(完整word版)课堂测验2-交流电机理论的共同问题(含参考答案)(重庆大学)

重庆大学电机学（1）课堂测验二
2012~2013学年第一学期
考试方式：测验日期：时间：120分钟
一、单项选择题（每小题2分，共20分）
1．一个p对极的三相交流线圈，两个有效边在空间的电角度为170°，则其对应的机械电角度为 C 。

A．p×170°；B．2p×170°；C．170°/p；D．170°/2p 2．一个整距线圈产生的磁动势波形为 B 一个极相组线圈产生的基波合成磁动势波形为A。

A．正弦波；B．矩形波；C．阶梯波；D．尖顶波3．三相感应电动机2p=8，接到频率为50Hz的电网上，定子三相对称电流产生的基波合成磁动势转速为B 。

A．600转／分；B．750转／分；C．1000转／分；D．1500转／分
4．已知线圈的节距y1=5τ/6，则该线圈的基波节距因数为 C 。

A．sin30°；B．sin45°；C．sin75°；D．sin90°；E．sin108°5．一台Ｙ接法的三相感应电动机，定子绕组一相断线时，它所产生的基波磁动势是 D 。

A．恒定磁动势；B．脉振磁动势；
C．圆形旋转磁动势；D．椭圆形旋转磁动势
6．在感应电动机电枢回路中串入电阻起动，可 D 。

A．减小起动电流，增大起动转矩；B．减小起动电流，减小起动转矩；
C．增大起动电流，增大起动转矩；D．减少起动电流，启动转矩无法确定
7．感应电动机的功率平衡方程中，总机械功率可表示为 C 。

A．s)/s
-
(1
2
2
2
2
'
'R
I
m；B．s)/s
-
(1
2
2
2
1
R
I
m；C．s)/s
-
(1
2
2
2
2
R
I
m；D．s P e 8.拖动恒转矩负载的三相感应电动机，保持磁通不变，当f1=50Hz时，
n=2900r/min，若降低频率到f1=40Hz时，电动机的转速为 C 。

A．2900r/min；B．2320r/min；C．2300r/min；
封线密
D．2400r/min
9.设三相感应电动机在额定状态运行时的定、转子铁耗分别为p Fe1
和p Fe2，则 C 。

A．p Fe1<p Fe2；B．p Fe1=p Fe2；C．p Fe1>p Fe2；D．p Fe1≈p Fe2 10.感应电动机满载起动时的起动转矩 C 空载起动时的起动转
矩。

A．大于；B．小于； C．等于； D．不确定
二、填空题（每空2分，共22分）
1．在三相对称绕组中通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势为圆形旋转磁动势，其幅值取决于绕组设计和电流大小，转速取决于电流频率和极对数，转向取决于电流相序和绕组布置。

2．基波绕组因数的物理意义是既考虑绕组短距、又考虑绕组分布时，整个绕组的合成电动势所须的总折扣。

3．变压器相绕组的电动势计算公式为Eφ=4.44fN1φm，交流旋转电机单相绕组的电动势计算公式为Eφ=4.44fN k w1φ1，两者的主要差别在变压器中N1表示一相绕组的实际匝数，交流电机N k w1表示一相绕组的等效匝数和变压器φm表示主磁通幅值，交流电
机φ1表示每极磁通量。

4. 对三相绕线式感应式电动机，在其他条件不变的情况下，增加转
子回路总电阻，一般会引起以下变化：起动电流减小，最大电磁转矩不变，临界转差率增大。

三、简答题（每小题10分，共20分）
1．三相绕组的轴线位置如图所示，如果三相绕组的电流分别为
i A=I m cos(ωt)，i B=I m cos(ωt+1200)，i C=I m cos(ωt+2400)。

当ωt=900时，
试分析并画出基波合成磁动势的轴线位置及其转向。

（10分）
答：
当某
相电流达到最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值F1就与该相绕组的轴线重合。

当ωt=0时，F1与A相轴线重合，当ωt=120°时，F1与C相轴线重合，当ωt=240°时，F1与B相轴线重合。

B
C
A
B
C
由于在三相对称绕组中通入的是对称的负序电流，电流达到最大值的次序为A-C-B ，因此，F 1的转向为A-C-B-A ，当ωt =900时，
F 1的位置及转向如图所示。

2．某感应电动机的额定频率为50Hz ，转差率为0.02，极对数为2。

试分析：（1）转子的机械转速；（2）定子磁场相对于定子的转速；（3）定子磁场相对于转子的转速；（4）转子磁场相对于转子的转速；（5）转子磁场相对于定子的转速。

（10分） 答：min /r p f n s 15002
60
5060=⨯==
（1） 转子机械转速：=-⨯=)s (n n s 11500⨯（1-0.02）=1470r/min
（2）定子磁场相对于定子转速为同步转速1500r/min
（3）定子磁场相对于转子的转速为
n n s -=1500r/min-1470r/min=30r/min
（4）转子磁场频率f r =102.050=⨯=sf Hz
转子磁场相对于转子的转速=min /r p f s 302
1
6060=⨯=
（5）因为转子磁场与定子磁场转速相同，因此转子磁场相对于定
子的转速为同步转速1500r/min
四、 计算题（共38分）
一台Y 联接的三相同步发电机，2p=4，Q=36槽，采用三相双层叠绕组，线圈节距y 1=7τ/9，线圈匝数N c =3，并联支路数a=1，基波频率f 1=50Hz ，基波磁通量Ф1=0.75Wb ，定子相电流的有效值为30A 。

试求：
(1) 基波绕组因数k w1；（4分） (2) 基波线电动势E L1；（4分）
(3) 单相绕组的基波磁动势幅值F 1；（2分）
(4) 三相绕组的基波磁动势幅值F 1。

（2分）
解： 360236020Q 36p α︒⨯⨯=
== Q 36
32232
q mp ===⨯⨯ Q 36
924
p τ=
== 1
17
sin(
90)sin(90)0.93979p y k τ=⨯︒=⨯︒=
(完整word 版)课堂测验2-交流电机理论的共同问题(含参考答案)(重庆大学)
1320
sin
sin 220.959820
3sin sin
22
d q k q αα⨯=
==⨯ (1) 1110.9019w p d k k k =⨯= (2) 243
3361
c pq N N a ⨯=
=⨯= 1114.44 4.4450360.90190.755406()w E fNk V φφ==⨯⨯⨯⨯=
1154069363.5()L E V φ=== (3) 1
10.9
0.9360.901930/2438.3234()w Nk F I A p
φφ==⨯⨯⨯= (4) 1
1 1.35
1.35360.901930/2657.4851()w Nk F I A p
φ==⨯⨯⨯= 2.一台三相3对极的绕线型感应电动机，额定转速为980r/min ，转子每相电阻为0.02Ω，输入功率为3kW 。

设负载转矩不变，在转子上串入电阻调速，使其转速降为900r/min ，忽略机械损耗和铁耗，试求：（1）每相串
入的电阻值；（2）串入电阻后转子电流的频率；（3）串入电阻后电机的输入功率。

（10分）
（评分标准：有公式给一半左右分数，计算结果正确无公式不扣分，
只给出结果无过程，酌情扣分；起始计算结果错误，扣一次分数，
而后认为此结果正确，不累积扣分，直到再次出现错误。

）
答：（1）min /r p
f
n s 100060==
调速前转差率为：020*******
10001.n n n s s s =-=-= （1分）
调速后转差率为：101000
900
10002.n n n s s s =-=-= （1分）
由于转矩不变，所以
2
2
11s r s r = r 2=0.1Ω，因此需串入0.08Ω电阻 （4分）
（2）Hz .sf f 5501012=⨯== （2分） （3）串入电阻前后，定子电流不变，功率因数也不变，只是
铜耗增加，因此输入功率依然为3kW 。

（2分）
3．一台额定功率为7.5kW 的三相6极感应电动机，定子绕组Δ接，
额定电压为380V ，额定频率为50Hz ，额定转速为960r/min ，额
定功率因数为0.8（滞后），定子铜耗为474W ，铁耗为231W ，
机械损耗为45W ，附加损耗为37W 。

试计算额定负载时：（1）
电磁功率；（2）效率；（3）定子线电流。

（16分）
(完整word 版)课堂测验2-交流电机理论的共同问题(含参考答案)(重庆大学)
答：（1）输出功率P 2=额定功率P N =7500W （2分）
机械功率P Ω=P 2+p Ω+p Δ=7500+45+37=7582W （2
分）
电磁功率P e = P Ω/1-s=7898W （2分） （2）输入功率P1=7898+474+231=8603W （2分） 效率%.P P 2878603
7500
12====
输入功率输出功率η （2分）
（3）由于为Δ接，相电压与线电压相同，所以： （2
分）
A ..cos U P I 4398
038038603
3111=⨯⨯==
ϕφ （2分）
A ...I cos U P I 3168
03807318603
331
111=⨯⨯=
⨯==
φϕ （2分）。