华农大1314电机学期末试卷答案.doc

装订线华南农业大学期末考试试卷A2013-2014学年 第 1 学期 考试科目： 电机学 考试类型：（闭卷）考试 考试时间： 60 分钟学号 姓名 年级专业 题号一二三四五总分得分评阅人得分一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1. 电机学中的基本电磁定律包括“电生磁、磁变生电、电磁生力”，此三项电磁学定律用公式可分别表示为： C 。A. e=-Nd/dt 、F=HL=Ni、fem=Bil；B. fem=Bil、e=Blv、F=Ni；C. F=HL=Ni、e= - d/t、fem=BilD. F=HL=Ni、H=B/、e=Blv。2. 两个电感的尺寸、形状和线圈匝数均相同，但一个是铝心，一个是铁心，由于铁的导磁率远大于铝，当把它们并联接在同一个交流电源上时， B 。A. 两电感电流是相同的；B. 铝心电感电流大于铁心电感电流；C. 铝心电感大于铁心电感；D. 铁心电感电流大于铝心电感电流。3. 为保持单相变压器的主磁通波形为正弦波，考虑铁心饱和及铁损耗的影响，满载时实际励磁电流波形应该是 A 。A超前角的尖顶波； B滞后角的正弦波；C同相位的正弦波； D. 同相位的尖顶波。4. 一般情况下，三相变压器组(或三相组式变压器)不能接成 B 。A. Yd连接组； B. Yy连接组； C. Dy连接组； D. Dd连接组。5. 额定容量为SN=100kVA，额定电压为U1N/U2N=35000/400V的三相变压器，其二次绕组额定电流为 A 。A. 144.34A； B. 250A； C. 1.65A； D. 2.86A。6. 在p对极整距交流绕组中，每个线圈的两个线圈边在空间相距的机械角度为 D A. p180; B. p360; C. 360 / p D. 180 / p7. 交流绕组若采用短距，与整距比较各次谐波电动势会有所减少，其削弱幅度与谐波次数的关系是 D 。A.次数越高幅度越大； B. 次数越高幅度越小； C.削弱幅度与次数无关； D. 削弱幅度与特定次数有关。8. 、两台三相变压器并联运行，它们的联结组别相同，短路阻抗标幺值相等，但的容量比的大，则 C 。A. 先满载； B. 先满载； C. 同时满载；D. 无法确定。9. Y,y联结的三相变压器组，其空载电流和相电动势波形分别为 C A. 尖顶波和尖顶波；B. 尖顶波和正弦波C. 正弦波和尖顶波；D. 平顶波和平顶波。10. 一台单相变压器，空载与额定运行时一、二次侧端电压之比分别为29:5和145:24，则电压变化率为 B A. 4.17%；B. 4%；C. -4%；D. 79.16%。得分一、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分，有错选得零分）1. 电路与磁路既有相似性，又有本质区别，下面叙述正确的有： B、C 。A. 电流流过导电体会产生能量损耗，磁通流过导磁体不会产生能量损耗；B. 在恒定磁场中静止导磁体内是不会引起能量损耗的；C. 电路中电阻越大电压降越大，磁路中磁阻越大磁压降越大；D. 电路有电动势可以无电流，磁路有磁动势可以无磁通；2. 对于电路欧姆定律和磁路欧姆定律 A、D 。A. 都可用来对各自领域问题做定性分析；B. 都可用来对各自领域问题做定量计算；C. 当结构与材料确定后，电阻和磁阻通常都可看作定数；D. 当结构与材料确定后，电导为常数，磁导则不一定。3. 交流绕组电动势相关的基波分量(用下标1表示)与v次谐波分量（用下标v表示）各特性指标对应的关系有： A、C 。A. fv=v f1；B. fv=f1；C. nv=n1D. nv=n1/v4. 一般情况下，三相变压器组(或三相组式变压器)可以接成 ACD 。A. Yd连接组； B. Yy连接组； C. Dy连接组； D. Ny连接组。5. 对称两相绕组（A相超前B相90电角度）内通以对称两相正序电流时，所产生的合成磁动势为 C、D 。A. B. ； C. ； D. 。得分二、选择填空题（本大题共9小题，每空 1 分，共20分）1. 在电机和变压器中，能直接为机电能量转换做贡献的磁通称为 C ，不能为能量转换做贡献的磁通称为 B 。A. 基波磁通； B.漏磁通； C.主磁通； D.谐波磁通。2. 变压器一次绕组额定电压U1N是电网（电源）的额定电压，二次绕组额定电压U2N是指变压器一次绕组加 A ，变压器二次绕组加 D 时的二次电压。A. 额定电压； B.额定电流； C.额定阻抗； D.开路阻抗。3. 变压器产生谐波电动势的原因是 C 、产生谐波激磁电流的原因是 D ；交流绕组产生谐波电动势的原因是 A 、产生谐波磁动势的原因是 B 。A. 磁极对磁感应强度波形为平顶波； B.磁极对磁动势波形为矩形波；C. 主磁通为平顶波； D.激磁电流为尖顶波。4. 一台三绕组变压器，短路实验数据如下表所示：若将高、中、低压绕组分别编号为1、2、3，则归算到中压绕组短路阻抗标幺值 B 、则归算到高压绕组短路阻抗标幺值 A 、 D ；进而得： C 、 F 、 E 。实验绕组短路损耗pk/kw短路电压uk（%）高中高低中低111.2148.782.716.9510.16.06A. 0.1695； B.0.0606； C.0.10495； D. 0.101；E. -0.00395； F. 0.06455；5. 在三相对称绕组通三相对称电流，则单相绕组产生的磁势是 D 磁势，三相绕组基波合成磁势是 B 磁势。A. 椭圆形旋转； B.圆形旋转； C.方波磁势； D.脉振。6. 将一台普通双绕组变压器改接成降压自耦变压器后，其容量 B ，变比 B ，短路阻抗标幺值 C ，短路电流 B 。A. 不变； B.增大； C.减小； D.不确定。解答：7. 三相异步电动机的电磁功率是指从定子侧经过 传递到 侧的有功功率。答：气隙，转子8. 凸极同步发电机的功角特性公式为：，等式右边第一项称为 电磁功率，等式右边第二项称为 电磁功率，公式中的有双重含义，一是 和 之间的时间夹角；二是转子励磁磁动势Ff和气隙等效合成磁势F的空间夹角。答 励磁，凸极，空载电动势E0，定子端电压U9. 对于异步电动机，负载增加时，其转差率S会 ；对于同步电动机，当负载增加时，其功率角会 。答 增大，增大得分三、判断题：正确的请在下表内填写“”，否则请填写“”并在错误命题后面指出原因（本大题共10小题，每小题2分，共20分）12345678910.变压器的励磁阻抗值将随其工作点的饱和程度的增加而减小。答：对，励磁阻抗与主磁路磁阻成反比，饱和程度越高，磁阻越大，励磁阻抗越小。.三相心式变压器中三次谐波磁通无通路。答：错。在有分支的主磁路无通路，但在漏磁路仍然可以流通。.若在三相变压器高压侧做短路实验，测的三相变压器短路损耗为pk，则变压器短路电阻为。答：错。4.若在规定条件下测得某铁磁材料磁导率的一个基准值，则往后只要知道由该铁磁材料构成磁路某点的磁感应强度B，便可以将代入公式求出该点对应磁场强度H。答：错。铁磁材料磁导率不是常数，随磁路饱和程度而变化，需要根据基本磁化曲线求取H或B。5. 单相脉振磁势基波表达式为：，其中cos项代表磁势沿定子圆周的空间分布规律，cost 项反映磁势幅值随通电电流频率改变的时间变化规律。答：对。6.无论采用Y形还是D形联结，对称三相绕组的合成磁势中都不含有三次及三的倍数次谐波。答：对。7. 无论采用Y形还是D形联结，对称三相绕组中都不含有三次及三的倍数次谐波电流。答，错， D形联结的相绕组中含有三次谐波电流。8. 交流电机的交流绕组采用短距、分布绕组嵌线，与采用整距、集中绕组嵌线比较，既可以增强基波电势幅值，又可以削弱高次谐波电势幅值，故在电机中广泛采用。答，错，都有削弱。但对高次谐波电势幅值的削弱比例大很多。9. 变压器一次侧加额定电压，则无论二次侧空载还是负载，其主磁通基本不变。答：对，变压器主磁通不变定律。10. 为了使负载分配均匀，希望并联运行的变压器具有尽可能相等的短路阻抗标幺值。对短路阻抗角差别大小并无什么要求，因为并不影响对负荷的联合供电。答：错，若阻抗角差别过大，造成输出电流相位差别大，不能“同心协力”，使同样负载系数所带的实际负荷降低。不利于电力资源充分利用。得分四、简答题 （本大题共5小题，每小题6分，共30分）图1 绕组联结图1. 根据下图的三相变压器绕组联结图，请画出一、二次绕组电动势相量图，并确定出联结组标号。答：EabxzycbEABZYXA,aBC电动势相量图一二次绕组的电动势相量图如上图所示，由图可知：一二次绕组均为星形联结，且一次绕组线电动势与二次绕组线电动势之间夹角为120，因此联结组标号为Yy4。2简述并励直流发电机自励发电的条件和其自励发电的过程。（建议换成下面一题）答：并励直流发电机的自励条件：（1）主磁极有剩磁；（2）励磁绕组并联到电枢两端的极性正确，或者说励磁磁势与剩磁方向相同；（3）励磁回路的总电阻小于临界电阻。发电过程：电枢旋转时，发电机利用主极剩磁建立电压，励磁绕组建立一个微小电流，该电流的磁势方向与剩磁方向一致时，气隙磁场得以加强，使电枢电压继续增加，励磁电流继续增加，如此不断增长，从而建立起发电机的端电压。2异步电动机空载运行和堵转运行两种情况下的等效电路有什么不同？负载运行时若负载变化，其负载等效电阻如何变化？答：（1）画出异步电动机T形等效电路；（2）空载运行时，s=0，附加电阻趋于无穷大，转子回路相当于开路；（3）堵转运行时，s=1，附加电阻等于零，近似短路；（4）负载变大时，s增大，附加电阻变小；反之，附加电阻变大。3. 图所示为同步电机相量图，阅读该图，回答问题：图2 同步电机相量图 (1).题图所示同步电机是凸极式还是隐极式？(2).是发电机还是电动机？(3).电机工作在正常励磁状态，还是欠励或过励状态？答：凸极式，发电机，过励状态比较图15-19（发电机）、16-8（电动机）后知道。4. 星形联结的三相交流电机线电压是否有3次谐波？为什么？三相交流发电机的定子绕组为什么一般都用星形联结？答：无。由于三相电动势的3次谐波相位互差360，即同相位，幅值也相等，因此采用星形联结时，线电动势等于相电动势之差，即线电动势中的3次谐波电动势互相抵消，线电压中没有3次谐波。在采用三角形联结方式时，三相绕组的闭合回路中会产生3次谐波环流，引起附加损耗，使发电机的温升增加、效率降低，因此三相交流发电机的定子绕组一般都采用星形联结。5. 同步发电机并联合闸必须满足哪四个条件？每个条件不符合要求时需要采取什么措施？答：必须满足的四个条件：（1）发电机的频率等于电网的频率；（2）发电机的电压幅值等于电网电压的幅值；（3）发电机的电压相序与电网电压的相序相同；（4）发电机的电压相位与电网电压的相位相同。（1）、（4）条件不满足时需要调节原动机的转速；（2）条件不满足时需要调节发电机的励磁电流；（3）条件不满足时需要把发电机接到并联开关的任两根线对调一下接头。得分五、计算题：要求先写公式再代入数据计算，小数点后保留两位（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1. （10分）已知一台他励直流电动机，额定电压UN=220V，电枢电流Ia=80A，额定转速nN=1000r/min，电枢回路总电阻Ra=0.25，铁损耗pFe=800W，机械损耗pm=200W，当电动机在额定负载状态下运行时，试求：（1）电枢电动势Ea；（2）电磁功率PM；（3）输出功率P2及输出转矩T2；（4）输入功率P1；（5）效率。解：（1）额定负载运行时的电枢电动势为 (V) （2）电磁功率为 (W) （3）额定负载运行时的输出功率为 (W) 额定负载运行时输出转矩为 (Nm) （4）额定负载时的输入功率为 (W) （5）额定负载时的效率为 2. （10分