天津大学电机学A期末考试真题与答案全解

天津大学电机学A期末考试真题与答案全解

一、选择题（每题3分，共30分）1.一台变压器的变比为k，其一次侧电压为U1，二次侧电压为U2，则（）A.U2=kU1B.U2=U1/kC.U2=U1D.U2=k²U12.直流电动机的调速方法不包括（）A.改变电枢电压调速B.改变励磁电流调速C.改变电枢电阻调速D.改变负载大小调速3.三相异步电动机的旋转磁场转速与（）有关。A.电源频率B.磁极对数C.转差率D.电源频率和磁极对数4.变压器的主磁通是指（）A.只链一次绕组的磁通B.只链二次绕组的磁通C.同时链一、二次绕组的磁通D.以上都不对5.一台三相异步电动机，额定功率为10kW，额定电压为380V，额定电流为20A，功率因数为0.8，则其额定效率为（）A.83.3%B.85%C.87.5%D.90%6.直流发电机的电磁转矩是（）转矩。A.驱动B.制动C.恒定D.不确定7.变压器的短路阻抗越大，其短路电流（）A.越大B.越小C.不变D.不确定8.三相异步电动机的最大转矩与（）有关。A.电源电压B.转子电阻C.转差率D.以上都对9.直流电动机的电枢绕组中流过的是（）A.直流电流B.交流电流C.脉动电流D.不确定10.变压器的变比等于（）之比。A.一次侧与二次侧电压有效值B.一次侧与二次侧电流有效值C.一次侧与二次侧匝数D.以上都对二、填空题（每题2分，共20分）1.变压器的基本结构包括____、____和____。2.直流电动机的调速方法有____、____和____。3.三相异步电动机的旋转磁场转速n0=____。4.变压器的空载损耗主要是____损耗，短路损耗主要是____损耗。5.一台三相异步电动机，额定转速为1440r/min，则其磁极对数p=____，转差率s=____。6.直流发电机的电枢电动势Ea=____。7.变压器的效率η=____。8.三相异步电动机的启动电流一般是额定电流的____倍。9.直流电动机的励磁方式有____、____、____和____。10.变压器的变比k=____。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述变压器的工作原理。2.说明三相异步电动机的调速方法及其特点。3.分析直流电动机的电枢反应及其对电机性能的影响。四、计算题（每题10分，共20分）1.一台三相变压器，额定容量为1000kVA，额定电压为10/0.4kV，Y，yn0连接，求：（1）一次侧和二次侧的额定电流；（2）变比k。2.一台三相异步电动机，额定功率为7.5kW，额定电压为380V，额定电流为15.4A，额定转速为1440r/min，功率因数为0.85，求：（1）额定效率；（2）转差率。答案与解析1.选择题答案-1.B。根据变压器变比公式\(k=\frac{U_1}{U_2}\)，可得\(U_2=U_1/k\)。-2.D。直流电动机调速方法有改变电枢电压调速、改变励磁电流调速、改变电枢电阻调速，改变负载大小不能调速。-3.D。三相异步电动机旋转磁场转速\(n_0=\frac{60f}{p}\)，与电源频率\(f\)和磁极对数\(p\)有关。-4.C。变压器主磁通同时链一、二次绕组。-5.A。额定效率\(\eta=\frac{P_N}{U_NI_N\cos\varphi}=\frac{10\times10^3}{380\times20\times0.8}\approx83.3\%\)。-6.B。直流发电机电磁转矩是制动转矩。-7.B。短路阻抗越大，短路电流越小。-8.D。三相异步电动机最大转矩与电源电压、转子电阻、转差率等都有关。-9.B。直流电动机电枢绕组中流过交流电流。-10.D。变压器变比等于一次侧与二次侧电压有效值之比、电流有效值之比、匝数之比。2.填空题答案-1.铁心、绕组、油箱及附件。-2.改变电枢电压调速、改变励磁电流调速、改变电枢电阻调速。-3.\(\frac{60f}{p}\)。-4.铁耗，铜耗。-5.2，0.04。-6.\(C_e\varPhin\)（\(C_e\)为电动势常数，\(\varPhi\)为磁通，\(n\)为转速）。-7.\(\frac{P_2}{P_1}\times100\%\)（\(P_2\)为输出功率，\(P_1\)为输入功率）。-8.4-7。-9.他励、并励、串励、复励。-10.\(\frac{U_1}{U_2}\)。3.简答题答案及解析-1.变压器工作原理：变压器是利用电磁感应原理工作的。当一次绕组接上交流电源后，绕组中便有交变电流流过，在铁心中产生交变磁通，该磁通同时穿过一次绕组和二次绕组，在二次绕组中感应出电动势。如果二次绕组接上负载，便有电流流过负载，从而实现了电能的传递。-2.三相异步电动机调速方法及特点：-改变磁极对数调速：通过改变定子绕组的连接方式来改变磁极对数，调速平滑，调速范围有限，属于有级调速。-改变转差率调速：-改变电枢电压调速：调速范围较宽，调速平滑，能耗较小，但低速时机械特性变软。-改变电枢电阻调速：调速方法简单，但调速范围小，能耗大。-串级调速：效率较高，调速范围较宽，但设备较复杂。-3.直流电动机电枢反应及其对电机性能的影响：电枢反应是指电枢磁场对主磁场的影响。电枢反应会使主磁场发生畸变，导致气隙磁场分布不均匀。同时，电枢反应还会产生去磁或增磁作用，使电机的磁场削弱或增强，从而影响电机的性能，如使电机的转速、转矩发生变化等。4.计算题答案及解析-1.（1）一次侧额定电流\(I_{1N}=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_{1N}}=\frac{1000\times10^3}{\sqrt{3}\times10\times10^3}\approx57.74A\)；二次侧额定电流\(I_{2N}=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_{2N}}=\frac{1000\times10^3}{\sqrt{3}\times0.4\times10^3}\approx1443.42A\)。（2）变比\(k=\frac{U_{1N}}{U_{2N}}=\frac{10\times10^3}{0.4\times10^3}=25\)。-2.（1）额定效率\(\eta=\frac{P_N}{U_NI_N\cos\varphi}=\frac{7.5\times10^3}{380\times15.4\times0.85}\approx86.2\%\)。（2）同步转速\(n_0=\frac{60f}{p}\)，由\(n_