2026年(完整版)重庆大学电机学课堂测验试题(含参考答案)

2026年(完整版)重庆大学电机学课堂测验试题(含参考答案)单项选择题（每题2分，共20分）1.一台额定频率50Hz、额定电压10kV/0.4kV的三相电力变压器，若将其一次侧接入10kV、60Hz的交流电源，二次侧空载运行，与额定工况相比，以下说法正确的是（）A.主磁通幅值增大，铁心损耗增大B.主磁通幅值减小，铁心损耗增大C.主磁通幅值增大，铁心损耗减小D.主磁通幅值减小，铁心损耗减小2.三相变压器并联运行时，要求并联运行的变压器短路电压（阻抗电压）的百分比相等，其实质原因是（）A.避免变压器二次侧出现环流B.保证各变压器输出电流相位相同C.保证各变压器容量得到充分利用D.保证各变压器变比相同，降低损耗3.一台三相异步电动机，额定运行时转差率s=0.02，那么转子电流产生的磁动势相对于定子铁心的转速是（）A.n1B.sn1C.(1-s)n1D.04.绕线式三相异步电动机拖动恒转矩负载运行，若采用转子串电阻调速，稳定运行后，与原转速相比，以下参数不变的是（）A.转差率B.转子电流的有功分量C.最大转矩D.转子铜耗5.三相异步电动机进行能耗制动时，通入定子绕组的是（）A.直流电流B.单相交流电流C.三相正序交流电流D.三相负序交流电流6.隐极式同步发电机，忽略定子绕组电阻，当功率因数角等于内功率因数角时，该工况是（）A.纯容性负载B.纯感性负载C.纯电阻性负载D.过励容性负载7.一台并联在无穷大电网上的隐极同步发电机，保持励磁电流不变，增大原动机输入功率，以下说法正确的是（）A.功角增大，过载能力增大B.功角增大，过载能力不变C.功角减小，过载能力增大D.功角减小，过载能力不变8.同步发电机调相运行时，一般工作在（）状态A.过励，发出感性无功B.过励，吸收感性无功C.欠励，发出感性无功D.欠励，吸收感性无功9.直流电机电枢反应的实质是（）A.电枢电流产生的电枢磁动势对主极磁场产生影响B.电枢旋转在电枢绕组感应出电动势C.电枢电流产生电磁转矩D.换向过程中电枢绕组产生的火花10.他励直流电动机拖动恒转矩负载进行电枢反接制动，若要求制动停车后不反向启动，应当采取的措施是（）A.切除电枢电源，同时切断励磁B.在转速降到接近零时切除电枢电源C.增大电枢回路的串联电阻D.增大励磁电流多项选择题（每题3分，共15分，多选、少选、错选均不得分）1.以下关于三相变压器空载合闸产生励磁涌流的说法，正确的有（）A.励磁涌流的大小与合闸瞬间电源电压的相位直接相关B.励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波分量C.三相变压器的励磁涌流不可能同时出现在三相，至少有一相的涌流幅值较小D.励磁涌流的最大幅值可以达到变压器额定电流的5~8倍2.绕线式三相异步电动机转子串频敏变阻器起动，其特点有（）A.起动过程中阻抗自动随转速升高而减小，可实现起动电流小、起动转矩大的起动效果B.适合于大中型绕线式异步电动机的重载起动场合C.串频敏变阻器起动后，运行时必须将变阻器从转子回路完全切除D.起动过程中转子回路电阻保持不变，电抗随转速变化自动调整3.同步发电机与无穷大电网进行准同步并列，需要满足的条件包括（）A.发电机端电压与电网电压的大小相等B.发电机的频率与电网的频率相等C.发电机电压的相位与电网对应相电压的相位相同D.发电机的相序与电网的相序相同4.他励直流电动机的各类调速方法中，属于恒转矩调速方式的有（）A.电枢回路串电阻调速B.降低电枢端电压调速C.减弱主极磁通调速D.增大主极磁通调速5.以下措施中，能够有效改善直流电机换向质量的有（）A.调整电刷位置，使电刷放置在换向器的几何中性线位置B.在主极之间装设换向极，换向极绕组与电枢绕组串联连接C.增大电枢回路总电阻，限制换向元件内的附加感应电流D.大容量直流电机装设补偿绕组，抵消电枢反应的交轴磁动势判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）1.变压器带负载运行时，电压变化率一定为正值，负载增大时电压变化率也一定增大。（）2.变压器负载运行时，二次侧电流增大，根据磁动势平衡关系，一次侧电流也会相应增大。（）3.三相异步电动机铭牌上标注的额定功率，是指电动机定子侧输入的电功率。（）4.三相异步电动机堵转（起动瞬间）时，电磁功率全部转化为转子回路的铜耗。（）5.绕线式三相异步电动机转子串合适电阻起动，既可以减小起动电流，又可以增大起动转矩。（）6.同步发电机的电枢反应电抗越大，同步发电机的短路比就越大。（）7.同步电动机的功率因数始终是滞后的，可以通过调节励磁电流改变功率因数的大小。（）8.直流电机运行时，电枢绕组单个导体中的感应电动势方向是交变的。（）9.他励直流电动机的固有机械特性是一条向上翘的直线。（）10.要改变他励直流电动机的旋转方向，只需要改变电枢电压极性，或者只改变励磁电流方向即可。（）简答题（每题5分，共25分）1.变压器的空载电流包含哪两个分量？分别说明两个分量的作用和大小特点。2.写出三相异步电动机最大转矩对应的转差率（临界转差率）的表达式，说明临界转差率和哪些参数有关。3.什么是同步发电机的功角特性？写出隐极同步发电机并联在无穷大电网时的功角特性表达式。4.简述他励直流电动机对起动过程的基本要求，列举常见的起动方法。5.对比说明三相异步电动机能耗制动与反接制动的工作原理，分别说明其适用场合。计算题（共30分）1.（15分）一台三相电力变压器，额定容量SN=2000kVA，额定电压U1N/U2N=10kV/6.3kV，Yd11联结，短路试验在高压侧进行，测得线电压Uk=820V，线电流Ik=115.5A，三相短路损耗pkN=22kW，忽略励磁电流，计算：（1）变压器短路阻抗、短路电阻、短路电抗的标幺值；（2）变压器带额定负载，功率因数cosφ2=0.8（滞后）时的电压变化率和二次侧端电压；（3）变压器的负载系数为多少时效率达到最大，计算此时的最大效率（设空载损耗p0=6.5kW）。2.（15分）一台三相四极绕线式异步电动机，定子Y联结，额定电压U1N=380V，额定功率PN=110kW，额定转速nN=1450r/min，电网频率f1=50Hz，已知参数：R1=0.05Ω，R2'=0.05Ω，X1σ=0.3Ω，X2σ'=0.3Ω，忽略机械损耗和附加损耗，计算：（1）额定运行时的电磁转矩；（2）拖动恒转矩负载，负载转矩等于额定转矩，若调速后转速为n=1200r/min，计算转子回路每相需要串入的电阻值（不考虑参数饱和影响）；（3）计算该电动机的最大转矩和过载能力。参考答案单项选择题1.B解析：根据变压器空载电动势近似关系U1≈4.44fN1Φm，本题中U1和N1不变，频率f从50Hz升高到60Hz，因此主磁通幅值Φm必然减小，排除A、C选项。铁心损耗的经验公式为pFe=kf^βBm^α，其中Bm与Φm成正比，因此Bm随f升高而减小，但β一般取1.2~1.5，f升高带来的损耗增量大于Bm减小带来的损耗减量，整体铁心损耗增大，因此B选项正确。2.C解析：三相变压器并联运行时，变比相等的作用是避免二次侧产生环流，因此A选项是变比不等的后果，不符合题意；并联运行时，各变压器的负载系数与短路电压百分比成反比，若短路电压百分比不等，短路电压小的变压器达到额定负载时，短路电压大的变压器负载远低于额定值，导致整体容量无法充分利用，因此C选项正确。3.A解析：定子旋转磁动势相对于定子铁心的转速为同步转速n1=60f1/p，转子转速为n=(1-s)n1，转子电流的频率f2=sf1，因此转子电流产生的转子旋转磁动势相对于转子的转速为n2=60f2/p=sn1，因此转子磁动势相对于定子铁心的转速为n+n2=(1-s)n1+sn1=n1，与定子磁动势保持相对静止，因此A选项正确。4.C解析：绕线式异步电动机转子串电阻调速，稳定运行后转速降低，转差率s增大，排除A；恒转矩负载下，电磁转矩不变，Tem=CTΦmI2'cosφ2，定子电压不变，主磁通不变，因此转子电流有功分量不变，最大转矩的公式为=，转子串电阻只改变转子回路电阻，不影响定转子漏抗，最大转矩大小不变，因此C正确；转子铜耗=s，=，不变，s增大，因此增大，排除D。5.A解析：能耗制动的工作原理是切断定子三相交流电源后，向定子绕组通入直流电流，产生固定的静止磁场，转子旋转切割该磁场产生感应电动势和电流，产生与旋转方向相反的制动转矩，因此通入的是直流电流，A选项正确。6.C解析：隐极同步发电机中，内功率因数角ψ是励磁电动势与电枢电流I的夹角，功率因数角φ是端电压U与电枢电流I的夹角，关系为ψ=φ+θ，其中θ是功角，若ψ=φ，则θ7.B解析：并联在无穷大电网，端电压U保持不变，励磁电流不变则励磁电动势不变，隐极同步发电机最大电磁功率=，大小不变，过载能力=，P增大时，不变，因此过载能力不变；增大原动机输入，功角θ增大，有功输出增大，因此B选项正确。8.A解析：同步发电机调相运行主要是为电网提供无功功率，支撑电网电压，电网中大部分负载是感性负载，需要吸收感性无功，因此调相运行的发电机一般工作在过励状态，发出感性无功，因此A选项正确。9.A解析：电枢反应的定义就是电枢电流产生的电枢磁动势对主极磁场的影响，因此A选项正确，其余选项均是电枢电流的其他效应，不是电枢反应的实质。10.B解析：电枢反接制动时，电枢电压反向，产生反向制动转矩，当转速降到接近零时，如果不切除电枢电源，反向转矩会带动电动机反向启动，因此需要在转速接近零时切除电枢电源，B选项正确。多项选择题1.ABCD解析：空载合闸时，若合闸瞬间电压过零，主磁通需要从零上升到稳态值，会产生接近两倍稳态幅值的磁通，导致铁心饱和，励磁涌流最大，因此涌流大小和合闸相位相关，A正确；励磁涌流包含大量非周期分量，使得波形偏于时间轴一侧，含有大量二次谐波等高次谐波，B正确；三相变压器三相电压相位差120度，不可能同时出现电压过零的情况，因此至少一相涌流较小，C正确；励磁涌流最大幅值可达额定电流的5~8倍，D正确，四个选项全部正确。2.AB解析：频敏变阻器的阻抗随转子频率变化，起动时转子频率=，阻抗大，限制起动电流，同时保证起动转矩，随着转速升高，转子频率降低，阻抗自动减小，不需要人工调整，A正确，D错误；由于阻抗自动变化，起动特性好，适合大中型绕线式异步电机重载起动，B正确；频敏变阻器在运行时转子频率很低，阻抗已经很小，损耗很小，可以不切除，因此C错误，正确选项为AB。3.ABCD解析：准同步并列的四个条件就是电压大小相等、频率相等、相位相同、相序相同，四个条件全部满足才能并列，因此四个选项全部正确。4.AB解析：恒转矩调速的定义是调速过程中允许输出转矩保持不变，电枢串电阻调速和降电压调速都是保持磁通为额定磁通，额定电枢电流不变，因此转矩T=Φ不变，属于恒转矩调速，AB正确；减弱磁通调速，磁通减小，额定电流不变，因此T=5.ABD解析：调整电刷位置到几何中性线，可以减小交轴电枢反应对换向的影响，改善换向，A正确；换向极绕组与电枢串联，产生的换向极磁场可以抵消电枢反应磁场，同时产生旋转电动势抵消换向元件的电抗电动势，减小附加电流，改善换向，B正确；增大电枢回路总电阻不会改变换向元件的附加电流，无法改善换向，C错误；补偿绕组可以抵消电枢反应的去磁和增磁效应，均匀气隙磁场，改善换向，适合大容量电机，D正确，正确选项为ABD。判断题1.×解析：当变压器带容性负载时，容性负载的电容效应会使得二次侧端电压随负载增大而升高，电压变化率为负值，因此本题错误。2.√解析：根据磁动势平衡关系，+=，负载增大时增大，因此必然增大来平衡二次侧磁动势，本题正确。3.×解析：异步电动机的额定功率是轴端输出的机械功率，不是输入电功率，本题错误。4.√解析：堵转时s=1，电磁功率5.√解析：转子串电阻后，起动电流减小，临界转差率增大，当临界转差率增大到1时，起动转矩达到最大，因此可以同时减小起动电流、增大起动转矩，本题正确。6.×解析：同步发电机的同步电抗=+，电枢反应电抗越大，越大，短路比k=1/，因此7.×解析：同步电动机过励运行时，功率因数超前，可以发出感性无功，欠励时功率因数滞后，因此功率因数可以超前也可以滞后，本题错误。8.√解析：电枢旋转时，导体交替处于N极和S极下，感应电动势方向交替变化，因此是交变的，经过换向器后引出的是直流，本题正确。9.×解析：他励直流电动机固有机械特性公式为n=10.√解析：电磁转矩的方向由电枢电流和主磁通的方向共同决定，改变其中一个的方向，转矩方向就改变，因此只改变电枢电压极性或者只改变励磁电流方向就可以改变转向，本题正确。简答题1.答：变压器空载电流包含两个分量：一个是有功分量，一个是无功分量。有功分量的作用是供给变压器的空载损耗，包括铁心损耗和空载时的铜耗，其中铁心损耗占绝大多数；无功分量的作用是建立交变的主磁场，也叫励磁分量。大小特点：电力变压器的空载电流很小，一般只有额定电流的0.5%~2%，其中无功励磁分量远大于有功分量，因此空载电流基本上是感性无功电流。2.答：三相异步电动机的临界转差率公式为：=，由此可知，临界转差率与转子电阻的折算值成正比，与定子电阻、定转子漏抗之和(+)成反比，当定转子参数不变时，转子回路串入电阻，临界转差率会随转子电阻成正比增大，这是绕线式异步电机转子串电阻起动和调速的核心理论基础。3.答：当同步发电机并联在无穷大电网，端电压、频率都保持不变，励磁电流不变时，发电机的电磁功率随功角θ变化的关系就是功角特性。隐极同步发电机的同步电抗==，不计电枢电阻时，功角特性表达式为：P=sinθ，其中m是相数，是励磁电动势，U是电网端电压，是同步电抗，θ是功角，即4.答：他励直流电动机起动的基本要求：一是起动转矩要足够大，能够克服静止阻力转矩带动电动机顺利起动；二是起动电流不能超过绝缘和换向允许的范围，避免过大的冲击电流损坏电枢绕组和换向器；三是起动设备要简单可靠、经济实用，满足运行工况要求。常