电机变压器试题及答案

电机变压器试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.一台单相变压器，额定电压为220/110V，若在高压侧加220V电压，低压侧开路，此时低压侧电压为110V。若将高压绕组接110V电源，低压侧开路，则低压侧电压为（）。A.110VB.55VC.220VD.0V2.变压器空载运行时，其功率因数通常（）。A.接近于1B.很低，约为0.1~0.2C.约为0.5D.等于03.变压器负载运行时，副边电压随负载电流增加而降低，这主要是因为变压器内部存在（）。A.励磁阻抗B.漏阻抗C.理想变压器变比D.铁耗4.某三相变压器的联结组别为Y,yn0，这意味着原、副边线电压之间的相位差为（）。A.0°B.30°C.180°D.60°5.直流发电机中，电枢导体中的感应电动势是（）。A.直流电动势B.交流电动势C.脉动电动势D.恒定电动势6.直流电动机的电刷和换向器的作用是（）。A.将交流电转换为直流电B.将直流电转换为交流电C.改善电机换向D.降低电枢电流7.一台并励直流电动机，若保持电源电压不变，当电枢回路串入电阻后，其转速将（）。A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低8.他励直流电动机采用弱磁调速时，转速通常（）。A.升高B.降低C.不变D.无法确定9.三相异步电动机旋转磁场的转向取决于（）。A.电源电压大小B.电源频率C.三相绕组的连接方式D.通入三相绕组电流的相序10.一台4极三相异步电动机，接在50Hz的电源上，其同步转速为（）。A.1500r/minB.3000r/minC.1000r/minD.750r/min11.三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12.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.为零13.三相绕线式异步电动机，若在转子回路串入适当的电阻，其最大电磁转矩将（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减14.同步发电机并网运行时，若只增加原动机的输入功率，而励磁电流不变，则发电机的（）。A.功角增加，功率因数滞后B.功角增加，功率因数超前C.功角减小，功率因数不变D.端电压升高15.同步电动机在欠励状态下运行时，通常从电网吸收（）。A.滞后无功功率B.超前无功功率C.有功功率D.既不吸收也不发出无功16.变压器的短路阻抗电压%越大，说明其（）。A.短路电流越小，外特性越硬B.短路电流越大，外特性越软C.短路电流越小，外特性越软D.效率越高17.直流电动机的电磁转矩T与电枢电流的关系是（）。A.TB.TC.TD.T18.异步电动机的电磁功率与机械功率和转子铜耗的关系是（）。A.=B.=C.=D.=19.一台三相异步电动机，额定运行时的转差率为0.04，则此时转子电流的频率为（）。（设=50A.50HzB.2HzC.48HzD.0Hz20.同步电机的“V”形曲线是指（）之间的关系曲线。A.定子电流I与励磁电流B.电磁转矩T与功角δC.端电压U与励磁电流D.转速n与电磁转矩T二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有二至四项是符合题目要求的。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.联结组别相同C.短路阻抗标幺值相等D.容量相等2.下列损耗中，属于变压器不变损耗的是（）。A.铁耗B.原边铜耗C.副边铜耗D.附加损耗3.直流电动机常用的调速方法有（）。A.改变电枢回路串入的电阻B.改变电枢端电压C.改变励磁电流D.改变电源频率4.三相异步电动机降压启动的目的是为了（）。A.减小启动电流B.减小启动转矩C.增大启动转矩D.提高功率因数5.下列关于异步电动机转子电阻对机械特性影响的说法，正确的有（）。A.增大，最大转矩减小B.增大，临界转差率增大C.增大，启动转矩可能增大D.增大，机械特性变软6.同步发电机并入电网的条件是（）。A.发电机电压与电网电压幅值相等B.发电机频率与电网频率相等C.发电机电压与电网电压相位相同D.发电机相序与电网相序一致7.造成直流电动机换向不良的原因主要有（）。A.电磁原因B.机械原因C.电刷材质不合适D.负载过重8.变压器空载试验可以测定的参数是（）。A.励磁电阻B.励磁电抗C.短路电阻D.短路电抗9.三相异步电动机运行于回馈制动状态（发电制动状态）时，其特点是（）。A.转速nB.转差率sC.电磁转矩为制动转矩D.从电网吸收电能10.电机绕组绝缘等级分为多个等级，其中常用的包括（）。A.A级B.B级C.F级D.H级三、填空题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。请将答案填在横线上）1.一台单相变压器，=10kV2.变压器铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成，主要是为了减小________损耗。3.直流电机的电磁制动方法主要包括________、________和回馈制动三种。4.三相异步电动机的电磁转矩与转差率s的关系曲线称为________特性曲线。5.一台6极三相异步电动机，接在60Hz的电源上，其同步转速为________r/min；若运行转速为6.只有当转子绕组产生的磁场与定子绕组产生的磁场在空间相对静止时，才能产生平均电磁转矩，这是________电机和________电机共有的基本原理。7.同步电机在正常运行时，其转速n与电源频率f及极对数p之间保持严格的关系，即n=8.变压器负载运行时，若负载阻抗不变，且原边电压保持恒定，则随着负载电流的增加，副边端电压通常会________（填“升高”或“降低”）。9.深槽式和双笼型异步电动机利用________原理来改善启动性能。10.他励直流电动机的固有机械特性是指在________、________条件下，n=四、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.变压器既能变换电压，也能变换电流和阻抗，因此可以变换功率。（）2.变压器的空载损耗主要是铜耗。（）3.直流电动机的励磁绕组断开时，会导致电枢电流急剧增大，从而烧毁电机。（）4.异步电动机的功率因数总是滞后的。（）5.绕线式异步电动机转子回路串频敏变阻器启动，可以限制启动电流并增大启动转矩。（）6.同步电动机本身没有启动转矩，不能自行启动。（）7.变压器短路电压的百分数%越小，其外特性越硬，电压变化率越小。（）8.直流发电机换向极的极性应与顺着电枢转向的主磁极极性一致。（）9.异步电动机的定子绕组接成星形（Y）启动时，每相绕组承受的电压是三角形（D）启动时的1/10.同步电动机调节励磁电流可以改变其功率因数，甚至可以使功率因数为1。（）五、简答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）1.简述变压器并联运行的理想条件及若不满足这些条件会产生什么后果？2.试比较他励直流电动机串电阻调速、调压调速和弱磁调速的特点及应用场合。3.为什么三相异步电动机的功率因数总是滞后的？且轻载时功率因数很低？4.简述同步发电机投入电网并联运行的“准确同步法”操作步骤及需要满足的条件。六、计算与分析题（本大题共4小题，共90分。要求写出必要的计算过程、公式和文字说明）1.（本题25分）一台单相变压器，额定容量=100kVA，额定电压/=6000/230V，额定频率=50H(1)求该变压器的变比k；(2)利用空载试验数据计算励磁参数、（归算到高压侧）；(3)计算短路阻抗的标幺值；(4)当变压器带额定负载，且负载功率因数cos=0.8（滞后）时，计算其电压变化率ΔU2.（本题20分）一台他励直流电动机，额定数据为：=10kW(1)计算电动机的额定电动势和额定电磁转矩；(2)若电动机带恒转矩负载=运行，求在电枢回路中串入电阻=1.6Ω后的稳定转速(3)若电动机带恒转矩负载=运行，将电枢端电压降低至110V，求稳定转速（假设磁通保持额定值不变）。3.（本题25分）一台三相笼型异步电动机，额定数据如下：=7.5kW,=380V（三角形接法），=(1)计算该电动机的极对数p、同步转速和额定转差率；(2)利用简化等效电路（忽略励磁支路或移至端点，视情况选择，此处建议使用T型或较准确的近似计算），计算额定运行时的定子电流、功率因数cos和效率η；(3)计算电动机的最大电磁转矩（提示：可使用近似公式≈）。4.（本题20分）一台凸极同步发电机并网运行，电枢绕组为Y接，=400V（线电压），=5Ω,(1)求发电机的功角δ和空载电动势；(2)保持有功功率不变，将励磁电流增大，使功率因数变为cos=1，求此时的空载电动势（以下是参考答案与解析）-----------------------一、单项选择题1.B解析：变比k=220/2.B解析：空载电流主要用于建立磁场，主要成分是无功的励磁电流，所以功率因数很低。3.B解析：负载电流流过漏阻抗产生压降，导致输出电压变化。4.A解析：Y,yn0表示原副边线电压同相位。5.B解析：电枢在磁场中旋转，导体切割磁感线产生交流电动势。6.B解析：对于电动机，外部电源是直流，通过电刷和换向器将直流电引入电枢绕组，在绕组内部电流方向是交变的，以产生恒定方向的电磁转矩。7.B解析：串入电阻后，电枢回路总压降增大，反电动势=U(+8.A解析：磁通Φ减弱，反电动势减小，电枢电流增大，转速n=(U)/9.D解析：旋转磁场转向与电流相序一致。10.A解析：=6011.A解析：≈/12.B解析：启动时转差率大，集肤效应显著，使转子电阻有效值增大。13.C解析：最大转矩与转子电阻无关（在频率和电抗不变时）。14.A解析：输入功率增加，功角δ增加，有功功率增加。励磁不变，无功功率输出可能变化，通常功率因数变为更滞后。15.A解析：欠励时，较小，电枢反应去磁作用较弱，需要从电网吸收滞后无功电流来维持磁势平衡。16.C解析：%大意味着短路阻抗大，外特性变软（电压变化率大），但限制短路电流效果好。17.A解析：T=18.A解析：=+19.B解析：=s20.A解析：V形曲线描述定子电流随励磁电流变化的关系。二、多项选择题1.ABC解析：容量不相等不影响运行，但影响负载分配，不是必须满足的“理想”硬性条件，但通常希望容量比不宜过大。严格并联条件是ABC。2.A解析：铁耗近似不变，铜耗随负载变化。3.ABC解析：直流电机调速不靠改变频率（那是交流电机）。4.AB解析：降压启动减小启动电流，同时转矩与电压平方成正比，转矩也减小。5.BCD解析：不影响最大转矩大小（临界转差率改变）。6.ABCD解析：并网四大条件。7.ABC解析：换向不良原因多样。8.AB解析：空载试验测励磁参数，短路试验测短路参数。9.ABC解析：回馈制动时n>，s10.ABCD解析：均为常见绝缘等级。三、填空题1.4.55；45.45解析：=10000/22002.涡流3.能耗制动；反接制动4.机械5.1200；0.05解析：=60×606.异步；同步7.608.降低9.集肤效应10.电枢端电压=额定；励磁磁通=额定四、判断题1.×解析：变压器只传递功率，不产生功率，效率小于1。2.×解析：空载损耗主要是铁耗。3.√解析：并励或他励电机若失磁，磁通Φ骤降，转速n剧增（飞车），或若负载很重导致剧增。4.√解析：异步电机总是从电网吸收感性无功功率建立磁场。5.√解析：频敏变阻器等效阻抗随频率（转差率）自动变化。6.√解析：同步电机需借助于异步启动法或辅助电机启动。7.√解析：阻抗标幺值越小，压降越小，外特性越硬。8.×解析：换向极极性应与电枢反应磁场方向相反（发电机顺旋转方向看，换向极极性应与下一个主磁极极性相同；电动机则相反）。需区分发电机/电动机。题目未指明，一般默认发电机或通用原理。对于发电机，换向极极性与顺着电枢转向的下一个主磁极极性相同。对于电动机，则与前一个相同。此题表述笼统，容易出错。更正：作为通用判断，若说“一致”是不严谨的，通常发电机中，换向极极性=下一个主磁极极性。若简单说“与主磁极一致”容易误导。此处判错，因为必须明确是“下一个”且区分电机运行状态。9.×解析：Y接启动时相电压是线电压的1/，D接启动时相电压等于线电压。所以Y接相电压是D接相电压的1/，不是10.√解析：调节励磁可以调节无功功率，从而改变功率因数。五、简答题1.变压器并联运行的理想条件：(1)变比相等：保证空载时副边绕组间无环流。(2)联结组别相同：保证副边电压同相位，否则会产生巨大的电压差导致短路。(3)短路阻抗标幺值相等：保证负载按容量成正比分配，使各台变压器利用率最高。后果：若变比不等：产生环流，增加损耗，占用容量，严重时烧毁绕组。若组别不同：产生数倍于额定电压的相位差电压，导致极大短路电流，烧毁变压器。若短路阻抗标幺值不等：负载分配不均，阻抗小的先过载，阻抗大的欠载，总容量利用不充分。2.他励直流电动机调速比较：(1)串电阻调速：特点：有级调速，简单，效率低（电阻耗能），机械特性变软，低速稳定性差。应用：对调速性能要求不高的场合，小功率电机。(2)调压调速：特点：无级调速，机械特性硬（硬度不变），稳定性好，效率较高，只能在额定电压下调速（降速）。应用：广泛应用于调速性能要求高的龙门刨床、轧钢机等，常与弱磁配合。(3)弱磁调速：特点：无级调速，在额定转速以上调速，效率高，但受换向和机械强度限制，转速不能太高。应用：常与调压调速配合，实现宽范围调速，如恒功率负载。3.异步电动机功率因数滞后的原因：异步电动机建立气隙磁场需要从电网吸收滞后的无功电流（励磁性质），因此其功率因数总是滞后的。轻载时功率因数低的原因：空载时，电机主要消耗励磁无功功率，有功功率很小（仅供给损耗），所以功率因数很低（约0.1-0.2）。随着负载增加，输出的机械功率增加，定子有功电流分量增加，而无功励磁电流基本不变，因此功率因数逐渐提高。轻载时有功分量小，故功率因数低。4.准确同步法（整步法）操作步骤：(1)启动待并发电机，调整其转速使其接近同步转速。(2)调节发电机励磁电流，使其端电压与电网电压幅值相等。(3)检查发电机与电网的相序是否一致（通常接线时已确定）。(4)接入同步指示灯（或同步表），观察发电机电压与电网电压的相位差。(5)微调发电机转速，使相位差变化缓慢。(6)当相位差为零（指示灯全暗或同步表指零）的瞬间，立即合上