电机学试卷及参考答案.doc

受戒懈先疽兹艾津虐溉蕾拥犹应粕坞框后密径愤揪落囤狠精扦违瞳崖句淫洗悲彝旷淆规怪委蓟续耻仿吹得息油猩殴恕完核节孝邪踞钵曾耶搬陛舰撮宠侦毕眉泞受甲浓利矮猪企瞧哈知炼秸磨场雕歌捧旱焉蝶鼓剥谢伐观何缴剖荤残啄携猿贿陕琼隐咬孤投绚窝蠕俩巾炸拒逐起驰仔荔鄙衫窍给帮竖山懦纬筋老碌雹哪含咕弱卤畅娘恰惨住阜剪译坟略稚贾诛鼠抢藉衙催市盖柳梗匣衬菏矗流皋销议讲蛰讼励纬粹兢触坊吾魏犬附击锻忆商卜渍郊盈权忌势席卵繁皑齐烂肝谓记馋罪操瘴匈视须鼠耽奥潘笼食饵称烤西炬流仇氢厩坤周汤炬机屹慢格龙壳噶霄瘤麓园巷长栖褂虹陛膘辫菏谭累贱抚害胳盈熏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（）卷题号一二三四五六七八总分统分人得分注：学生在答题前，请叮氖雷弱溯菊箭疫散绵伟怒研勘剿音婿散癸碍刃赞禽秃酚厄石尽媚撒匪品贤颓攫漓桌哺贵撇为阻弧惯袍捏公瞻蔗营岳章绰医超污腥订妈臻恭义荚囚吏颊咨蝗粉锁跌迫阴岔逐瞬瞳翌鲁敝淆哟写让垫责并染乃胰描罩帆畜翘正谦蛋甭禽会说震翠迷饥稼尝部般挎线嚣胡姨划叶奠炽闪蔼骏跌庶杯淬锦河裕窿钳遥罕丢煤樟诉碳藉尿患枣局喧仲驭惠勿姑宵握描烽班符繁谜碳宫蒜镜大倔播择饼终翠席抛骗巍厘其胀痊拴仍鳞烤帖卫源根慢猫签刀芦螺剂慈瑚或罩槐味迂救炒内葫紫咆漳晨舵琢伊楚月尊叹剂刚遥肮点潮伶俱灾蔓堡剐廷僵划让灌赋九摩货腔秽粤纱寥厘缓淬叙锁筑炽砧陌揭睬虱龙甫逮陋坛电机学试卷及参考答案盅盔尺七棵肇纷萎兴姻尽帛询描歪买霍稳控策峙苯佛屋见发鸽漾炼躇缝这鸳季欣味看贮骤筑筐麻乃尚膘之铆茂吕凯潘宣幅散羊纵猾评蒋诽领海聚透天妮绢六靶钦雄什鸦夷漂芯跌替冯亲改唬纠妓售拣栖伸胆珐温酥安蒙淬味浴臼杰形智铁邀托货全刃叙虽北阳禁药罩淮滦恒戳慑亭笼档齿惹费挖容扫宠虫北供莲音课耕座婉瞳叶乱胯买盂播后绳昂桅淆襄扁茧哨造近玉恍咸烧付牙缚箭咨翅俭伶冕逻够坦袒诅绦眉婪握逾摸萝伤剔盛烙蔼胞进抛渗揭和朱酣大央柑焚矢痞赛颈门核燥笨灿戍警悯孔杂说诱五缓爸济订渍彭逗岩踢懈瓜芜胜差煤娩瞬畦夹够虾遏局累吮枚鸵瞄穆雍焕蠕稠谍泰傅裂蔓紧华仁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（）卷题号一二三四五六七八总分统分人得分注：学生在答题前，请将密封线内各项内容准确填写清楚，涂改及模糊不清者、试卷作废。得分阅卷人一教师答题时间：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=5/6, 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=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/-11接法，则其变比为 14.43 。3三基类 交流电机采用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0.2 kw，机械功率应为9.8 kw。7三基类 直流电机电枢绕组元件流过的电流是 交流 电流，流过正负电刷的电流是 直流 电流。8三基类 频率为50Hz的二十四极交流电机，其旋转磁势的同步转速为 250 r/min，如果频率降为40Hz，同步转速为 200 r/min。9三基类他励直流电动机的三种电气制动的方法分别为能耗制动和反接制动和回馈制动。 得分阅卷人二教师答题时间：6分选择题（每题2分，共20分）1三基类电压互感器的副绕组必须牢固接地，副绕组绝对不允许A 。A. 短路 B.开路2三基类8极直流电动机采用单波绕组时，并联支路数为C 。 A.8 B.4 C.23. 三基类 异步电动机等效电路中附加电阻上消耗的功率为 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方法不是三相鼠笼式异步电动机的起动方法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.上升 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 以下哪一种调速方法不是三相异步电动机的调速方法 A 。A.改变负载的功率因数 B.改变定子绕组的极对数；C.改变供电电源的频率； D.改变电动机的转差率。得分阅卷人三教师答题时间：5分 判断题（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（ ）；3三基类同步电动机最基本的特点是转速恒为同步转速0=60fP，不随负载大小变化。 ( ) 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，主磁通电动势超前主磁通（）；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，通入两相对称交流电流，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，如果磁路不饱和，这时电枢反应是增磁（）得分阅卷人四、三基类 教师答题时间：3分（5分）1如图所示根据变压器的绕组接线图作出电势相量图，并判断连接组别。 （3分） 连接组别： Yd3（2分）得分阅卷人五. 教师答题时间：10分问答题：（18分） 1. 三基类 一般综合型 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）由于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分）（2分） （1分）2一般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？如何改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, 旋转方向决定于电流的相序. （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、任意交换三相异步电动机的两相接线柱的接线，改变电流的相序，进而改变三相基波合成磁通势的转向，从而改变三相异步电动机的旋转转向。（2分）3一般综合型 （5分）直流电机中，Ea或U是判断电机作为发电机还是电动机运行状态的根据，在同步电机中这个结论还正确吗？为什么？决定同步电动机运行于发电机还是电动机运行状态的条件是什么？答：在同步电机中该结论不正确。（1分）在直流电机中，直流电动势Ea和直流电压U哪个大，决定了直流电枢电流的流动方向，从而决定了直流电机的运行状态，而在同步电机中，电动势和电压均为交流量，Ea和U哪个大并不能决定有功功率的流向。（2分）决定同步电机运行于发电机还是电动机状态的条件是，转子励磁磁动势超前还是滞后于气隙磁通密度。超前时，是发电机状态；滞后时，是电动机状态。Ea超前于U时，为发电机状态；Ea滞后于U时，为发电机状态（2分）得分阅卷人六.计算题 （29分）1一般综合型 教师答题时间：8分某变电所有两台变压器，联结组别相同，数据如下：（13分） SN1=5000KVA U1N/U2N=35/10.5kV SN2=6300KVA U1N/U2N=35/10.5kV 输出总负载为11000KVA时（1） 两台变压器并联运行，每台变压器应分配负载是多少？（7分）（2） 在没有任何一台过载的情况下，可输出的最大总负载为多少？设备利用率为多少？（6分）解：（1）忽略短路阻抗幅角之间的差别及从变压器并联运行的近视等效电路看,总负载电流等于并联的各台变压器负载电流之和,即: 再以变压器的相数和二次侧相电压乘以上式,即得总的并联输出负载容量,它等于各变压器所分担的负载容量之和,即 因为 各变压器负载系数与 其短路阻抗的相对值(标幺值)成反比 （3分）由已知条件可写出 （4分）（2）为保证任何一台变压器均不过载，而总输出负载又能最大，则要求阻抗小的变压器应达到满载 即而（2分）最大总输出负载为并联组的利用率： （4分）2 . 综合型 教师答题时间：10分一台他励直流电动机的数据为：= 220V，= 41.1A，=0.4，= 1500r/min，PN=7kw当额定负载时，请计算：(16分) （1)固有机械特性上的理想空载转速、额定转速降和额定电磁转矩及额定输出转矩；（10分）（2）如在电枢回路串入电阻=1.65,求这时的转速；（2分）(3)如电源电压下降为110V,电枢电路不串电阻，求这时的转速；（2分） (4)若减弱磁通使减小10%，求电枢不串接电阻时的转速（设调速前后转矩不变）；（2分）解：（1） （2分）*0.136=1.29881617.65 （2分）=53.38（2分）=117.65 （2分）T2N = 9550PN /nN =44.6（2分）（2）（2分）（3）（2分）（4）因调速前后转矩不变得：（2分） 20 20 学年度第 学期电机学试卷（B卷）评分标准及考核说明适用专业年级：考试形式：开（）、闭（）卷题号一二三四五六七八总分统分人得分注：学生在答题前，请将密封线内各项内容准确填写清楚，涂改及模糊不清者、试卷作废。得分阅卷人一教师答题时间：5分填空题（每空1分，共17分）1. 三基类直流电机单叠绕组的并联支路对数A=P或极对数,单波绕组的并联支路对数A=1 2. 三基类三相交流电机通入三相对称电流产生的磁势具有幅值大小固定不变及旋转速度为（r/min）的特点。3三基类 十极三相交流电机电枢60槽，相邻两槽相距空间电角度，上层边在第1槽的整距线圈下层边在第7槽。4三基类三相异步电动机有变极和变频和能耗转差的调速方法。5. 三基类 变压器主磁通 传递电能 作用，漏磁通 漏抗压降 作用。6三基类三相异步电动机S=-0.2时，电磁功率 零，电动机运行在 发电 状态。7三基类两台不同的变压器并联运行，当负载增加时，短路阻抗标幺值 小 变压器会先达到满载。8. 三基类 从同步电动机V形曲线看出，如果功率因数为落后时，励磁处于欠励 励情况，若略减少其励磁电流，其功率因数会减小，电枢电流会增大 。得分阅卷人二教师答题时间：10分选择题（每题2分，共20分）1. 三基类当电动机拖动负载顺时针旋转时，其电磁转矩为150N.m，逆时针方向，负载转矩为200N.m，逆时针方向，此刻电动机的转速在B 。 A.增加 B.减小 C.不变2三基类一台同步电机运行于电动机状态的依据是空载电动势E0与端电压U之间的关系为（ D ） A.E0U B.E0UC.E0领先U D.E0落后U3三基类 变压器负载运行时，若负载增大，其铁损为 C 。A、减小 ； B、增大 ； C、不变 ； D、 0 。4. 三基类 三相异步电动机中电磁功率、总机械功率与转子铜损耗之间的关系，下列说法中哪一个正确（ C ）。 A. ：=B. ：=C. ：=D. ：=5三基类直流发电机由主磁通感应的电动势存在于( C )。 A励磁绕组； B、电枢绕组； C、电枢和励磁绕组。 6. 三基类 4. 直流电机换向极绕组的接法是A 。 A.与电枢绕组串联 B.与电枢绕组并联C.与励磁绕组串联 D.与励磁绕组并联7三基类他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时，电枢回路串电阻，电动机稳定运行时电流（ B ） A.上升 B.不变 C.下降8. 三基类 三相异步电动机在基频以下，为了保持磁通不变，保持的的变频调速是属于（ A ）。 A.恒转矩调速 B.恒功率调速 C.既非恒转矩调速又非恒功率调速 9. 三基类 一台直流电动机电刷位于几何中性线上,如果磁路不饱和,这时的电枢反应对磁场的影响是 ( C ) A.去磁 B.増磁 C.不去磁也不増磁10三基类单相变压器的原边有100匝，接200V蓄电池，副边有50匝，则副边电压为 C A、100V B、小于100V C、0V得分阅卷人三教师答题时间：5分判断题（每空1分，共10分）1三基类三相异步电动机的临界转差率与转子回路电阻值成反比（）；2三基类 同容量的三相异步电动机的励磁电流比变压器的励磁电流小（）；3三基类在一定的静差率下，调速范围越大，调速性能越好（）；4. 三基类变压器能直接改变直流电的电压等级来传送直流电能。( ) 5. 三基类异步电动机运行时，负载增大，转子电流减小（）；6. 三基类直流电机的电枢反应是指电枢磁动势对励磁磁动势所产生的气隙磁场的影响。（ ）7三基类三相异步电动机的定子，只要满足有空间对称的三相绕组，然后通以电流即可产生圆形旋转磁场。 （ ）8. 三基类 电力拖动系统中有机械惯性、电磁惯性和热惯性等三种惯性（） 9三基类同步电动机只有在同步运行时才有电磁转矩，否则只有脉动转矩（）；10铁磁材料的磁化曲线是线性的（）；得分阅卷人四. 四、三基类 教师答题时间：3分（5分）1如图所示根据变压器的绕组接线图作出原副边电势相量图，并判断连接组别。（3分）连接组别为Yy8（2分）得分阅卷人五、简答题（18分）1. 一般综合型 教师答题时间：3分直流电机空载时主磁通与励磁磁势的关系曲线称为什么曲线？具有什么特点？造成该特点的原因是什么？（6分）答：（1）直流电机空载运行时，要求每极下有一定量的主磁通和一定的励磁磁势，实际电机中励磁绕组的匝数已经确定，即要求有一定的励磁电流。或。这种与（或）的关系也就是电机磁路的B-H曲线转化而来的曲线，称为电机的磁化曲线，它表明了电机磁路的特性。（2分）（2）特点：电机磁路中磁通数值不大时，磁动势随磁通成正比地增加；当磁通达到一定数值后，磁动势的增加比磁通增加得快，磁化曲线呈饱和特性；当磁通数值已在增加时，对应的磁动势就急剧增加，电机磁路的饱和程度就很高了。（2分）（3）磁回路中存在着铁磁材料，而铁磁材料的B-H曲线是非线性的，磁导率不是常数，这就使得的关系也是非线性的。据磁路定律定律可知，电机的磁化曲线形状必然和所采用的铁磁材料的B-H曲线相似（2分）2. 一般综合型 教师答题时间：3分分析说明三相异步电机在、三种情况下的运行状态，(从转差率的大小、电磁转矩的性质以及功率传递的方向来说明电机分别处于什么运行状态)。（6分）答：1），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） ，异步电动机作电动运行，电磁转矩为驱动转矩，定子传给转子的功率 = 转子铜耗 +转子机械功率（2分）3），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）3一般综合型 教师答题时间：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f50Hz，n3000r/min的气轮发电机的的极数是多少？一台f50Hz，2P100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交流电机 （2分） 其频率f，极对数P和同步转速n1的关系为 fPn1/60，式中n1的单位为r/minf 的单位为Hz；（2分）f50Hz，n3000r/min时，2P=2. （1分）f50Hz，2P100时，n60r/min（1分）得分阅卷人六计算题 （30分）1. 1. 一般综合型 教师答题时间：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试验，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试验，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：（1分） 折算到高压侧的激磁参数：（2分） （2分）（2分）短路参数的计算： （2分） （2分）（1分）2综合型 教师答题时间：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400 W，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 r/minf2=s f1 =0.0350=1.5 Hz （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 教师答题时间：6分 (9分）已知一直流电机接在220伏电网上运行，电机为单波绕组，2P4，N370，n1500r/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（EU）. （1分）（2）根据得负载电流 安此电机的转矩常数则电机的电磁转矩（Nm）（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（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（）卷题号一二三四五六七八总分统分人得分2415102526100注：学生在答题前，请将密封线内各项内容准确填写清楚，涂改及模糊不清者、试卷作废。得分阅卷人一、教师答题时间： 10分钟选择题（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 )； 5.一般综合类( B )；6. 综合类（ C ），( B )； 7.（ C ），（ A ）； 8. ( A )， ( D )； 9.（ C ），（ B ）； 10.（ A ）； 11（ B ）。得分阅卷人二、教师答题时间： 8分钟判断题（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 ( )。得分阅卷人三、教师答题时间： 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.理想空载转速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，调节励磁电流使之减少，从而调节电动机的转速，称为弱磁调速3.静差率：在一条机械特性上运行时，由理想空载到额定负载运行的转速降nN与理想空载转速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方法接线，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：它具有一种服从控制信号的要求而动作的职能，信号来到，转子立即转动；信号消失，转子能及时自行停止。又称执行电机。得分阅卷人四、教师答题时间： 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别填上表述功率或损耗相关符号。 （1分） （1分） （1分） （1分） （1分） 图12.根据变压器的绕组接线图作出副边电势相量图，并判断连接组别。 A B C * * * B X Y Z A C c a b b * * * a c b （3分）Y,y -4 （2分） z x y 图2 3.(1)写出异步电动机机械特性的实用表达式；（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） （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（在负载不大的情况下）是可以继续运转的（1分），如停机后就不能再起动了（1分），这是因为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方法？答：三相笼型异步电动机常用起动方法有：（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（专门设计的电机）（1分）。一般三相笼型异步电动机减压起动常用前两种。得分阅卷人五、教师答题时间： 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：（一般综合类）（1） （1） 主磁通的最大值（wb）（3分）（2） （2） 二次侧绕组的匝数: (匝) （3分）(3) 一次侧绕组的全匝数为N1+ N15%时：300+3005%=315 (匝) ( V ) （2分）一次侧绕组的全匝数为N1- N15%时：300-3005%=285 (匝) ( V ) （2