2025年大学电气工程及其自动化（电机学）试题及答案

2025年大学电气工程及其自动化（电机学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案的序号填在括号内。1.变压器的变比是指（）。A.原、副边绕组匝数之比B.原、副边电压之比C.原、副边电流之比D.以上都是2.一台三相异步电动机，其额定转速为1470r/min，则该电机的磁极对数为（）。A.1B.2C.3D.43.直流发电机的电磁转矩方向与电机旋转方向（）。A.相同B.相反C.垂直D.无关4.变压器空载运行时，其空载电流（）。A.主要是磁化电流B.主要是铁损耗电流C.是由磁化电流和铁损耗电流组成D.与负载有关5.异步电动机的转差率s的变化范围是（）。A.0<s<1B.s=0C.s>1D.s=16.同步发电机的额定功率是指（）。A.转轴上输出的机械功率B.电枢绕组中输出的电功率C.视在功率D.有功功率7.直流电动机的调速方法中，能实现无级调速的是（）。A.改变电枢回路电阻调速B.改变励磁磁通调速C.改变电枢电压调速D.以上都不能8.变压器短路试验的目的是测量（）。A.短路阻抗B.变比C.空载损耗D.短路损耗9.三相异步电动机在运行中突然一相电源断开，电动机将（）。A.立即停转B.继续转动，但电流增大C.继续转动，但转速下降D.以上都不对10.同步发电机并网运行的条件不包括（）。A.电压大小相等B.电压相位相同C.频率相同D.功率因数相同第II卷（非选择题共60分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每空2分，共10分。请将正确答案填在题中横线上。1.变压器的损耗包括______和______。2.异步电动机的调速方法有______、______和______。3.直流电动机的电枢电动势表达式为______。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共3小题，每题6分，共20分。简要回答下列问题。1.简述变压器的工作原理。2.说明三相异步电动机的启动方法及特点。3.同步发电机的励磁系统有什么作用？四、分析计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每题10分，共20分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。1.一台三相变压器，额定容量SN=500kVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4kV，Y，yn0连接。已知每相短路阻抗Zk=（0.015+j0.05）Ω。试求：（1）变压器的额定电流I1N和I2N；（2）短路阻抗标幺值Zk。2.一台三相异步电动机，额定功率PN=10kW，额定电压UN=380V，额定转速nN=970r/min，过载能力λ=2.2。试求：（1）电动机的额定转矩TN；（2）电动机的最大转矩Tm。五、综合应用题（共10分）答题要求：本大题共1小题，共10分。结合给定材料，回答问题。材料：某工厂有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：PN=15kW，UN=380V，nN=1460r/min，λ=2.0，Ist/IN=7。现该电动机在额定负载下运行，突然电源电压下降到300V。问题：（1）此时电动机的转速和电流会发生怎样的变化？（2）若电动机在这种情况下长期运行，会有什么后果？应采取什么措施？答案：一、选择题1.A2.B3.B4.C5.A6.B7.C8.D9.C10.D二、填空题1.铁损耗、铜损耗2.变极调速、变频调速、改变转差率调速3.Ea=CeΦn三、简答题1.变压器是利用电磁感应原理工作的。原边绕组接入交流电源，产生交变磁通。交变磁通同时穿过原、副边绕组，在副边绕组中感应出电动势。当副边接上负载时，便有电流流过负载，从而实现了电能的传递。2.直接启动：简单、启动电流大。降压启动：启动电流小，但启动转矩也减小。常见降压启动方法有星-三角启动、自耦变压器启动等。3.维持发电机机端电压在给定水平；合理分配并联运行发电机间的无功负荷；提高电力系统的稳定性。四、分析计算题1.（1）I1N=SN/（√3U1N）=500/（√3×10）≈28.87AI2N=SN/（√3U2N）=500/（√3×0.4）≈721.7A（2）Z1N=U1N/（√3I1N）=10/（√3×28.87）≈0.192ΩZk=Zk/Z1N=（0.015+j0.05）/0.192≈0.078+j0.262.（1）n0=1000r/minsN=（n0-nN）/n0=（1000-970）/1000=0.03TN=9550PN/nN=9550×10/970≈98.45N·m（2）Tm=λTN=2.2×98.45≈216.59N·m五、综合应用题（1）电