致；或基本一致；或表述的意义基本相同（２）酌情给分：回答同参考答案在某种程度上一致二、正确的打“√”；错误的打“?”（25）本题考核学生的电机学基本常识，每小题一分。各小题评分标准如下（１）１（２）０三、单选题（13）本题综合考核学生电机学各方面知识，每小题一分。各小题评分标准如下（１）１四、简答题（15分）写出变压器的基本方程式（电压、磁势等（１）５（２）（４）方程少一项的，该方程不得分T型等效电路、并标明各参数（１）５分：正确（或本质上正确）（２）（３）（４）无励磁支路的，或励磁支路位置错误的，扣２分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小题（１）７（２）扣２分：R2、X2sk2R2、X2s（３）其它必要之公式列写错误的，每处扣０．５分（错误较少时评分标准：按以下评分点评分（最高不超过７分（１）５s（２）１分：明确同步转速为１５００ｒｐｍ（３）１s1，s2（４）１R’2/(R’2+R’add)=s1/s2（５）１R’2/(R’2+R’add)=R2/(R2+Radd)公式的六、推导题（8分）（１）８分：思路正确，并推导到（或接近推导到）（２）（３）１（４）２（５）２（６）２分：列写出了Ｉｄ、Ｉｑ（７）１分：进行Ｉｄ、Ｉｑ求解的电机学 试姓 班 学号（指班内序号 成说明：1.第一、二、三题答案必须直接答在试题相应位置（其它地方无效5．交卷时，拆开的试卷、答题纸必须订回原位，遗失责任自负；草稿纸也要一同交上一 判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。每题１分，共25分增加支路串联元件数可以减小直流电机的反电势脉动。（直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。（直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。（直流电机单波绕组的合成节距等于+1－1。（直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。（电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。（考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。（直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。（直流电机的电刷压降随负载变化而有很大的变化。（平复励发电机的电压变化率比较大。（并励电动机的机械特性比较软。（串励电动机在轻载时会发生飞车现象。（降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。（三相变压器组的正序、负序、零序的激磁阻抗相等。（三相心式变压器的零序激磁阻抗远大于正序、负序激磁阻抗。（三相变压器带单相负载时，零序电流远大于正序、负序电流。（Y,yn结来带单相负载。在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，激磁支路的阻抗是相等的。（0。（同步发电机的负序等效电路类似一个转差率为２的感应电机。（对电机进行动态分析时，需要列写电机的运动方程。电机的运动方程是一组相量方程。 负符号。（） MT0换。它是将dq0dTT90M。（）变压器绕组所受的电磁力，同短路电流的平方成正比。（二 填空题（每空1分，共15分在列写电机磁链方程时，采用电动机定则时，正向的电流产生 ）向的磁链对于直流发电机，电刷顺着转子旋转方向移动，电枢反应的直轴分量起 ）磁作用从大小上看，他励直流发电机的短路电流 ），并励直流发电机的短路电流 ） ABC坐标系到dq0坐标系的变换，就是把定子A、B、C三相绕组轴线上的三相物理量进行线性组合，得到固定在转子上的d、q轴线上的物理量（外加一个0轴上的物理量）。在具体操作上，就是将A、B、C三相的物理量，投影到d轴（或ｑ轴）并相加，取其（ 为d轴（或q轴）的物理量；将A、B、C三相的物理量直接相加，取其（ 同步电机动态分析时，定子标幺值的三个自由选择的物理量基准分别是 ） ），用公式表示即 ）在同步电机动态分析中，转子电流的标幺值往往采用所谓Xad基准，它是指 ） 流分量；瞬变衰减的直流分量，其时间常数为 ）；衰减的周期分量，其时间常数 ） 变压器过电压可分为 ）、大气过电压等两种三 多项选择题（勾出正确答案，编号填入括号，共30分关于凸极同步发电机短路，正确的论述有 ）在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，负序等效电路中的转差率s-同正序等效电路中的转差率s+的关系为（ (A)s- (B)s-(C)s- (D)s-=2-关于对称分量变换、dq0、MT0、120变换，正确的说法有 ）dq0对称分量变换、120MT0变换专用于同步电机分析dq0坐标系到ABC坐标系的变换，就是先将d、q轴的物理量，投影到A相（或B相或C相）并 ），作为A相（或B相或C相）的物理直接加上0轴的物理量 (B)加上0轴的物理量的(C)加上0轴的物理量的 (D)加上0轴的物理量在该相的投影感应电机多为隐极，关于其有关电感的论述，正确的有）定子两相间的互感不随时间变化 (B)定子自感不随时间变化(C)转子两相间的互感不随时间变化 (D)转子自感不随时间变化(E)定、转子之间任何两相的互感不随时间变化对于凸极同步电机，关于其有关电感的论述，正确的有）定子两相之间的互感是时变的 (B)定子自感是时变的(C)定、转子间的互感是时变的 (D)转子自感是时变的 Ta在单相变压器空载接入电网的瞬变过程中，正确的论述有 ）因电感电路的电流不能突变，最坏情况下，最大电流可达稳态时的约２倍关于变压器空载接入电网，正确的论述有 ）大型变压器电阻大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网单相变压器空载，二次侧忽然短路时，正确的论述有 ）短路电流经历一个瞬态过程 (B)主磁通经历一个瞬态过程因电感回路电流不能突变，最坏情况下，最大短路电流可达稳定短路电流的约２倍变压器忽然短路时，对漏磁场、绕组受的电磁力，正确论述有 ）漏磁场轴向分量大于径向分量；(B)(C)轴向电磁力的破坏作用大 (D)径向电磁力破坏作用大关于变压器承受大气过电压，正确的论述有 ）低压侧绕组因靠近铁心，对地电容大，可以认为是接地短路的变压器承受大气过电压时，正确的论述有 ）高压侧绕组雷电进入的一端（首端或尾端），加强绕组首端、尾端的匝间绝缘可以保护变压器负载时直流电机的气隙磁场包括 ）定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并励直流电机的损耗包括 ）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)转子铁心的铁耗四 综合题（每1题6分，共30分A请用矩阵表示的表达式(2)写出用dq0坐标系中物理量表示的电磁转矩方程。20kW、230V、1500r/minRa=0.156Ω，励磁绕Rf=70.Ω，3.3Ω1kW，杂1%，试求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率和效率。电机学（II）一 判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。每题１分，共25分增加支路串联元件数可以减小直流电机的反电势脉动。（直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。（直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。（直流电机单波绕组的合成节距等于+1－1。（直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。（电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。（考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。（直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。（直流电机的电刷压降随负载变化而有很大的变化。（平复励发电机的电压变化率比较大。（并励电动机的机械特性比较软。（串励电动机在轻载时会发生飞车现象。（降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。（三相变压器组的正序、负序、零序的激磁阻抗相等。（三相心式变压器的零序激磁阻抗远大于正序、负序激磁阻抗。（三相变压器带单相负载时，零序电流远大于正序、负序电流。（Y,yn结来带单相负载。（在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，激磁支路的阻抗是相等的。（0。（同步发电机的负序等效电路类似一个转差率为２的感应电机。（对电机进行动态分析时，需要列写电机的运动方程。电机的运动方程是一组相量方程。组新的物理量。（V）Park（派克）方程中，d、q符号。（V）MT0换。它是将dq0dTT90M。（X）变压器绕组所受的电磁力，同短路电流的平方成正比。（二 填空题（每空1分，共15分在列写电机磁链方程时，采用电动机定则时，正向的电流产生（正）向的磁链对于直流发电机，电刷顺着转子旋转方向移动，电枢反应的直轴分量起（去）磁作用从大小上看，他励直流发电机的短路电流（很大），并励直流发电机的短路电流（） ABCdq0A、B、Cd、q（0上的物理量）。在具体操作A、B、Cd（或ｑ轴）并相加，取其（2/3）倍，作为d（q）A、B、C（1/3）倍，作为零轴 公式表示即（3IbUb=2IfbUfb）。 在同步电机动态分析中，转子电流的标幺值往往采用所谓Xad基准，它是指：（转子励磁绕 流分量；瞬变衰减的直流分量，其时间常数为（T’d）；（Ta） 同步电机忽然短路时，励磁绕组具有屏蔽电枢反应磁通进入主极磁路的作用，等效于电枢反应电抗的减小，这时的直轴电抗称为（直轴瞬态电抗）。当存在直轴阻尼绕组时，阻尼阻尼绕组和励磁绕组作用时的直轴电抗，称为（直轴超瞬态电抗）。变压器过电压可分为（操作过电压）、大气过电压等两种三 多项选择题（勾出正确答案，编号填入括号，共30分关于凸极同步发电机短路，正确的论述有（ABCD）s-s+的关系为）(A)s-s-(C)s-s-=2-关于对称分量变换、dq0、MT0、120变换，正确的说法有 ）dq0对称分量变换、120MT0变换专用于同步电机分析 dq0ABCd、qA（BC）并相加，再（A），A（BC）的物理量。(A)直接加上0轴的物理量 (B)加上0轴的物理量的(C)加上0轴的物理量的 (D)加上0轴的物理量在该相的投影感应电机多为隐极，关于其有关电感的论述，正确的有 ）定子两相间的互感不随时间变化；(B)(C)转子两相间的互感不随时间变化；(D)(E)定、转子之间任何两相的互感不随时间变化对于凸极同步电机，关于其有关电感的论述，正确的有（ABC）定子两相之间的互感是时变的 (B)定子自感是时变的(C)定、转子间的互感是时变的 (D)转子自感是时变的的论述有（ABDE）。Ta在单相变压器空载接入电网的瞬变过程中，正确的论述有（ABC）因电感电路的电流不能突变，最坏情况下，最大电流可达稳态时的约２倍关于变压器空载接入电网，正确的论述有 ）大型变压器电阻大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网单相变压器空载，二次侧忽然短路时，正确的论述有（ACD）短路电流经历一个瞬态过程；(B)因电感回路电流不能突变，最坏情况下，最大短路电流可达稳定短路电流的约２倍变压器忽然短路时，对漏磁场、绕组受的电磁力，正确论述有 ）(A)漏磁场轴向分量大于径向分量；(B)(C)轴向电磁力的破坏作用大 (D)径向电磁力破坏作用大关于变压器承受大气过电压，正确的论述有 ）低压侧绕组因靠近铁心，对地电容大，可以认为是接地短路的变压器承受大气过电压时，正确的论述有 ）高压侧绕组雷电进入的一端（首端或尾端），加强绕组首端、尾端的匝间绝缘可以保护变压器负载时直流电机的气隙磁场包括（ABCD）(A)定子绕组电流产生的主磁场；(B)(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并励直流电机的损耗包括 ）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)转子铁心的铁耗四 综合题（每1题6分，共30分1．A请用矩阵形表示的表达式d、q；0量没有运动电势写出用dq0坐标系中物理量表示的电磁转矩方程 （其中p为极对数）写出直流电机电磁转矩的计算公式，并说明转矩系数（转矩常数）中各量的物理意义其中，p：极对数；Za：电枢表面总导体数；a=：并联支路对数 n=(U-20kW、230V、1500r/minRa=0.156Ω，励磁绕组电阻Rf=70.Ω，额定负载时并励回路中串入3.3Ω的调节电阻，铁耗和机械损耗共1kW，杂散损1%，试求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率和效率。哈工大 年电机学

一二三四 一.填空题(210分 （共7页试题 班号 姓名二.选择题(220分，直接填在括号内。 20%将升高 是可行的 变极调 一台直流发电机，其电枢绕组内的电流为 直流电 n1,相对定子的转速为n2,则 A. B. C.是我们应该选用的 （共7页试题 班号 姓名欲使变压器的ΔU=0，那么负载性质应为( 变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将）减 变压器一次侧阻抗为Z1，二次侧阻抗为Z2，变比为a(a=则折算到二次侧的等效阻抗为

N2)1a2Z1+Z1 C.a2Z+

Z1+a2Z1 D.Z+a21 三、论述及画图题(420分试简述抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法 （共7页试题 班号 姓名结合等效电路图，说明感应电机各参数代表的意义 （共7页试题 班号 姓名四.计算题(30分Y接、380V、50HZ1444r/min的三相感应电动机,其R1R2?=0.4WX1σ=X2?σ=1WXm=40WRm略去不计。求：电机效率（不考虑机械损耗及杂散损耗 （共7页试题 班号 姓名一台三相变压器Y,y联接 =50Hz。短路试验中，当Ik=IN时，PkN=588W，Uk=4%UN试求：(1)短路参数的标么值；(2)cosφ2=0.8(滞后)时的副边电压 （共7页试题 班号 姓名3.一台他励直流电动机，PN=7.5kW，UN=110V，ηN=0.83额定运行时为额定转矩的一半，问电机转速和电枢电流。(T0的影响) （共7页哈工大电机学 答一 填空 二、选择11、6、22、7、3、斜槽、分数槽（半闭口槽3、8、44、9、55、10、三、论述及画图题额定转速下降、额定效率降低变压器铁芯的饱和程度上升、空载电流增大 铁心损耗增加、一次绕组电动势基本不变，二次绕组电动势增大RR'1

RmXmn为转差率s=n1-nn

1 电机为4极 转差率为N =ns-N

=1500-1444= 3 (2)2 = 总阻抗Z=0.4+j1

j40?(10.71+j1)=9.946+j4.47=j40+(10.71+

=20.17?- jX

XXm分

+Z

=11p=I'21-sr'=19.0421-0.037330