電機學期末考試試卷大全(附答案)

1、考 試 卷（ A 卷）課程名稱電機學考試學期07-08/3得分適用專業(yè)電氣工程及其自動化考試形式開卷閉卷半開卷考試時間長度120分鐘一、 填空題：（35分）1. 在國際單位制中，磁場強度單位是_A/m_。電磁感應定律的物理意義是，當閉合的線圈中磁通發(fā)生變化時，線圈中的產生的感應電流所產生的磁場_阻礙_原來磁通的變化。一個線圈產生的磁通所經過路徑的磁阻越大，說明該線圈的電感就越_小_。2. 變壓器損耗包括繞組銅耗和_鐵耗_，后者又包括渦流和磁滯損耗。電力變壓器最大效率通常設計在負載系數(shù)為_0.50.6_之間。當_可變損耗等于不變損耗_（或_）_時，變壓器效率達最大。3. 由于鐵心飽和特性，施加正

2、弦電壓時變壓器激磁電流波形通常為_尖頂_波，而鐵心的磁滯特性使之為_不對稱尖頂_波。4. 并聯(lián)運行的變壓器必須有相同的電壓等級，且屬于相同的_連接組_。各變壓器的負載分配與該變壓器的額定容量成正比，與_短路電壓（標幺值）_成反比。_短路電壓（標幺值）_小的變壓器先達到滿載。5. 三相變壓器組不能接成Yy的原因是勵磁繞組中需要的_三次諧波_電流不能流通，使磁通近似為_平頂波_波，會在繞組中電動勢波形嚴重畸變，產生_過電壓_危害線圈絕緣。6. 三相變壓器組的零序阻抗比三相鐵心式變壓器的零序阻抗_大_。7. 電壓互感器二次側不允許_短路_，而電流互感器二次側不允許_開路_。8. 交流電機繞組的短距和

3、分布既可以改善磁動勢波形，也可以改善_電勢_波形。設電機定子為雙層繞組，極距為12槽，為同時削弱5次和7次諧波，繞組的節(jié)距應取_10_槽。單層繞組的短距系數(shù)為_1.0_。9. 脈振磁動勢可以分解為兩個_圓形旋轉_磁動勢，它們的旋轉方向相反，幅值是脈振磁動勢的_1/2（一半）_。三相不對稱電流流過三相對稱繞組產生_橢圓形_磁動勢，當它的幅值最小時，速度最_大_。10. 設異步電動機磁場基波頻率為f1，同步速為n1，轉速為n，則氣隙中的次諧波磁場在定子繞組上的感應電勢頻率為_ f1_，在轉子繞組上感應電勢頻率為_。11. 異步電動機頻率歸算后轉子回路將增加一項附加電阻，其上的電功率代表轉子的_總的

4、機械功率_功率，該電阻稱為_模擬_電阻。12. 異步電動機的電源電壓降低10，電機的過載能力降低到_80%_，臨界轉差率_不變_，負載不變時，電機的轉速將_降低_。13. 異步電機轉子結構有鼠籠式和_繞線_式兩種。利用變比為KA的自耦變壓器對鼠籠異步電機進行降壓起動時，電網提供的電流與電機直接起動時的電流之比為_。異步電機恒轉矩變頻調速時，_定子電壓_與定子電流頻率之比應保持不變，目的是為了保持_磁通_不變。二、 簡答題：（35分）1. 畫出Yd7和Dd4三相變壓器繞組連接圖，并作出相應的電動勢矢量圖。（8分）2. 為什么采用短距可以削弱雙層繞組電動勢的諧波。（4分）3. 三相對稱繞組連成星形

5、接法，接入三相對稱電壓，形成旋轉磁場的性質如何（幅值、旋轉速度）？若繞組有一相斷線，試問此時合成磁動勢的大小和性質？（用公式表示）（8分）4. 畫出異步電機Ts曲線，標明起動點、臨界轉差率點。指出電動機工作時穩(wěn)定與不穩(wěn)定運行區(qū)域，并給出解釋。（9分）5. 畫出變壓器和異步電動機負載時的等效電路，從能量轉換的角度說明它們的異同點。（6分）三、 計算題：（30分）1. 兩臺三相變壓器串聯(lián)運行，容量均為1500kVA，兩次降壓后，供一負載，兩臺變壓器均為Dy連接，第I臺額定電壓為66/6.3kV，第II臺額定電壓為6.3/0.4kV，當兩臺變壓器在6.3kV側做短路試驗，數(shù)據(jù)如下，試求：（1） 每臺

6、變壓器的短路阻抗Zk，rk，xk的標幺值；（8分）（2） 額定負載時，功率因數(shù)為0.9滯后時總的電壓變化率。（7分）變壓器線電壓（V）短路電流（A）三相功率（kW）I33413014II300124122. 一臺三相四極異步電動機，150kW，50Hz，380V，Y接法，額定負載時pcu2=2.2kW，pmec=2.6kW，附加損耗pad=1.1kW。試求：（1） 額定運行時的轉速、轉差率；（4分）（2） 額定運行時的電磁功率和電磁轉矩；（5分）（3） 如額定運行時，保持負載轉矩不變，在轉子繞組中串入電阻使電機的轉速降低10，問串入的電阻阻值是原轉子電阻的多少倍？調速后的轉子銅耗是多少？（6分

7、）附：參考答案二、 簡答題1. 答：Yd7: CyBACZxXyYzcbaxzB A a yb zc xXYDd4: C XBACZxXyYzcbaxyzB Z A Ya yb zc xor：c yC YXYABCZabcxyzB X A Za zb x2. 答：雙層短距繞組可以等效為兩個相位相差短距角的單層繞組，其雙層短距繞組的基波和諧波電勢為兩個單層繞組相應電勢的矢量和，其數(shù)值分別小于其代數(shù)和，其減小系數(shù)為短距因數(shù)，諧波的短距因數(shù)要小于基波的短距因數(shù)。因此，通過短距，犧牲一點基波來達到更多地抑制諧波的作用。3. 答：三相對稱繞組連成星形接法，接入三相對稱電壓，形成旋轉磁場，基波合成磁動勢是

8、一個圓形旋轉磁動勢，其幅值不變，為一相脈動磁動勢幅值的3/2倍，旋轉速度為60f/p。若有一相斷線，如a相，則：，以b相繞組軸線為參考軸，則：b相磁動勢基波 c相磁動勢基波 （2分）合成磁動勢基波 合成磁動勢為脈動磁動勢，幅值為一相磁動勢幅值的倍。4. 答：異步電機的T - s曲線電磁制動狀態(tài)T- 10+ 發(fā)電機狀態(tài)電動機狀態(tài)sABsKbbbaaa圖中，A點為起動點（n=0, s=1）；B點為臨界轉差率點（最大轉矩點）。s=0sK的區(qū)域為穩(wěn)定運行區(qū)域，s=sK1的區(qū)域為不穩(wěn)定運行區(qū)域。解釋： （1） s=0sK區(qū)域：設電機原來穩(wěn)定運行在圖中的a點。此時，若發(fā)生擾動使TL突然增大，則電機轉速下降

9、，電動機運行在a點；當擾動因素消除后，電動機加速從而恢復到原來運行點a；若擾動使TL突然減小，則電機轉速上升，電動機運行在a點，當擾動因素消除后，電動機減速從而亦可恢復到原來運行點a?？梢?，在 s=0sK區(qū)域內，電動機可穩(wěn)定運行。（2） s=sK1區(qū)域：設電機原來穩(wěn)定運行在圖中的b點。此時，若發(fā)生擾動使TL突然增大，則電機轉速下降，轉差率s將增加，電動機運行在b點，此時電磁轉矩T將減小，則電機將繼續(xù)減速，直至停止；若發(fā)生擾動使TL突然減小，則電機轉速上升，轉差率s將減小，電動機運行在b點，此時電磁轉矩T將增大，則電機將繼續(xù)加速，直至穩(wěn)定運行區(qū)相應的平衡點。可見，在s=sK1區(qū)域內，電動機不能穩(wěn)

10、定運行。5. 答：變壓器T形等效電路r1x1異步電動機T形等效電路r1x1（1） 相同點： 變壓器和異步電動機能量轉換都是利用了電磁感應定律的基本原理；能量傳遞都是以磁場作為媒介，兩側都無直接電的聯(lián)系。（2） 不同點：（答出其一即可）² 前者實現(xiàn)不同電壓的電能變換；后者實現(xiàn)電能到機械能的轉換，氣隙是其能量轉換的場所。² 前者主磁場為鐵心中的磁場，是靜止交變脈動磁場；后者的主磁場為氣隙磁場，是旋轉磁場。² 前者磁路中無氣隙，激磁電流較??；而后者有氣隙，激磁電流較大。² 前者等效電路中的負載是實際存在的；而后者等效電路中的負載電阻是模擬的。三、1. 解：（1

11、） 對于第I臺變壓器，短路試驗在低壓側進行，低壓側y形連接，相電流等于線電流為130A，線電壓為334V。低壓側額定相電流 低壓側阻抗基值 短路阻抗 短路電阻 短路電抗 短路阻抗標幺值 短路電阻標幺值 短路電抗標幺值 對于第II臺變壓器,短路試驗在高壓側進行，高壓側形連接，相電壓等于線電壓為300V，線電流為124A。高壓側額定相電流 高壓側阻抗基值 短路阻抗 短路電阻 短路電抗 短路阻抗標幺值 短路電阻標幺值 短路電抗標幺值 （2）已知功率因數(shù) 則有 略去勵磁電流后等效電路參數(shù)，則電壓調整率2. 解：（1） 同步轉速則電磁功率 總的機械功率 由 得轉差率 s=0.0141則轉速 n=(1-s

12、)n1=1479(r/min)（2） 已求電磁功率 電磁轉矩 （3） 由 得 即串入的電阻阻值約是原轉子電阻的6.99倍。負載轉矩不變，接入調速電阻后轉子電流不變。調速后轉子繞組銅耗仍有 調速后的轉子銅耗為電機學課程試卷7班次 學號： 姓名：一、填空：1一臺直流電動機，PN=10KW,UN=220V,h=0.86，nN=980r/min，則額定電流為，額定輸出轉矩為。2電機鐵心采用0.35或0.5mm的硅鋼片，其目的是。 2YYn聯(lián)結的三相心式變壓器，其負載時相電勢的波形為，這是因為。 4變壓器的空載損耗主要是損耗，短路損耗主要是損耗。 5選擇交流繞組節(jié)距時，主要考慮同時削弱5次和7次諧波電動

13、勢，故通常采用y1=。6. 一臺隱極同步發(fā)電機并聯(lián)于無窮大電網，額定負載時功率角q=200，現(xiàn)因外線發(fā)生故障，電網電壓降為60%*UN，為使角q保持在小于250范圍內，應加大勵磁，使E0*為：E0*/E0。二、選擇題：1下列關于直流電動機說法錯誤的是： （ ） A 串勵電動機不允許空載或輕載運行 B 并勵電動機不允許勵磁回路開路C 同時改變直流電動機的勵磁及電樞電流方向可改變其轉向 D 其它條件不變，僅降低他勵電動機電樞端電壓，其轉速下降2在兩相對稱繞組中分別通入i1=Imsinwt,i2=Imsin(wt+1200)，則此時產生的磁場A 圓形旋轉磁場 B 橢圓形旋轉磁場 C 脈振磁場 D 無

14、法確定 3. 三相變壓器額定電壓為220/110V,Yy12，在高壓側作短路實驗測得短路阻抗標幺值為0.06，若在低壓側作短路實驗，測得短路阻抗標幺值為（ ）A 0.06 B 0.03 C 0.12， D 0.24 4一臺50HZ、380V感應電動機，若運行于60HZ、380V電網上，當輸出功率保持不變時，則同步轉速及電機實際轉速將： A 增大 ,減小 B 增大 ,增大 C減小,減小 D減小, 增大5繞線式感應電動機轉子回路串電阻起動時，其特點為：（ ） A Ist , Tst B Ist , Tst C Ist , Tst D Ist , Tst 6三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為

15、了避免 ( )A 線電勢波形放生畸變； B 相電勢波形發(fā)生畸變；C 損耗增大； D 有效材料的消耗增大。 7鐵心疊片越厚其損耗 A 越大 B 越小 C 不變8感應電動機運行時，定子電流的頻率為f1,轉差率為s,則轉子電流的頻率為： A f1 B f1/s C sf1 D （1- s）f1 三、簡答題:1確定如下聯(lián)結的變壓器聯(lián)結組,并畫出其相量圖。.cbazyx.ABCXYZABCXYZ. a. b. cxzy2. 三相感應電動機的調速方法有哪些？3什么是同步電機？它的轉速由什么決定？同步電機和異步電機的根本區(qū)別是什么？汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機的主要結構特點是什么？為什么前者總做成細長形狀，而后者

16、總做成矮胖形狀？五某變電所有兩臺變壓器，數(shù)據(jù)如下：第一臺：SN=3200KV.A, U1N/U2N=35/6.3KV, uK=6.9%；第二臺：SN=5600KV.A, U1N/U2N=35/6.3KV, uK=7.5%。（1）當兩臺變壓器并聯(lián)運行時，輸出的總負載為8000 KV.A時，求每臺變壓器所分擔的負載大小。（2）若使每臺變壓器均不過載，輸出的最大總負載為多少？六一臺三相比之4極感應電動機額定功率為20KW,UN=380V,N=88%, COSN=0.85,定子為三角形聯(lián)結，在額定電壓下直接起動時，起動電流為額定電流的7倍，試求用變比KA=的自耦變壓器降壓起動時，起動電流是多少？ 七一

17、臺汽輪發(fā)電機，SN=31250KVA,UN=10.5KV, Y形聯(lián)結，COSN=0.8（滯后），定子每相同步電抗Xt=7.0W,定子電阻略去不計， 此發(fā)電機并聯(lián)運行于無窮大電網，試求：（1）當發(fā)電機在額定狀態(tài)下運行時，功率角q、電磁功率Pem、比整步功率Psyn及靜態(tài)過載倍數(shù)kM各為多少？（2）若維持上述勵磁電流不變，但輸出有功功率減半，功率角q、電磁功率Pem及cosj 將變?yōu)槎嗌伲?課程試卷7答案一、填空：1. 52.85A 97.44N.m2. 提高磁路的磁導率,降低電機的鐵耗;3.接近正弦波， 三次諧波磁通不能沿閉合鐵心閉合，只能沿油或空氣及油箱壁閉合，磁阻大，故三次諧波磁通小，且負載

18、時副方YO聯(lián)接，使副方可感應、流通較小的三次諧波電流，此電流也會對三次諧波磁通有所削弱，使磁通接近正弦波，故相電勢接近正弦波。4.鐵，銅;5. 5/6； 6、E0*/E0>1.35二、選擇：1.C; 2. B; 3. A; 4. B; 5. C ; 6. B; 7. A; 8.C三、簡答:1. Dy1；2、變極、變頻、變壓、轉子回路串電阻（繞線式電機）;3、汽輪發(fā)電機由汽輪機拖動，汽輪機是高速原動機，因此汽輪發(fā)電機普遍做成二極機，極數(shù)少，直徑無需做大便有足夠空間安排磁機，同時從旋轉件的機械應力考慮，也要求做成細長形，這樣銅線利用率高。水輪發(fā)電機由水輪機拖動，水輪機是低速原動機，要得到較高

19、的頻率，因此極數(shù)多，直徑必需做大才有足夠空間安排磁機，因此水輪發(fā)電機必需做成矮胖形五、（1）S1=3065KVA，S2=4935KVA；（2）S總=8352KVA六、IN=20*1000/(*380*0.88*0.85)=40.63AIST線=7/3 * IN=7/3*40.63=94.8A七、（1）35.90,25000KW,34500KW/弧度，1.705(2) 17.060,12500KW,40720KW/弧度，0.447華南理工大學試卷電機學試題(電氣工程及其自動化01級)      班級：    

20、;        學號               姓名              分數(shù)        考試時間：2003.7.11  命題教師：   

21、0;      說明：本試卷滿分為90分,另外10分由實驗老師評分。一、   判斷題（正確的，請在后面括號里寫“是”，錯誤的，請在后面括號里寫“否”。本題共15分，每題1分） 1. 變壓器一次側接額定電壓，二次側從空載到負載時，負載時主磁通比空載時主磁通大。（ ）2如果變壓器二次側繞組與一次側繞組的匝數(shù)比為k=N1/N2，二次繞組歸算到一次側時，電動勢和電壓要乘以k倍，電流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。           （

22、  ）3考慮磁路的飽和時，如果變壓器主磁通為正弦波，則產生主磁通激磁電流也是正弦波。（ ）4三相變壓器高壓繞組和低壓繞組的連接為Y/d時，總共可得到1、3、5、7、9、11六個奇數(shù)組號。       （  ）5三相單層繞組中，為了使繞組端部盡可能短，每極每相槽數(shù)q=2時，采用鏈式繞組；q=3時，采用交叉式繞組；q=4時，采用同心式繞組。                

23、（  ）6對稱三相繞組通入對稱三相電流時，除產生基波旋轉磁動勢外，還會產生3次、5次、7次、9次等一序列的奇數(shù)次高次諧波旋轉磁動勢。               （  ）7對稱三相繞組通入對稱三相電流，當某相電流達到交流的最大值時，基波合成旋轉磁動勢波的幅值就將與該相繞組的軸線重合。             

24、             （  ）8只要電源電壓不變，感應電動機的鐵耗基本不變。                     （  ）9當感應電機定子接電源而轉子短路堵住不轉時，電機的電磁功率、輸出功率和電磁轉矩均為零。   

25、0;                                                  （&#

26、160; ）10繞線型感應電動機轉子繞組串電阻可以增大起動轉矩，籠型感應電動機定子繞組串電阻也可以增大起動轉矩。                                         （&#

27、160; ）11感應電動機恒轉矩變頻調速時基本上要求電源電壓隨頻率正比變化。    （  ）12若同步電機定子合成磁場超前于轉子主磁場，此時轉子輸入機械功率，定子繞組向電網或負載輸出電功率，電機作發(fā)電機運行。                          （  ）13隱極同步發(fā)電機的同步電抗是表

28、征對稱穩(wěn)態(tài)運行時電樞反應效應的參數(shù)。（  ）14凸極同步電機直軸同步電抗的飽和值等于短路比的倒數(shù)，即Xd(飽和)=1/kc。  （  ）15通常同步電動機在過勵狀態(tài)下運行，以便從電網吸收超前電流，改善電網的功率因數(shù)。（） 二、     填空題（本題共10分，每題1分）1變壓器空載運行時，空載電流就是        電流。2變壓器繞組的歸算，實質是在保持        

29、                   為不變的條件下，對繞組的電壓、電流所進行的一種線性變換。3當                   時，變壓器的效率達到最大值。4一臺單相變壓器，SN=20000kVA,U1N/U2N=127kV/11k

30、V,一次和二次繞組的額定電流分別為             、             。5如果采用短距繞組消除次高次諧波，則繞組的節(jié)距y1應該為         。6感應電動機的三種調速方法分別為       

31、0;                               。7同步發(fā)電機的零功率因數(shù)負載特性和空載特性之間相差一個由              

32、;                                組成的直角三角形，此三角形稱為特性三角形。8同步發(fā)電機與無窮大電網并聯(lián)運行時，調節(jié)            

33、0;     可以調節(jié)發(fā)電機發(fā)出的有功功率。9同步發(fā)電機短路時，電樞反應的性質為                 。10同步電動機在異步起動過程中包括                     

34、0;        兩個階段。 三、    選擇題（請將正確答案的標號填入后面的括號里。本題共20分，每題2分）1變壓器在負載運行時，作用在鐵心上用以建立主磁通的激磁磁動勢是    。 （  ）A 一次繞組產生的磁動勢                  B 二次繞組產生

35、的磁動勢   C 一次和二次繞組產生的合成磁動勢        D 以上都不對2一臺三相電力變壓器，二次側帶對稱負載運行時的端電壓恰好等于變壓器二次側的空載電壓，則該負載一定是    。                         &#

36、160;          （  ）A 純電阻負載    B 電感性負載    C  電容性負載    D  無法判斷3兩臺容量不同、變比和連接組別相同的三相電力變壓器并聯(lián)運行，則    。 （  ）A 變壓器所分擔的容量與其額定容量之比與其短路阻抗成正比B 變壓器所分擔的容量與其額定容量之比與其短路阻抗成反比C 變壓器所分擔的容量與其額

37、定容量之比與其短路阻抗標幺值成正比D 變壓器所分擔的容量與其額定容量之比與其短路阻抗標幺值成反比4由定子對稱三相繞組產生的次空間諧波磁動勢，旋轉速度    。        （  ）A 等于零                         B 是基

38、波磁場轉速的倍C 等于基波磁場轉速               D是基波磁場轉速的1/倍5要消除三相繞組中的齒諧波磁動勢，一般可以采用    。                （  ）    A 短距繞組   

39、  B 分布繞組      C 斜槽       D 無法消除6籠型感應電動機降壓起動與直接起動時相比，    。                    （  ）A 起動電流和起動轉矩均減小了    B  起動

40、電流減小了，起動轉矩增加了C 起動電流和起動轉矩均增加了    D  起動電流增加了，起動轉矩減小了7感應電動機運行時，在空間上定子繞組產生的旋轉磁場轉速    轉子繞組產生的旋轉磁場的轉速。A 大于        B 小于         C 等于        D 可能大于也可能小于8同步電機中，

41、0;   與電磁轉矩的產生及能量的轉換直接相關。            （  ）A 定子交軸電樞磁動勢            B  定子直軸電樞磁動勢C 定子繞組產生磁動勢幅值        D  定子繞組產生的漏磁通9同步電機與無窮大電網并聯(lián)運行，有功功率一

42、定，調節(jié)勵磁時，在    情況下同步電機的電樞電流最小。                                           

43、;    （  ）A 過勵        B 正常勵磁     C 欠勵        D 勵磁電流最小10凸極同步電機負載運行時，電樞繞組產生的氣隙電動勢 是由    產生的。 （  ）A 轉子主極磁動勢和直軸電樞磁動勢共同B 轉子主極磁動勢和交軸電樞磁動勢共同C交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同D 轉子主極磁動勢、交軸電樞磁動勢和直軸

44、電樞磁動勢共同四、    問答題 (共30分)1試畫出變壓器感性負載運行時的相量圖，列出折算后的基本方程式(電阻和電抗分開寫)，試述變壓器有那些運行特性和主要性能指標。                 (6分)  2感應電動機頻率歸算的物理含義是什么？ 代表什么意義？能否用電感或電容代替？ (4分)  3什么叫電樞反應？電樞反應的性質是由什么決定的？有哪幾種性質的電樞反應？一般

45、情況下的電樞反應是什么性質的？                             (5分)4單相繞組通以正弦電流與三相繞組通以對稱三相正弦電流所產生的磁動勢有什么區(qū)別？試列出它們的磁動勢表達式，對三相繞組只列基波的。        &

46、#160;   (5分)5試寫出凸極同步發(fā)電機的功角特性表達式并畫出曲線圖。怎樣判斷靜態(tài)穩(wěn)定性？試指出靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)的范圍。凸極同步發(fā)電機的轉子無勵磁繞組時能否產生電磁轉矩？為什么？   (6分)6為什么說感應電機的工作原理與變壓器的工作原理類似？試分析二者的異同？     (4分)五、    計算題（保留5位有效數(shù)字，共15分）1一臺三相籠型感應電動機，額定功率3 kw，額定電壓380 v，額定轉速為957轉/分，定子繞組為Y 型，參數(shù)為：R1=2，R2=1.5，Rm=4，x1=3，x2

47、 =4.25，xm=60。試用T型等效電路求在額定轉速時的定子電流、轉子電流、功率因數(shù)和輸入功率。           (7分)2一臺三相六極同步電動機，定子槽數(shù)Q=36，支路數(shù)a=3，試排出雙層疊式短距繞組展開圖（只排一相即可）。當繞組接成D接，每個線圈繞15匝，外加電壓為380V，頻率為50Hz時，氣隙每極的磁通有多大？（感應電動勢與外加電壓比值為0.9。）           &#

48、160;   (8分)                                  注意：考題與答卷一并交上，否則無分。電機學（I）試題參考答案一、判斷題1 否， 2 否，3 否，4 是，5 是，6 否，7 是，8 是，9 否，10

49、否，11 否，12 否，13 否，14 否，15 是二、填空題1激磁2功率和磁動勢3不變損耗等于可變損耗（或鐵耗等于銅耗也算對）4157.48 A、1818.18 A5            6 變極調速、變頻調速和變轉差率調速7 電樞漏抗壓降和電樞等效磁動勢8 原動機的輸入功率9 去磁直軸磁動勢10異步起動和牽入同步三、選擇題1 C， 2 C， 3 D， 4 D，5 C， 6 A， 7 C， 8 A， 9 B， 10 D四、問答題  

50、 1相量圖見書33頁圖2-16（2分）；基本方程式為（2分）：運行特性有外特性和效率特性，主要性能指標有電壓調整率和額定效率。（2分）2感應電動機頻率歸算的物理含義用一個靜止的電阻為 的等效轉子去代替電阻為 的實際旋轉的轉子，等效轉子將與實際轉子具有同樣的轉子磁動勢 (同空間轉速、同幅值、同空間相位) （2分）。 代表與轉子所產生的機械功率項對應的等效電阻，消耗在此電阻中的功率  就代表實際電機中所產生的總機械功率（1分）。因此不能用電感或電容代替（1分）。3對稱負載時電樞磁動勢基波對主極磁場基波的影響稱為電樞反應（1分），其性質與負載的性質和大小有關（1分），主要決定于電樞磁動勢與

51、主極磁動勢的空間相對位置（1分）。有交磁、去磁和助磁三種典型電樞反應性質（1分）。一般情況下是交磁和去磁共存（1分）。4單相繞組通以正弦電流產生脈振磁動勢，三相繞組通以對稱三相正弦電流產生旋轉磁動勢（2分）。單相繞組的磁動勢表達式為（2分）三相繞組的磁動勢表達式為（1分）5 凸極同步發(fā)電機的功角特性表達式為（2分）曲線見書p209圖6-45（1分）。靜態(tài)穩(wěn)定性的判斷用整步功率系數(shù)  （1分）當Psyn>0時穩(wěn)定，區(qū)域為0<90º ；當Psyn<0時不穩(wěn)定，區(qū)域為>90º ；當Psyn=0時為穩(wěn)定極限，此時=90º（1分）。轉子無勵

52、磁繞組時能夠產生電磁轉矩，因為凸極電機的XdXq，附加電磁功率不為零。（1分）6都是利用電磁感應作用傳遞能量（2分），變壓器是從原邊傳到副邊，輸出電功率，是靜止的，磁場為脈振磁場（1分）；感應電機是從定子傳到轉子，輸出機械功率，是旋轉的，磁場為旋轉磁場（1分）。五、計算題1額定轉差率（1分）   定子電流（2分）                  轉子電流（2分）   功率因數(shù) 

53、0; cos1=cos36.284º=0.806095（1分）   輸入功率   P1=mU1I1cos1=3×220×6.98442×0.806095=3715.87  （1分）2每極每相槽數(shù)為（1分）   距為     節(jié)距為      繞組排列圖為（4分）      感應電動勢為（1分）     每相串聯(lián)匝數(shù)為&

54、#160;    每槽占電角度為     分布因數(shù)為（1分）      短距因數(shù)為      繞組因數(shù)為      氣隙每極的磁通為（1分）*華南理工大學試卷電機學試題(電氣工程及其自動化01級)  班級： 電氣工程01（    ）班  順序號       &

55、#160;    姓名            分數(shù)           總評          分 考試時間：2003年11 月27日 注意：考題與答卷一并交上，否則無分。 （說明：本試卷滿分為90分,另外10分由實驗老師評分。）

56、 一、       判斷題（正確的，請在后面括號里寫“是”，錯誤的，請在后面括號里寫“否”。本題共15分，每題1分） 1.   直流電機的勵磁繞組和電樞繞組中的電流都是直流的。           （  ）2 直流電動機電樞繞組中的電流方向同感應的反電勢方向是一致的。 （  ）3 直流發(fā)電機的換向器起整流作用；直流電動機的換向器起逆變作用。(  )4 自勵是電動機的一種勵磁方式。

57、0;                                        （  ）5 在直流電機中，以虛槽計算時，電樞繞組的合成節(jié)距等于換向器節(jié)距。（  ）6 單疊繞組同一磁極下的元件串聯(lián)構成一條支路

58、；單波繞組相同極性磁極下的所有元件串聯(lián)構成一條支路。                                             （  ）7 直流電

59、機的電負荷是指電樞繞組中流過的電流的大小，單位是安培。 (   )8 在考慮飽和時，直流電機的交軸電樞反應具有去磁作用。               （  ）9 當電刷沿轉子旋轉的方向移動時，將出現(xiàn)直軸電樞反應磁勢。對于發(fā)電機，該磁勢是去磁性質的；對于電動機，該磁勢是助磁性質的。          （  ）10在直流電動機的電磁功率中，包含電樞電阻

60、的損耗。              （  ）11直流發(fā)電機的外特性是指轉速為額定值、勵磁電流為額定值（或勵磁回路電阻為固定）時，輸出電壓與輸出電流之間的關系。并勵發(fā)電機具有硬的外特性；而他勵發(fā)電機則具有拐彎的外特性。（  ）12并勵電動機在輕載時，可能出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象。                

61、0;   （  ）13變壓器空載接入電網時，存在很大的沖擊電流。當考慮鐵芯飽和時，這一沖擊電流比不考慮飽和時為小。                                      

62、             （  ）14在ABC坐標系中，同步電機的電壓方程式為系數(shù)隨時間變化的微分方程。     （  ）15在dq0坐標系中，同步電機的d（q）軸電壓是由電阻壓降、自身磁鏈變化引起的感應電勢、以及切割對方軸的磁鏈所引起的運動電勢3部分組成的。  （  ） 二、       填空題（本題共15分，每空1分） 1在沒有阻尼繞

63、組的同步電機中，忽然短路電流遠大于穩(wěn)態(tài)短路電流的原因在于：在短路瞬間，勵磁繞組阻礙電樞反應磁通通過轉子主磁路，電樞反應磁通只能沿 閉合，因此磁阻大、電抗小，電流大。      2在有阻尼繞組的同步電機中，忽然短路電流又遠大于沒有阻尼繞組時的忽然短路電流,其原因在于：在短路瞬間，除了勵磁繞組的阻礙作用以外,                    &#

64、160; 也對電樞反應磁通起阻礙作用,從而使電樞反應的磁阻更大、電抗更小，電流更大。3同步電機忽然短路時,定子繞組的短路電流可以分為：周期性的                  、周期性的                    &

65、#160; 、周期性的                           ，以及衰減的非周期分量、二次諧波分量等。4同步電機忽然短路時,在定子繞組的短路電流中：               

66、;             同勵磁繞組的非周期穩(wěn)態(tài)勵磁電流If0相對應；                       和勵磁繞組的非周期電流衰減分量對應，時間常數(shù)為Td'；      

67、0;                  和直軸阻尼繞組的非周期電流衰減分量相對應，時間常數(shù)為Td"；                          

68、0;  則同勵磁繞組中的周期性衰減電流相對應，時間常數(shù)同為定子繞組的時間常數(shù)Ta。5MT0變換同dq0變換的差別在于：dq0變換的d、q軸相對轉子是                ；而MT0變換是將M軸取得同                    &

69、#160;                    一致。6變壓器的過電壓現(xiàn)象包括：                       和     

70、                   。7在研究雷擊引起的變壓器大氣過電壓時，需要考慮                  的影響，其原因在于雷電波沖擊時間短，等效高頻電源。      

71、60;                     8空載的同步電機單相（設為A相）對中點穩(wěn)態(tài)短路時，A相電流的三個相序分量相等，都等于A相穩(wěn)態(tài)短路電流的               。  三、     

72、  單選題（每題只有一個答案是正確的，請將正確答案的標號填入括號里，每小題2分，共12分） 1. 直流電動機接成并勵方式時，電動機的輸入電流I、電樞電流Ia和勵磁電流If三者之間的關系為         。                        

73、60;                                                 

74、60;                （   ）            A     I=If+Ia       B     Ia=I+If    &#

75、160;    C      Ia=I=If             D      If=I+Ia  2.  一臺正在運行的并勵電動機，其轉速為1450轉/分，現(xiàn)將其停下，用改變勵磁繞組的極性來改變電機的轉向（其他條件不變），則此時反轉的轉速將     。（  ）

76、60;        A    大于1450轉/分                             B    小于1450轉/分      C

77、    等于1450轉/分                             D    無法判斷3.  一臺串勵電動機和一臺并勵電動機，額定電流與額定轉矩相等，若起動時它們的電流也相等，則串勵電動機的起動轉矩   

78、     并勵電動機的起動轉矩。       （    ）        A     等于         B      大于        

79、0;    C       小于           D      小于或等于4.      在直流并勵發(fā)電機自勵建壓過程中，發(fā)現(xiàn)接在電樞兩端的電壓表的讀數(shù)有減小現(xiàn)象，最后為零，這說明        。   &

80、#160;                                                 &

81、#160;             （    ）         A    勵磁回路電阻太小               B     勵磁回路電阻太大 

82、;        C    沒有剩磁或剩磁太弱           D     電樞繞組與勵磁繞組建立的磁場極性相反5.   同步電機的直軸瞬態(tài)電抗        直軸同步電抗。       

83、0;                                   （    ）         A    大于或

84、等于          B    大于          C    小于          D    小于或等于6.   同步電機三相突然短路時，      &

85、#160;   。                                               

86、0;             （    ）         A    三相短路電流的穩(wěn)態(tài)值中，除了周期性分量外，還含有非周期性分量         B    三相短路電流的每相瞬態(tài)電流中一定都含有非周期分量 &

87、#160;       C    三相短路電流的每相瞬態(tài)電流中不含有非周期分量         D    三相短路電流的每相瞬態(tài)電流中不一定都含有非周期分量  四、       多選題 （請將所有正確答案的標號填入括號里，每小題3分，共18分） 1. 負載時直流電機的氣隙磁場包括  

88、60;     。                                         （     

89、;             ）A    定子繞組電流產生的主磁場           B    定子繞組電流產生的漏磁場C    電樞繞組電流產生漏磁場           

90、60;   D    電樞繞組電流產生電樞反應磁場2.  直流電動機調速的方法包括        。                               

91、;                  （                  ）A    改變電動機電壓的極性          &

92、#160;            B    調節(jié)電樞電壓的大小C    調節(jié)電樞電路中串聯(lián)的可變電阻       D    調節(jié)勵磁電路中串聯(lián)的可變電阻3.  并勵直流電機的損耗包括        。     

93、                                                （  

94、0;               ）A    定子繞組和轉子繞組的銅耗            B    定子鐵心的鐵耗C    機械損耗和雜散損耗         

95、60;              D    轉子鐵心的鐵耗4.  并勵直流發(fā)電機，轉速升高時，保持勵磁電流不變，發(fā)電機所帶負載電阻也保持不變，則           。             

96、60;                                                 

97、60;               （                  ）A    勵磁回路電阻增加             &

98、#160;              B   發(fā)電機輸出電壓增加C    發(fā)電機電樞電流增加                        D   定子繞組的銅耗增加5.

99、  在相坐標表示的三相感應電機的磁鏈方程中，        是常數(shù)。   （                  ）A    定子繞組和轉子繞組的自感 B    三相定子繞組之間的互感C    三相轉子繞組之間的互感D  

100、  定子繞組與轉子繞組之間的互感6.  同步發(fā)電機單相短路（另外兩相開路）穩(wěn)態(tài)時，          。          （                 ）A    定子短路電流含有基波分量和一系列3次、

101、5次等奇次諧波B    定子短路電流含有基波分量和除3的倍數(shù)次外的一系列奇次諧波C    轉子電流中含有直流勵磁分量和一系列的偶次諧波D    轉子電流中含有直流勵磁分量和除3的倍數(shù)次外的一系列奇次諧波   五、綜合題 （第1、2、3題每題5分，第4題7分，第5題8分，共30分） 1試述對稱分量法求解對稱電機不對稱運行的過程，并說明其優(yōu)點何在？ 2試寫出派克方程，并說明它是什么方程，通過什么坐標變換得到的？  3試寫出考慮飽和時直流電機的感應電動勢和電磁轉矩的表達式，并說明其物理含義。 4.   一臺17 kW、220 V的并勵直流電動機，電樞總