電機(jī)學(xué)試題答案

1、1. 變壓器一次側(cè)接額定電壓，二次側(cè)從空載到負(fù)載時(shí)，負(fù)載時(shí)主磁通比空載時(shí)主磁通大。（否 ）2如果變壓器二次側(cè)繞組與一次側(cè)繞組的匝數(shù)比為k=N1/N2，二次繞組歸算到一次側(cè)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)和電壓要乘以k倍，電流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。 （否 ）3考慮磁路的飽和時(shí)，如果變壓器主磁通為正弦波，則產(chǎn)生主磁通激磁電流也是正弦波。（ 否）4三相變壓器高壓繞組和低壓繞組的連接為Y/d時(shí)，總共可得到1、3、5、7、9、11六個(gè)奇數(shù)組號(hào)。 （是 ）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(shí)，采用鏈?zhǔn)嚼@組；q=3時(shí)，采用交叉式繞組；q=4時(shí)，采用同心式繞組。 （ 是）6對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相

2、電流時(shí)，除產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)外，還會(huì)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(dòng)勢(shì)。 （ 否）7對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相電流，當(dāng)某相電流達(dá)到交流的最大值時(shí)，基波合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波的幅值就將與該相繞組的軸線重合。 （是 ）8只要電源電壓不變，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的鐵耗基本不變。 （ 是）9當(dāng)感應(yīng)電機(jī)定子接電源而轉(zhuǎn)子短路堵住不轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的電磁功率、輸出功率和電磁轉(zhuǎn)矩均為零。 （否 ）10繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組串電阻也可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 （ 否）11感應(yīng)電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速時(shí)基本上要求電源電壓隨頻率正比變化。 （否 ）12若同步電機(jī)定子合成磁場超前于

3、轉(zhuǎn)子主磁場，此時(shí)轉(zhuǎn)子輸入機(jī)械功率，定子繞組向電網(wǎng)或負(fù)載輸出電功率，電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行。 （否 ）13隱極同步發(fā)電機(jī)的同步電抗是表征對(duì)稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)電樞反應(yīng)效應(yīng)的參數(shù)。（否 ）14凸極同步電機(jī)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。 （否 ）15通常同步電動(dòng)機(jī)在過勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行，以便從電網(wǎng)吸收超前電流，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。（是）二、 填空題（本題共10分，每題1分）1變壓器空載運(yùn)行時(shí)，空載電流就是勵(lì)磁 電流。2變壓器繞組的歸算，實(shí)質(zhì)是在保持功率和磁動(dòng)勢(shì) 為不變的條件下，對(duì)繞組的電壓、電流所進(jìn)行的一種線性變換。3當(dāng)不變損耗等于可變損耗 時(shí)，變壓器的效率達(dá)到最大值。4一臺(tái)單相變壓器

4、，SN=20000kVA,U1N/U2N=127kV/11kV,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(yīng)該為 。6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的三種調(diào)速方法分別為 變極調(diào)速，變頻調(diào)速，變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 。7同步發(fā)電機(jī)的零功率因數(shù)負(fù)載特性和空載特性之間相差一個(gè)由電樞漏抗壓降和電樞等效磁動(dòng)勢(shì)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(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的輸入功率可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率。9同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)，電樞反應(yīng)的性質(zhì)為 。10同步電動(dòng)機(jī)在異步起動(dòng)過程中包括 兩個(gè)階段。三、 選擇題（請(qǐng)將正確答案的標(biāo)號(hào)填入后面的括號(hào)里。本題共20分，每題2

5、分）1變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，作用在鐵心上用以建立主磁通的激磁磁動(dòng)勢(shì)是 。 （ C）A 一次繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) B 二次繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) C 一次和二次繞組產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì) D 以上都不對(duì)2一臺(tái)三相電力變壓器，二次側(cè)帶對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)的端電壓恰好等于變壓器二次側(cè)的空載電壓，則該負(fù)載一定是 。如是感性，帶負(fù)載后電壓一定小于空載電壓（空載電壓就是額定電壓），只有帶容性負(fù)載時(shí)才有可能。 （C）A 純電阻負(fù)載 B 電感性負(fù)載 C 電容性負(fù)載 D 無法判斷3兩臺(tái)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(yùn)行，則 。 （ D）A 變壓器所分擔(dān)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(dān)的容量與其

6、額定容量之比與其短路阻抗成反比C 變壓器所分擔(dān)的容量與其額定容量之比與其短路阻抗標(biāo)幺值成正比D 變壓器所分擔(dān)的容量與其額定容量之比與其短路阻抗標(biāo)幺值成反比4由定子對(duì)稱三相繞組產(chǎn)生的次空間諧波磁動(dòng)勢(shì)，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1/倍5要消除三相繞組中的齒諧波磁動(dòng)勢(shì)，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(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)與直接起動(dòng)時(shí)相比， 。 （A）A 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均減小了 B 起動(dòng)電流減小了，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加了C 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均增加了 D 起動(dòng)電流增加了，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小了C

7、 7感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在空間上定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。A 大于 B 小于 C 等于 D 可能大于也可能小于A 8同步電機(jī)中， 與電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生及能量的轉(zhuǎn)換直接相關(guān)。 （ ）A 定子交軸電樞磁動(dòng)勢(shì) B 定子直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)C 定子繞組產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)幅值 D 定子繞組產(chǎn)生的漏磁通B 9同步電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，有功功率一定，調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，在 情況下同步電機(jī)的電樞電流最小。 （ ）A 過勵(lì) B 正常勵(lì)磁 C 欠勵(lì) D 勵(lì)磁電流最小D 10凸極同步電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞繞組產(chǎn)生的氣隙電動(dòng)勢(shì) 是由 產(chǎn)生的。 （ ）A 轉(zhuǎn)子主極磁動(dòng)勢(shì)和直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)共同B 轉(zhuǎn)子主極磁動(dòng)勢(shì)和交軸

8、電樞磁動(dòng)勢(shì)共同C交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)和直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)共同D 轉(zhuǎn)子主極磁動(dòng)勢(shì)、交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)和直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)共同四、 問答題 (共30分)1試畫出變壓器感性負(fù)載運(yùn)行時(shí)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(yùn)行特性和主要性能指標(biāo)。 (6分) 2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)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(yīng)？電樞反應(yīng)的性質(zhì)是由什么決定的？有哪幾種性質(zhì)的電樞反應(yīng)？一般情況下的電樞反應(yīng)是什么性質(zhì)的？ (5分)4單相繞組通以正弦電流與三相繞組通以對(duì)稱三相正弦電流所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)有什么區(qū)別？試列出它們的磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式，對(duì)三相繞組只列基波的。 (5分

9、)5試寫出凸極同步發(fā)電機(jī)的功角特性表達(dá)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(jī)的轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁繞組時(shí)能否產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩？為什么？ (6分)6為什么說感應(yīng)電機(jī)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(jì)算題（保留5位有效數(shù)字，共15分）1一臺(tái)三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定功率3 kw，額定電壓380 v，額定轉(zhuǎn)速為957轉(zhuǎn)/分，定子繞組為Y 型，參數(shù)為：R1=2，R2=1.5，Rm=4，x1=3，x2 =4.25，xm=60。試用T型等效電路求在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、功率因數(shù)和輸入功率。 (7分)2一臺(tái)三相六極同步電動(dòng)機(jī)，定子槽數(shù)Q=36

10、，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(dāng)繞組接成D接，每個(gè)線圈繞15匝，外加電壓為380V，頻率為50Hz時(shí)，氣隙每極的磁通有多大？（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與外加電壓比值為0.9。）(8分) 注意：考題與答卷一并交上，否則無分。電機(jī)學(xué)（I）試題參考答案一、判斷題二、填空題1激磁2功率和磁動(dòng)勢(shì)3不變損耗等于可變損耗（或鐵耗等于銅耗也算對(duì)）4157.48 A、1818.18 A5 6 變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速7電樞漏抗壓降和電樞等效磁動(dòng)勢(shì)8原動(dòng)機(jī)的輸入功率9去磁直軸磁動(dòng)勢(shì)10異步起動(dòng)和牽入同步三、選擇題四、問答題 1相量圖見書33頁圖2-16（2分）；基本方程式為（2分）：運(yùn)行

11、特性有外特性和效率特性，主要性能指標(biāo)有電壓調(diào)整率和額定效率。（2分）2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)頻率歸算的物理含義用一個(gè)靜止的電阻為 的等效轉(zhuǎn)子去代替電阻為 的實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，等效轉(zhuǎn)子將與實(shí)際轉(zhuǎn)子具有同樣的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì) (同空間轉(zhuǎn)速、同幅值、同空間相位) （2分）。 代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率項(xiàng)對(duì)應(yīng)的等效電阻，消耗在此電阻中的功率 就代表實(shí)際電機(jī)中所產(chǎn)生的總機(jī)械功率（1分）。因此不能用電感或電容代替（1分）。3對(duì)稱負(fù)載時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)基波對(duì)主極磁場基波的影響稱為電樞反應(yīng)（1分），其性質(zhì)與負(fù)載的性質(zhì)和大小有關(guān)（1分），主要決定于電樞磁動(dòng)勢(shì)與主極磁動(dòng)勢(shì)的空間相對(duì)位置（1分）。有交磁、去磁和助磁三種典型電樞反應(yīng)性質(zhì)（1分

12、）。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(chǎn)生脈振磁動(dòng)勢(shì)，三相繞組通以對(duì)稱三相正弦電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（2分）。單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為（2分）三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為（1分）5 凸極同步發(fā)電機(jī)的功角特性表達(dá)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(dāng)Psyn0時(shí)穩(wěn)定，區(qū)域?yàn)?90 ；當(dāng)Psyn90 ；當(dāng)Psyn=0時(shí)為穩(wěn)定極限，此時(shí)=90（1分）。轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁繞組時(shí)能夠產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，因?yàn)橥箻O電機(jī)的XdXq，附加電磁功率不為零。（1分）6都是利用電磁感應(yīng)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

13、場（1分）；感應(yīng)電機(jī)是從定子傳到轉(zhuǎn)子，輸出機(jī)械功率，是旋轉(zhuǎn)的，磁場為旋轉(zhuǎn)磁場（1分）。五、計(jì)算題1額定轉(zhuǎn)差率（1分） 定子電流（2分） 轉(zhuǎn)子電流（2分） 功率因數(shù) cos1=cos36.284=0.（1分） 輸入功率 P1=mU1I1cos1=32206.984420.=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(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（1分） 每相串聯(lián)匝數(shù)為 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(xué)試卷電機(jī)學(xué)試題(電氣工程及其自動(dòng)化01級(jí))班級(jí)： 電氣工程01（ ）班 順序號(hào) 姓名 分?jǐn)?shù) 總評(píng) 分考試時(shí)

14、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(shí)驗(yàn)老師評(píng)分。）一、 判斷題（正確的，請(qǐng)?jiān)诤竺胬ㄌ?hào)里寫“是”，錯(cuò)誤的，請(qǐng)?jiān)诤竺胬ㄌ?hào)里寫“否”。本題共15分，每題1分）1. 直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組中的電流都是直流的。 （ ）2 直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組中的電流方向同感應(yīng)的反電勢(shì)方向是一致的。 （ ）3 直流發(fā)電機(jī)的換向器起整流作用；直流電動(dòng)機(jī)的換向器起逆變作用。( )4 自勵(lì)是電動(dòng)機(jī)的一種勵(lì)磁方式。 （ ）5 在直流電機(jī)中，以虛槽計(jì)算時(shí)，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(gòu)成一條支路；單波繞組相同極性磁

15、極下的所有元件串聯(lián)構(gòu)成一條支路。 （ ）7 直流電機(jī)的電負(fù)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(shí)，直流電機(jī)的交軸電樞反應(yīng)具有去磁作用。 （ ）9 當(dāng)電刷沿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向移動(dòng)時(shí)，將出現(xiàn)直軸電樞反應(yīng)磁勢(shì)。對(duì)于發(fā)電機(jī)，該磁勢(shì)是去磁性質(zhì)的；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，該磁勢(shì)是助磁性質(zhì)的。 （ ）10在直流電動(dòng)機(jī)的電磁功率中，包含電樞電阻的損耗。 （ ）11直流發(fā)電機(jī)的外特性是指轉(zhuǎn)速為額定值、勵(lì)磁電流為額定值（或勵(lì)磁回路電阻為固定）時(shí)，輸出電壓與輸出電流之間的關(guān)系。并勵(lì)發(fā)電機(jī)具有硬的外特性；而他勵(lì)發(fā)電機(jī)則具有拐彎的外特性。（ ）12并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在輕載時(shí)，可能出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象。 （ ）13變

16、壓器空載接入電網(wǎng)時(shí)，存在很大的沖擊電流。當(dāng)考慮鐵芯飽和時(shí)，這一沖擊電流比不考慮飽和時(shí)為小。 （ ）14在ABC坐標(biāo)系中，同步電機(jī)的電壓方程式為系數(shù)隨時(shí)間變化的微分方程。 （ ）15在dq0坐標(biāo)系中，同步電機(jī)的d（q）軸電壓是由電阻壓降、自身磁鏈變化引起的感應(yīng)電勢(shì)、以及切割對(duì)方軸的磁鏈所引起的運(yùn)動(dòng)電勢(shì)3部分組成的。 （ ） 二、 填空題（本題共15分，每空1分）1在沒有阻尼繞組的同步電機(jī)中，忽然短路電流遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)短路電流的原因在于：在短路瞬間，勵(lì)磁繞組阻礙電樞反應(yīng)磁通通過轉(zhuǎn)子主磁路，電樞反應(yīng)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(jī)中，忽然短路電流又遠(yuǎn)大于沒有阻尼繞

17、組時(shí)的忽然短路電流,其原因在于：在短路瞬間，除了勵(lì)磁繞組的阻礙作用以外, 也對(duì)電樞反應(yīng)磁通起阻礙作用,從而使電樞反應(yīng)的磁阻更大、電抗更小，電流更大。3同步電機(jī)忽然短路時(shí),定子繞組的短路電流可以分為：周期性的 、周期性的 、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(jī)忽然短路時(shí),在定子繞組的短路電流中： 同勵(lì)磁繞組的非周期穩(wěn)態(tài)勵(lì)磁電流If0相對(duì)應(yīng)； 和勵(lì)磁繞組的非周期電流衰減分量對(duì)應(yīng)，時(shí)間常數(shù)為Td； 和直軸阻尼繞組的非周期電流衰減分量相對(duì)應(yīng)，時(shí)間常數(shù)為Td； 則同勵(lì)磁繞組中的周期性衰減電流相對(duì)應(yīng)，時(shí)間常數(shù)同為定子繞組的時(shí)間常數(shù)Ta。5MT0變換同dq0變換的差別在于：dq0變換

18、的d、q軸相對(duì)轉(zhuǎn)子是 ；而MT0變換是將M軸取得同 一致。6變壓器的過電壓現(xiàn)象包括： 和 。7在研究雷擊引起的變壓器大氣過電壓時(shí)，需要考慮 的影響，其原因在于雷電波沖擊時(shí)間短，等效高頻電源。 8空載的同步電機(jī)單相（設(shè)為A相）對(duì)中點(diǎn)穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，A相電流的三個(gè)相序分量相等，都等于A相穩(wěn)態(tài)短路電流的 。三、 單選題（每題只有一個(gè)答案是正確的，請(qǐng)將正確答案的標(biāo)號(hào)填入括號(hào)里，每小題2分，共12分）1. 直流電動(dòng)機(jī)接成并勵(lì)方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入電流I、電樞電流Ia和勵(lì)磁電流If三者之間的關(guān)系為 。 （ ） A I=If+Ia B Ia=I+If C Ia=I=If D If=I+Ia 2. 一臺(tái)正在運(yùn)行的并

19、勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1450轉(zhuǎn)/分，現(xiàn)將其停下，用改變勵(lì)磁繞組的極性來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向（其他條件不變），則此時(shí)反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速將 。（ ） A 大于1450轉(zhuǎn)/分 B 小于1450轉(zhuǎn)/分 C 等于1450轉(zhuǎn)/分 D 無法判斷3. 一臺(tái)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定電流與額定轉(zhuǎn)矩相等，若起動(dòng)時(shí)它們的電流也相等，則串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 （ ） A 等于 B 大于 C 小于 D 小于或等于4. 在直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)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 。 （ ） A 勵(lì)磁回路電阻太小 B 勵(lì)磁回路電阻太大 C 沒有剩磁或剩磁太弱 D 電樞繞組與勵(lì)磁繞

20、組建立的磁場極性相反5. 同步電機(jī)的直軸瞬態(tài)電抗 直軸同步電抗。 （ ） A 大于或等于 B 大于 C 小于 D 小于或等于6. 同步電機(jī)三相突然短路時(shí)， 。 （ ） 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 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(qǐng)將所有正確答案的標(biāo)號(hào)填入括號(hào)里，每小題3分，共18分）1. 負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的氣隙磁場包括 。 （ ）A 定子繞組電流產(chǎn)生的主磁場 B 定子繞組電流產(chǎn)生的漏磁場C 電樞繞組電流產(chǎn)生漏磁場 D

21、電樞繞組電流產(chǎn)生電樞反應(yīng)磁場2. 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法包括 。 （ ）A 改變電動(dòng)機(jī)電壓的極性 B 調(diào)節(jié)電樞電壓的大小C 調(diào)節(jié)電樞電路中串聯(lián)的可變電阻 D 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電路中串聯(lián)的可變電阻3. 并勵(lì)直流電機(jī)的損耗包括 。 （ ）A 定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的銅耗 B 定子鐵心的鐵耗C 機(jī)械損耗和雜散損耗 D 轉(zhuǎn)子鐵心的鐵耗4. 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速升高時(shí)，保持勵(lì)磁電流不變，發(fā)電機(jī)所帶負(fù)載電阻也保持不變，則 。 （ ）A 勵(lì)磁回路電阻增加 B 發(fā)電機(jī)輸出電壓增加C 發(fā)電機(jī)電樞電流增加 D 定子繞組的銅耗增加5. 在相坐標(biāo)表示的三相感應(yīng)電機(jī)的磁鏈方程中， 是常數(shù)。 （ ）A 定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的自感 B 三

22、相定子繞組之間的互感C 三相轉(zhuǎn)子繞組之間的互感D 定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間的互感6. 同步發(fā)電機(jī)單相短路（另外兩相開路）穩(wěn)態(tài)時(shí)， 。 （ ）A 定子短路電流含有基波分量和一系列3次、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(zhuǎn)子電流中含有直流勵(lì)磁分量和一系列的偶次諧波D 轉(zhuǎn)子電流中含有直流勵(lì)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(duì)稱分量法求解對(duì)稱電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的過程，并說明其優(yōu)點(diǎn)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(biāo)變換得到的？ 3試寫出考慮飽和時(shí)直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)

23、勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式，并說明其物理含義。4. 一臺(tái)17 kW、220 V的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，電樞總電阻（包括電刷接觸壓降電阻）Ra=0.1，在額定電壓下電樞電流為100 A，轉(zhuǎn)速為1450 r/min，并勵(lì)繞組與一變阻器串聯(lián)以限制勵(lì)磁電流為4.3 A，電動(dòng)機(jī)帶有恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。當(dāng)變阻器短路時(shí)，勵(lì)磁電流為9 A，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降到850 r/min，機(jī)械損耗等不計(jì)，試計(jì)算（1） 勵(lì)磁繞組的電阻和變阻器的電阻（2） 變阻器短路后，電樞電流的穩(wěn)態(tài)值（3） 負(fù)載轉(zhuǎn)矩值5有一臺(tái)直流電機(jī)，電樞虛槽數(shù)Z=24，極數(shù)2p=6，試排列一單疊繞組。要求畫出磁極、換向片和電刷及接法。畫出電路圖。*答 案一、 斷題（正確的，請(qǐng)?jiān)?/p>

24、后面括號(hào)里寫“是”，錯(cuò)誤的，請(qǐng)?jiān)诤竺胬ㄌ?hào)里寫“否”。本題共15分，每題1分）（為對(duì)，為錯(cuò)）1. 直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組中的電流都是直流的。 （f ）2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組中的電流方向同感應(yīng)的反電勢(shì)方向是一致的。 （f ）3直流發(fā)電機(jī)的換向器起整流作用；直流電動(dòng)機(jī)的換向器起逆變作用。 （t ）4自勵(lì)是電動(dòng)機(jī)的一種勵(lì)磁方式。 （f ）5在直流電機(jī)中，以虛槽計(jì)算時(shí)，電樞繞組的合成節(jié)距等于換向器節(jié)距。 （t ）6單疊繞組同一磁極下的元件串聯(lián)構(gòu)成一條支路；單波繞組相同極性磁極下的所有元件串聯(lián)構(gòu)成一條支路。 （t ）7直流電機(jī)的電負(fù)荷是指電樞繞組中流過的電流的大小，單位是安培。 （f ）8在考慮飽和時(shí)

25、，直流電機(jī)的交軸電樞反應(yīng)具有去磁作用。 （t ）9當(dāng)電刷沿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向移動(dòng)時(shí)，將出現(xiàn)直軸電樞反應(yīng)磁勢(shì)。對(duì)于發(fā)電機(jī)，該磁勢(shì)是去磁性質(zhì)的；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，該磁勢(shì)是助磁性質(zhì)的。 （t ）10在直流電動(dòng)機(jī)的電磁功率中，包含電樞電阻的損耗。 （f ）11直流發(fā)電機(jī)的外特性是指轉(zhuǎn)速為額定值、勵(lì)磁電流為額定值（或勵(lì)磁回路電阻為固定）時(shí)，輸出電壓與輸出電流之間的關(guān)系。并勵(lì)發(fā)電機(jī)具有硬的外特性；而他勵(lì)發(fā)電機(jī)則具有拐彎的外特性。（f ）12并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在輕載時(shí)，可能出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象。 （f ）13變壓器空載接入電網(wǎng)時(shí)，存在很大的沖擊電流。當(dāng)考慮鐵芯飽和時(shí)，這一沖擊電流比不考慮飽和時(shí)為小。 （f ）14在ABC坐標(biāo)系中

26、，同步電機(jī)的電壓方程式為系數(shù)隨時(shí)間變化的微分方程。（t ）15在dq0坐標(biāo)系中，同步電機(jī)的d（q）軸電壓是由電阻壓降、自身磁鏈變化引起的感應(yīng)電勢(shì)、以及切割對(duì)方軸的磁鏈所引起的運(yùn)動(dòng)電勢(shì)3部分組成的。 （t ）二、 填空題（本題共15分，每空1分）1在沒有阻尼繞組的同步電機(jī)中，忽然短路電流遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)短路電流的原因在于：在短路瞬間，勵(lì)磁繞組阻礙電樞反應(yīng)磁通通過轉(zhuǎn)子主磁路，電樞反應(yīng)磁通只能沿勵(lì)磁繞組的漏磁路閉合，因此磁阻大、電抗小，電流大。2在有阻尼繞組的同步電機(jī)中，忽然短路電流又遠(yuǎn)大于沒有阻尼繞組時(shí)的忽然短路電流,其原因在于：在短路瞬間，除了勵(lì)磁繞組的阻礙作用以外,阻尼繞組也對(duì)電樞反應(yīng)磁通起阻礙作用

27、,從而使電樞反應(yīng)的磁阻更大、電抗更小，電流更大。3同步電機(jī)忽然短路時(shí),定子繞組的短路電流可以分為：周期性的穩(wěn)態(tài)分量 、周期性的 瞬態(tài)分量 、周期性的 超瞬態(tài)分量 ，以及衰減的非周期分量、二次諧波分量等。4同步電機(jī)忽然短路時(shí),在定子繞組的短路電流中： 周期性穩(wěn)態(tài)分量 同勵(lì)磁繞組的非周期穩(wěn)態(tài)勵(lì)磁電流If0相對(duì)應(yīng)； 周期性瞬態(tài)分量 和勵(lì)磁繞組的非周期電流衰減分量對(duì)應(yīng)，時(shí)間常數(shù)為Td； 周期性超瞬態(tài)分量 和直軸阻尼繞組的非周期電流衰減分量相對(duì)應(yīng)，時(shí)間常數(shù)為Td； 非周期衰減分量 則同勵(lì)磁繞組中的周期性衰減電流相對(duì)應(yīng)，時(shí)間常數(shù)同為定子繞組的時(shí)間常數(shù)Ta。5MT0變換同dq0變換的差別在于：dq0變換的d

28、、q軸相對(duì)轉(zhuǎn)子是 固定不動(dòng)的 ；而MT0變換是將M軸取得同 轉(zhuǎn)子磁鏈方向 一致。6變壓器的過電壓現(xiàn)象包括： 操作過電壓 和 大氣過電壓 。7在研究雷擊引起的變壓器大氣過電壓時(shí)，需要考慮 各種電容 的影響，其原因在于雷電波沖擊時(shí)間短，等效高頻電源。 8空載的同步電機(jī)單相（設(shè)為A相）對(duì)中點(diǎn)穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，A相電流的三個(gè)相序分量相等，都等于A相穩(wěn)態(tài)短路電流的 。三、 單選題（每題只有一個(gè)答案是正確的，請(qǐng)將正確答案的標(biāo)號(hào)填入括號(hào)里，每小題2分，共12分）1. A2. C3. B4. D5. C6. D四、 多選題 （請(qǐng)將所有正確答案的標(biāo)號(hào)填入括號(hào)里，每小題3分，共18分）1. A，D2. B，C，D3.

29、A，C，D4. A，B，C，D5. A，B，C6. A，C五、綜合題1. 首先將不對(duì)稱電壓用對(duì)稱分量變換式分解成正、負(fù)、零序分量，再將各序電壓分別作用于電機(jī)，求出電流和轉(zhuǎn)矩等量后，最后用對(duì)稱分量變換式合成三相電流及轉(zhuǎn)矩。通過對(duì)稱分量變換可使各序方程解耦，使問題簡化。2. 派克方程為其中p它是電壓方程，通過dq0坐標(biāo)變換得到的。3. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式 物理含義為，當(dāng)電機(jī)造好后感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于轉(zhuǎn)速和每極磁通；電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式物理含義為，當(dāng)電機(jī)造好后電磁轉(zhuǎn)矩正比于電樞電流和每極磁通4. （1）勵(lì)磁電阻 變阻器電阻 （2）額定運(yùn)行（接變阻器）時(shí)： 電磁轉(zhuǎn)矩： （Nm） 變阻器短路后負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變、空載轉(zhuǎn)

30、矩不變，所以電磁轉(zhuǎn)矩不變因此有： （1） 根據(jù) 有： 解得： ， 代入（1） （A）說明：本題并沒有指出磁通與勵(lì)磁電流成正比（考慮了飽和），如果是用磁通與勵(lì)磁電流成正比的觀點(diǎn)求出的磁通，結(jié)果有出入。請(qǐng)適當(dāng)扣分。（3） （Nm）說明：負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能等于電磁轉(zhuǎn)矩，因?yàn)楹雎詸C(jī)械損耗，但沒有忽略鐵耗，忽略機(jī)械損耗（因?yàn)闄C(jī)械摩擦損耗與轉(zhuǎn)速有關(guān)）只能說明在兩種情況下的電磁轉(zhuǎn)矩相等，空載轉(zhuǎn)矩也相等。所以空載轉(zhuǎn)矩并不等于零。5. 圖略電機(jī)學(xué) 試題（華南理工大學(xué)電力學(xué)院）姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào)（指班內(nèi)序號(hào)）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；

31、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(jī)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(dá)到最大值。4. 為了使電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)為。6. 短距因數(shù)的物理意義為。7. 一相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式為；其中的匝數(shù)N是指。8. 對(duì)稱三相繞組、通對(duì)稱三相電流，產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。其旋轉(zhuǎn)的規(guī)律為： ；其幅值為單相磁動(dòng)勢(shì)的 倍。9. 同步旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n（轉(zhuǎn)每分鐘）、極對(duì)數(shù)p、電流頻率f之間的關(guān)系為n= 。10. 感應(yīng)電機(jī)

32、轉(zhuǎn)子反應(yīng)的物理意義為。11. 為了獲得感應(yīng)電機(jī)的T型等效電路，需要對(duì)轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行和歸算。13. 感應(yīng)電機(jī)做堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的頻率為 。14. 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)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(jī)械功率（轉(zhuǎn)換功率）PW。二者同Pem的關(guān)系為pcu2= ；PW = 。15. 同步電機(jī)的電樞反應(yīng)是指。16. 同步發(fā)電機(jī)的空載特性是指：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持同步、電樞繞組開路時(shí)， 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(duì)于凸極同步發(fā)電機(jī)，已知電樞電流I、電壓U、功率因數(shù)cosj、Xd、Xq，求取勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)E0時(shí)，需

33、要利用一個(gè)虛擬電動(dòng)勢(shì)EQ來求取I和E0的夾角Y0。 。19. 同步發(fā)電機(jī)機(jī)投入并網(wǎng)的條件為：1)相序相同；2)；3)。二、正確的打“”；錯(cuò)誤的打“”（25分）1. 變壓器一次側(cè)接額定電壓不變，則負(fù)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(shí)，電動(dòng)勢(shì)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(shí)，如果變壓器主磁通為正弦波，則產(chǎn)生主磁通勵(lì)磁電流也是正弦波。 （ ）4三相變壓器繞組采用Y，d連接時(shí)，共有1、3、5、7、9、11六個(gè)組號(hào)。 （ ）5對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相電流時(shí)，除產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)

34、勢(shì)外，還會(huì)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(dòng)勢(shì)。 （ ）6對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相電流，當(dāng)某相電流達(dá)到交流的最大值時(shí)，基波合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波的幅值就將與該相繞組的軸線重合。 （ ）7只要電源電壓不變，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的鐵耗就基本不變。 （ ）8當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子接電源、轉(zhuǎn)子短路堵轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的電磁功率、輸出功率和電磁轉(zhuǎn)矩均為零。（ ）9對(duì)繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子串電阻可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；對(duì)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，定子繞組串電阻可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 （ ）10對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，進(jìn)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(jī)的氣隙合成磁場超前于轉(zhuǎn)子主磁場，則電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電

35、機(jī)狀態(tài)。 （ ）12對(duì)于隱極同步發(fā)電機(jī)，其同步電抗等于電樞反應(yīng)電抗。 （ ）13通常同步發(fā)電機(jī)工作在過勵(lì)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(shí)，變壓器的勵(lì)磁電流同其產(chǎn)生的主磁通同相位。 （ ）16變壓器的空載試驗(yàn)通常在高壓側(cè)加電壓、測量。 （ ）17電角度機(jī)械角度2p。 （ ）18雙層疊繞組的最多并聯(lián)之路數(shù)為。 （ ）19正?？蛰d運(yùn)行的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，忽然一相斷線，則必然停轉(zhuǎn)。 （ ）20感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩同轉(zhuǎn)子電阻成正比。 （ ）21感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)很高。 （ ）22同步發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)勵(lì)磁就可以調(diào)節(jié)輸出的有功。 （ ）23忽

36、略電樞繞組電阻時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的短路電流為純直軸分量Id。 （ ）24忽略電樞繞組電阻、負(fù)載cosj=0時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的輸出電流為純交軸分量Iq。 （ ）25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(fù)載運(yùn)行時(shí)，建立主磁通的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)是 。A 一次繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) B 二次繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) C 一次和二次繞組產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì) D 以上都不對(duì)2一臺(tái)三相電力變壓器，二次側(cè)帶對(duì)稱負(fù)載，且輸出電壓恰好等于其二次側(cè)的空載電壓，則該負(fù)載一定是 。A 純電阻負(fù)載 B 電感性負(fù)載C 電容性負(fù)載 D 無法判斷3兩臺(tái)容量不同、變比和連接組別相同的三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，則變壓器所分擔(dān)的容量之標(biāo)

37、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(biāo)幺值成正比 D 與短路阻抗標(biāo)幺值成反比4由定子對(duì)稱三相繞組產(chǎn)生的 次空間諧波磁動(dòng)勢(shì)，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(dòng)勢(shì)，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(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)與直接起動(dòng)時(shí)相比， 。 A 起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均減小 B 起動(dòng)電流減小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加C 起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均增加 D 起動(dòng)電流增加、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小7三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系為。A 始終同步 B 相對(duì)定子反

38、向C 相對(duì)定子同向、但不同步 D 有時(shí)同步、有時(shí)失步8同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，有功功率一定，則 同步發(fā)電機(jī)的電樞電流最小。A 過勵(lì)時(shí) B 正常勵(lì)磁時(shí) C 欠勵(lì)時(shí) D 勵(lì)磁電流最小時(shí)9凸極同步電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞繞組產(chǎn)生的氣隙電動(dòng)勢(shì) 是由 產(chǎn)生的。 A 轉(zhuǎn)子主極磁動(dòng)勢(shì)和直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)共同B 轉(zhuǎn)子主極磁動(dòng)勢(shì)和交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)共同C交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)和直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)共同D 轉(zhuǎn)子主極磁動(dòng)勢(shì)、交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)和直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)共同10汽輪發(fā)電機(jī)與水輪發(fā)電機(jī)的差別為。A汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu) B水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速快C汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子半徑大 D水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子體積大11單相變壓器U1N /U2N=220/110V，如果一次側(cè)接

39、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(shí)，空載電流為；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 1AB 2/3AC 1.5AD 3A13一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其空載轉(zhuǎn)速為730轉(zhuǎn)/分鐘，則其極數(shù)2p= 。A2B4C6D8四、簡答題（15分）1. 寫出變壓器的基本方程式（電壓、磁勢(shì)等）2. 畫出異步電機(jī)的T型等效電路、并標(biāo)明各參數(shù)。3. 畫出凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖（滯后功率因數(shù)時(shí)），并標(biāo)明各相量、角度。五、計(jì)算（14分）1. 單相變壓器IN15.15A，U1N/U2N6600/6300V，f50Hz，短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)行（繞組溫度已經(jīng)為75）：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略勵(lì)磁支路，假定R1= R2、X1s=X2s，求R1、X1s、R2、