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1、华南理工大学试卷电机学试题(电气工程及其自动化01级) 班级： 学号 姓名 分数 考试时间：命题教师： 说明：本试卷满分为90分,另外10分由实验老师评分。一、 判断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。本题共15分，每题1分） 1. 变压器一次侧接额定电压，二次侧从空载到负载时，负载时主磁通比空载时主磁通大。（F ）2如果变压器二次侧绕组与一次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，二次绕组归算到一次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。 （F ）3考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通激磁电流也是正弦波。（F ）4三相变压器
2、高压绕组和低压绕组的连接为Y/d时，总共可得到1、3、5、7、9、11六个奇数组号。 （T ）5三相单层绕组中，为了使绕组端部尽可能短，每极每相槽数q=2时，采用链式绕组；q=3时，采用交叉式绕组；q=4时，采用同心式绕组。 （T ）6对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。 （F ）7对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。 （T ）8只要电源电压不变，感应电动机的铁耗基本不变。 （F ）9当感应电机定子接电源而转子短路堵住不转时，电机的电
3、磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。 （F ）10绕线型感应电动机转子绕组串电阻可以增大起动转矩，笼型感应电动机定子绕组串电阻也可以增大起动转矩。 （F ）11感应电动机恒转矩变频调速时基本上要求电源电压随频率正比变化。 （F ）12若同步电机定子合成磁场超前于转子主磁场，此时转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行。 （F ）13隐极同步发电机的同步电抗是表征对称稳态运行时电枢反应效应的参数。（F ）14凸极同步电机直轴同步电抗的饱和值等于短路比的倒数，即Xd(饱和)=1/kc。 （ F）15通常同步电动机在过励状态下运行，以便从电网吸收超前电流，改善电网的功率因数。
4、（T）二、 填空题（本题共10分，每题1分）1变压器空载运行时，空载电流就是激磁 电流。2变压器绕组的归算，实质是在保持功率和磁动势 为不变的条件下，对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。3当不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对 时，变压器的效率达到最大值。4一台单相变压器，SN=20000kVA,U1N/U2N=127kV/11kV,一次和二次绕组的额定电流分别为157.48a 、1818.18 。5如果采用短距绕组消除次高次谐波，则绕组的节距y1应该为y=t-t/v 。6感应电动机的三种调速方法分别为 变极调速、变频调速和变转差率调速。7同步发电机的零功率因数负载特性和空载特性之间
5、相差一个由电枢漏抗压降和电枢等效磁动势 组成的直角三角形，此三角形称为特性三角形。8同步发电机与无穷大电网并联运行时，调节原动机的输入功率 可以调节发电机发出的有功功率。9同步发电机短路时，电枢反应的性质为去磁直轴磁动势 。10同步电动机在异步起动过程中包括异步起动和牵入同步 两个阶段。三、 选择题（请将正确答案的标号填入后面的括号里。本题共20分，每题2分）1变压器在负载运行时，作用在铁心上用以建立主磁通的激磁磁动势是 。 （C ）A 一次绕组产生的磁动势 B 二次绕组产生的磁动势 C 一次和二次绕组产生的合成磁动势 D 以上都不对2一台三相电力变压器，二次侧带对称负载运行时的端电压恰好等于
6、变压器二次侧的空载电压，则该负载一定是 。 （C ）A 纯电阻负载 B 电感性负载 C 电容性负载 D 无法判断3两台容量不同、变比和连接组别相同的三相电力变压器并联运行，则 。 （D ）A 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成正比B 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗成反比C 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗标幺值成正比D 变压器所分担的容量与其额定容量之比与其短路阻抗标幺值成反比4由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度 。 （D ）A 等于零 B 是基波磁场转速的倍C 等于基波磁场转速 D是基波磁场转速的1/倍5要消除三相绕组中的齿谐波磁动
7、势，一般可以采用 。 （C ） A 短距绕组 B 分布绕组 C 斜槽 D 无法消除6笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比， 。 （A ）A 起动电流和起动转矩均减小了 B 起动电流减小了，起动转矩增加了C 起动电流和起动转矩均增加了 D 起动电流增加了，起动转矩减小了7感应电动机运行时，在空间上定子绕组产生的旋转磁场转速C 转子绕组产生的旋转磁场的转速。A 大于 B 小于 C 等于 D 可能大于也可能小于8同步电机中，A 与电磁转矩的产生及能量的转换直接相关。 A 定子交轴电枢磁动势 B 定子直轴电枢磁动势C 定子绕组产生磁动势幅值 D 定子绕组产生的漏磁通9同步电机与无穷大电网并联运行，有
8、功功率一定，调节励磁时，在 情况下同步电机的电枢电流最小。 （B ）A 过励 B 正常励磁 C 欠励 D 励磁电流最小10凸极同步电机负载运行时，电枢绕组产生的气隙电动势 是由 产生的。 （ D）A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同四、 问答题 (共30分)1试画出变压器感性负载运行时的相量图，列出折算后的基本方程式(电阻和电抗分开写)，试述变压器有那些运行特性和主要性能指标。 (6分) 2感应电动机频率归算的物理含义是什么？ 代表什么意义？能否用电感或电容代替？(
9、4分) 3什么叫电枢反应？电枢反应的性质是由什么决定的？有哪几种性质的电枢反应？一般情况下的电枢反应是什么性质的？ (5分)4单相绕组通以正弦电流与三相绕组通以对称三相正弦电流所产生的磁动势有什么区别？试列出它们的磁动势表达式，对三相绕组只列基波的。 (5分)5试写出凸极同步发电机的功角特性表达式并画出曲线图。怎样判断静态稳定性？试指出静态稳定区的范围。凸极同步发电机的转子无励磁绕组时能否产生电磁转矩？为什么？ (6分)6为什么说感应电机的工作原理与变压器的工作原理类似？试分析二者的异同？ (4分)五、 计算题（保留5位有效数字，共15分）1一台三相笼型感应电动机，额定功率3 kw，额定电压3
10、80 v，额定转速为957转/分，定子绕组为Y 型，参数为：R1=2，R2=1.5，Rm=4，x1=3，x2 =4.25，xm=60。试用T型等效电路求在额定转速时的定子电流、转子电流、功率因数和输入功率。 (7分)2一台三相六极同步电动机，定子槽数Q=36，支路数a=3，试排出双层叠式短距绕组展开图（只排一相即可）。当绕组接成D接，每个线圈绕15匝，外加电压为380V，频率为50Hz时，气隙每极的磁通有多大？（感应电动势与外加电压比值为0.9。）(8分) 注意：考题与答卷一并交上，否则无分。电机学（I）试题参考答案一、判断题1 否， 2 否，3 否，4 是，5 是，6 否，7 是，8 是，9
11、 否，10 否，11 否，12 否，13 否，14 否，15 是二、填空题1激磁2功率和磁动势3不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对）4157.48 A、1818.18 A5 6 变极调速、变频调速和变转差率调速7电枢漏抗压降和电枢等效磁动势8原动机的输入功率9去磁直轴磁动势10异步起动和牵入同步三、选择题1 C， 2 C， 3 D， 4 D，5 C， 6 A， 7 C， 8 A， 9 B， 10 D四、问答题 1相量图见书33页图2-16（2分）；基本方程式为（2分）：运行特性有外特性和效率特性，主要性能指标有电压调整率和额定效率。（2分）2感应电动机频率归算的物理含义用一个静止的电阻
12、为 的等效转子去代替电阻为 的实际旋转的转子，等效转子将与实际转子具有同样的转子磁动势 (同空间转速、同幅值、同空间相位) （2分）。 代表与转子所产生的机械功率项对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率 就代表实际电机中所产生的总机械功率（1分）。因此不能用电感或电容代替（1分）。3对称负载时电枢磁动势基波对主极磁场基波的影响称为电枢反应（1分），其性质与负载的性质和大小有关（1分），主要决定于电枢磁动势与主极磁动势的空间相对位置（1分）。有交磁、去磁和助磁三种典型电枢反应性质（1分）。一般情况下是交磁和去磁共存（1分）。4单相绕组通以正弦电流产生脉振磁动势，三相绕组通以对称三相正弦电流产生旋转磁动势（2分）。单相绕组的磁动势表达式为（2分）三相绕组的磁动势表达式为（1分）5 凸极同步发电机的功角特性表达式为（2分）曲线见书p209图6-45（1分）。静态稳定性的判断用整步功率系数 （1分）当Psyn0时稳定，区域为090 ；当Psyn90 ；当Psyn=0时
