電機學(xué)期末試題與答案2

..電機學(xué)Ｉ試題〔華南理工大學(xué)電力學(xué)院２００５．６

姓名班級學(xué)號〔指班內(nèi)序號成績

注意： 1.一、二、三題答案必須直接寫在試題相應(yīng)位置；2.四、五、六題寫在答題紙上； 3.不得自帶草稿紙；4．答題前必須在每頁〔包括答題紙和草稿紙右下角寫上自己的名字,才可拆開試卷。

一、填空〔25分1.電機是裝置。2.變壓器繞組歸算的原則是：在歸算前后,不變；不變。3.變壓器的效率在達到最大值。4.為了使電動勢波形接近正弦波,三相變壓器比較好的繞組聯(lián)結(jié)方法為：。5.自耦變壓器功率傳遞的特點為。6.短距因數(shù)的物理意義為。7.一相繞組的感應(yīng)電動勢計算公式為；其中的匝數(shù)N是指。8.對稱三相繞組、通對稱三相電流,產(chǎn)生的合成磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。其旋轉(zhuǎn)的規(guī)律為：

；其幅值為單相磁動勢的倍。9.同步旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n〔轉(zhuǎn)每分鐘、極對數(shù)p、電流頻率f之間的關(guān)系為n=。10.感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子反應(yīng)的物理意義為。11.為了獲得感應(yīng)電機的T型等效電路,需要對轉(zhuǎn)子繞組進行和歸算。13.感應(yīng)電機做堵轉(zhuǎn)試驗時,轉(zhuǎn)子電流的頻率為。14.感應(yīng)電動機傳遞到轉(zhuǎn)子回路的電磁功率Pem,可以分割成轉(zhuǎn)子銅耗pcu2、總機械功率〔轉(zhuǎn)換功率P。二者同Pem的關(guān)系為pcu2=；P=。15.同步電機的電樞反應(yīng)是指。16.同步發(fā)電機的空載特性是指：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持同步、電樞繞組開路時,之間的關(guān)系。17.功角的含義是：從電路〔電壓角度看,它是之間的夾角；從磁場角度看,它是之間的夾角。18.對于凸極同步發(fā)電機,已知電樞電流I、電壓U、功率因數(shù)cos、Xd、Xq,求取勵磁電動勢E0時,需要利用一個虛擬電動勢EQ來求取I和E0的夾角0。。19.同步發(fā)電機機投入并網(wǎng)的條件為：1>相序相同；2>；3>。

二、正確的打"√"；錯誤的打""〔25分1.變壓器一次側(cè)接額定電壓不變,則負載的主磁通比空載的主磁通略小。

〔2．如果變壓器一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的匝數(shù)比為k=N1/N2,則一次側(cè)歸算到二次側(cè)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。

〔3．考慮磁路的飽和時,如果變壓器主磁通為正弦波,則產(chǎn)生主磁通勵磁電流也是正弦波?！?．三相變壓器繞組采用Y,d連接時,共有1、3、5、7、9、11六個組號。

〔5．對稱三相繞組通入對稱三相電流時,除產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁動勢外,還會產(chǎn)生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇數(shù)次高次諧波旋轉(zhuǎn)磁動勢?！?．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(zhuǎn)磁動勢波的幅值就將與該相繞組的軸線重合?！?．只要電源電壓不變,感應(yīng)電動機的鐵耗就基本不變?！?．當感應(yīng)電動機的定子接電源、轉(zhuǎn)子短路堵轉(zhuǎn)時,電機的電磁功率、輸出功率和電磁轉(zhuǎn)矩均為零?！?．對繞線型感應(yīng)電動機,轉(zhuǎn)子串電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩；對籠型感應(yīng)電動機,定子繞組串電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩?！?0．對感應(yīng)電動機,進行恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速,基本上要求電源電壓隨頻率正比變化。

〔11．若同步電機的氣隙合成磁場超前于轉(zhuǎn)子主磁場,則電機運行于發(fā)電機狀態(tài)。

〔12．對于隱極同步發(fā)電機,其同步電抗等于電樞反應(yīng)電抗?！?3．通常同步發(fā)電機工作在過勵狀態(tài),以便提供無功功率,改善電網(wǎng)的功率。

〔14．變壓器的額定容量單位為kW。〔15．考慮鐵耗時,變壓器的勵磁電流同其產(chǎn)生的主磁通同相位?！?6．變壓器的空載試驗通常在高壓側(cè)加電壓、測量?！?7．電角度＝機械角度×2p。〔18．雙層疊繞組的最多并聯(lián)之路數(shù)為２?！?9．正常空載運行的三相感應(yīng)電動機,忽然一相斷線,則必然停轉(zhuǎn)。〔20．感應(yīng)電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩同轉(zhuǎn)子電阻成正比。〔21．感應(yīng)電動機的功率因數(shù)很高?！?2．同步發(fā)電機調(diào)節(jié)勵磁就可以調(diào)節(jié)輸出的有功?！?3．忽略電樞繞組電阻時,同步發(fā)電機的短路電流為純直軸分量Id?！?4．忽略電樞繞組電阻、負載cos=0時,同步發(fā)電機的輸出電流為純交軸分量Iq?！?5．單層繞組可以靠短距來消弱諧波。〔

三、單選題〔13分1．變壓器在負載運行時,建立主磁通的勵磁磁動勢是。A一次繞組產(chǎn)生的磁動勢B二次繞組產(chǎn)生的磁動勢C一次和二次繞組產(chǎn)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(cè)帶對稱負載,且輸出電壓恰好等于其二次側(cè)的空載電壓,則該負載一定是。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變壓器并聯(lián)運行,則變壓器所分擔的容量之標幺值。A與短路阻抗成正比 B與短路阻抗成反比C與短路阻抗標幺值成正比 D與短路阻抗標幺值成反比4．由定子對稱三相繞組產(chǎn)生的次空間諧波磁動勢,旋轉(zhuǎn)速度。A等于零B是基波磁場轉(zhuǎn)速的倍C等于基波磁場轉(zhuǎn)速D是基波磁場轉(zhuǎn)速的倍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 B分布繞組C斜槽 D無法消除6．籠型感應(yīng)電動機降壓起動與直接起動時相比,。A起動電流、起動轉(zhuǎn)矩均減小B起動電流減小、起動轉(zhuǎn)矩增加C起動電流、起動轉(zhuǎn)矩均增加 D起動電流增加、起動轉(zhuǎn)矩減小7．三相感應(yīng)電動機對稱運行時,定、轉(zhuǎn)子繞組的兩個旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系為。A始終同步B相對定子反向C相對定子同向、但不同步 D有時同步、有時失步8．同步發(fā)電機并聯(lián)運行,有功功率一定,則同步發(fā)電機的電樞電流最小。A過勵時 B正常勵磁時C欠勵時 D勵磁電流最小時9．凸極同步電機負載運行時,電樞繞組產(chǎn)生的氣隙電動勢是由產(chǎn)生的。A轉(zhuǎn)子主極磁動勢和直軸電樞磁動勢共同B轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子主極磁動勢、交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同10．汽輪發(fā)電機與水輪發(fā)電機的差別為。 A 汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu) B 水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速快 C 汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子半徑大 D 水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子體積大11．單相變壓器U1N/U2N=220/110V,如果一次側(cè)接380V,則主磁通將。 A增大為380/220倍 B不變 C增大為380/110倍 D減小12．單相變壓器U1N/U2N=220/110V,一次側(cè)加220V時,空載電流為１Ａ；今將一次、二次側(cè)繞組順極性串聯(lián),外施330V電壓,則空載電流為。 A 1A B 2/3A C 1.5A D3A13．一臺三相感應(yīng)電動機,其空載轉(zhuǎn)速為730轉(zhuǎn)/分鐘,則其極數(shù)2p=。 A 2 B 4 C 6 D 8

四、簡答題〔15分1.寫出變壓器的基本方程式〔電壓、磁勢等2.畫出異步電機的T型等效電路、并標明各參數(shù)。3.畫出凸極同步發(fā)電機的相量圖〔滯后功率因數(shù)時,并標明各相量、角度。

五、計算〔14分1.單相變壓器IN＝15.15A,U1N/U2N＝6600/6300V,f＝50Hz,短路試驗在高壓側(cè)進行〔繞組溫度已經(jīng)為75℃：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略勵磁支路,假定R1=R’2、X1X’2,求R1、X1、R2、X2。2.一臺3相4極的繞線式感應(yīng)電動機,nN=1450r/min,轉(zhuǎn)子每相電阻R2=0.012。設(shè)負載轉(zhuǎn)矩保持為額定值不變,欲將轉(zhuǎn)速從1450r/min降低到1050r/min,求轉(zhuǎn)子回路應(yīng)該串入的電阻。

〔后附答題紙和草稿紙

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電機

試題〔參考答案

一、填空〔25分1.電機是〔一種進行機電能量轉(zhuǎn)換或?qū)⒁环N電壓、電流等級轉(zhuǎn)換成另外一種電壓、電流等級的裝置。2.變壓器繞組歸算的原則是：在歸算前后,〔一、二次側(cè)容量、功率不變；〔一、二次側(cè)繞組磁勢不變。3.變壓器的效率在〔鐵耗與銅耗相等時達到最大值。4.為了使電動勢波形接近正弦波,三相變壓器比較好的繞組聯(lián)結(jié)方法為：〔一、二次側(cè)至少有一方為三角形聯(lián)結(jié),或有一方為星形帶中性點接地聯(lián)結(jié)。5.自耦變壓器功率傳遞的特點為〔 一、二次側(cè)既有直接的傳導(dǎo)功率傳遞,又有間接的電磁感應(yīng)功率傳遞。6.短距因數(shù)的物理意義為〔元件短距時的電勢同元件整距時的電勢的比值。7.一相繞組的感應(yīng)電動勢計算公式為〔kE=4.44fNw1；其中的匝數(shù)N是指〔每相串聯(lián)匝數(shù)。8.對稱三相繞組、通對稱三相電流,產(chǎn)生的合成磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。其旋轉(zhuǎn)的規(guī)律為：〔哪相電流達到最大值,旋轉(zhuǎn)磁勢的軸線就轉(zhuǎn)到同該相繞組軸線重合；其幅值為單相磁動勢的〔１．５倍。9.同步旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n〔轉(zhuǎn)每分鐘、極對數(shù)p、電流頻率f之間的關(guān)系為n=〔６０ｆ/ｐ。10.感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子反應(yīng)的物理意義為〔轉(zhuǎn)子繞組電流的基波磁勢對氣隙磁場的影響。11.為了獲得感應(yīng)電機的T型等效電路,需要對轉(zhuǎn)子繞組進行〔頻率和〔繞組歸算。13.感應(yīng)電機做堵轉(zhuǎn)試驗時,轉(zhuǎn)子電流的頻率為〔定子電流頻率。14.感應(yīng)電動機傳遞到轉(zhuǎn)子回路的電磁功率Pem,可以分割成轉(zhuǎn)子銅耗pcu2、總機械功率〔轉(zhuǎn)換功率PW。二者同Pem的關(guān)系為pcu2=〔 ｓＰｅｍ；PW=〔<1-s>Pem。15.同步電機的電樞反應(yīng)是指〔電樞電流的磁勢對主極磁場的影響。16.同步發(fā)電機的空載特性是指：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持同步、電樞繞組開路時,〔端電壓同勵磁電流之間的關(guān)系。17.功角的含義是：從電路〔電壓角度看,它是〔勵磁反電勢與端電壓之間的夾角；從磁場角度看,它是〔主極勵磁磁場同氣隙合成磁場之間的夾角。18.對于凸極同步發(fā)電機,已知電樞電流I、電壓U、功率因數(shù)cosj、Xd、Xq,求取勵磁電動勢E0時,需要利用一個虛擬電動勢EQ來求取I和E0的夾角Y0。〔。19.同步發(fā)電機機投入并網(wǎng)的條件為：1>相序相同；2>〔頻率相同；3>〔對應(yīng)相的電壓相等、且相位相同。二、正確的打"√"；錯誤的打""〔25分1.變壓器一次側(cè)接額定電壓不變,則負載的主磁通比空載的主磁通略小?！病?．如果變壓器一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的匝數(shù)比為k=N1/N2,則一次側(cè)歸算到二次側(cè)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?！?．考慮磁路的飽和時,如果變壓器主磁通為正弦波,則產(chǎn)生主磁通勵磁電流也是正弦波?！?．三相變壓器繞組采用Y,d連接時,共有1、3、5、7、9、11六個組號。〔√5．對稱三相繞組通入對稱三相電流時,除產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁動勢外,還會產(chǎn)生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇數(shù)次高次諧波旋轉(zhuǎn)磁動勢?！?．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(zhuǎn)磁動勢波的幅值就將與該相繞組的軸線重合?！病?．只要電源電壓不變,感應(yīng)電動機的鐵耗就基本不變?！病?8．當感應(yīng)電動機的定子接電源、轉(zhuǎn)子短路堵轉(zhuǎn)時,電機的電磁功率、輸出功率和電磁轉(zhuǎn)矩均為零。〔9．對繞線型感應(yīng)電動機,轉(zhuǎn)子串電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩；對籠型感應(yīng)電動機,定子繞組串電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩?！?0．對感應(yīng)電動機,進行恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速,基本上要求電源電壓隨頻率正比變化?！病?1．若同步電機的氣隙合成磁場超前于轉(zhuǎn)子主磁場,則電機運行于發(fā)電機狀態(tài)。〔12．對于隱極同步發(fā)電機,其同步電抗等于電樞反應(yīng)電抗。〔13．通常同步發(fā)電機工作在過勵狀態(tài),以便提供無功功率,改善電網(wǎng)的功率。〔√14．變壓器的額定容量單位為kW。〔15．考慮鐵耗時,變壓器的勵磁電流同其產(chǎn)生的主磁通同相位。〔16．變壓器的空載試驗通常在高壓側(cè)加電壓、測量?！?7．電角度＝機械角度×2p?！?8．雙層疊繞組的最多并聯(lián)之路數(shù)為２。〔19．正?？蛰d運行的三相感應(yīng)電動機,忽然一相斷線,則必然停轉(zhuǎn)?！?0．感應(yīng)電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩同轉(zhuǎn)子電阻成正比?！?1．感應(yīng)電動機的功率因數(shù)很高?！?2．同步發(fā)電機調(diào)節(jié)勵磁就可以調(diào)節(jié)輸出的有功?！?3．忽略電樞繞組電阻時,同步發(fā)電機的短路電流為純直軸分量Id。〔√24．忽略電樞繞組電阻、負載cos=0時,同步發(fā)電機的輸出電流為純交軸分量Iq?！?5．單層繞組可以靠短距來消弱諧波。〔三、單選題〔13分1．變壓器在負載運行時,建立主磁通的激磁磁動勢是C。A一次繞組產(chǎn)生的磁動勢B二次繞組產(chǎn)生的磁動勢C一次和二次繞組產(chǎn)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(cè)帶對稱負載,且輸出電壓恰好等于其二次側(cè)的空載電壓,則該負載一定是C。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變壓器并聯(lián)運行,則變壓器所分擔的容量之標幺值D。A與短路阻抗成正比 B與短路阻抗成反比C與短路阻抗標幺值成正比 D與短路阻抗標幺值成反比4．由定子對稱三相繞組產(chǎn)生的次空間諧波磁動勢,旋轉(zhuǎn)速度D。A等于零 B是基波磁場轉(zhuǎn)速的倍C等于基波磁場轉(zhuǎn)速 D是基波磁場轉(zhuǎn)速的倍5．要消除三相繞組中的齒諧波磁動勢,一般可以采用C。A短距繞組 B分布繞組C斜槽 D無法消除6．籠型感應(yīng)電動機降壓起動與直接起動時相比,A。A起動電流、起動轉(zhuǎn)矩均減小 B起動電流減小、起動轉(zhuǎn)矩增加C起動電流、起動轉(zhuǎn)矩均增加 D起動電流增加、起動轉(zhuǎn)矩減小7．三相感應(yīng)電動機對稱運行時,定、轉(zhuǎn)子繞組的兩個旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系為A。A始終同步B相對定子反向C相對定子同向、但不同步D有時同步、有時失步8．同步發(fā)電機并聯(lián)運行,有功功率一定,則B同步發(fā)電機的電樞電流最小。A過勵時 B正常勵磁時C欠勵時 D勵磁電流最小時9．凸極同步電機負載運行時,電樞繞組產(chǎn)生的氣隙電動勢是由D產(chǎn)生的。A轉(zhuǎn)子主極磁動勢和直軸電樞磁動勢共同B轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子主極磁動勢、交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同10．汽輪發(fā)電機與水輪發(fā)電機的差別為 D 。 A 汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu) B 水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速快 C 汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子半徑大 D 水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子體積大11．單相變壓器U1N/U2N=220/110V,如果一次側(cè)接380V,則主磁通將A。 A增大為380/220倍 B不變 C增大為380/110倍 D減小12．單相變壓器U1N/U2N=220/110V,一次側(cè)加220V時,空載電流為１Ａ；今將一次、二次側(cè)繞組順極性串聯(lián),外施330V電壓,則空載電流為 B 。 A 1A B 2/3A C 1.5A D 3A13．一臺三相感應(yīng)電動機,其空載轉(zhuǎn)速為730轉(zhuǎn)/分鐘,則其極數(shù)2p=B。 A 2 B 4 C 6 D 8四、簡答題〔15分1.寫出變壓器的基本方程式〔電壓、磁勢等答：2.畫出異步電機的T型等效電路、并標明各參數(shù)。答：3.畫出凸極同步發(fā)電機的相量圖〔滯后功率因數(shù)時,并標明各相量、角度。五、計算〔14分1.單相變壓器IN＝15.15A,U1N/U2N＝6600/6300V,f＝50Hz,短路試驗在高壓側(cè)進行〔繞組溫度已經(jīng)為75℃：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略勵磁支路,假定R1=R’2、X1X’2,求R1、X1、R2、X2。答：Zk=Uk/I