昆明理工历年电机学试卷(共28页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 昆 明 理 工 大 学 试卷 （ A1 ）系：电气工程 专业：电自 级： 学年： 学期：下学期考试科目：电机学 班级： 学生姓名： 学号：题 号一二三四总 分评 分一、单项选择题（5小题，每空2分，共10分。请将正确答案填在每小题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1、下列对变压器空载运行时励磁电流几个分量的表述中正确的是（ ）A磁化电流与主磁通同相位，属有功分量电流B磁滞电流与一次侧电势同相位，属无功分量电流C涡流电流与一次侧电势反相，属有功分量电流D以上均不对2、变压器并联条件中必须满足的条件是（）A电压等级相同，连接组别相同 B容量相同 C短路阻抗相等 D短

2、路电压标么值相等3、同步电机电枢绕组匝数增加，其同步电抗(      )。A增大 B减小 C不变 D.不确定4、当同步电机电枢电流滞后空载电势60°运行时，其电枢反应性质为（ ）A交磁 B直轴磁化 C交磁兼直轴去磁 D交磁兼直轴磁化5、同步发电机并联于无穷大电网运行，下列哪种情况下静态稳定性能较好(     ) A短路比小 B欠励运行 C过励运行 D同步电抗大二、填空题（6小题14空，每空1分，共14分。请将正确答案填在横线上。）6、Yy接线的三相变压器组，当一次侧接三相对称

3、正弦电压时，一次侧空载电流为 波形，主磁通为 波形，二次侧相电势为 波形，二次侧线电压为 波形。 专业 级，学生姓名: 学号: 7、当变压器的不变损耗_可变损耗时，其运行效率最高。8、两台并联运行的变压器，短路阻抗标么值小的变压器所分配的负载_ _。9、设为异步电动机的临界转差率，则转差率s在 范围内异步电动机能够稳定运行；同步电机的功角用表示，则同步电机稳定运行的范围为 。10、产生圆形旋转磁场的条件是 。若在p=2的三相对称绕组里通入，的三相电流，则产生的旋转磁势转速为 r/min，转向为 。11、对并联于无穷大电网运行的同步发电机，要增大输出的有功功率，只需调节其_，若保持激磁电流不变，

4、无功功率将 ，功角将 。三、分析题（5小题，共46分。请将答案写在答题纸上）12、(10分)变压器一、二次绕组之间在电路上没有联系，为什么在负载运行时，二次电流加大或减小的同时，一次电流也跟着加大或减小？13、(9分)请画出连接组别为Yd7的变压器绕组连接图，并画出其电势相量图。14、(9分)一台变压器，原设计频率为50赫兹，现将它接到60赫兹的电网上运行，额定电压不变。试问对励磁电流，励磁阻抗，短路电抗有何影响？15、(9分)试推导凸极同步电机的有功功率功角特性公式。 专业 级，学生姓名: 学号: （ 16、(9分)一台同步电机，定子绕组施以三相对称电压，并保持恒定，试问：抽出转子与不抽转子

5、，并使转子以同步转速沿电枢旋转方向旋转（励磁绕组开路）这两种情况下哪种情况定子电流大，为什么？四、计算题（2小题，共30分。请将答案写在答题纸上）17、(16分)一台三相电力变压器的额定数据如下：，Yd连接，（不考虑室温的变化），空载、短路实验数据如下：实验名称电压/kV电流/A功率/kW电源加在空载实验10.546.7686低压侧短路实验8.29165198高压侧试求：(1)、变压器各参数标么值；(2)、当一次侧绕组外加额定电压，二次侧供给功率因数cos0.8（滞后）的额定负载电流时，求二次侧端电压及一次侧电流值（用近似等效电路求解）。18、(14分)一台并联于无穷大电网运行的水轮发电机，星

6、形连接，其额定功率25000 kW，额定电压UN10.5kV， cos=0.8(滞后)， =0.8，=0.5，不计电枢电阻。求： 该机在额定运行情况下的空载电势和功角？ 该机的最大电磁功率Pmax、过载能力及产生最大电磁功率时的功角？电机学A1卷参考答案及评分标准一、单项选择题（5小题，每空2分，共10分。请将正确答案填在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1、C 2、A 3、A 4、C 5、C 二、填空题（6小题14空，每空1分，共14分。请将正确答案填在横线上。）6、正弦 平顶 尖顶 正弦 7、等于 8、大（或多） 9、 0 10、三相对称电流流入三相对称绕组 1500 acb11、原

7、动机输入机械功率增加 减小 增大三、简答题（5小题，共46分。请将答案写在答题纸上）12、答： （10分）虽然变压器一、二次侧绕组之间在电路上没有直接的联系，但它们共同匝链着一个主磁通。（2分）变压器负载运行时产生主磁通的励磁磁动势是一、二次侧绕组磁动势之和，（2分）当变压器主磁通不变时，不论负载大小如何，励磁磁动势恒为不变，即有磁动势平衡方程（2分）可见，二次电流变化时，二次磁动势会跟着变化，通过上面的磁动势平衡方程，一次磁动势也跟着变化，一次电流也变化了。（2分）所以，二次电流增大或减小，也随之增大或减小。当略去时，变压器就是这样把能量从一次侧传递到二次侧的。（2分）13、答： （9分）

8、联结组别为Yd7的变压器绕组连接图为： 电势相量图为： 14、答： （9分）在忽略变压器漏阻抗压降的情况下，当工作电压不变而工作频率f由50Hz变为60Hz后，根据，可知主磁通将下降到原来的5/6，所以激励主磁通所需的励磁电流也将减小。（3分）主磁通减小后，变压器铁芯中的磁路饱和程度下降，减小，磁阻减小，励磁电抗与成反比，增大。（3分）因为，而，所以铁耗将下降。由于，因减小的程度大于减小的程度，故将增大。（2分）漏抗，所以增大到原来的6/5倍。（1分）15、答： （9分） 画出相量图 （2分）忽略电枢电阻（1分），有 （2分）根据相量图可得 ）代入式得：（2分）16、答： （9分）抽出转子电流

9、大。 （1分）当电源电压一定，磁通大小一定，由磁路欧姆定律知，即定子电流大小取决于电枢旋转磁通磁路的磁阻。没有抽出转子时，由于电枢旋转磁通与转子相对静止，转子铁芯构成电枢磁通的一部分，其磁路的气隙大小不变，磁阻大小不变，且远较抽出转子时小；而抽出转子后，磁路的磁阻剧增，为此要建立同样大小的磁通所需的电流就大大增加。为不烧毁定子绕组，故应施加三相低电压。从电路角度分析，由于抽出转子后，磁路的磁阻增大，绕组阻抗就大大减小，故定子电流增大。（8分）四、计算题（2小题，共30分）17、解： （16分）(1）高、低压侧额定相电压分别为： 额定相电流分别为： （1分）阻抗基值为： （1分）由空载实验测得低

10、压侧的励磁参数为： （1分）励磁参数标么值为： 短路参数计算： （1分） 短路阻抗和漏阻抗标么值为： （1分）(2) 近似等效电路如下图所示： （1分）取为参考相量，即 （1分）则，据题意有 对应近似等效电路，可列出电压方程 （1分）由(1)可得 （1分）由题意可设，则上式可写为： （1分）即 ， 解得 所以 （1分） （1分）励磁电流 （1分） （1分）所以 （1分）18、解： （14分） 根据题意，设，则 （1分） （1分） （2分） （1分） 将具体数据代入功角特性公式，则 （1分）令，则有 （1分）由于必须小于1，故分子第二项应取正号，得 产生最大电磁功率时的功角为 （2分）最大电磁功

11、率为： （1分） （1分）过载能力 （1分）昆 明 理 工 大 学 试卷( A2 )系：电气工程 专业：电自 级： 学年： 学期：下学期考试科目：电机学 班级： 学生姓名： 学号：一、单项选择题（7小题，每空1分，共7分。请将正确答案填在每小题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1、Y，y接线的三相芯式变压器只适用于容量较小的场合是因为（ ）A磁通波形不是正弦波 B相电压波形为尖顶波 C局部过热，效率低 D励磁电流波形不好2、Z正、Z负分别为变压器的正、负序阻抗，则（） AZ正Z负 BZ正Z负 CZ正Z负 D不确定3、变压器其他条件不变，若一次侧绕组匝数增加10%，、及的大小将（） A增加到

12、原来的1.1倍，不变，增大B增加到原来的1.1倍，不变，减小C增加到原来的1.21倍，不变，增大D增加到原来的1.21倍，不变，减小4、变压器并联条件中必须满足的条件是（）A变比相等，连接组别相同 B容量相同 C短路阻抗相等 D短路电压标么值相等5、同步发电机当其电枢电流超前空载电势30°运行时，其电枢反应为（ ）A交磁B直轴磁化 C交磁兼直轴去磁D交磁兼直轴磁化6、判断同步电机运行于发电机状态的依据是（ ）AU BU C超前于 D滞后于7、同步电机短路时，磁路不饱和的原因是（）A直轴去磁电枢反应所致 B励磁电势只需用来平衡同步电抗降压C气隙电势只需用来平衡漏电抗降压 D所加励磁电流

13、很小二、填空题（7小题15空，每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上。）8、变压器负载运行时，铁芯中主磁通的大小取决于_ _。9、单相变压器当铁芯饱和时为了得到正弦波磁通，空载电流波形为_ _。10、并联运行的各台变压器中，最先达到满载的那台变压器的短路阻抗标么值（填：最大或最小）_ _。11、一台50Hz的三相异步电动机额定转速为965r/min，若电机运行在980r/min时，其转差率为 _ _，转子电流的频率为_ _Hz，转子磁势相对于转子的转速为_ _r/min。12、设为异步电动机最大转矩对应的转差率称为临界转差率，则转差率s在 范围内异步电动机能够稳定运行；同步电机的功角用表示

14、，则同步电机稳定运行的范围为 。13、同步发电机三相突然短路，定、转子电流各分量之所以会衰减，是由于各绕组中存在_的缘故。14、产生圆形旋转磁场的条件是：三相 绕组中流过三相 交流电。旋转磁场的转速称为 转速，该转速与 成正比，与 成反比。椭圆形旋转磁势的转速 （是或不是）常数。三、简答题（6小题，共48分。请将答案写在答题纸上）15、变压器额定电压为220/110V，若不慎将低压侧误接到220V电源上，请问激磁电流将会发生什么变化？变压器将会出现什么现象？（提示：从是否会发生严重饱和以及将产生的后果来分析）（8分）16、同步发电机并网运行时，如需增加输出的有功功率，应如何调节？此时，如保持激

15、磁电流不变，无功功率应如何变化？功角将如何变化？（6分）电 专业 2004 级， 学生姓名： 学号17、简述变压器空载和负载时，变压器一次侧电流会有什么变化，为什么？（12分）18、分析YN，d接法变压器带不对称负载时是否存在零序电流。（6分）19、同步电机中转子磁势旋转会在电枢绕组中感应电势，试问正常对称运行时，三相合成电枢磁势，能否在转子绕组中感应电势？为什么？（8分）20、试推导凸极机的有功功角特性公式。（8分）四、计算题（2小题，共30分。请将答案写在答题纸上）21、（16分）一台三相电力变压器的额定数据如下：，Y,y连接，（不考虑室温的变化），空载、短路实验数据如下：实验名称电压/V

16、电流/A功率/W电源加在空载实验4009.37616低压侧短路实验251.99.401920高压侧试求：(1)、变压器的参数标么值；(2)、绘出相应的完整的T型等效电路图；(3)、当在一次侧绕组上外加额定电压，二次侧供给功率因数cos0.8（滞后）的额定负载电流时，二次侧的端电压及一次侧电流的值（用近似等效电路求解）。22、（14分）一台并联于无穷大电网运行的汽轮发电机，星形连接，其额定功率PN25000 kW，额定电压UN10.5kV， cos=0.8(滞后)， =1.0，不计电枢电阻。试求： 该机供给90%额定电流且cos0.8（滞后）时，的空载电势和功角为多少？ 该机的最大电磁功率Pma

17、x、过载能力？电机学A2卷参考答案及评分标准一、单项选择题（5小题，每空2分，共10分。）1、C 2、A 3、A 4、C 5、C 二、填空题（6小题14空，每空1分，共14分。请将正确答案填在横线上。）6、正弦 平顶 尖顶 正弦 7、等于 8、大9、 0 10、三相对称电流流入三相对称绕组 1500 abc11、输入机械功率增加 减小 增大三、简答题（5小题，共46分。请将答案写在答题纸上）12、答：由式及已知条件判断出误接后磁通大幅增加，（3分）说明磁路过饱和，磁阻增大，激磁电抗减小，激磁电流增大。 （2分）变压器损耗增加，效率降低，发热严重，若长时间运行，可能烧坏变压器。 （3分）14、答

18、：变压器空载运行时，二次侧电流为零，一次侧电流全部用于激磁。说清楚空载运行时的情况。 （3分）变压器负载运行时，二次侧电流不再为零。说清楚二次侧电流是如何产生的，一次侧电流和空载时的电流有什么不同。 （4分）用磁势平衡关系说明变压器负载运行时，一次侧电流对二次侧电流的作用。 （3分）说明，负载时一次侧电流随负载的变化而变化。（1分） 17、答： （8分）画出相量图 （2分）忽略电枢电阻，有 （2分）根据相量图可得 代入式得： 四、计算题（2小题，共30分）18、解： （16分）(1）高、低压侧额定相电压分别为： 额定相电流分别为： | 阻抗基值为：| 由空载实验测得低压侧的励磁参数为： （1分

19、）励磁参数标么值为：|短路参数计算： |短路阻抗和漏阻抗标么值为： （1分）(2) T形电路图如下： （注：图中各量用有名值和标么值表示均可）（1分）(3)近似等效电路如下图所示： 取为参考相量，即 （1分）则，据题意有 对应于如上等效电路，有 由(1)可得 （1分）因为参考相量仅为实部，则上式可写为：即 ， 由题意知：，即所以 （1分） （1分）激磁电流 （1分） （1分）所以 （1分）18、解： （14分） 根据题意，设，则 （1分） （1分） （2分）则 （2分） （1分） （2分）最大电磁功率为： （2分） （1分）过载能力 （2分）昆 明 理 工 大 学 试卷( A3 )系：电气工程

20、 专业：电自 级：. 学年：. 学期：下学期考试科目：电机学 班级： 学生姓名： 学号：一、单项选择题（15小题，每空1分，共15分。请将正确答案填在每小题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1、一台单相变压器进行空载试验，在高压侧加额定电压测得的损耗和在低压侧加额定电压测得损耗（ ）A不相等 B折算后相等 C相等 D基本相等2、Z正、Z负分别为变压器的正、负序阻抗，则（） AZ正Z负 BZ正Z负 CZ正Z负 D不确定3、变压器的变化为kN1/N2，准确的变比计算公式是（） AkE2m/E1m BkE1/E2 CkU1/U2 DkI1/I24、变压器并联条件中必须满足的条件是（）A变比相等

21、B电压等级相等 C短路阻抗相等D短路电压标么值相等5、三相异步电动机的额定电流IN（） A B C D6、同步发电机内功率因数角=900时的电枢反应性质为（ ） A交磁 B直轴去磁 C直轴磁化 D交磁和直轴磁化7、同步发电机时间常数称为（）A阻尼绕组非周期性电流时间常数 B励磁绕组时间常数C定子绕组非周期性电流的时间常数 D定子绕组周期性电流时间常数8、凸极同步发电机参数与的大小关系是（）A> B< CD9、判断同步电机运行于电动机状态的依据是（ ） AU BU C超前于 D滞后于10、短路试验，磁路不饱和的原因是（）A直轴去磁电枢反应所致 B励磁电势只需用来平衡同步电抗降压C气隙

22、电势只需用来平衡漏电抗降压 D所加励磁电流很小11、凸极同步发电机附加电磁功率产生的原因是（）A存在交轴励磁绕阻 B交轴上的磁阻比直轴上的磁阻大C直轴上的磁阻比交轴上的磁阻大 D交轴上的磁阻等于直轴上的磁阻12、同步发电机并联于无穷大电网运行，在下列哪种情况下静态稳定性能较好(     ) A短路比小 B欠励运行 C过励运行 D同步电抗大13、哪种变压器零序阻抗最大？（ ）A三相芯式Y、y联接 B三相组式YN、y联接 C三相芯式N、d联接 D三相芯式YN、y联接14、P对磁极的交流绕组，其空间电角度与机械角度的关系是（ ） A电角度=机械角度

23、BP×电角度=机械角度 C电角度=P×机械角度 D电角度= 机械角度15、三相四极单层交叉绕组，定子槽数Z=24，节距y=5，其基波节距系数=（ ） A1 B0.966 C0.985 D0.866二、填空题（10小题15空，每空2分，共30 分。请将正确答案填在横线上。）16、当变压器的不变损耗_可变损耗时，其运行效率最高。17、变压器负载运行时，铁芯中主磁通的大小取决于_ _。18、单相变压器当铁芯饱和时为了得到正弦波磁通，空载电流波形为_ _。19、两台并联运行的变压器，短路阻抗标么值小的变压器所分配的负载_ _。20、变压器空载合闸时电压瞬时值U1_ _时，空载电流最

24、大。21、增大绕线式异步电动机转子回路的电阻，其最大转矩 。22、一台50Hz的三相异步电动机额定转速为960r/min，若电机运行在980r/min时，其转差率为 _ _，转子电流的频率为_ _Hz，转子磁势相对于转子的转速为_ _r/min。23、设为异步电动机最大转矩对应的临界转差率，则转差率s在 范围内异步电动机能够稳定运行；同步电机的功角用表示，则同步电机稳定运行的范围为 。24、三相同步发电机准同期并列的条件为： ； ； 。25、对并联于无穷大电网运行的同步发电机，要改变其有功功率输出，只需调节其_。三、简答题（3小题，共28分。请将答案写在答题纸上）26、请画出异步电动机负载时的

25、等效电路，并说明其中附加电阻的物理意义是什么？能否用电感或电容来代替它，为什么？（9分）27、试比较内功率因数角、功率因数角和功角这三个角的含义，同步电机的下列各种运行状态分别与哪个角有关？角的正、负又如何？（11分） 负载电流功率因数超前还是滞后？ 电机运行于过励状态还是欠励状态？ 电枢反应的性质如何？交磁？直轴去磁？还是直轴磁化？ 同步电机作为发电机还是作为电动机运行？28、请画出连接组别为Y,d11的变压器连接图，并画出其电势相量图。（8分）四、计算题（3小题，共27分）29、（12分）一台三相电力变压器的额定数据如下：，Y/y连接，（不考虑室温的变化），空载、短路实验数据如下：实验名称

26、电压/V电流/A功率/W电源加在空载4009.37616低压侧短路257.89.622010高压侧试求：1、折算到高压侧的变压器参数，假定；2、绘出相应的完整的T型等效电路图。30、（8分）一台4极50Hz的三相异步电动机，已知其额定功率PN=13kW，额定电压UN=380V，额定电流IN17.4A，定子铜耗Pcu1=630W，转子铜耗Pcu2=363 W，铁耗PFe=346W，机械损耗Pmech=150W，附加损耗Pad=65W，试计算该电机额定运行时额定效率、额定转差率、额定转速、电磁转矩。31、（7分）一台并联于无穷大电网运行的汽轮发电机，星形连接，其额定功率PN25000 kW，额定电压UN10.5kV， cos=0.8(滞后)， =1.0，不计电枢电阻。试求： 该机供给90%额定电流且cos0.8（滞后）时，的空载电势和功角为多少？ 该机的最大电磁功率Pmax、过载能力？电机学A3卷参考答案及评分标准一、单项选择题（15小题，每空1分，共15分。请将正确答案填在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1、B 2、B 3、B 4、B 5、B 6、C 7、A 8、A9、D 10、C 11、B 12、C 13、A 14、