10月电机与变压器模考试题含答案

10月电机与变压器模考试题含答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内）1.变压器空载运行时，其功率因数通常（）。A.接近于1B.很高C.很低D.等于02.一台三相变压器的连接组别为Y,yn0，其中“yn”表示（）。A.原边星形连接，中性点不引出B.副边星形连接，中性点引出C.原边三角形连接D.副边三角形连接3.直流电动机电刷装置的主要作用是（）。A.通入电流B.连接电路C.产生换向D.产生旋转磁场4.他励直流电动机在负载转矩不变的情况下，在电枢回路中串入电阻后，其转速将（）。A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低5.三相异步电动机定子绕组通入三相交流电后，在气隙中产生（）。A.恒定磁场B.脉振磁场C.旋转磁场D.行波磁场6.深槽式异步电动机启动时，由于集肤效应，转子有效电阻（）。A.减小B.增大C.不变D.为零7.变压器短路阻抗的大小主要取决于（）。A.空载电流B.短路电流C.变压器绕组的漏阻抗D.励磁阻抗8.若并励直流发电机的转速升高15%，则空载电压将（）。A.升高15%B.升高不到15%C.升高超过15%D.不变9.三相异步电动机的临界转差率与转子电阻的关系是（）。A.成正比B.成反比C.无关D.平方成正比10.同步发电机并入电网的条件中，最为关键且必须同时满足的是（）。A.电压幅值相等、频率相同、相位相同B.电压幅值相等、频率相同、相序相同C.频率相同、相位相同、相序相同D.电压幅值相等、相位相同、相序相同11.变压器负载运行时，副边电压随负载电流增加而下降的主要原因是（）。A.原边漏阻抗压降B.副边漏阻抗压降C.励磁电流增加D.铁损耗增加12.一台4极、50Hz的三相异步电动机，其同步转速为（）r/min。A.3000B.1500C.1000D.75013.直流电动机采用能耗制动时，将电枢绕组从电源断开，并立即接到一个（）。A.交流电源上B.直流电源上C.较大的电阻上D.较小的电阻上14.双绕组变压器中，原边和副边的功率传递主要通过（）。A.电路直接传导B.电磁感应C.电容耦合D.热辐射15.三相异步电动机采用Y-△启动，启动电流和启动转矩分别为直接△启动的（）。A.1/3,1/3B.1/√3,1/3C.1/3,1/√3D.1/√3,1/√316.同步电动机在欠励状态下运行时，其功率因数是（）。A.滞后的B.超前的C.1D.不确定17.变压器绝缘老化主要是由于（）造成的。A.电压过高B.电流过大C.温度过高D.湿度过大18.直流发电机换向极的作用是改善换向，换向极绕组应与（）。A.电枢绕组串联B.电枢绕组并联C.励磁绕组串联D.励磁绕组并联19.异步电动机的电磁转矩与转差率的关系曲线中，最大转矩的大小主要取决于（）。A.电源电压B.转子电阻C.电源频率D.电机参数和电源电压20.测速发电机在自动控制系统中主要用作（）。A.放大元件B.执行元件C.校正元件（检测转速）D.电源元件二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分）1.变压器并联运行的条件包括（）。A.变比相等B.连接组别相同C.短路阻抗标幺值相等D.容量相等E.频率相同2.直流电动机的调速方法有（）。A.改变电枢回路串接电阻B.改变励磁磁通（弱磁调速）C.改变电枢端电压D.改变电源频率E.改变极对数3.三相异步电动机运行时，转子电路中的频率与（）有关。A.定子电源频率B.转差率C.转速D.极对数E.定子绕组匝数4.同步发电机的电枢反应性质取决于（）。A.负载的大小B.负载的性质（功率因数）C.内功率因数角ψD.励磁电流的大小E.发电机的转速5.下列关于变压器空载试验的描述，正确的有（）。A.通常在低压侧加压，高压侧开路B.可以测量变压器的铁损耗C.可以测量变压器的铜损耗D.可以计算励磁阻抗E.电压必须加到额定值6.造成直流电动机换向不良的原因可能有（）。A.电刷位置不正确B.换向极绕组极性接反C.电机过载D.电刷压力过大或过小E.气隙不均匀7.三相异步电动机降压启动的目的是（）。A.减小启动电流B.减小启动转矩C.增大启动转矩D.加速启动过程E.保护电机绝缘8.伺服电动机的主要特点是（）。A.无自转现象B.转速随转矩增加而均匀下降C.响应速度快D.具有线性的机械特性E.功率很大9.变压器的冷却方式主要有（）。A.干式自冷B.油浸自冷C.油浸风冷D.强迫油循环风冷E.强迫油循环水冷10.电机中的损耗包括（）。A.铁损耗B.铜损耗C.机械损耗D.附加损耗E.介质损耗三、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。请在每小题的空格中填上正确答案）1.变压器运行时，其效率最高时的负载系数约为________。2.直流电机的电磁转矩T与电枢电流和气隙每极磁通Φ的关系式为________。3.三相异步电动机的电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的关系式为________。4.同步发电机输出的有功功率调节是通过改变________来实现的。5.一台单相变压器，=220V，=24V，若原边匝数6.异步电动机最大转矩与电源电压的________次方成正比。7.直流电动机反接制动时，电枢回路中必须串入较大的电阻，目的是限制________。8.自耦变压器与普通双绕组变压器相比，其优点是________省材料、效率高。9.三相变压器的标准连接组别中，Y,d11连接表示原边线电压相位________副边线电压相位30°。10.旋转变压器是一种输出电压与转子转角成________或________关系的精密微特电机。四、简答题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）1.简述三相异步电动机旋转磁场产生的条件及转向决定因素。2.为什么直流电动机串励绕组不能并联在电枢回路两端进行调速？3.变压器运行中，如果副边电压发生变化，原边电流会如何调节？请简述其物理过程。4.比较同步电动机与异步电动机在功率因数方面的特性差异。五、计算与分析题（本大题共4小题，共78分。要求写出必要的计算过程、公式和电路图）1.（18分）一台单相变压器，=10kVA，/=380/220V，=0.14Ω，=0.035Ω(1)画出变压器的T型等效电路（标明各参数符号）；(2)计算变压器的变比k；(3)用近似等效电路（忽略励磁支路或移至前端）计算原边电流、副边电流及副边电压。2.（20分）一台他励直流电动机，额定数据为：=7.5kW，=220V，=41A，(1)计算电动机的额定电动势和额定转矩；(2)若电枢回路串入电阻=1.5Ω，求稳定运行后的转速(3)若将电源电压降低为110V，求稳定运行后的转速（假设磁通不变）。3.（20分）一台三相异步电动机，额定功率=45kW，额定电压=380V，额定转速(1)该电动机的极对数p和同步转速；(2)额定运行时的转差率；(3)额定转矩；(4)最大转矩和临界转差率（假设机械特性为直线段简化计算或使用实用公式≈(+)4.（20分）一台三相凸极同步发电机，Y接法，=400V（线电压），=5Ω，=3(1)计算发电机每相的端电压U；(2)画出凸极同步发电机的相量图（标出、U˙、I˙、、等）；(3)根据相量图关系计算内功率因数角ψ（提示：ψ=(4)计算空载电动势。参考答案及详细解析一、单项选择题1.C[解析]变压器空载运行时，由于励磁阻抗中电抗分量远大于电阻分量，且空载电流主要用于建立磁场，有功功率（铁损）很小，故功率因数很低，通常在0.1-0.2之间。2.B[解析]"yn"表示副边（二次侧）为星形连接且有中性点引出。3.C[解析]电刷和换向器配合，将外部直流电引入电枢绕组，并在旋转过程中通过换向片改变电流方向，产生换向，保证同一磁极下导体电流方向一致。4.B[解析]他励直流电动机机械特性方程n=T。串入电阻后，转速降5.C[解析]三相异步电动机定子通入三相对称交流电，在空间产生幅值不变、以同步转速旋转的磁场。6.B[解析]深槽式或双笼型电机利用启动时转子频率高（=s7.C[解析]短路阻抗=+8.C[解析]并励发电机空载电压≈E=Φn。磁通Φ与励磁电流呈磁化曲线关系（饱和）。转速升高导致E升高，增大，Φ增加，由于饱和，Φ增加幅度小于转速增加幅度，但两者相乘，9.A[解析]临界转差率≈，与转子电阻成正比。10.C[解析]并网条件：电压幅值相等、频率相同、相位相同、相序相同。其中频率、相位、相序是绝对必须严格满足的，否则会产生巨大冲击电流。电压幅值略有偏差可通过调节励磁电流消除。11.B[解析]负载电流增加，副边漏阻抗压降增大，导致输出电压=下降。12.B[解析]同步转速=。4极电机p=2，f=13.C[解析]能耗制动时，电机脱离电源，电枢通过电阻构成回路，惯性旋转的电枢切割磁场产生感应电流，消耗动能变为热能。14.B[解析]变压器原副边无电的直接连接（自耦变压器除外），能量传递依靠电磁感应原理。15.A[解析]Y-△启动时，相电压降为1/，相电流降为1/，线电流（相电流的倍）降为直接启动的1/316.A[解析]同步电机欠励时，励磁磁动势不足，需从电网吸取感性无功电流进行补偿，故功率因数是滞后的。17.C[解析]绝缘寿命遵循“六度法则”，温度每升高6度，绝缘寿命减半。热老化是主要原因。18.A[解析]换向极绕组产生的磁势用于抵消电枢反应磁势并建立换向电势，其电流必须随电枢电流变化，故应与电枢绕组串联。19.D[解析]∝，主要取决于电源电压和电机参数（漏抗）。20.C[解析]测速发电机将转速信号转换为电压信号，用作速度检测或反馈元件。二、多项选择题1.ABCE[解析]并联运行条件：变比相等、连接组别相同、短路阻抗标幺值相等（短路阻抗角相近）、频率相同。容量相等不是硬性条件，但影响负载分配。2.ABC[解析]直流电动机调速：变电枢电压、变串接电阻、变励磁磁通。变频和变极不适用于直流电机。3.ABC[解析]转子频率=s4.BC[解析]电枢反应性质取决于负载性质（内功率因数角ψ），即负载电流与空载电动势的相位关系。5.ABDE[解析]空载试验测励磁阻抗和铁损。通常低压侧加压，高压侧开路。必须加额定电压以保证磁路饱和程度与实际一致。6.ABCDE[解析]机械、电磁、电气原因均可导致换向不良。7.AB[解析]降压启动主要目的是减小启动电流（保护电网），但同时也不可避免地减小启动转矩。8.ABC[解析]伺服电机要求可控性好、响应快、无自转。机械特性线性是交流伺服电机的理想要求。9.ABCDE[解析]均为常见的变压器冷却方式。10.ABCDE[解析]电机损耗包括：铁损（磁滞、涡流）、铜损（电阻发热）、机械损耗（摩擦、风阻）、附加损耗（谐波等）、介质损耗（高压绝缘中）。三、填空题1.或（通常约为0.5~0.7）2.T3.:4.原动机的输入功率（即调节水轮机/汽轮机的进汽量或进水量）5.1096.27.制动电流（或电枢电流）8.绕组容量（或电磁容量）9.超前10.正弦；余弦四、简答题1.答：产生条件：(1)定子铁芯中必须有三相绕组（空间互差120°电角度）；(2)绕组中必须通入三相对称交流电流（时间上互差120°相位）。转向决定因素：旋转磁场的转向取决于通入定子绕组的三相电流的相序。只要将任意两相电源接线对调，改变相序，旋转磁场的转向随之改变。2.答：串励绕组具有较大的电感，且其磁通与电枢电流成正比。若将串励绕组并联在电枢两端进行调速：(1)正常运行时，电枢端电压基本恒定，串励绕组将流过较大电流，可能因过热而烧毁；(2)串励绕组并联后，不再起串励作用，而是变成了一个固定的分流支路，破坏了电机设计时的磁通与电流配合关系，导致机械特性发生剧烈变化，无法正常调速；(3)启动时，电枢电流很大，全部流经并联的串励绕组，会产生极强的磁通，可能导致机械冲击或绕组损坏。因此，串励绕组不能并联调速。3.答：当变压器副边电压因负载变化而发生变化（例如降低）时，原边电流的自动调节过程如下：(1)假设负载阻抗减小，副边电压有降低趋势。(2)根据磁动势平衡方程+=，当降低，负载电流通常会增大。(3)副边电流产生的磁动势倾向于改变主磁通。(4)但根据恒磁通原理（≈4.44f），由于电源电压不变，主磁通应基本保持不变。(5)为了维持不变，原边必须产生电流增量Δ，其产生的磁动势−以抵消副边磁动势的增加。(6)因此，原边电流会自动增加，以平衡副边负载功率的变化。4.答：(1)异步电动机：只能从电网吸取滞后的无功电流来建立磁场，因此其功率因数永远是滞后的（小于1），且轻载时功率因数很低。(2)同步电动机：功率因数可以通过调节励磁电流来改变。正常励磁：功率因数cosφ过励状态：功率因数超前，向电网输送感性无功功率，像电容一样补偿电网无功。欠励状态：功率因数滞后，从电网吸取感性无功功率。故同步电动机常被用作同步调相机以提高电网功率因数，而异步电动机则不具备此能力。五、计算与分析题1.解：(1)T型等效电路图：（注：文字描述电路结构）原边回路：电压，串联阻抗=+