本一08-09电机学下试卷.doc

课程名称 电机学（下） 考试日期 2008/12/18 考生姓名 学号 专业或类别 题号一二三四五六七八总分累分人 签名题分304030 100得分考生注意事项：1、本试卷共 6 页，请查看试卷中是否有缺页。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。一、 填空题(每小题 1 分，共 30 分) 得分评卷人 1、 汽轮发电机的原动机为汽轮机，转子转速较_，极对数较_，采用_极式结构。2、 同步发电机中，阻尼绕组起抑制转子_的作用，同步电动机和补偿机中，阻尼绕组主要作为_使用。3、 为维持同步发电机的_不变，必须随有功负载的变化调节_；为保持同步发电机的_不变，必须随无功负载的变化相应地调节_。4、 同步电机的内功率因数角=90时，电枢反应磁动势作用在_（交轴、直轴）上，起_（助磁、去磁）作用，为保持气隙磁场不变，必须使发电机运行在_（过励、欠励）状态。5、 同步发电机带电阻电感性负载运行，卸去负载后，呈_（去磁、助磁）作用的电枢反应将随着电枢电流同时消失，因此端电压就会_（下降、上升）。6、 同步电机的短路比是一个重要参数，当发电机有较大短路比时，其_ （较大、较小） ，负载引起的端电压的变化_，稳定性_（较差、较好）。福州大学 20082009学年第一学期考试A卷7、 增大原动机的输入功率，同步发电机输出的有功功率_ ，无功功率_ 。若要求只改变有功功率，则必须在增大输入功率的同时，适当 _励磁电流。8、 欠激运行的同步发电机其内功率因数角的范围为_，它将向电网输送_性的无功功率。9、 三相凸极同步发电机，电枢绕组匝数减少，数值_；电机气隙减小，数值_；电机铁心饱和程度提高，数值_；激磁绕组匝数增加，数值_；电机转速增加，数值_。（增大、减小、不变）10、 利用三相同步发电机_特性曲线和_特性曲线可以测定不饱和同步电抗；利用三相同步发电机_特性曲线和_特性曲线可以测定饱和同步电抗。11、 同步发电机短路运行时，其电枢电流只有_轴分量，它所产生的电枢反应为纯粹的_磁作用。短路特性的形状为_线。12、 用灯光黑暗法判定同步发电机是否可以并入电网时，如发现灯光轮流亮灭（灯光旋转），说明两者的_不一致，如发现灯光闪烁速度较快，说明两者的_差别较大，如发现灯光不能完全熄灭，说明两者的_差别较大，理想的并网时刻是在灯光_时。13、 比较下列各种情况下运行时同步电机的稳定性：短路比较大_短路比较小，过励状态下运行_欠励状态下运行，轻载状态下运行_满载状态下运行，直接接到电网_通过外电抗接到电网。（大于、等于、小于）14、 请为直流电机的下列导磁部件分配合适的材料：主磁极选用_，转子铁芯选用_，定子磁轭选用_。（导磁钢板、导磁钢片、硅钢片）15、 直流电机的电枢磁势为_波，电枢磁通密度波形曲线呈_形。16、 直流发电机电刷从交轴位置逆着旋转方向移动一个小角度 ，此时直轴电枢反应磁势 的方向与主磁极极性方向_，起_磁作用。17、 并励发电机在额定转速下不考虑磁路饱和，在下列情况下空载电压将如何变化： 每极磁通减少10%，空载电压减少_10%； 励磁电流减少10%，空载电压减少_10%； 励磁回路电阻减少10%，空载电压增加_10%。（大于、等于、小于）18、 直流电动机的调速方法有：（1）_，（2）_，（3）_。二、 简答作图题(每小题 8 分，共 40 分) 得分评卷人 1、试作一左行单叠直流绕组的展开图，并画出磁极和电刷的位置（2p=4，Z=K=20）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 202、试从物理概念上分析为什么同步发电机的短路特性是一条直线？3、同步发电机单独供给一对称负载且保持转速不变时，定子电流的功率因数由什么决定？发电机与大电网并联运行时，定子电流的功率因数又由什么决定？4、做直流发电机实验时，若并励直流发电机的端电压升不起来，应该如何处理？5、设正常运行时，一并励直流电动机的电阻压降为外施电压的5%，现励磁回路发生断路，设负载转矩为额定值不变，试问下列两情况下该机的电流和转速？（1）当剩磁为每极磁通的10%；（2）当剩磁为每极磁通的1%。三、 计算题(每小题 15 分，共 30 分) 得分评卷人 1.一台隐极式电机：SN=31250kVA，UN=10.5kV，Y接法，cosN=0.8（滞后），定子每相同步电抗XS=7.0，ra不计,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，功角N；三相总电磁功率PM；静态过载倍数KM各为多少？(2)发电机原来在额定状态下运行，现仅将其励磁电流加大10%,功角N；三相总电磁功率PM；功率因数cos将变为多少？（不考虑磁路饱和影响）2.一台四极82kW、230V、970r/min的并励发电机，电枢电路总电阻ra=0.0259,并励绕组每极有78.5匝，四极串联后的总励磁电阻rf = 22.8,额定负载时，并励电路串入3.7的调节电阻，一对电刷压降2Ub = 2V,基本铁耗及机械损耗PFe+Pmec = 4.3 kW,附加损耗Pad=0.005PN。试求：额定负载时，发电机的输入功率，电磁功率，电磁转矩和效率，画出功率流程图。第 7 页 共 6 页课程名称 电机学（下） 考试日期 考生姓名 学号 专业或类别 题号一二三四五六七八总分累分人 签名题分304030 100得分考生注意事项：1、本试卷共 6 页，请查看试卷中是否有缺页。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。一、 填空题(每小题 1 分，共 30 分) 得分评卷人 1、 水轮发电机的原动机为水轮机，转子转速较_，极对数较_，采用_极式结构。2、 _极同步电机的转子绕组为分布绕组，其转子磁动势的空间分布波形为_波，_极同步电机的转子绕组为集中绕组，其转子磁动势的空间分布波形为_波。3、 同步电机的内功率因数角=270时，电枢反应磁动势作用在_（交轴、直轴）上，起_（助磁、去磁）作用，为保持气隙磁场基本不变，必须使发电机运行在_（过励、欠励）状态。4、 过励运行状态的同步发电机其内功率因数角的范围为_，它将向电网输送_性的无功功率。5、 一台凸极同步发电机有以下参数 ：X，X，X，X。它们中间最大的是：_，其次为_，再次为_，最小的是_。6、 同步电机最主要的用途是作为_（电动机、发电机、补偿机）运行，而还有一种较特殊的应用，专门用来向电网输送_功率的称为同步补偿机。福州大学 20082009学年第一学期考试B卷7、 同步电机的电枢漏磁通主要包括两个部分：_和_。8、 同步发电机短路时，电机磁路处于_（饱和、不饱和）状态，因此其磁势和磁通之间为_（线性、非线性）关系。9、 并入电网的同步发电机，增加原动机的输入功率，发电机输出的有功功率_，输出的感性无功功率_；增大同步机的励磁，发电机输出的有功功率_，输出的感性无功功率_。（增大、减小、不变）10、 一台四极直流电机，换向片数为20，虚槽为_，构成右行单叠绕组，则合成节距为_，第一节距为_，并联支路数为_。11、 直流电机电刷间的电动势是_的，电枢导体的感应电动势是_的。（直流，交变）12、 直流电机的电枢反应使得发电机的前极尖下的磁通密度_，后前极尖下的磁通密度_。13、 直流电动机电刷从交轴位置逆着旋转方向移动一个小角度 ，此时直轴电枢反应磁势 的方向与主磁极极性方向_，起_磁作用。14、 直流电动机的起动方法有：_起动，_起动和_起动。15、 直流电动机的制动方法有： _制动、_制动和_制动。二、填空题(每小题 8 分，共 40 分) 得分评卷人 1、画出同步电机的时空矢量图，说明当=120o时，电机的运行状态？电机的励磁情况？电枢反应的性质？电网与电机的功率交换情况？ 2、比较在下列情况下同步电机的稳定性，并简单说明原因：（1）当有较大的短路比或较小的短路比时；（2）在过励状态或欠励状态运行时；（3）在轻载或满载状态运行时；（4）直接接至电网或通过外电抗接至电网时。3、同步发电机并网运行时，试根据同步发电机的有功、无功功角特性曲线图，说明当同步发电机的原动机输入增加时，发电机向电网输出的有功和无功功率如何变化？4、一台六极直流电机原为单波绕组，如改制成单叠绕组，并保持元件数、每元件匝数、每槽元件数不变，问该电机的额定容量是否改变？5、一台并励直流电动机带恒转矩负载运行，现减少励磁回路电阻，试说明电动机的电磁转矩T，电枢电流Ia，感应电势Ea和转速n的变化趋势，并说明原因？三、计算题(每小题 15分，共 30 分) 得分评卷人 1.一台三相凸极式水轮发电机数据如下：额定功率=7000千瓦，额定电压=11千伏，额定频率=50赫芝，额定功率因数=0.8（滞后），Y接法，=17欧，=9欧，不计 ，当发电机满载运行时求：(1) 各同步电抗的标么值凸极