电气06电机学试题B答案.doc

山东科技大学20082009学年第一学期电机学考试试卷答案（B卷）一、填空题（每题2分，共20分）1、2.5HZ、50r/min、1000r/min 2、4IN3、用一个电阻为r2/s静止转子代替原来电阻为r2旋转的转子4、相反、相同5、 要有剩磁、励磁绕组与电枢绕组的接线要正确（发电机的转速方向要正确）、励磁回路的电阻要小于其临界电阻、异步起动法、变频起动法、用一较小功率的异步电动机拖动到接近同步转速时投入励磁牵入同步、去磁加交磁、增磁加交磁、改善定子绕组中感应电动势及气隙合成磁场的波形、旋转整流器、电枢二、问答题(共40分)1、(共分)答：相量图如右图 ，连接方式为Yd7 绘出一次侧相量图得2分绘出二次侧相量图得2分绘出“指针” 得1分写出“Yd7”得分,无相量图直接写出答案得2分、(共分)答：）交轴磁场在半个极下对主极磁场起去磁作用，在另半个极下则起增磁作用。交轴电枢反应引起气隙磁场的畸变，使电枢表面磁通密度为零的点偏离几何中性线。（分）不计磁饱和时交轴电枢磁场对主极磁场的去磁与增磁作用恰好相等，不去磁也不增磁。（分）考虑磁饱和时，交轴电枢磁场在半个极下对主极磁场的去磁作用强于在另半个极下对主极磁场的增磁作用，因此电枢反应有去磁作用。（分）电机为发电机时，电刷顺电枢旋转方向移动一个角度对主极磁场而言，直轴电枢反应将是去磁的（分）3、（共分）答：从感应电机起动电流公式中可以看出：当绕线型感应电动机的转子中串入起动电阻后，其转子电阻将增加，故将减小电动机的起动电流；另外，从感应电机起动转矩公式中可以看出：因，在一定范围内增加转子电阻可以使起动转矩增加（4分）。同理分析，若在转子中串入起动电抗后，其转子电抗将增加，故将减小电动机的起动电流；另外，从感应电机起动转矩公式中可以看出：转子电抗增加后，起动转矩将减小（4分）。4、（共分）答：从变压器的感应电动势的公式E=4.44fNm及变压器一次绕组中的电势方程中可以看出：当电源电压及频率不变时，由于一次绕组中漏阻抗的压将很小，故感应电动势E的大小基本不变，因此变压器从空载到满载其主磁通大小m是基本不变的（8分）。5、（共10分）答：（相量图绘制正确得4分）正常励磁时：发电机的输出功率全部为有功功率。(2分)过励：，此时激磁电动势增加为，因所以其端点应落在水平线上；相应的电枢电流变为，因所以其端点落在垂直线上；此时电枢电流将滞后于电网电压，电枢电流中除有功分量外还含有滞后的无功分量；发电机的输出功率除有功功率外还含有滞后的无功功率(2分)欠励：，此时激磁电动势减小为，因所以其端点应落在水平线上；相应的电枢电流变为，因所以其端点落在垂直线上；此时电枢电流将超前于电网电压，电枢电流中除有功分量外还含有超前的无功分量；发电机的输出功率除有功功率外还含有超前的无功功率。(2分)三、计算题(共40分)1、 (共10分)解：工厂原有的功率情况为：有功功率：P=3000KW视在功率：S=P/cos=3000/0.8=3750KVA 因cos=0.8(滞后)故sin=0.6，于是无功功率为：Q=Ssin=37500.6kVAr=2250kVAr（2分）(1)当选用感应电动机时总有功功率 P=(3000+600)KW=3600KW (0.5分)总无功功率 Q=(2250+600/0.80.6)kVAr=2700kVAr(滞后) (1分)总视在功率 S=kVA (1分)总功率因数不变， (滞后) (1分)总电流 (1分)(2)选用同步电机时总有功功率 P=(3000+600)kW=3600Kw (0.5分)总无功功率 Q=(2250-600/0.80.6)kVAr=1800kVAr(滞后) (1分)总视在功率 SkVA (0.5分)总功率因数： cos=P/S=3600/4025=0.894 (滞后) （1分）总电流 (0.5分)、 (共10分)解：正解绘出电路图得1分1)额定负载时的转差率电机的额定转速为1444可确定电机的同步速为1500 (1分)2)额定负载时的定、转子电流定子阻抗： (0.5分)转子阻抗： (1分)激磁阻抗： (0.5分)所以定子电流： (1分)转子电流： (1分)变压比为4所以 (1分)3)额定负载时转子的频率和每相的电动势值 (1分) (1分) (1分)3、(共12分)解：（1）在额定运行时的相量图如右下图所示 （相量图正确者2分）由向量图可知 （1分）将 代入上式并整理得 （1分）将SN=31.25MVA、E0=17.2kV，Xs=7.53，sinN=0.6带入上式可求得： （相电压） （1分）进一步求出额定电流： （1分）发电机的电磁功率 （1分）发电机的内功率因数角 （1分）发电机的功角 （1分）发电机输出的无功功率 （1分）最大电磁功率 （1分）过载能力 （1分）4、（8分）解：（1）额定输出转矩 （1分）（2）额定电流时的电磁转