8月电机原理及应用练习题与答案

8月电机原理及应用练习题与答案

一、单选题(共30题，每题1分，共30分)

1.题目：一台并联于无限大电网运行的同步发电机，保持有功输出

不变，当功率因数cos0=0.8(滞后)变为cos0=0.9(滞后)时，励磁

电流会如何变化(一)o

(A)变大

(B)变小

(C)无法判断

(D)不变

正确答案：【B】

说明：当同步发电机并联于无限大电网运行，保持有功输出不变，

功率因数从滞后0.8变为滞后0.9时，说明无功功率减小。因为无

功功率与励磁电流相关，无功减小，励磁电流也会变小。

2.题目：同步发电机气隙越大，则(一)。

(A)短路比越大，并网运行时静态稳定性越差

(B)短路比越小，并网运行时静态稳定性越差

(C)短路比越小，并网运行时静态稳定性越好

(D)短路比越大，并网运行时静态稳定性越好

正确答案：【D】

3.题目：短路特性表示同步发电机运行于额定转速，定子(电枢)

三相绕组持续稳定短路时，(—)之间的的函数关系。

(A)端电压与负载电流

(B)端电压与励磁电流

(0电枢电流与励磁电动势

(D)电枢电流与励磁电流

正确答案：【D】

说明：短路特性是指同步发电机运行于额定转速时，定子三相绕组

短路，电枢电流与励磁电流之间的函数关系。在短路时，电枢电流

很大，而端电压近似为零，主要研究电枢电流和励磁电流的关系，

所以答案选［B］。

4.题目：感应电动机降压起动方法不包括(一)o

(A)直接起动

(B)定子回路串电抗器起动

(0自耦变压器起动

(D)星形/三角形换接起动

正确答案：【A】

说明：感应电动机降压起动是为了降低起动电流，减小对电网的冲

击，常见的降压起动方法有定子回路串电抗器起动、星彩/三角形换

接起动、自耦变压器起动等。而直接起动时电动机直接全压接入电

源，起动电流大，不属于降压起动方法。

5.题目：同步发电机的定子绕组又称(一)o

(A)三相绕组

(B)单相绕组

(0电枢绕组

(D)励磁绕组

正确答案：【C】

说明：同步发电机的定子绕组又称电枢绕组，它是同步发电机实现

机电能量转换的关键部件，通过电磁感应原理在其中感应出电动势,

所以答案选A。

6.题目：采用灯光旋转法进行并列时，如果三组灯光明、暗不旋转

变化而是同熄、同亮，说明待并发电机(一)与电网不同。

(A)频率

(B)电压相位

(C)相序

(D)电压大小

正确答案：【C】

说明：采用灯光旋转法进行并列时，若三组灯光明、暗不旋转变化

而是同熄、同亮，说明待并发电机相序与电网不同。相序不同时，

无法满足并列条件，会出现这种异常现象。而电压大小、相位、频

率不满足条件时，灯光会有不同的旋转变化情况，不是同熄同亮。

7.题目：同步发电机持续稳定短路时，电机磁路处于(—)状态。

(A)不确定

(B)饱和

(0过饱和

(D)不饱和

正确答案：【D】

8.题目：感应电动机起动时，旋转磁场以(一)的速度切割转子绕

组。

(A)大于同步转速

(B)额定转速

(0同步转速

(D)小于同步转速

正确答案：【C】

说明：感应电动机起动时，转子是静止的，旋转磁场相对于转子的

速度就是同步转速，所以旋转磁场以大于转子转速(此时转子转速

为0)的速度切割转子绕组，即大于同步转速的速度切割转子绕组,

这里同步转速是旋转磁场的转速，起动时旋转磁场以大于同步转速

现高效稳定运行，满足各种工业设备和用电设备的需求。

12.题目：凸极发电机，在功角(一)时，有极限功率。

(A)0到45度

(B)45至！J90度

(0大于90度

(D)等于90度

正确答案：【B】

13.题目：下列哪种情况下的同步发电机的稳定性更差(一).

(A)过励

(B)通过长输电线路接到电网

(C)直接接到电网

(D)轻载

正确答案：【B】

说明：通过长输电线路接到电网时，由于浅路的电感等因素会使同

步发电机受到更多的干扰和影响，相比于直接接到电网，其稳定性

更差。轻载时主要是发电机运行工况的问题，对稳定性影响不是这

种连接方式的影响程度；过励是发电机的励磁状态，对稳定性影响

不如连接方式大；而直接接到电网相对通过长输电线路接到电网稳

定性要好。

14.题目：当同步发电机带电阻性负载时，调整特性曲线是(一)的。

(A)上升

(B)直线

(C)先上升后下降

(D)下降

正确答案：【A】

15.题目：同步发申机的短路特性曲线是(一)。

(A)正弦曲线

(B)磁化曲线

(C)一条直线

(D)抛物线

正确答案：【C】

说明：同步发电机的短路特性是指发电机在额定转速下，定子绕组

三相短路时，定子短路电流与励磁电流之间的关系曲线。由于短路

时电枢反应的去磁作用很强，磁路处于不饱和状态，此时短路电流

与励磁电流成正比，所以短路特性曲线是一条直线。

16.题目：合闸时刻为三组灯亮、熄旋转变化，且旋转速度很慢，当

(一)熄灭且电压表指示为零时，应立即合闸。

(A)三个灯

(B)3灯

(C)2灯

(D)l灯

正确答案：【D】

17.题目：同步发电机与大电网并联运行时，下列必须绝对满足的条

件是(一)。

(A)相序相同

(B)励磁方式相同

(C)电压相等

(D)频率相等

正确答案：【A】

说明：同步发电机与大电网并联运行时，相序相同是必须绝对满足

的条件。如果相序不同，在并联瞬间会产生很大的冲击电流，可能

损坏发电机和其他电气设备。而电压相等、频率相等在并联过程中

可以通过调节逐步达到平衡，励磁方式相同不是并联运行的必要条

件。

18.题目：绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流

(一),起动转矩(一)o

(A)减小，减小

(B)减小，增大

(C)增大，减小

(D)增大，增大

正确答案：【B】

说明：当绕线型感应电动机转子串入适当电阻时，转子回路电阻增

大，根据公式\(1_2=\frac{sE_2}{\sqrt{R_2-2+(sX_2)-2}}\)(其

中\(1_2\)为转子电流，\(s\)为转差率，'(E_2\)为转子感应电动势,

\(R_2\)为转子电阻，\(X_2\)为转子电抗)，可知转子电流减小，而

定子电流与转子电流成正比，所以起动电流减小。又根据

\(T_2=\frac{3pU_r2R_2'){2\pif_1[(R_2‘)-2+(X_2/2]}\)(其

中\(T_2\)为电磁转矩，\(p\)为极对数，\(U_l\)为定于电压,

\(f_1\)为电源频率，\(R_2'\)为折算到定子侧的转子电阻)，当转

子串入电阻时，\(R_2'\)增大，电磁转矩增大，即起动转矩增大。

19.题目：用灯光旋转法将发电机并网时，下列哪一项是判断发电机

和电网相序是否一致，(—)o

(A)三组灯光明暗旋转变化很快

(B)三组灯光明暗不旋转变化，而是同熄同亮

(C)三组灯光明暗旋转变化，但每组灯均不熄灭

(D)三组灯光明暗旋转变化很慢

正确答案：【B】

说明：若三组灯光明暗不旋转变化，而是同熄同亮，说明发电机和

电网相序一致；若三组灯光明暗旋转变化，说明发电机和电网相序

不一致，旋转变化快表示相位差大，旋转变化慢表示相位差小。

20.题目：交流电机的定子、转子的磁极对数要求(一)。

(A)相等

(B)定子极对数大

(C)无法确定

(D)定子极对数小

正确答案：【A】

说明：交流电机中，定子和转子的磁极对数必须相等，这样才能保

证电机的正常运行知能量转换，若不相等会导致电机性能下降甚至

无法工作。

21.题目：同步发电机的V形曲线的最低点，功率因数(一)o

(A)都不对

(B)滞后

(C)超前

(D)等于1

正确答案：【D】

说明：同步发电机的V形曲线表示在一定的有功功率下，定子电流

与励磁电流之间的关系。在V形曲线的最低点，定子电流最小，此

时同步发电机处于正常励磁状态，功率因数等于1。

22.题目：同步电动机多运行在(一)状态，从电网吸收(一)电流,

以改善电网的功率因数。

(A)过励磁，滞后

(B)过励磁，超前

(C)欠励磁，超前

(D)欠励磁，滞后

正确答案：【B】

说明：同步电动机多运行在过励磁状态，此时同步电动机相当于一

个容性负载，能够从电网吸收超前电流，从而改善电网的功率因数。

欠励磁时同步电动机相当于感性负载，会吸收滞后电流，不能改善

功率因数，所以［B］、［C］、［D］选项错误。

23.题目：三相笼型异步电动机最好的调速方法是(一)o

(A)变频

(B)都不对

(C)降电压

(D)串电阻

正确答案：【A】

说明：三相笼型异步电动机最好的调速方法是变频调速。变频调速

具有调速范围宽、调速精度高、效率高、能实现平滑调速等优点，

相比降电压调速、串电阻调速等方法有明显优势。降电压调速调速

范围窄且低速时效率低；串电阻调速能耗大，属于有级调速，平滑

性差。所以最好的调速方法是变频调速。

24.题目：同步发电机的短路特性曲线为一条(一)o

(A)以上都对

(B)磁化曲线

(0抛物线

(D)直线

正确答案：【D】

说明：同步发电机的短路特性是指发电机在额定转速下，定子绕组

三相短路时，定子稳态短路电流与励磁电流之间的关系曲线。由于

短路时电枢反应的去磁作用很强，磁路处于不饱和状态，所以短路

特性曲线近似为一条直线。

25.题目：一台2PH6的水轮发电机，为使定子感应电势频率

f=50Hz,则同步转速应为()r/min

(A)1000

(B)375

(C)750

(D)187.5

正确答案：【B】

说明:根据公式\(n=\frac{60f}{p}\),已知'(f二50Hz\),\(2p=

16\),则\(p=8\),代入可得

\(n=\frac{60\times50}{8}=375r/min\),水轮发电机转速略高于同

步转速，所以同步转速应小于\(375r/min\),只有选项A符合。

26.题目：将发电机投入并列时，如果(一),一定不能并列。

(A)电压相位不同

⑻频率不等

(0电压的有效值不等

(D)相序不同

正确答案：【D】

说明：相序不同时进行并列，会产生巨大的冲击电流，损坏发电机

及相关设备，所以一定不能并列。而电压有效值不等、电压相位不

同、频率不等在一定范围内可以通过调整等方式进行并列操作。

27.题目；将发电机投入并列时，如果(一),会产生拍振电流。

(A)电压的有效值不等

(B)频率不等

(C)相序不同

(D)电压相位不同

正确答案：【B】

28.题目：同步发电机与大电网并联运行时功率因数是由()决定的。

(A)不确定

(B)有功功率和无功功率

(C)负载

(D)电压和电流

正确答案：【B】

说明：同步发电机与大电网并联运行时，功率因数由有功功率和无

功功率共同决定。当有功功率变化时，无功功率会相应调整以维持

功率因数在一定范围内；同样，无功功率变化时，有功功率也会对

功率因数产生影响，二者相互关联共同决定了功率因数。

29.题目：同步发电机的短路比等于空载饱和系数除以(一),是一

个计及饱和影响的电机参数。

(A)直轴同步电抗标幺值

(B)直轴同步电抗

(C)交轴同步电抗

⑴)交轴同步电抗标幺值

正确答案：【A】

说明：短路比的定义是同步发电机的空载饱和系数除以直轴同步电

抗标幺值，它是一个计及饱和影响的电机参数。交轴同步电抗标幺

值、直轴同步电抗、交轴同步电抗均不符合短路比定义中的除数要

求。

30.题目：发电机(—)时，输出的无功为零。

(A)正常励磁

⑻静态稳定极限

(0欠励

(D)过励

正确答案：【A】

说明：当发电机正常励磁时，电枢电流只有有功分量，无功分量为

零，此时输出的无功为零。过励时输出滞后的无功；欠励时输出超

前的无功；静态稳定极限与输出无功多少并无直接关联该选项不正

确。

二、多选题(共20题，每题1分，共20分)

1.题目：变频调速的特点是(一)o

(A)调速不平滑

(B)调速范围广

(C)成本较高

(D)需要一台专门的变频设备

正确答案：【BCD】

说明：变频调速具有调速范围广的特点，能在较大范围内实现电机

转速的调节，故选项A正确；其调速平滑，可以实现无级调速，选

项B错误；变频调速需要一台专门的变频设备来改变电源频率，选

项C正确；由于需要专门的变频设备等，成本相对较高，选项D正

确。

2.题目：同步发电机与大电网并联运行，功率因数等于1,若保持

发电机输出有功功率不变，减小励磁电流，以下说法正确的是

(一)。

(A)发电机向电网输出感性无功功率

(B)发电机处于过励状态

(C)发电机处于欠励状态

(D)发电机向电网输出容性无功功率

正确答案：【CD】

说明：减小励磁电流，发电机电势降低，功角增大，功率因数由1

变为滞后，发电机从发出无功变为吸收无功，处于欠励状态，向电

网输出容性无功功率。

3.题目：求同步发电机的短路比时，用至心—)o

(A)以上都是

(B)短路特性

(0空载特性

(D)零功率因数负载特性

正确答案：【BC】

4.题目：同步电机有()o

(A)电动机

(B)电磁制动

(C)调相机

(D)发电机

正确答案：【ACD】

说明：同步电机主要有发电机、电动机和调相机三种运行状态。发

电机是将其他形式的能量转换为电能输出；电动机是将电能转换为

机械能；调相机主要用于改善电力系统的功率因数等。而电磁制动

不是同步电机的常规运行状态。

5.题目：同步发电机在正常运行时，影响空载转矩的损耗包括

(一)o

(A)定子铁损耗

(B)附加损耗

(C)机械损耗

(D)定子铜损耗

正确答案：【ABC】

6.题目：同步电机的额定值有(一)o

(A)额定电压

(B)额定功率因数

(C)额电电流

(D)额定功率

正确答案：【ABCD】

说明：同步电机的额定值包括额定电压、额定电流、额定功率、额

定功率因数等。额定电压是指电机正常运行时所规定的线电压值；

额定电流是指电机在额定电压下，输出额定功率时的线电流值；额

定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率；额定功率因数

是指电机在额定运行时定子侧的功率因数。这些额定值是电机设计

和运行的重要依据，对于保证电机的正常运行和性能发挥具有重要

意义。

7.题目：一台同步发电机，带额定负载稳定运行，额定功率因数为

0.8滞后，则下述关于磁场关系的说法正确的是(—)。

(A)定子磁场转速等于转子磁场转速

(B)定子磁场转速低于转子磁场转速

(C)定子磁场转向与转子磁场转向相同

(D)定子磁场转向与转子磁场转向相反

正确答案：【AC】

说明：1.同步发电机的基本原理：同步发电机中，定子磁场和转子

磁场是同步旋转的，即定子磁场转速等于转子磁场转速，所以选项

B正确，A错误。2.磁场转向关系：同步发电机正常运行时，定子

磁场转向与转子磁场转向相同，所以选项C正确，D错误。

8.题目：凸极同步发电机的电磁功率包括(一)0

(A)附加电磁功率

(B)电阻功率

(C)最大电磁功率

(D)基本电磁功率

正确答案：【AD】

说明：凸极同步发电机的电磁功率包括基本电磁功率和附加电磁功

率。基本电磁功率是由气隙磁场和定子电流相互作用产生的，反映

了电机的主要机电能量转换；附加电磁功率是由于凸极电机气隙不

均匀，在直轴和交轴磁路不对称情况下产生的。最大电磁功率是电

磁功率的一个极值情况，不是电磁功率的组成部分；电阻功率主要

是指定子绕组电阻上消耗的功率，也不属于电磁功率的范畴。

9.题目：有功功率的功角特性是指同步发电机稳态运行时，(—)

保持不变，(—)的关系。

(A)电磁功率和功角之间的关系

(B)励磁磁场和气隙磁场之间的关系

(C)励磁电动势和端电压

(D)励磁电动势和电枢电流

正确答案：【AC】

10.题目：鼠笼型异步电动机采用星形/三角形换接启动时(—)。

(A)启动电流增大

(B)启动电流减小

(C)启动转矩减小

(D)启动转矩增大

正确答案：【BC】

11.题目：只有与无限大电网并联后，发电机才能更高效的进行有功

及无功输出。无限大电网的特点是(一)。

(A)电流恒定

(B)频率恒定

(0电网容量远大于任何一台并入电网的发电机容量

(D)电压恒定

正确答案：【BCD】

说明：无限大电网是指容量为无限大的电力系统，其特点是电压恒

定、频率恒定、电网容量远大于任何一台并入电网的发电机容量。

在实际电力系统中，并不存在真正意义上的无限大电网，但当电网

容量远大于发电机容量时，可以近似看作无限大电网。发电机并入

无限大电网后，可保持端电压和频率不变，能更高效地进行有功及

无功输出。而电流并不恒定，会随着负载等因素变化。

12.题目：由于发电机容量相对于大电网而言很小，故电网的(一)

是一常量。

(A)电流

(B)电压

(0以上都是

(D)频率

正确答案：【BD】

13.题目：同步发电机在正常运行时，制动性质的转矩包括(—)。

(A)电磁转矩

(B)机械转矩

(0空载转矩

(D)无法确定

正确答案：【AC】

14.题目：同步电抗表征同步发电机对称稳态运行时，(—)的作用。

(A)电枢反应磁通

(B)电枢漏磁通

(C)励磁磁场主磁通

(D)励磁磁场漏磁通

正确答案：【AB】

15.题目：下列哪种情况下的同步发电机的稳定性更好(一)o

(A)短路比大

(B)过励

(C)短路比小

(D)欠励

正确答案：【AB】

16.题目：同步发电机在三相稳态短路时，(—)o

(A)短路电流产生去磁作用较强

(B)气隙合成磁动势很小

(C)短路电流不致过大

(D)气隙合成磁通很小

正确答案：【ABCD】

17.题目：利用空载特性曲线，可以(一)。

(A)与其他特性配合，确定同步电机的参数

(B)发初步判断励磁绕组和电枢绕组是否可能存在故障

(C)确定电机的饱和系数

(D)求定子绕组中的感应电动势

正确答案：【ABCD】

说明：1.**求定子绕组中的感应电动势**:空载特性曲线反映了同

步电机在空载时，励磁电流与感应电动势之间的关系。通过该曲线,

可以根据给定的励磁电流值，查得对应的定子绕组感应电动势。2.

**确定电机的饱和系数**:饱和系数是衡量电机磁路饱和程度的一

个参数。利用空载特性曲线可以观察到随着励磁电流的增加，感应

电动势的增长趋势,从而确定电机的饱和情况，进而计算饱和系数。

3.**与其他特性配合，确定同步电机的参数**:空载特性曲线与短

路特性曲线等其他特性曲线配合，可以确定同步电机的一些重要参

数，如同步电抗等。4.**初步判断励磁绕组和电枢绕组是否可能存

在故障**:如果空或特性曲线出现异常，如与正常曲线偏差过