2025 年大学电气工程及其自动化（电机学）下学期期末测试卷

2025年大学电气工程及其自动化（电机学）下学期期末测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30%，而励磁电流及电枢电流不变，则（）。A.Ea下降30%B.T下降30%C.电枢铜耗下降30%D.铁耗下降30%2.变压器负载运行时，其效率（）。A.一个定值B.不是一个定值，和负载大小有关C.与负载性质有关D.与负载大小和性质有关3.同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性cosφ=0.8，则其电枢反应的性质为（）。A.交轴电枢反应B.直轴去磁电枢反应C.直轴增磁电枢反应D.交轴与直轴去磁电枢反应4.异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在（）。A.0.01～0.06B.0.06～0.1C.0.1～0.2D.0.2～0.35.一台三相变压器，其额定容量SN=500kVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4kV，其额定电流I1N和I2N分别为（）。A.50A/1250AB.1250A/50AC.50A/288.7AD.288.7A/50A6.直流电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速（）。A.不变B.高C.低D.不定7.变压器的变比k与匝数比N1/N2的关系是（）。A.k=N1/N2B.k=N2/N1C.k=（N1/N2）²D.k=（N2/N1）²8.同步发电机并网运行时，为了保证并联运行的稳定性，应满足（）条件。A.电压相等、频率相等、相序一致B.电压相等、频率不等、相序一致C.电压不等、频率相等、相序一致D.电压不等、频率不等、相序一致9.异步电动机的转子绕组有（）两种。A.鼠笼式和绕组式B.铜条式和铸铝式C.链式和交叉式D.同心式和叠式10.直流发电机的额定功率是指（）。A.输入的电功率B.输出的电功率C.输入的机械功率D.输出的机械功率二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内，少选、多选、错选均不得分）1.下列关于变压器的说法正确的是（）。A.变压器可以改变电压、电流和阻抗B.变压器的效率与负载大小和性质有关C.变压器的铁芯采用硅钢片叠成是为了减小磁滞和涡流损耗D.变压器的绕组分为高压绕组和低压绕组E.变压器的变比等于一次侧与二次侧电压之比2.直流电动机调速的方法有（）。A.改变电枢电压调速B.改变励磁电流调速C.改变电枢回路电阻调速D.改变转差率调速E.改变极对数调速3.同步发电机的励磁方式有（）。A.直流励磁机励磁B.交流励磁机励磁C.静止励磁系统D.自励式励磁E.他励式励磁4.异步电动机的调速方法有（）。A.变极调速B.变频调速C.改变转差率调速D.改变电压调速E.改变电流调速5.下列关于电机损耗的说法正确的是（）。A.电枢铜耗是指电枢绕组中的电阻损耗B.铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗C.机械损耗是指电机旋转时轴承、风扇等产生的摩擦损耗D.附加损耗是指由于电机结构、制造工艺等原因产生的损耗E.杂散损耗是指除电枢铜耗、铁耗、机械损耗之外的其他损耗三、判断题（总共10题，每题2分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.直流电动机的电枢电动势Ea的方向与电枢电流Ia的方向相反。（）2.变压器的变比k是一个常数，与变压器的运行状态无关。（）3.同步发电机的短路特性是一条直线，与励磁电流成正比。（）4.异步电动机的起动电流很大，是因为起动时转差率s=1，转子绕组感应电动势很大。（）5.直流发电机的电磁转矩是制动性质的转矩。（）6.变压器的空载试验可以测定变压器的变比、空载损耗和空载电流。（）7.同步发电机的并网运行条件中，电压相等是指有效值相等、相位相同。（）8.异步电动机的最大转矩与转子电阻无关。（）9.直流电动机的调速范围是指电动机在额定负载下能够稳定运行的转速范围。（）10.变压器的短路试验可以测定变压器的短路损耗和短路阻抗。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述直流电动机的调速方法及其特点。2.说明变压器的空载试验和短路试验的目的及试验方法。3.同步发电机并网运行的条件有哪些？简述其原因。五、计算题（总共2题，每题15分）1.一台三相异步电动机，额定功率PN=10kW，额定电压U1N=380V，额定转速nN=970r/min，额定效率ηN=90%，额定功率因数cosφN=0.85。求：（1）额定电流I1N；（2）额定转差率sN。2.一台单相变压器，SN=2kVA，U1N/U2N=220/110V，一次绕组电阻R1=0.5Ω，二次绕组电阻R2=0.25Ω，铁耗PFe=50W，满载时二次侧端电压U2=105V，负载功率因数cosφ2=0.8。求：（1）满载时的二次电流I2；（2）满载时的效率η。答案：一、选择题1.A2.D3.D4.A5.C6.C7.A8.A9.A10.B二、多项选择题1.ABCDE2.ABC3.ABC4.ABC5.ABCDE三、判断题1.√2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.×9.×10.√四、简答题1.直流电动机的调速方法及其特点：-改变电枢电压调速：调速范围宽，可实现无级调速，效率高，但需要专用的可调压电源。-改变励磁电流调速：调速范围较窄，适用于恒功率负载，调速时机械特性较软。-改变电枢回路电阻调速：调速范围窄，能耗大，效率低，一般用于小容量电动机的调速。2.变压器的空载试验和短路试验的目的及试验方法：-空载试验目的：测定变压器的变比、空载损耗和空载电流。试验方法：在变压器一次侧施加额定电压，二次侧开路，测量一次侧的电压、电流和功率。-短路试验目的：测定变压器的短路损耗和短路阻抗。试验方法：在变压器一次侧施加短路电压，使二次侧短路，测量一次侧的电压、电流和功率。3.同步发电机并网运行的条件有：电压相等、频率相等、相序一致。-电压相等：保证并网瞬间无冲击电流，避免设备损坏。-频率相等：防止因频率不同产生的异步运行现象，损坏发电机。-相序一致：确保三相绕组连接正确，否则会产生很大的环流。五、计算题1.（1）根据\(P_{N}=\sqrt{3}U_{1N}I_{1N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}\)，可得\(I_{1N}=\frac{P_{N}}{\sqrt{3}U_{1N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}}=\frac{10\times10^{3}}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\approx20.4A\)。（2）\(n_{0}=\frac{60f}{p}\)，\(s_{N}=\frac{n_{0}-n_{N}}{n_{0}}\)，已知\(n_{N}=970r/min\)，\(f=50Hz\)，\(p=3\)，则\(n_{0}=\frac{60\times50}{3}=1000r/min\)，\(s_{N}=\frac{1000-970}{1000}=0.03\)。2.（1）\(S_{N}=2kVA\)，\(U_{2N}=110V\)，\(I_{2N}=\frac{S_{N}}{U_{2N}}=\frac{2\times10^{3}}{110}\approx18.2A\)。（2）\(P_{2}=U_{2}I_{2}\cos\varphi_{2}=105\times18.2\times0.8\approx1529W\)。\(P_{1}=P_{2}+P_{Fe}+P_{Cu1}+P_{Cu2}\)，\(P_{Cu1}=I_{2}^{2}R_{1}=(\frac{2\times10^{3}}{110})^{2}\times0.5\approx41.3W\)，\(P_{Cu2}=I_{2}^{2}