电机学考试试卷及答案四套..

电机学考试试卷及答案四套..
电机学考试试卷A卷
⼀、填空题（每空1分共40分）
1 构成电机主磁路的主要材料为，其磁导率远
远真空的磁导率，并且随磁路饱和程度的增加⽽。

2 ⼀台额定频率为50的变压器，接于60、6/5倍变压器额定电
压的电⽹上运⾏，则磁路的饱和程度，激磁电流，激磁电抗，漏电抗，铁耗。

（填增⼤、减⼩或不变）
3 ⼀台三相变压器，额定电压为6000/380V，Y，d联接，其变⽐
为；如果把原边匝数减少10%，外加电压仍为6000V，此时变压器的副边开路相电压为（忽略漏阻抗压降）。

4 在单相变压器中，为了保证主磁通的波形为正弦波，空载电流
波形应是波，其主要成分包括基波分量与分量。

在Y，d11三相变压器中，外施电压为正弦波，空载时⾼压边电流波形为波，这是因为其分量不能流通，⽽主磁通波形为波，低压边相电动势波形为波；若该三相变压器低压边开路，且三⾓形出现断线故障，则主磁通波形为
波，低压边相电动势波形为波。

5 ⼀台变⽐为10的降压变压器，从低压侧做空载实验求得的激
磁阻抗标⼳值为16，则⾼压侧激磁阻抗标⼳值为；从低压侧做空载实验测得的空载损耗为200W，若从⾼压侧做空载实验，则测得的空载损耗应为。

6 ⼀台⾃耦变压器的额定容量为，变⽐为，则其电磁容量
为，效益系数为。

7 两台额定电压相等的变压器并联运⾏，必须严格保证其相同。

8 电流互感器副边绝对不允许，电压互感器副边绝对
不允许。

9 ⼀台三相同步发电机，极对数为 2，定⼦总槽数为 36，双层
绕组，则每对极下每相绕组包括
个线圈组，每个线圈组由个线圈串联组成，⼀相绕组的最⼤可能并联⽀路数为。

10 采⽤、分布绕组可以削弱绕组电动势与磁动势的⾼
次谐波分量，改善其波形。

为了同时削弱5、7次谐波分量，对于双层绕组，应选取节距等于倍极距。

11 三相同步发电机，定⼦三相对称绕组流过三相对称电流，则
其每相绕组产⽣的磁动势性质为
磁动势，⽽三相绕组的基波合成磁动势性质为
磁动势。

12 分析同步发电机电枢反应的性质，可以采⽤图。

13 从时间概念⽽⾔，同步电机功率⾓
是。

14 同步发电机并⽹运⾏。

若原动机不做调节⽽调节励磁电流，
则同步发电机的输出有功功率
、输出⽆功功率；若励磁电流不做调节⽽调节原动机则同步发电机输出有功功率、输出⽆功功率（填改变或不变）。

15 变压器的正序电抗负序电抗；同步电机的正序电抗
负序电抗（填⼤于、⼩于或等于）。

⼆、作图题（共30分）
1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T”型等效电路，标注其电阻、电抗参数，并说明其物理意义。

（10分）
2 指出下图所⽰三相变压器各相原副绕组同名端，并做相量图判断其联接组标号。

（10分）
3 ⼀台并联于⽆限⼤电⽹的隐极同步发电机，调节其励磁电流⽽原动机不做调节，做出此时的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹（忽略电枢电阻与饱和）。

（5分）
4 ⼀台凸极同步发电机，已知其*＝1、*＝0.8、U*=1、I*=1、功率因数⾓φ＝90o，做出其电动势相量图，并标注d、q轴以及励磁电动势相量的具体数值（不考虑磁路的饱和并忽略电枢电阻）。

（5分）
三、计算题（共30分）
1 ⼀台三相变压器， 25，U126/0.4，阻抗电压4%，额定负载时的
短路损耗300W， Y，y0联接，
(1) 求短路参数的有名值及标么值；（7分）
(2) 负载电流为额定电流的0.6倍且负载为纯电阻性质，求
此时的电压调整率。

（3分）
2 两台额定电压相同的变压器并联运⾏，已知：3000，5%；3000，
10%。

(1) 总负载为3000时，两台变压器的负载分别是多少？（2
分）
(2) 为了不使任⼀台变压器过载，两台变压器的最⼤总输出
容量是多少。

（3分）
3 ⼀台三相交流凸极同步发电机，额定电流100A，Y接法，极对
数3，双层绕组，每相绕组串联匝数为100匝，同步转速1000转/分钟，基波绕组因数0.9456，三次谐波绕组因数0.578，空载情况下⽓隙基波与三次谐波每极磁通量分别为
Φ=0.197、
1
Φ=0.003，忽略其它⾼次谐波分量。

3
(1) 求基波感应电动势的频率；（1分）
(2) 空载情况下，求每相绕组基波感应电动势与三次谐波感
应电动势的有效值；（2分）
(3) 在三相绕组通过三相对称额定电流情况下，求三相绕组
合成基波与三次谐波磁动势的幅值。

（2分）
4 ⼀台三相汽轮发电机数据如下，31250，10.5（Y接），Φ0.8（滞后），定⼦每相同步电抗为7.0Ω（不饱和值），定⼦电阻略去不计，此发电机并联运⾏于⽆穷⼤电⽹。

(1) 发电机在额定状态下运⾏，计算此时的功率⾓、输出有功功率和⽆功功率；（4分）
(2) 若维持上述励磁电流不变，当输出有功功率减半时，电枢电流、功率因数、功率⾓和⽆功功率将变为多少？（6分）
电机学考试试卷B卷⼀、填空题（每空1分，共30分）
1. 变压器主磁通的主要作⽤是，其路径为；漏磁通的主要作⽤
是，其路径为。

2. 单相变压器加额定正弦电压时，其空载电流的波形为，主磁
通的波形为；联结的三相变压器组加三相额定正弦电压时，其空载电流的波形为，主磁通的波形为，相电动势的波形为，线电动势的波形为。

3. 变压器空载运⾏时，如外加电压下降，其它不变，则主磁通
将会；如果电源频率下降，其它不变，则主磁通将会。

（填上升或下降）
4. 变压器T型等效电路中激磁电阻的物理意义是，它⽤电桥来
测量。

（填能或不能）
5. 单相交流绕组通⼊正弦交流电流产⽣磁动势。

三相对称交流
绕组通⼊三相对称交流电流产⽣的合成基波磁动势为磁动势，其转向决定于，当B相电流最⼤时，其幅值位于。

6. 同步电机采⽤绕组和绕组削弱⾼次谐波电动势与磁动势以
改善其波形。

为削弱5次和7次谐波分量，应选取的绕组节距等于倍极距。

7. 同步发电机负载运⾏时基波对基波的影响称为电枢反应，其
性质决定于⾓。

8. 同步发电机并⽹时绝对满⾜的条件是；变压器并联运⾏时绝
对满⾜的条件是。

9. 同步电机功率⾓的物理意义在时间上为；在空间上为。

10. 并联于⽆限⼤电⽹运⾏的同步发电机调节有功功率必须调
节；仅调节励磁，改变的是同步发电机的功率。

⼆、作图题（第1题10分，第2题5分，共15分。

在答题纸上解答。

）
1. 画出三相变压器3联结的电动势位形图，并在下图中画出其接线图。

2. 画出并联于⽆穷⼤电⽹运⾏的三相隐极同步发电机保持输
出⽆功不变⽽调节有功的相量图，并作出励磁电动势
E 和
0电枢电流I 的变化轨迹（忽略电枢电阻，并不计饱和）。

三、计算题（第1题20分，第2题15分，第3题20分，共55分。

在答题纸上解答。

）
1. ⼀台额定容量为2500，额定电压为60/6.3，11联接的三相
变压器，空载损耗7700W 0=p ，归算到⾼压侧的短路阻抗
Ω=62.115Z k ，额定电流时的短路损耗31590W
k N =p ，求：（1）短路电阻和短路电抗的标么值；
（2）满载且φ2＝0.8（超前）时的电压调整率和低压侧电压；
（3）满载且φ2=0.8（滞后）时的效率；
（4）与⼀台额定容量为3000，额定电压为60/6.3，短路电
压为7.5％，11联接的三相变压器并联运⾏时，在不允
许任何⼀台变压器过载情况下最⼤输出的总负荷容量。

2. ⼀台三相异步电动机，额定频率为50，极数为4，定⼦采
⽤双层分布短距绕组，Y 接线。

定⼦总槽数为36，定⼦绕组
线圈节距为7槽，每个线圈的匝数为20，并联⽀路数为1，
每极基波磁通量为0.00398。

试求：
（1）定⼦绕组基波相电势的有效值；
（2）当定⼦相电流为20A 时，基波合成磁势的幅值。

3. ⼀台并联于⽆限⼤电⽹运⾏的汽轮发电机的额定数据如
下：额定容量为7500，额定电压为3150V （Ｙ接），φ0.85
（滞后），同步电抗为1.5Ω，忽略定⼦电阻，在不考虑饱和
的情况下，求：
（1）发电机额定运⾏时的功率⾓、励磁电动势、电磁功率及
过载能⼒；
（2）保持额定运⾏时的励磁电流不变，有功功率减⼩⼀半时，
发电机的功率⾓、电枢电流以及功率因数。

电机学考试试卷C卷
⼀、填空题（每空1分，共40分，本题答案写在卷⾯上）
1．⼀台三相六极异步电机，接于50赫兹的三相对称电⽹上。

电机同步速为转/分；当转⼦转速为970转/分时，转差率为，此时电机运⾏于状态，转⼦电流的频率为，转⼦电流产⽣的基波磁动势以转/分的转速切割转⼦，以转/分的转速切割定⼦；当转⼦转速为－400转/分时，电机运⾏于
状态。

2．三相异步电动机和三相变压器相⽐，其激磁阻抗标⼳值，这是因为。

3．异步电动机的功率因数总是的（滞后或超前），这是由于。

4．⼀台50赫兹，380伏的三相异步电动机，若接于60赫兹，380伏的电源上，当负载转矩不变时，则激磁电流，电机的转速，最⼤电磁转矩，最初起动转矩。

（填增⼤，减⼩或不变）
5．三相异步电动机的最⼤电磁转矩与转⼦电阻，临界转差率与转⼦电阻，最初起动转矩与转⼦电阻。

6．深槽式与普通笼型异步电动机在额定电压下起动时相⽐较，最初起动电流倍数，最初起动转矩倍数。

7．⼀台⿏笼式异步电动机，原来转⼦是铜条的，后因损坏⽽改为铸铝，在额定电压下，如果输出转矩不变，改换为铸铝后，则电动机的转速，定⼦电流，转⼦电流，输⼊功率，效率。

（填增⼤，减⼩或不变）
8．变极调速异步电动机的转⼦⼀般为型转⼦；变频调速为使主磁通不变，应采取
控制⽅式。

9．笼型异步电动机正常运⾏时定⼦绕组为接法，才能采⽤“星—三⾓”起动。

10．直流发电机中，电枢导体中的电流性质为电流，通过和的作⽤转换为电刷两端的直流电流。

11．直流发电机中，若电刷顺转⼦转向偏离了⼏何中性线，则负载时直轴电枢反应的作⽤为，致使电机端电压。

12．⼀台它励直流电动机带恒转矩负载运⾏，若仅减⼩电枢两端的电压，则当电机重新达到稳态时，电机的转⼦转速，电枢电流。

（填增⼤，减⼩或不变）
13．并励直流电动机带恒转矩负载运⾏，如果仅在转⼦回路中串⼊⼀附加电阻，当电机重新达到稳态后，电机的转速，电枢电流。

14．并励直流发电机⾃励的条件
有、、。

⼆、作图和分析题（每题10分，共20分，本题答案写在答题纸上）
1.（10分）试绘出三相异步电动机在额定电压下的Ｔ型等效电路，并结合等效电路说明各参数的物理意义。

2. (10分) 异步电动机带额定负载运⾏时，临界转差率为m s ，最
初起动转矩为st T ，最⼤电磁转矩为max M T ，如果仅电源电压下降
了10％，⽽负载转矩不变，定性作出调压前后电动机的M T s 曲
线，并在曲线上标记出调压前后的最⼤电磁转矩、最初起动转
矩、临界转差率的值。

三、计算题（共40分，本题答案写在答题纸上）
1. (24分) ⼀台三相四极绕线转⼦异步电动机⽤于起重设备，已知：额定频率为50Hz ，额定转速为1440/min r ，转⼦绕组每相电阻为1Ω，过载能⼒为
2.6，额定运⾏时，定⼦输⼊功率为31.8kW ,定⼦铜耗为1kW ，铁耗为0.8kW ，机械损耗与附加损耗共为0.8kW 。

试求：（1）额定运⾏时的转差率；
（2）额定运⾏时的电磁功率；
（3）额定运⾏时的电磁转矩；
（4）额定运⾏时的转⼦铜耗；
（5）额定运⾏时的输出功率；
（6）额定运⾏时的输出转矩；
（7）额定运⾏时的效率；
（8）为使最初起动转矩等于最⼤电磁转矩，转⼦回路每相应串⼊的电阻值；
2.（4分）⼀台三相四极异步电动机额定容量为kW 28，额定电压为380V ，额定效率为%90，额定功率因数为88.0，定⼦绕组为三⾓形接线，在额定电压下的堵转电流为额定电流的6.5倍，计算采⽤“星-三⾓”起动时的最初起动电流。

3.（12分）⼀台并励直流电动机：
kW P N 96=，V U N 440=，A I N 255=，A I fN 5=，500=N n 转/分，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）Ω=078.0a R 。

试求：
⑴额定电流时的电磁转矩；
⑵电机的理想空载转速（忽略电枢反应影响）；
⑶在总制动转矩不变的情况下，当电枢回路串⼊1.0欧电阻后的稳定转速。

电机学考试试卷D卷
⼀、填空题（每空1分，共40分）
1．⼀台三相异步电动机，电源频率为50Hz，额定转速为1440r/min，则额定运⾏时的转差率为；转⼦电流频率为；定⼦磁动势切割定⼦绕组的速度为；定⼦磁动势切割转⼦绕组的速度为；转⼦磁动势相对定⼦磁动势的速度为。

2．异步电动机T型等效电路中等效总机械功率的电阻表达式是，它是在进⾏归算时得到的。

3．异步电动机全压起动时的电流⼤但起动转矩不⼤的原因是和。

4．异步电动机的功率因数总是的；正常运⾏时需要⽆功。

5．深槽型和双笼型异步电动机利⽤，使转⼦电阻随转⼦电流频率的增⼤⽽增⼤，从⽽提⾼了电机的起动性能。

6．异步电机的⽓隙⽐同容量的同步电机的，异步电机激磁电流的标么值⽐同容量的变压器的，异步电机激磁电抗的标么值⽐同容量的变压器的。

（填⼤、⼩或相等）
7.⿏笼式异步电动机星－三⾓换接起动时的起动电流是全压起动时的倍；起动转矩是全压起动时的倍；此起动⽅法只适⽤于正常运⾏时定⼦绕组接法为的电动机。

8.三相绕线式异步电动机转⼦串⼊电阻，起动时，起动电流，起动转矩；带恒转矩负载稳定运⾏时，与转⼦未串⼊电阻时相⽐，输⼊功率，电磁功率，定⼦铜耗，转⼦铜耗，效率。

（填增⼤、减⼩或不变）
9．通过和的作⽤，直流发电机将电枢导体中的感应电势变为电刷两端电压。

10.直流电机电刷的放置原则为。

11．直流电机电枢反应的性质决定于电刷的。

12．导致并励直流发电机和他励直流发电机外特性不同的主要原因为。

13．三相异步电动机转⼦的转向与的⽅向相同，改变可改变转⼦的转向。

14．三相异步电动机改变同步转速的调速⽅法有和。

15．直流电动机的调速⽅法有、和。

16．直流发电机正转时能⾃励，反转时，不做任何改动，则
⾃励。

（填能或不能）
三、作图题（每⼩题10分，共20分）
1.画出三相异步电动机的T型等效电路，标明参数，并写出⽤于绘制相量图的五个基本⽅程式。

2.画出三相异步电机的电磁转矩－转差率曲线，并标出各运⾏状态的范围。

四、计算题（第1题18分，第2题10分，第3题12分，共40分）
1．⼀台三相异步电动机，额定功率为7.5kW，三⾓形接法，额定电压为380V，额定频率为50Hz，额定转速为960r/min。

额定时：定⼦铜耗为474W，铁耗为231W，机械损耗为45W，附加损耗为37.5W，功率因数为0.824。

试求额定时：
（1）转差率；
（2）转⼦电流频率；
（3）电磁功率；
（4）总的机械功率；
（5）转⼦铜耗；
（6）效率；
（7）定⼦电流；
（8）输出转矩；
（9）电磁转矩；
2．⼀台四极三相绕线式异步电动机，星形接法，额定功率为55kW，额定电压为380V，额定频率为50Hz，转⼦每相电阻为0.02Ω。

额定时：转⼦铜耗为2000W，机械损耗为2700W，附加损耗为300W，试求：
（1）额定时的转差率；
（2）额定时的转速；
（3）额定时的电磁功率；
（4）若保持额定负载转矩不变，⽽以250r/min的速度匀速下放重物，转⼦回路每相应串⼊的电阻值；
（5）对应于（4）的转⼦铜耗和输出功率。

3．⼀台并励直流电动机，额定功率为7.2kW，额定电压为110V，额定效率为85%，额定励磁电流为2A，额定转速为
900r/min，电枢回路总电阻为0.08Ω，电机空载电枢电流为4A，不计磁路饱和的影响。

试求：
（1）额定时的电枢电动势；
（2）额定电压时的空载转速；
（3）维持额定负载转矩不变，⽽电源电压降为100V时的稳态电枢电流及电动机转速。