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文檔簡介
山東科技大學(xué)2008年研究生電機(jī)與電力拖動(dòng)》考試試卷姓名 準(zhǔn)考證號(hào) 題號(hào)—一二三總得分評卷人審核人得分一、填空題(每題1分,共10分)1、 在交流磁路的分析計(jì)算時(shí),磁通量和磁通密度用它們白 表示,磁動(dòng)勢、磁場強(qiáng)度則分別用它們的 表示。2、 異步機(jī)的額定功率是指電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí) 功率。3、 三相異步機(jī)繞組,原并聯(lián)支路數(shù)為1,電機(jī)的A相額定電流為IN;現(xiàn)將該電機(jī)的極相組TOC\o"1-5"\h\z重新聯(lián)接,并聯(lián)支路數(shù)變?yōu)?,此時(shí)A相額定電流變?yōu)椋?。4、 異步機(jī)的主磁路中存在氣隙,因此異步機(jī)的激磁電流與變壓器相比相對 。5、同步發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性中,當(dāng)負(fù)載為感性或純阻性時(shí),為補(bǔ)償電樞電流所產(chǎn)生的 性的電樞反應(yīng)和漏阻抗壓降,隨著電樞電流的增加,必須相應(yīng)地增加勵(lì)磁電流,因此調(diào)整特性是上升的。6、直流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向 。7、 異步機(jī)進(jìn)行頻率歸算時(shí)(未進(jìn)行繞組歸算),轉(zhuǎn)子電阻由R2變?yōu)镽2/s,R2/s中包含了代表歸算前轉(zhuǎn)子輸出總機(jī)械功率所對應(yīng)的分量,該分量的大小為 。8、 變壓器的繞組歸算時(shí),變壓器的變比為k,當(dāng)二次繞組歸算到一次繞組時(shí),電動(dòng)勢和電壓應(yīng) 。阻抗應(yīng) 。二、問答題(每題10分,共60分)1、在直流發(fā)電機(jī)中,電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)是怎樣的?如果逆電樞旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)又會(huì)怎樣?(10分)2、 下圖為某三相異步電動(dòng)機(jī)定子A相繞組的四個(gè)線圈,請將四個(gè)線圈連接成一個(gè)并聯(lián)支路數(shù)為1的繞組。如果將四個(gè)線圈順序串聯(lián)行不行?為什么?(10分)A1X1A2X2一1一2—3— 一10—11一12— 一19一20—21— 一28—29—30—3、 異步機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)速與同步速、轉(zhuǎn)子磁場與電樞磁場、電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向是怎樣的關(guān)系?結(jié)合異步機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的工作原理分析:異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)定子磁動(dòng)勢F1與激磁磁動(dòng)勢Fm的關(guān)系。(10分)4、 試說明隱極同步發(fā)電機(jī)帶上容性負(fù)載時(shí),可能出現(xiàn)的電樞反應(yīng)(10分)5、 繪出感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻變化時(shí)的Te-s曲線,結(jié)合曲線分析轉(zhuǎn)子電阻變化對感應(yīng)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響。(10分)6、 同步發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié),繪出激磁磁動(dòng)勢與電流的相量圖,并分析電機(jī)在“正常勵(lì)磁”“過勵(lì)”“欠勵(lì)”三種狀態(tài)下的輸出功率性質(zhì);在過勵(lì)與欠勵(lì)兩種情況下發(fā)電機(jī)的激磁電流、激磁電動(dòng)勢、電樞電流及電樞電流的有功與無功分量的變化情況。(10分)三、計(jì)算題(每題10分,共30分)1、 某工廠電力設(shè)備所消耗的總功率為2400KW,cos申=0.8(滯后),今欲添置功率為400KW的電動(dòng)機(jī)。現(xiàn)有400KW,cos申=0.8(滯后)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和400KW,cos申=0.8(超前)的同步電動(dòng)機(jī)可供選用,試問在這兩種情況下,工廠的總視在功率和功率因數(shù)各為多少?(10分)2、 有一臺(tái)Y接、380V、50Hz、額定轉(zhuǎn)速為1444r/min的三相繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī),其參數(shù)為R]=0.4Q,R2'=0.4Q,X]o=X2;=1Q,Xm=40Q,Rm略去不計(jì),定轉(zhuǎn)子的電壓比為4。試求:額定負(fù)載時(shí)的(1)轉(zhuǎn)差率;(2)定、轉(zhuǎn)子電流;(3)轉(zhuǎn)子的頻率和每相電動(dòng)勢。(10分)3、 一臺(tái)四極并勵(lì)直流發(fā)電機(jī),Pn=82KW,UN=230V,nN=970r/min,電樞電阻Ra=0.0259Q,電刷壓降2AUs=2V,勵(lì)磁繞組電阻Rf=22.8Q,額定負(fù)載時(shí)勵(lì)磁繞組中串入3.7Q的電阻?;捐F耗與機(jī)械損耗共計(jì)4.3KW,附加損耗為額定功率的5%。求額定負(fù)載時(shí)輸入功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩、效率。(10分)
答案一、填空題(每空1分,共10分)1、 最大值有效值2、 軸上輸出的機(jī)械功率3、 4IN4、 去磁性的5、 較大6、 相同7、(1-S)R/S8、乘以K乘以K2二、分析(60)1、答:直流電機(jī)為發(fā)電機(jī),電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度對主極磁場而言,直軸電樞反應(yīng)將是去磁的;如果逆電樞旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)將是增磁的。2、答:不能順序串聯(lián),由于極相組A的電動(dòng)勢與極相組X的電動(dòng)勢方向相反,電流方向也相反,為避免電動(dòng)勢在相抵消或者電流形成的磁動(dòng)勢相抵消,串聯(lián)時(shí)應(yīng)把極相組A和極相組X反向串聯(lián)。正確的接線如下:A1X1 A2 X2A一1一A1X1 A2 X2A一1一2一3|-10一11一12—|1-28—29—30—3、 答:異步機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步速;轉(zhuǎn)差率0vsv1;轉(zhuǎn)子受旋轉(zhuǎn)磁場的切割而感生電流;轉(zhuǎn)子電流與磁場相作用產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)性的電磁轉(zhuǎn)矩。異步機(jī)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步速,此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的相對速度接近于零,所以轉(zhuǎn)子電流很小,可以近似認(rèn)為12?0,即F2近似為零。所以空載時(shí)F1與Fm近似相等。4、 答:隱極同步發(fā)電機(jī)的主極勵(lì)磁后產(chǎn)生F,F(xiàn)在電樞繞組內(nèi)感生E,E滯后于F9000000度電角。電樞繞組中的E0會(huì)在電樞與負(fù)載組成的回路中產(chǎn)生電樞電流I。I與E0的相角關(guān)系取決于電樞與負(fù)載組成的回路總的阻抗。在時(shí)空統(tǒng)一矢量圖中,I與F同相位,將F分解作aaF和F。電機(jī)帶容性負(fù)載后,電樞與負(fù)載組成的回路中包含了電機(jī)感性的同步電抗及負(fù)載adaq
的容性阻抗。當(dāng)外電路容性負(fù)載較小即回路總負(fù)載呈感性時(shí),7滯后于E0,F是去磁的Fadaq是交磁的;當(dāng)回路總負(fù)載呈純阻性時(shí),I與E同相位,F(xiàn)是交磁的;當(dāng)回路總負(fù)載呈容性時(shí),aI超前于E,F(xiàn)是增磁的F是交磁的;adaq5、Tet繪圖正確圖中1234四條曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)子電阻由小變大,感應(yīng)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比與定轉(zhuǎn)子漏抗之和近似成反比所以最大轉(zhuǎn)矩不隨轉(zhuǎn)子電阻變化而改變;加轉(zhuǎn)子電阻,sm變大,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨之增大,直到大到最大轉(zhuǎn)矩為止。6、答:正常勵(lì)磁時(shí):發(fā)電機(jī)的輸出功率全部為有功功率。過勵(lì): If>I*,此時(shí)激磁電動(dòng)勢增加為E,因Esin5=const所以其端點(diǎn)應(yīng)落在水平ff 0 0線AB上;相應(yīng)的電樞電流變?yōu)镮,因Icosp=const所以其端點(diǎn)落在垂直線CD上;此時(shí)電樞電流將落后于電網(wǎng)電壓,電樞電流中除有功分量外還含有滯后的無功分量;發(fā)電機(jī)的輸出功率除有功功率外還含有滯后的無功功率
欠勵(lì): If<1,此時(shí)激磁電動(dòng)勢減小為E',因E0sin6=const所以其端點(diǎn)應(yīng)落在水平ff 0 0線AB上;相應(yīng)的電樞電流變?yōu)閼?,因Icos9=const所以其端點(diǎn)落在垂直線CD上;此時(shí)電樞電流將超前于電網(wǎng)電壓,電樞電流中除有功分量外還含有超前的無功分量;發(fā)電機(jī)的輸出功率除有功功率外還含有超前的無功功率三、計(jì)算(30分)1、解:工廠原有的功率情況為:有功功率: P=2400KW視在功率: S=P/cos申=2400/0.8=3000KVA因cos申=0.8(滯后)故sin申=0.6,于是無功功率為:Q=Sxsinp=3000x0.6kVAr=1800kVAr當(dāng)選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)總有功功率 P'=(2400+400)KW=2800KW總無功功率Q'=(1800+400/0.8x0.6)kVAr=2100kVAr(滯后)總視在功率S'=\;'P2+Q2=\28002+21002=3500kVA總功率因數(shù)不變,cos0=0.8(滯后)選用同步電機(jī)時(shí)總有功功率P''=(2400+400)kW=2800kW總無功功率 Q''=(1800-400/0.8x0.6)kVAr=1500kVAr(滯后)總視在功率 S''=\Pn2+Q2={28002+15002=3176kVA總功率因數(shù): cos0'=P'7Q''=2800/3176=0.8815(滯后)2、解:R=0.4X.=1 X'=1RL=0.4—1 1? ‘2? 2I—L^sL^s1)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1444可確定電機(jī)的同步速為1500
_n一n_1500一1444_=—s = =3?/33%1500sNnsNns定子阻抗:Z二R+jX1二0.4+j1轉(zhuǎn)子阻抗:R,+R,+jX‘-s 2b二10.714+j1激磁阻抗二R+jX二j40m所以定子電流轉(zhuǎn)子電流變壓比為4所以I1—Z+Z//Z'1m2=20.175Z-24.20轉(zhuǎn)子電流變壓比為4所以I1—Z+Z//Z'1m2=20.175Z-24.200JI1X缶=19?04"9?560m2=I'Xk=19.04X4=76.17423)額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子的頻率和每相的電動(dòng)勢值???E2=12Z2=204.93Z-4.220E2=204.93一4=51?233、解:額定電流二P二82K二356.5ANUN230額定勵(lì)磁電流U二 N——fR+Rf fr額定電樞電流二I+1二356.5+
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