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电机学期末考试试卷大全(附答案) 考 试 卷 a 卷课程名称电机学考试学期07-083得分适用专业电气工程及其自动化考试形式开卷闭卷半开卷考试时间长度120分钟填空题35分在国际单位制中磁场强度单位是_am_电磁感应定律的物理意义是当闭合的线圈中磁通发生变化时线圈中的产生的感应电流所产生的磁场_阻碍_原来磁通的变化一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大说明该线圈的电感就越_小_变压器损耗包括绕组铜耗和_铁耗_后者又包括涡流和磁滞损耗电力变压器最大效率通常设计在负载系数为_0506_之间当_可变损耗等于不变损耗_或_时变压器效率达最大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为_尖顶_波而铁心的磁滞特性使之为_不对称尖顶_波并联运行的变压器必须有相同的电压等级且属于相同的_连接组_各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比与_短路电压标幺值_成反比_短路电压标幺值_小的变压器先达到满载三相变压器组不能接成yy的原因是励磁绕组中需要的_三次谐波_电流不能流通使磁通近似为_平顶波_波会在绕组中电动势波形严重畸变产生_过电压_危害线圈绝缘三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗_大_电压互感器二次侧不允许_短路_而电流互感器二次侧不允许_开路_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_电势_波形设电机定子为双层绕组极距为12槽为同时削弱5次和7次谐波绕组的节距应取_10_槽单层绕组的短距系数为_10_脉振磁动势可以分解为两个_圆形旋转_磁动势它们的旋转方向相反幅值是脉振磁动势的_12一半_三相不对称电流流过三相对称绕组产生_椭圆形_磁动势当它的幅值最小时速度最_大_设异步电动机磁场基波频率为f1同步速为n1转速为n则气隙中的次谐波磁场在定子绕组上的感应电势频率为_ f1_在转子绕组上感应电势频率为_异步电动机频率归算后转子回路将增加一项附加电阻其上的电功率代表转子的_总的机械功率_功率该电阻称为_模拟_电阻异步电动机的电源电压降低10电机的过载能力降低到_80_临界转差率_不变_负载不变时电机的转速将_降低_异步电机转子结构有鼠笼式和_绕线_式两种利用变比为ka的自耦变压器对鼠笼异步电机进行降压起动时电网提供的电流与电机直接起动时的电流之比为_异步电机恒转矩变频调速时_定子电压_与定子电流频率之比应保持不变目的是为了保持_磁通_不变简答题35分画出yd7和dd4三相变压器绕组连接图并作出相应的电动势矢量图8分为什么采用短距可以削弱双层绕组电动势的谐波4分三相对称绕组连成星形接法接入三相对称电压形成旋转磁场的性质如何幅值旋转速度若绕组有一相断线试问此时合成磁动势的大小和性质用公式表示8分画出异步电机ts曲线标明起动点临界转差率点指出电动机工作时稳定与不稳定运行区域并给出解释9分画出变压器和异步电动机负载时的等效电路从能量转换的角度说明它们的异同点6分计算题30分两台三相变压器串联运行容量均为1500kva两次降压后供一负载两台变压器均为dy连接第i台额定电压为6663kv第ii台额定电压为6304kv当两台变压器在63kv侧做短路试验数据如下试求每台变压器的短路阻抗zkrkxk的标幺值8分额定负载时功率因数为09滞后时总的电压变化率7分变压器线电压v短路电流a三相功率kwi33413014ii30012412一台三相四极异步电动机150kw50hz380vy接法额定负载时pcu2 22kwpmec 26kw附加损耗pad 11kw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机的转速降低10问串入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍调速后的转子铜耗是多少6分附参考答案简答题答yd7 dd4 or答双层短距绕组可以等效为两个相位相差短距角的单层绕组其双层短距绕组的基波和谐波电势为两个单层绕组相应电势的矢量和其数值分别小于其代数和其减小系数为短距因数谐波的短距因数要小于基波的短距因数因此通过短距牺牲一点基波来达到更多地抑制谐波的作用答三相对称绕组连成星形接法接入三相对称电压形成旋转磁场基波合成磁动势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32倍旋转速度为60fp若有一相断线如a相则以b相绕组轴线为参考轴则b相磁动势基波 c相磁动势基波 2分合成磁动势基波 合成磁动势为脉动磁动势幅值为一相磁动势幅值的倍答异步电机的t - s曲线图中a点为起动点n 0 s 1b点为临界转差率点最大转矩点s 0sk的区域为稳定运行区域s sk1的区域为不稳定运行区域解释 s 0sk区域设电机原来稳定运行在图中的a点此时若发生扰动使tl突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加速从而恢复到原来运行点a若扰动使tl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 0sk区域内电动机可稳定运行s sk1区域设电机原来稳定运行在图中的b点此时若发生扰动使tl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点此时电磁转矩t将减小则电机将继续减速直至停止若发生扰动使tl突然减小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t将增大则电机将继续加速直至稳定运行区相应的平衡点可见在s sk1区域内电动机不能稳定运行答相同点 变压器和异步电动机能量转换都是利用了电磁感应定律的基本原理能量传递都是以磁场作为媒介两侧都无直接电的联系不同点答出其一即可前者实现不同电压的电能变换后者实现电能到机械能的转换气隙是其能量转换的场所前者主磁场为铁心中的磁场是静止交变脉动磁场后者的主磁场为气隙磁场是旋转磁场前者磁路中无气隙激磁电流较小而后者有气隙激磁电流较大前者等效电路中的负载是实际存在的而后者等效电路中的负载电阻是模拟的解对于第i台变压器短路试验在低压侧进行低压侧y形连接相电流等于线电流为130a线电压为334v低压侧额定相电流 低压侧阻抗基值 短路阻抗 短路电阻 短路电抗 短路阻抗标幺值 短路电阻标幺值 短路电抗标幺值 对于第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300v线电流为124a高压侧额定相电流 高压侧阻抗基值 短路阻抗 短路电阻 短路电抗 短路阻抗标幺值 短路电阻标幺值 短路电抗标幺值 已知功率因数 则有 略去励磁电流后等效电路参数则电压调整率解同步转速则电磁功率 总的机械功率 由 得转差率 s 00141则转速 n 1-s n1 1479 rmin 已求电磁功率 电磁转矩 由 得 即串入的电阻阻值约是原转子电阻的699倍负载转矩不变接入调速电阻后转子电流不变调速后转子绕组铜耗仍有 调速后的转子铜耗为电机学课程试卷7一填空1一台直流电动机pn 10kwun 220v 086nn 980rmin则额定电流为额定输出转矩为2电机铁com硅钢片其目的是 2yyn联结的三相心式变压器其负载时相电势的波形为这是因为 4变压器的空载损耗主要是损耗短路损耗主要是损耗 5选择交流绕组节距时主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势故通常采用y1 6 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 200现因外线发生故障电网电压降为60un为使角 保持在小于250范围内应加大励磁使e0为e0e0二选择题1下列关于直流电动机说法错误的是 a 串励电动机不允许空载或轻载运行 b 并励电动机不允许励磁回路开路c 同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向 d 其它条件不变仅降低他励电动机电枢端电压其转速下降2在两相对称绕组中分别通入i1 imsinwti2 imsin wt1200 则此时产生的磁场a 圆形旋转磁场 b 椭圆形旋转磁场 c 脉振磁场 d 无法确定 3 三相变压器额定电压为220110vyy12在高压侧作短路实验测得短路阻抗标幺值为006若在低压侧作短路实验测得短路阻抗标幺值为 a 006 b 003 c 012 d 024 4一台50hz380v感应电动机若运行于60hz380v电网上当输出功率保持不变时则同步转速及电机实际转速将 a 增大 减小 b 增大 增大 c减小减小 d减小 增大5绕线式感应电动机转子回路串电阻起动时其特点为 a ist tst b ist tst c ist tst d ist tst 6三相变压器组不宜采用yy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铁心叠片越厚其损耗 a 越大 b 越小 c 不变8感应电动机运行时定子电流的频率为f1转差率为s则转子电流的频率为 a f1 b f1s c sf1 d 1- sf1 三简答题1确定如下联结的变压器联结组并画出其相量图2 三相感应电动机的调速方法有哪些3什么是同步电机它的转速由什么决定同步电机和异步电机的根本区别是什么汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么为什么前者总做成细长形状而后者总做成矮胖形状五某变电所有两台变压器数据如下第一台sn 3200kva u1nu2n 3563kv uk 69第二台sn 5600kva u1nu2n 3563kv uk 75 kva时求每台变压器所分担的负载大小2若使每台变压器均不过载输出的最大总负载为多少六一台三相比之4极感应电动机额定功率为20kwun 380vn 88 cosn 085定子为三角形联结在额定电压下直接起动时起动电流为额定电流的7倍试求用变比ka 的自耦变压器降压起动时起动电流是多少 七一台汽轮发电机sn 31250kvaun 105kv y形联结cosn 08滞后定子每相同步电抗xt 70 定子电阻略去不计 此发电机并联运行于无穷大电网试求1当发电机在额定状态下运行时功率角 电磁功率pem比整步功率psyn及静态过载倍数km各为多少2若维持上述励磁电流不变但输出有功功率减半功率角 电磁功率pem及cos 将变为多少 课程试卷7答案一填空1 5285a com2 提高磁路的磁导率降低电机的铁耗3接近正弦波 三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合只能沿油或空气及油箱壁闭合磁阻大故三次谐波磁通小且负载时副方yo联接使副方可感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4铁铜5 56 6e0e0 135二选择1c 2 b 3 a 4 b 5 c 6 b 7 a 8c三简答1 dy12变极变频变压转子回路串电阻绕线式电机3汽轮发电机由汽轮机拖动汽轮机是高速原动机因此汽轮发电机普遍做成二极机极数少直径无需做大便有足够空间安排磁机同时从旋转件的机械应力考虑也要求做成细长形这样铜线利用率高水轮发电机由水轮机拖动水轮机是低速原动机要得到较高的频率因此极数多直径必需做大才有足够空间安排磁机因此水轮发电机必需做成矮胖形五1s1 3065kvas2 4935kva2s总 8352kva六in 201000 380088085 4063aist线 73 in 734063 948a七1359025000kw34500kw弧度1705 2 1706012500kw40720kw弧度0447华南理工大学试卷电机学试题 电气工程及其自动化01级 班级 学号 姓名 分数 考试时间com 命题教师 说明本试卷满分为90分另外10分由实验老师评分一 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本题共15分每题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 2如果变压器二次侧绕组与一次侧绕组的匝数比为k n1n2二次绕组归算到一次侧时电动势和电压要乘以k倍电流乘以1k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yd时总共可得到1357911六个奇数组号 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次等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势 7对称三相绕组通入对称三相电流当某相电流达到交流的最大值时基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合 8只要电源电压不变感应电动机的铁耗基本不变 9当感应电机定子接电源而转子短路堵住不转时电机的电磁功率输出功率和电磁转矩均为零 10绕线型感应电动机转子绕组串电阻可以增大起动转矩笼型感应电动机定子绕组串电阻也可以增大起动转矩 11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 12若同步电机定子合成磁场超前于转子主磁场此时转子输入机械功率定子绕组向电网或负载输出电功率电机作发电机运行 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 14凸极同步电机直轴同步电抗的饱和值等于短路比的倒数即xd 饱和 1kc 15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二 填空题本题共10分每题1分1变压器空载运行时空载电流就是 电流2变压器绕组的归算实质是在保持 为不变的条件下对绕组的电压电流所进行的一种线性变换3当 时变压器的效率达到最大值4一台单相变压器sn 20000kvau1nu2n 127kv11kv一次和二次绕组的额定电流分别为 5如果采用短距绕组消除次高次谐波则绕组的节距y1应该为 6感应电动机的三种调速方法分别为 7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由 组成的直角三角形此三角形称为特性三角形8同步发电机与无穷大电网并联运行时调节 可以调节发电机发出的有功功率9同步发电机短路时电枢反应的性质为 10同步电动机在异步起动过程中包括 两个阶段三 选择题请将正确答案的标号填入后面的括号里本题共20分每题2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势 b 二次绕组产生的磁动势 c 一次和二次绕组产生的合成磁动势 d 以上都不对2一台三相电力变压器二次侧带对称负载运行时的端电压恰好等于变压器二次侧的空载电压则该负载一定是 a 纯电阻负载 b 电感性负载 c 电容性负载 d 无法判断3两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 a 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成正比b 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成反比c 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗标幺值成正比d 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗标幺值成反比4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 等于零 b 是基波磁场转速的倍c 等于基波磁场转速 d是基波磁场转速的1倍5要消除三相绕组中的齿谐波磁动势一般可以采用 a 短距绕组 b 分布绕组 c 斜槽 d 无法消除6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 b 起动电流减小了起动转矩增加了c 起动电流和起动转矩均增加了 d 起动电流增加了起动转矩减小了7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 转子绕组产生的旋转磁场的转速a 大于 b 小于 c 等于 d 可能大于也可能小于8同步电机中 与电磁转矩的产生及能量的转换直接相关 a 定子交轴电枢磁动势 b 定子直轴电枢磁动势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流最小 a 过励 b 正常励磁 c 欠励 d 励磁电流最小10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 共30分 1试画出变压器感性负载运行时的相量图列出折算后的基本方程式 电阻和电抗分开写 试述变压器有那些运行特性和主要性能指标 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 3什么叫电枢反应电枢反应的性质是由什么决定的有哪几种性质的电枢反应一般情况下的电枢反应是什么性质的 5分 4单相绕组通以正弦电流与三相绕组通以对称三相正弦电流所产生的磁动势有什么区别试列出它们的磁动势表达式对三相绕组只列基波的 5分 5试写出凸极同步发电机的功角特性表达式并画出曲线图怎样判断静态稳定性试指出静态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 6为什么说感应电机的工作原理与变压器的工作原理类似试分析二者的异同 4分 五 计算题保留5位有效数字共15分1一台三相笼型感应电动机额定功率3 kw额定电压380 v额定转速为957转分定子绕组为y 型参数为r1 2r2 15rm 4x1 3x2 425xm 60试用t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 2一台三相六极同步电动机定子槽数q 36支路数a 3试排出双层叠式短距绕组展开图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感应电动势与外加电压比值为09 8分 注意考题与答卷一并交上否则无分电机学i试题参考答案一判断题1 否 2 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 是二填空题1激磁2功率和磁动势3不变损耗等于可变损耗或铁耗等于铜耗也算对415748 a181818 a5 6 变极调速变频调速和变转差率调速7电枢漏抗压降和电枢等效磁动势8原动机的输入功率9去磁直轴磁动势10异步起动和牵入同步三选择题1 c 2 c 3 d 4 d5 c 6 a 7 c 8 a 9 b 10 d四问答题 1相量图见书33页图2-162分基本方程式为2分运行特性有外特性和效率特性主要性能指标有电压调整率和额定效率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 的实际旋转的转子等效转子将与实际转子具有同样的转子磁动势 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4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5 凸极同步发电机的功角特性表达式为2分曲线见书p209图6-451分静态稳定性的判断用整步功率系数 1分当psyn 0时稳定区域为0 90o 当psyn 0时不稳定区域为 90o 当psyn 0时为稳定极限此时 90o1分转子无励磁绕组时能够产生电磁转矩因为凸极电机的xdxq附加电磁功率不为零1分6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磁场为脉振磁场1分感应电机是从定子传到转子输出机械功率是旋转的磁场为旋转磁场1分五计算题1额定转差率1分 定子电流2分 转子电流2分 功率因数 cos1 cos36284o 08060951分 输入功率 p1 mu1i1cos1 32206984420806095 371587 1分2每极每相槽数为1分 距为 节距为 绕组排列图为4分 感应电动势为1分 每相串联匝数为 每槽占电角度为 分布因数为1分 短距因数为 绕组因数为 气隙每极的磁通为1分南理工大学试卷电机学试题 电气工程及其自动化01级 班级 电气工程01 班 顺序号 姓名 分数 总评 分考试时间2003年11 月27日注意考题与答卷一并交上否则无分说明本试卷满分为90分另外10分由实验老师评分一 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本题共15分每题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 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 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联构成一条支路 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 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 10在直流电动机的电磁功率中包含电枢电阻的损耗 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外特性而他励发电机则具有拐弯的外特性 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一冲击电流比不考虑饱和时为小 14在abc坐标系中同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程 15在dq0坐标系中同步电机的dq轴电压是由电阻压降自身磁链变化引起的感应电势以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势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 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 周期性的 周期性的 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 同励磁绕组的非周期稳态励磁电流if0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ta5mt0变换同dq0变换的差别在于dq0变换的dq轴相对转子是 而mt0变换是将m轴取得同 一致6变压器的过电压现象包括 和 7在研究雷击引起的变压器大气过电压时需要考虑 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设为a相对中点稳态短路时a相电流的三个相序分量相等都等于a相稳态短路电流的 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分共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三者之间的关系为 a i ifia b ia iif c ia i if d if iia 2 一台正在运行的并励电动机其转速为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则此时反转的转速将 a 大于1450转分 b 小于1450转分 c 等于1450转分 d 无法判断3 一台串励电动机和一台并励电动机额定电流与额定转矩相等若起动时它们的电流也相等则串励电动机的起动转矩 并励电动机的起动转矩 a 等于 b 大于 c 小于 d 小于或等于4 在直流并励发电机自励建压过程中发现接在电枢两端的电压表的读数有减小现象最后为零这说明 a 励磁回路电阻太小 b 励磁回路电阻太大 c 没有剩磁或剩磁太弱 d 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抗 直轴同步电抗 a 大于或等于 b 大于 c 小于 d 小于或等于6 同步电机三相突然短路时 a 三相短路电流的稳态值中除了周期性分量外还含有非周期性分量 b 三相短路电流的每相瞬态电流中一定都含有非周期分量 c 三相短路电流的每相瞬态电流中不含有非周期分量 d 三相短路电流的每相瞬态电流中不一定都含有非周期分量四 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1 负载时直流电机的气隙磁场包括 a 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2 直流电动机调速的方法包括 a 改变电动机电压的极性 b 调节电枢电压的大小c 调节电枢电路中串联的可变电阻 d 调节励磁电路中串联的可变电阻3 并励直流电机的损耗包括 a 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4 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则 a 励磁回路电阻增加 b 发电机输出电压增加c 发电机电枢电流增加 d 定子绕组的铜耗增加5 在相坐标表示的三相感应电机的磁链方程中 是常数 a 定子绕组和转子绕组的自感 b 三相定子绕组之间的互感c 三相转子绕组之间的互感d 定子绕组与转子绕组之间的互感6 同步发电机单相短路另外两相开路稳态时 a 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 定子短路电流含有基波分量和除3的倍数次外的一系列奇次谐波c 转子电流中含有直流励磁分量和一系列的偶次谐波d 转子电流中含有直流励磁分量和除3的倍数次外的一系列奇次谐波五综合题 第123题每题5分第4题7分第5题8分共30分1试述对称分量法求解对称电机不对称运行的过程并说明其优点何在2试写出派克方程并说明它是什么方程通过什么坐标变换得到的 3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4 一台17 kw220 v的并励直流电动机电枢总电阻包括电刷接触压降电阻ra 01在额定电压下电枢电流为100 a转速为1450 rmin并励绕组与一变阻器串联以限制励磁电流为43 a电动机带有恒转矩负载当变阻器短路时励磁电流为9 a稳态转速降到850 rmin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 负载转矩值5有一台直流电机电枢虚槽数z 24极数2p 6试排列一单叠绕组要求画出磁极换向片和电刷及接法画出电路图答 案一 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15分每题1分为对为错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 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 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联构成一条支路 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外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象 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冲击电流比不考虑饱和时为小 f 14在abc坐标系中同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程t 15在dq0坐标系中同步电机的dq轴电压是由电阻压降自身磁链变化引起的感应电势以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势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ta5mt0变换同dq0变换的差别在于dq0变换的dq轴相对转子是 固定不动的 而mt0变换是将m轴取得同 转子磁链方向 一致6变压器的过电压现象包括 操作过电压 和 大气过电压 7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设为a相对中点稳态短路时a相电流的三个相序分量相等都等于a相稳态短路电流的 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分共12分1 a2 c3 b4 d5 c6 d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1 ad2 bcd3 acd4 abcd5 abc6 ac五综合题1 首先将不对称电压用对称分量变换式分解成正负零序分量再将各序电压分别作用于电机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2 派克方程为其中p它是电压方程通过dq0坐标变换得到的3 感应电动势表达式物理含义为当电机造好后感应电动势正比于转速和每极磁通电磁转矩的表达式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 变阻器电阻 2额定运行接变阻器时 电磁转矩 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因此有 1 根据 有 解得 代入1 a说明本题并没有指出磁通与励磁电流成正比考虑了饱和如果是用磁通与励磁电流成正比的观点求出的磁通结果有出入请适当扣分3 nm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因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载转矩并不等于零5 图略电机学 试题姓名 班级 学号指班内序号成绩注意1 一二三题答案必须直接写在试题相应位置2 四五六题写在答题纸上3 不得自带草稿纸 4答题前必须在每页包括答题纸和草稿纸右下角写上自己的名字才可拆开试卷一填空25分1 电机是装置2 变压器绕组归算的原则是在归算前后 不变不变3 变压器的效率在达到最大值4 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5 自耦变压器功率传递的特点为6 短距因数的物理意义为7 一相绕组的感应电动势计算公式为其中的匝数n是指8 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 其幅值为单相磁动势的 倍9 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n 10 感应电机转子反应的物理意义为11 为了获得感应电机的t型等效电路需要对转子绕组进行和归算13 感应电机做堵转试验时转子电流的频率为 14 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p二者同pem的关系为pcu2 p 15 同步电机的电枢反应是指16 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17 功角的含义是从电路电压角度看它是之间的夹角从磁场角度看它是之间的夹角18 对于凸极同步发电机已知电枢电流i电压u功率因数cosxdxq求取励磁电动势e0时需要利用一个虚拟电动势eq来求取i和e0的夹角0 19 同步发电机机投入并网的条件为1 相序相同2 3 二正确的打错误的打 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 n1n2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1k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yd连接时共有1357911六个组号 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次等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势 6对称三相绕组通入对称三相电流当某相电流达到交流的最大值时基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合 7只要电源电压不变感应电动机的铁耗就基本不变 8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 9对绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩对笼型感应电动机定子绕组串电阻可以增大起动转矩 10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 11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 12对于隐极同步发电机其同步电抗等于电枢反应电抗 13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 14变压器的额定容量单位为kw 15考虑铁耗时变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位 16变压器的空载试验通常在高压侧加电压测量 17电角度机械角度2p 18双层叠绕组的最多并联之路数为 19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 20感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比