武汉大学电气考研复试必备：电机学(上)-期末(A)-答案

精品文档 1欢迎下载 武汉大学武汉大学 20102010 20112011 学年度第二学期学年度第二学期 电机学电机学 上 试卷 上 试卷 A A 学号 姓名 院 系 班级 一 简答题 一 简答题 5050 分 分 1 1010 分 分 一台额定频率为 60Hz 的三相变压器 若接到 50Hz 的电网上运行 电压为 额定电压 试问 和接到 60Hz 电网上运行时相比 变压器的空载电流 励磁电抗 励磁电阻 漏电抗和铁耗等参数如何变化 为什么 答 答 频率下降磁通增加 励磁电流大大增加 磁路饱和程度增加 励磁电抗下降 铁耗增加 励磁 电阻下降 因为 电流变化比磁通大 漏电抗下降 2 22 00 Fe m pf B R II 2 8 8 分 分 试将变压器连接成 Yd5 连接 并画出电动势的相量图 3 8 8 分 分 Yd 连接的三相变压器 若二次侧线线间带一单相感性负载 试问变压器的 一次侧绕组和二次侧绕组是否有负序电流 零序电流 说明理由 答 答 二次侧有正序和负序电流 没有零序电流 一次侧有正序和负序电流 没有零序电流 零序电流不能在 Y 连接中流通 在 d 连接内部流通 原 边没有副边也没有 4 8 8 分 分 总结交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质 它的幅值大小 幅值 空间位置 转向和转速各与哪些因素有关 这些因素中哪些是由构造决定的 哪些 是由运行条件决定的 精品文档 2欢迎下载 答 答 性质 圆形旋转磁动势 幅值大小 N N I p Nk F 1 1 35 1 三相合成基波圆形旋转磁动势幅值大小 其决定因素有 绕组系数 极对数和绕组电流 绕组由构造决定 电流由运行条件决定 空间位置 沿气隙圆周旋转 当哪相电流最大 三相合成基波圆形旋转磁动势就转至哪相绕组轴 线上 转速 p f n 60 1 转速与电流频率 f 及磁极对数 p 有关 p 由构造决定 f 由运行条件决定 转向 与电流相序有关 与电流相序一致 由运行条件决定 5 8 8 分 分 说明三相感应电动机转子绕组折算和频率折算的意义 并说明折算需满足 的条件及折算前后参数的变化 答 答 转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组 为了导出等效电路 用一个与定子绕组的相相数 匝 数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组 折算前后转子绕组的磁动势和各种功率及损耗不 变 因而从定子边看转子 一切未变 转子侧的参数折算到定子侧 电阻乘以 k2 电压乘以 k 电流 除以 k 频率折算即用静止的转子替换旋转的转子 折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变 为此 只要将转子电阻换成 2 R sR2 6 8 8 分 分 感应电动机在轻载下运行时 试分析其效率和功率因数都较额定负载时低 的原因 如定子绕组为联接的感应电动机改为联接运行 在轻载下其结果如何 Y 此时所能负担的最大负载必须少于多少 答 答 1 轻载时功率因数低的原因是由于轻载时定子负载电流小 定子电流主要取决于无功的励磁 电流 而在感应电动机中 由于空气隙的存在 励磁电流较大 一般为 N I1 5 02 0 2 效率低的原因是由于轻载在输入的电功率中输出的有功功率小 而不变损耗 铁耗和机耗 所占的分量较大 因此效率低 3 轻载时如将接改为接 由于相电压只为原来的 因此 励磁电流及铁耗都大为减 Y31 少 功率因数及效率将显著改善 此时最大转矩必须小于联接时电动机的最大电磁转矩的 31 二 分析计算题二 分析计算题 5050 分 分 1 1 1515 分 分 SJ1 100 型三相电力变压器的额定数据如下 额定容量SN 100kVA 一次侧 二次侧额定电压U1N U2N 6 0 0 4kV Yyn0 连接 额定频率fN 50Hz 空载 短路试验 数据如下 试验名称线电压 V 电流 A 功率 W 电源加在 空载 短路 400 251 9 9 37 9 62 616 1920 低压方 高压方 精品文档 3欢迎下载 求 1 T 型等效电路中各参数 标么值 2 满载且功率因数为 0 8 滞后 时变压器的效率及电压变化率 3 电压变化率 0 时 负载的性质和功率因数 cos U 2 解 解 1 1 1 100 9 623 336 N N N S IA U 2 2 100 144 34 330 4 N N N S IA U 0 0 2 9 37 0 065 144 34 N I I I 0 1 15 4 m Z I 0 0 616 0 00616 100000 N p p S 0 0 22 0 00616 1 458 0 065 m p R I 2 222 15 41 45815 33 mmm XZR 1 251 9 0 042 6000 k k N U U U 0 042 kk ZU 1920 0 0192 100000 k k N p p S 2 0 0192 0 0192 1 k k k p R I 2 222 0 0420 01920 0374 kkk XZR 2 0 20 616 1920 110 9693 cos100000 0 8616 1920 kN NkN pp Spp cossin 0 0192 0 80 0374 0 60 0378 kk URX 3 22 2 cossin 0 0 0192 arctanarctan27 17 0 0374 kk k k URX R X 超前 2 cos0 8896 2 1010 分 分 有一台 5600kVA 6 6kV 3 3kV Yyn0 连接的三相变压器 0 105 现 K Z 将之改为 9 9kV 6 6kV 的降压自耦变压器 求 1 自耦变压器的额定容量和短路阻抗 KA Z 2 若原来双绕组变压器满载且功率因数 cos为 0 8 时的效率为 99 45 问 2 改接为自耦变压器后满载且功率因数 cos为 0 8 时的效率为多少 2 精品文档 4欢迎下载 1 降压变比 自耦变变比 3 3 0 5 6 6 k 9 9 1 5 6 6 a k 1 1 12 560016800kVA 1 aNN a SS k 11 1 1 0 1050 035 1 5 kak a ZZ k 2 2 200 cos5600 0 8 0 9945 cos5600 0 8 N NkNkN S Spppp 所以 0 24 7763kW kN pp 0 20 16800 0 8 10 9982 cos16800 0 824 776 kN a aNkN pp Spp 3 1010 分 分 汽轮发电机 两极 50Hz 定子 54 槽 每槽内两根导体 a 1 y1 22 槽 Y 接法 已知空载线电压 6300V 求每极基波磁通量 1 0 U 解 解 发电机极距 27 2 54 2 p Z 每极每相槽数 9 32 54 2 pm Z q 槽角度 67 6 54 3601360 Z p 所以 91533 0 2 67 6 sin9 2 67 6 9 sin 90 27 22 sin 2 sin 2 sin 90sin 1 1 q q y kN 每相串联的匝数为 18 32 254 2 ma NZ N c 空载时每相感应的电势 V U E 3 3637 3 6300 3 0 1 精品文档 5欢迎下载 根据得每极基波磁通量 1111 44 4 w NkfE Wb fNk E N 9944 0 9153 0 185044 4 3 3637 44 4 1 1 1 4 1515 分 分 有一台三相四极绕线式感应电动机 380V Y 接法 50Hz 已知 1N U 1 f 在输入功率为 155kW 时 测得转子铜耗为 12 0 012R R 12 0 06XX 2210W 机械损耗为 1640W 附加损耗为 1310W 试求 1 此时的 和 em Psn em T 2 当负载转矩不变时 设电磁转矩也不变 在转子中每相串入电阻 折算到定子侧值 时 电动机的 各为多少 0 1 t R sn 2cu p 解 解 1 221013101640155000 22 Cuadmecem pppPP kW16 160 min 1500 2 506060 1 1 r P f n mN P T em em 61 1019 1500 60 2 1016 160 3 1 0138 0 1016 160 2210 3 2 em Cu P p s min 1479 1 1 rsnnN 2 因 2 2 t N RR R ss 所以 2 2