合肥工业大学2013-2014学年电机学2试题A

一、 填空（每空1.5分，共39分）1三相变压器理想并联运行的条件是（1） ，（2） ，（3） 。答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。2深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。 答：集肤效应， 功率因数3. 可以从三个方面来调节感应电动机的转速: （1） ；（2） ；（3） 。答：改变定子和转子绕组的极对数p ，改变电源频率f1，改变转差率s .4. 从磁势的观点来看，可以把单相绕组等效地看成由两套匝数相同，并且流过同一电流，但相序不同的 所串联组成。答：三相绕组5凸极同步电机转子励磁匝数增加使和将 （减少，不变，增大）。答：不变6一台同步电机与大电网并联运行发电，适当增大电机输入的机械功率，则电机的功率角将_（减少，不变，增大）；增大电机的励磁电流 （输入功率保持不变），则电机的功率角将_（减少，不变，增大）。 答案：增大；减少7同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。答：发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致8. 一台同步发电机并联在大电网上运行。过励时电机输出_无功功率；欠励时电机输出_无功功率；正常励磁时电机输出_无功功率。（答案：感性；容性；零）9同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。答：10同步电机的功角有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。答： 励磁电动势，电压；主极轴线，气隙合成磁场轴线11. 同步发电机实用的并网方法有两种，分别是_和_。 答：准确整步法 自整步法 12. 在同步电机中，只有存在_ 电枢反应才能实现机电能量转换。答：交轴二、 选择题（每题2分，共20分）1. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。A:电压变化率太大； B:空载环流太大；C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。答：B2. 一台Y/-12和一台Y/-8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。A能 B不能 C不一定 D不改接也能答：A3. 鼠笼式感应电动机采用星-三角起动法，起动过程中起动电压与额定电压、起动电流与额定电压起动时的电流、起动转矩与额定电压起动时的起动转矩之比分别为：A: ； B: ；C: ； D: 。答：B4. 当采用短距绕组希望同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波电势，线圈节距应为_。A: （4/5）； B: （6/7）；C: （5/6）； D: 。答：C5. 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（ ）。 A 与转差率反比 ； B 与转差率无关；C 与转差率正比 ； D 与转差率成某种函数关系。答：A6. 同步发电机的额定功率指（ ）。 A：转轴上输入的机械功率； B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率； D 电枢端口输出的电功率。答 D7. 某台隐极转子同步发电机，其同步电抗每相值，如果接每相阻抗为的三相对称负载，则电枢反应的性质为（ ）。 A：直轴去磁兼交磁； B：纯增磁； C：纯去磁； D： 直轴增磁兼交磁。 答 D8. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（ ）。A 漏阻抗较大； B 短路电流产生去磁作用较强；C 电枢反应产生增磁作用； D 同步电抗较大。答 B9. 对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ ）。 A ； B ；C ； D 。答 D10. 同步补偿机的作用是（ ）。A 补偿电网电力不足； B 改善电网功率因数； C 作为用户的备用电源； D 作为同步发电机的励磁电源。 答 B三、 简答（第1题5分，第2每题6分，共11分）1. 变压器稳态时空载电流很小,但变压器空载投入电网有时出现跳闸现象.这是为什么？什么情况下的合闸电流最大？答： 设变压器铁心中无剩磁,先考虑两种极端情况. (1)电源电压过最大值时空载合闸 根据E=U,此时感应电动势必然也过最大值,再根据电磁感应定律: ，可知此时铁心中的交变磁通必然过零点,电路立刻进入稳态,没有冲击电流。(2) (2)电源电压过零时空载合闸根据E=U,此时感应电动势必然也过零点,再根据电磁感应定律,铁心中的交变磁通必然过最大值,由于铁心中的磁通不能突变，则变压器一次绕组中会出现一个非周期磁通，这个非周期磁通与周期磁通合成后使得t=0时铁心中的磁通仍然保持为零,但半个周期后,铁心中的总磁通的绝对值达到最大值,接近周期磁通幅值的两倍.这将使铁心高度饱和,此时励磁电流的幅值远不止稳态时的两倍,大约为80倍左右,也就是额定电流的4倍左右. (2) (3)对于三相变压器,空载合闸时总有一相电压接近过零点,因此该相绕组常常出现冲击电流,使得保护装置误动作.即变压器空载投入电网有时出现跳闸现象. (1)2.同步发电机电枢反应性质由什么决定? 答 电枢磁动势的基波与励磁磁动势同转速、同转向，在空间上始终保持相对静止的关系，(2)但电枢反应的性质取决于这两个磁动势幅值的相对位置，而这一位置与励磁电动势和电枢电流之间的相位差，即角度有关，角由决定于负载的性质。当与同相时，电枢反应为交轴电枢反应，交轴电枢反应使气隙合成磁场幅值增加，而其轴线从主极轴线逆转子转向后移一个锐角。(2)当滞后时，电枢反应为直轴电枢反应，其性质完全是去磁的。当超前时，也为直轴电枢反应，其性质完全是助磁的。一般情况下，此时的电枢反应兼有直轴去磁作用和交磁作用。(2)四、 计算题（每题10分，共30分）1某变电所有2台组号为Yy0的三相变压器并联运行，其数据如下：变压器1：180kVA，6.3 kV /0.4kV，；变压器2： 320kVA，6.3 kV /0.4kV，。 （1）试计算总负载为400kVA时，各变压器所分担的负载； （2）在不使任一台过载的情况下，2台变压器所能供给的最大负载和变压器组的利用系数？解：已知,，,。 (2)（1）忽略各变压器短路阻抗角的差别，总负载容量时，各变压器分担的负载容量的标幺值分别为 (2)由此得各变压器供给的负载分别为 (2)（2）因为短路阻抗标幺值小的变压器先达到满载，为不使任何一台变压器过载而有最大输出，应使 。(2)由得此时2台变压器供给的最大负载故变压器组的利用系数为: (2)2有一台三相72500kW水轮发电机，额定电压是=10500V，Y接法，额定功率因数（滞后），已知额定运行时的参数：，电枢电阻可略去不计。试计算发电机在额定运行时的励磁电势以及与之间的夹角。解： 根据题意有 ，则 (3) 故(2)于是有令，则(2)又 则 (2)故 (2