电气03电机学试题A.doc

山东科技大学20062007学年第一学期电机与电力拖动考试试卷（A卷）班级 姓名 学号 题号一二三总得分评卷人审核人得分一、填空题（每题2分，共10分）、在交流磁路的分析计算时，磁通量和磁通密度用它们的 表示，磁动势、磁场强度则分别用它们的 表示、异步机的额定功率是指电机在额定状态下运行时 轴端输出的机械 功率、三相异步机绕组，原并联支路数为，电机的相额定电流为IN ；现将该电机的极相组重新联接，并联支路数变为，此时相额定电流变为： 4IN 、异步机的主磁路中存在气隙，因此异步机的激磁电流要比变压器 大 (填大或小)、同步发电机的调整特性中，当负载为感性或纯阻性时，为补偿电枢电流所产生的 去磁 填去磁或增磁）性的电枢反应和漏阻抗压降，随着电枢电流的增加，必须相应地增加励磁电流，因此调整特性是上升的二、问答题(每题10分,共60分)1、在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一个角度，电枢反应的性质是怎样的？如果逆电枢旋转方向转过一个角度，电枢反应的性质又会怎样？（分）、下图为某三相异步电动机定子相绕组的四个线圈，请将四个线圈连接成一个并联支路数为1的绕组。如果将四个线圈顺序串联行不行？为什么？(分)、异步机工作于电动机状态时的转速与同步速、转子磁场与电枢磁场、电磁转矩与转向是怎样的关系?结合异步机工作于电动机运行状态时的工作原理分析：异步电动机空载运行时定子磁动势F1与激磁磁动势Fm的关系。（分）、试说明隐极同步发电机带上容性负载时,可能出现的电枢反应（分）、同步电机有几种运行状态？试分析每种运行状态下的功率角，电磁转矩，机械功率与电功率的转换情况。（分）、同步发电机无功功率的调节，绘出激磁磁动势与电流的相量图，并分析电机在“正常励磁”“过励”“欠励”三种状态下的输出功率性质；在过励与欠励两种情况下发电机的激磁电流、激磁电动势、电枢电流及电枢电流的有功与无功分量的变化情况。（10分）三、计算题(每题15分,共30分)、某工厂电力设备所消耗的总功率为2400KW，cos=0.8(滞后)，今欲添置功率为400KW的电动机。现有400KW，cos=0.8(滞后)的感应电动机和400KW，cos=0.8(超前)的同步电动机可供选用，试问在这两种情况下，工厂的总视在功率和功率因数各为多少？(15分)、有一台Y接、380V、50Hz、额定转速为1444r/min的三相绕线型感应电动机，其参数为R1=0.4, R2=0.4, X1=X2=1, Xm=40, Rm略去不计，定转子的电压比为4。试求：额定负载时的(1)转差率; (2)定、转子电流；(3)转子的频率和每相电动势。（15分）答案（A卷）一、填空题（每空1分，共10分）1 大 小2 288.68A 、 5773.7V3 3 20度4 75 r/min5 电枢反应 电枢漏磁二、分析(60)6 答：发电机的空载电压：，当励磁不变转速提高20%时，空载电压会提高20%若为并励发电机，励磁绕组的励磁电压等于发电机的端电压，当转速提高20%时，发电机的端电压会上升，同时励磁电压也会同步上升，即中n与都比原转速情况大。其中n上升了20%，并励发电机，电压升高的百分值比他励发电机多。答：不能顺序串联，正确的接线如下：由于极相组的电动势与极相组X的电动势方向相反，电流方向也相反，为避免电动势在相抵消或者电流形成的磁动势相抵消，串联时应把极相组和极相组反向串联。8 答：异步机工作于电动机状态时，转子转速低于同步速；转差率0s1；转子受旋转磁场的切割而感生电流；转子电流与磁场相作用产生驱动性的电磁转矩。异步机电动机空载运行时，转子转速接近于同步速，此时旋转磁场切割转子导体的相对速度接近于零，所以转子电流很小，可以近似认为，即F2近似为零。所以空载时F1与Fm近似相等。9 答：隐极同步发电机的主极励磁后产生，在电枢绕组内感生，滞后于90度电角。电枢绕组中的会在电枢与负载组成的回路中产生电枢电流。与的相角关系取决于电枢与负载组成的回路总的阻抗。在时空统一矢量图中，与同相位，将分解作和。电机带容性负载后，电枢与负载组成的回路中包含了电机感性的同步电抗及负载的容性阻抗。当外电路容性负载较小即回路总负载呈感性时，滞后于，是去磁的是交磁的；当回路总负载呈纯阻性时，与同相位，是交磁的；当回路总负载呈容性时，超前于，是增磁的是交磁的；10 答：发电机运行于点，其功率角为A，0A，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；此时电枢电流将落后于电网电压，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12 答：等效电路如下图：直轴超瞬态同步电抗为：13 同步发电机A相对中点短路,B、C两相空载可知：即解(2)(3)两式可得：考虑到可得出如下等效电路：由等效电路可解得：所以短路电流三、计算(20分)14 解：工厂原有的功率情况为：有功功率：P=2400KW视在功率：S=P/cos=2400/0.8=3000KVA因cos=0.8(滞后)故sin=0.6，于是无功功率为：Q=Ssin=30000.6kVAr=1800kVAr(1)当选用感应电动机时总有功功率 P=(2400+400)KW=2800KW总无功功率 Q=(1800+400/0.80.6)kVAr=2100kVAr(滞后)总视在功率 S=kVA总功率因数不变，cos=0.8(滞后)(2)选用同步电机时总有功功率P=(2400+400)kW=2800kW总无功功率Q=(1800-400/0.80.6)kVAr=1500kVAr(滞后)总视在功率 SkVA总功率因数：cos=P/Q=2800/31