电机学试卷及参考答案

20～20学年度第学期《电机学》试卷（A卷）评分标准及考核说明适用专业年级：考试形式：开（）、闭（）卷题号一二三四五六七八总分统分人得分注：学生在答题前，请将密封线内各项内容准确填写清楚，涂改及模糊不清者、试卷作废。一．[教师答题时间：6分]填空题（每空1分，共18分）1.[三基类]一台三相两极汽轮发电机:Q1=60,yI=5/6τ,采用60°相带双层叠绕组，该绕组的每极每相槽数q=10,槽距角α=6电角度，线圈节距Y1=25槽2.[三基类]一台三相变压器的额定电压U1N/U2N=10000/400V,绕组为Y/Δ-11接法，则其变比为14.43。3．[三基类]交流电机采用分布绕组目的是改善磁动势波形和电动势波形4.[三基类]变压器负载运行时，若负载增大，其铁损为不变，铜损为增大。5．[三基类]三相异步电动机拖动恒转矩负载从基频向下的变频调速时，为了保持磁通不变，应保持定值1fUx的条件。6.[三基类]三相异步电动机运行于转差率s=0.02时，电磁功率为10kw，其转子铜损耗应为0.2kw，机械功率应为9.8kw。7．[三基类]直流电机电枢绕组元件流过的电流是交流电流，流过正负电刷的电流是直流电流。得分阅卷人8．[三基类]频率为50Hz的二十四极交流电机，其旋转磁势的同步转速为250r/min，如果频率降为40Hz，同步转速为200r/min。9．[三基类]他励直流电动机的三种电气制动的方法分别为能耗制动和反接制动和回馈制动。二．[教师答题时间：6分]选择题（每题2分，共20分）1．[三基类]电压互感器的副绕组必须牢固接地，副绕组绝对不允许A。A.短路B.开路2．[三基类]8极直流电动机采用单波绕组时，并联支路数为C。A.8B.4C.23.[三基类]异步电动机等效电路中附加电阻21rSS上消耗的功率为B。A、轴端输出的机械功率；B、总机械功率；C、电磁功率；D、输入功率。4.[三基类]三相异步电动机拖动恒转矩负载从基频向下的变频调速时，保持定值1fUx的条件，是属于（A）调速。A．恒转矩；B.恒磁通；C.弱磁；D.功率5．[三基类]同步电动机的V型曲线中，以下哪一种说法是正确的B。A.电机处于欠励时，功率因数是超前的；B.电机处于欠励时，功率因数是滞后的；C.电机处于过励时，功率因数是滞后的得分阅卷人D.曲线越高，电磁功率越小。6．[三基类]以下哪一种起动方法不是三相鼠笼式异步电动机的起动方法D。A.直接起动；B.电抗减压起动；C.星形-三角形起动；D.转子串电阻起动。7.[三基类]变压器带负载运行，随着负载系数的不同，效率在变化，获得最大效率时有C。A.铁耗比铜耗大得多B.铁耗比铜耗小的多C.铁耗等于铜耗8．[三基类]他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时，降低电源电压，电动机稳定时的转速将CA.上升B.不变C.下降9.[三基类]在单相变压器中，高压绕组的匝电动势：BA．大于低压绕组的匝电动势；B．等于低压绕组的匝电动势；C．小于低压绕组的匝电动势。10.[三基类]以下哪一种调速方法不是三相异步电动机的调速方法A。A.改变负载的功率因数B.改变定子绕组的极对数；C.改变供电电源的频率；D.改变电动机的转差率。三．[教师答题时间：5分]判断题（每空1分，共10分）1．[三基类]自耦变压器一二次绕组间不仅有磁的耦合，而且有电的联系。（√）2．[三基类]三相异步电动机当电源频率及电机参数不变时，最大电磁转矩与成正比，而与无关（√）；3．[三基类]同步电动机最基本的特点是转速恒为同步转速ｎ0=60f／P，不随负载得分阅卷人大小变化。(√)4．[三基类]单相变压器把二次绕组折算到一次绕组，其折算后的电流值是实际值的k倍。（）；5．[三基类]在单相变压器的相量图上，主磁通电动势1E超前主磁通m90（）；6．[三基类]三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（√）7．[三基类]三相绕线转子异步电动机转子回路串入电阻可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩也越大（）；8．[三基类]两相对称绕组，通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势（√）；9．[三基类]异步电动机运行时，负载增大，转子电流增大（√）；10．[三基类]一台直流电动机电刷位于几何中性线上，如果磁路不饱和，这时电枢反应是增磁（）四、[三基类][教师答题时间：3分]（5分）1如图所示根据变压器的绕组接线图作出电势相量图，并判断连接组别。（3分）连接组别：Yd3（2分）得分阅卷人五.[教师答题时间：10分]问答题：（18分）1.[三基类][一般综合型]变压器中主磁通与漏磁通的性质有什么不同？变压器的Rk、Xk、Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和是否对Rm、Xm有什么影响？（8分）（1）由于变压器中主磁通与漏磁通所通过磁路的性质不同，主磁通磁路是非线性的，漏磁通磁路是线性的。（3分）'21RRRRkk：变压器的短路电阻，'21XXXXkk变压器的短路电抗，：值。的电阻和漏电抗的折算分别为二次绕组和和漏电抗，分别为一次绕组的电阻和其中'2'211XRXR（2分）测量。不能直接用伏安法铁耗大小的等效电阻，是反映变压器变压器的励磁电阻，它：mR对电路的电磁效应。映了主磁通变压器的励磁电抗，反：mX（2分）而减小。增加都随着磁路饱和程度的和mmXR（1分）2．[一般综合型]对称三相绕组中通对称的三相电流时，所形成的三相基波合成磁动势的特点是什么？如何改变三相异步电动机的旋转方向？（5分）答：1、三相基波合成磁通势是一个旋转磁通势,得分阅卷人转速为同步转速n0=60f1/p,旋转方向决定于电流的相序.（1分）2、幅值F1不变.为各相脉振磁通势幅值的3/2倍.（1分）3、三相电流中任一相电流的瞬时值达到最大值时,三相基波合成磁通势的幅值在这一相绕组的轴线上（1分）4、任意交换三相异步电动机的两相接线柱的接线，改变电流的相序，进而改变三相基波合成磁通势的转向，从而改变三相异步电动机的旋转转向。（2分）3．[一般综合型]（5分）直流电机中，Ea〉或U是判断电机作为发电机还是电动机运行状态的根据，在同步电机中这个结论还正确吗？为什么？决定同步电动机运行于发电机还是电动机运行状态的条件是什么？答：在同步电机中该结论不正确。（1分）在直流电机中，直流电动势Ea和直流电压U哪个大，决定了直流电枢电流的流动方向，从而决定了直流电机的运行状态，而在同步电机中，电动势和电压均为交流量，Ea和U哪个大并不能决定有功功率的流向。（2分）决定同步电机运行于发电机还是电动机状态的条件是，转子励磁磁动势超前还是滞后于气隙磁通密度。超前时，是发电机状态；滞后时，是电动机状态。Ea超前于U时，为发电机状态；Ea滞后于U时，为发电机状态（2分）六.计算题（29分）1．[一般综合型][教师答题时间：8分]某变电所有两台变压器，得分阅卷人联结组别相同，数据如下：（13分）SN1=5000KVAU1N/U2N=35/10.5kV%71KUSN2=6300KVAU1N/U2N=35/10.5kV%5.72KU输出总负载为11000KVA时（1）．两台变压器并联运行，每台变压器应分配负载是多少？（7分）（2）．在没有任何一台过载的情况下，可输出的最大总负载为多少？设备利用率为多少？（6分）解：（1）忽略短路阻抗幅角之间的差别及从变压器并联运行的近视等效电路看,总负载电流等于并联的各台变压器负载电流之和,即:III21再以变压器的相数和二次侧相电压乘以上式,即得总的并联输出负载容量,它等于各变压器所分担的负载容量之和,即221121SSNNSSS因为各变压器负载系数与其短路阻抗的相对值(标幺值)成反比*1*221//ZZ21//*1*2KKUUZZ（3分）由已知条件可写出6300*5000*110002121%7/%5.7VAKS50541VAKS95.59452（4分）（2）为保证任何一台变压器均不过载，而总输出负载又能最大，则要求阻抗小的变压器应达到满载即VANKSS500011而VAVANKKNKKSSUUSS58805000/5000*%5.7/%7*6300/*/212122（2分）最大总输出负载为VAKSSS108805880500021并联组的利用率：963.01130/10880/NSS（4分）2.[综合型][教师答题时间：10分]一台他励直流电动机的数据为：NU=220V，NI=41.1A，aR=0.4Ω，Nn=1500r/min，PN=7kw当额定负载时，请计算：(16分)（1)固有机械特性上的理想空载转速、额定转速降和额定电磁转矩及额定输出转矩；（10分）（2）如在电枢回路串入电阻1R=1.65Ω,求这时的转速1n；（2分）(3)如电源电压下降为110V,电枢电路不串电阻，求这时的转速2n；（2分）(4)若减弱磁通使减小10%，求电枢不串接电阻时的转速3n（设调速前后转矩不变）；（2分）解：（1）136.015004.04.41220NaNNNenRIUC（2分）*0.136=1.29881617.65（2分）=53.38（2分）=117.65（2分）T2N=9550PN/nN=44.6（2分）（2）min/1000136.04.065.11.4122011rCRRIUnNeaNN（2分）（3）min/687136.04.01.411102rCRIUnNeaN（2分）（4）因调速前后转矩不变得：（2分）aMNNMICICTAIINNa7.451.419.01min/16509.0136.04.07.452203rCRIUneaaN20～20学年度第学期《电机学》试卷（B卷）评分标准及考核说明适用专业年级：考试形式：开（）、闭（）卷题号一二三四五六七八总分统分人得分注：学生在答题前，请将密封线内各项内容准确填写清楚，涂改及模糊不清者、试卷作废。一．[教师答题时间：5分]填空题（每空1分，共17分）1.[三基类]直流电机单叠绕组的并联支路对数A=P或极对数,单波绕组的并联支路对数A=12.[三基类]三相交流电机通入三相对称电流产生的磁势具有幅值大小固定不变及旋转速度为Pfn600（r/min）的特点。3．[三基类]十极三相交流电机电枢60槽，相邻两槽相距30空间电角度，上层边在第1槽的整距线圈下层边在第7槽。4．[三基类]三相异步电动机有变极和变频和能耗转差的调速方法。5.[三基类]变压器主磁通传递电能作用，漏磁通漏抗压降作用。6．[三基类]三相异步电动机S=-0.2时，电磁功率零，电动机运行在发电状态。7．[三基类]两台*KZ不同的变压器并联运行，当负载增加时，短路阻抗标幺值小变压器会先达到满载。8.[三基类]从同步电动机V形曲线看出，如果功率因数为落后时，励磁处于欠励励情况，若略减少其励磁电流，其功率因数会减小，电枢电流会增大。得分阅卷人二．[教师答题时间：10分]选择题（每题2分，共20分）1.[三基类]当电动机拖动负载顺时针旋转时，其电磁转矩为150N.m，逆时针方向，负载转矩为200N.m，逆时针方向，此刻电动机的转速在B。A.增加B.减小C.不变2．[三基类]一台同步电机运行于电动机状态的依据是空载电动势E0与端电压U之间的关系为（D）A.E0＞UB.E0＜UC.E0领先UD.E0落后U3．[三基类]变压器负载运行时，若负载增大，其铁损为C。A、减小；B、增大；C、不变；D、0。4.[三基类]三相异步电动机中电磁功率emP、总机械功率mecP与转子铜损耗2Cup之间的关系，下列说法中哪一个正确（C）。A.2Cup：mecP：emP=SS:)1(:1B.2Cup：mecP：emP=1::)1(SSC.2Cup：mecP：emP=1:)1(:SSD.2Cup：mecP：emP=SS:)1(:15．[三基类]直流发电机由主磁通感