创新考试自动控制元件

四川大学期考试试题（闭卷）
（20 05 ——20 06 学年第 2 学期）
课程号：课序号：课程名称：电机学任课教师：曾成碧成绩：适用专业年级：电气03创新学生人数：24 印题份数：28 学号：姓名：
注：1．试题字迹务必清晰,书写工整。

本题页，本页为第页2．题间不留空，一般应题卷分开。

教务处试题编号：
3．务必用A4纸打印。

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教务处试题编号：
参考答案： 一、填空题：
1、 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。

2、 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；
（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。

3、 答：采用d 接。

4、 答：脉振磁势，相等，相反，相等。

5、 答： 1，很大，很小，小一些，不大。

6、 答：Hz 50，Hz 50，sHz 50，sHz 50
7、 答：主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压 8、 答：小，大，小，强
7、答 感性无功功率，直轴去磁，容性无功功率，直轴增磁
二、问答题：
1、答：根据m fN E U Φ=≈11144.4可知，1
1
44.4fN U m =Φ，因此，一次绕组匝数减少,主磁通
m Φ将 增加，磁密A
B m
m Φ=，因A 不变，m B 将随m Φ的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率Fe μ下降。

因为磁阻A
l
R Fe m μ=
，所以磁阻增大。

根据磁路欧姆定律m
m R N I Φ= 10，当线圈匝数减少时，励磁电流增大。

又由于铁心损耗3
.12f B p m Fe ∝，所以铁心损耗增加。

励磁阻抗减小，原因如下：电
感m
m m R N R i i N N i N i L 21001100100=
⨯=Φ=ψ=， 激磁电抗m m m R N f L X 212πω==，因为磁阻m R 增大，匝数1N 减少，所以激磁电抗减小。

设减少匝数前后匝数分别为1N 、'
1N ，磁通分别为m Φ、'm Φ，磁密分别为m B 、
'm
B ，电流分别为0I 、'0I ，磁阻分别为m R 、'
m R ，铁心损耗分别为Fe p 、'Fe p 。

根据以上讨论再设)1(11'>Φ=Φk k m m ，同理，)1(11'>=k B k B m m ，)1(22'>=k R k R m m ，)1(313'1<=k N k N ，
于是03
211321'
1'
''
I k k k N k R k k N R I m m m m =Φ=Φ=。

又由于3.12f B p m Fe ∝，且m Fe r I p 2
0=（m r 是励磁电阻，不是磁阻m R ），所以m m m m Fe Fe r I r I B B p p 20'2'022''==，即 m m r k r k k k 2
3'22212
1=，于是，123'22=m
m r k r k ，因12>k ，13<k ，故m m r r <'
，显然，励磁电阻减小。

励磁阻抗 m m m jx r z +=，它将随着m r 和m x 的减小而减小。

变比将减小。

2、答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。

3、答： (1)频率 ：频率60
pn
f =频率f 与磁极对数p 和发电机的转速n 有关，p 是由构造决定，n 是由运行条件决定。

(2)波形：波形与电机气隙磁通密度沿气隙圆周分布的波形有关，它由电机结构决定。

(3)大小： 144.4Φ=w fNk E φ与绕组结构（是短距还是整距绕组，是分布还是集中绕组）、绕组串联匝数有关，由构造决定；与频率、每极下磁通量有关，由运行条件决定。

4、答： 本题题意为频率增加（增加
2.150
60
=倍） 由φφI p Nk F w 1135
.1=和p
f
n 601=
知，基波合成磁动势幅值大小及转向与频率无关 。

而转速n 1与频率成正比，故转速增加1.2倍。

5、答 最大转矩和起动转矩与电压平方成正比。

如果电源电压下降过多，当起动转矩下降到小于负载转矩时，电动机不能起动。

当最大转矩下降到小于负载转矩时，原来运行的电动机将停转。

电源电压下降%20，则最大转矩下降到原来的%64，起动转矩也下降到原来的%64。

磁通下降到原来的%20，不考虑饱和的影响时，空载电流下降到原来的%20。

在负载转矩不变的情况下，22cos ϕI 上升%25，定子电流相应上升，电动机的转速有所降低，s 增大，m s 不变。

6、
7、答：空载时定子无电流，同步电机仅有一个以n 1旋转的转子励磁磁场,在定子中感应三
相对称电势，称励磁电势。

而当定子有负载，定子有电流产生电枢磁势。

电机气隙中的磁势由电枢磁势及电枢磁势合成建立。

电枢磁势对电枢磁势的影响称为电枢反应；电枢反应的性质有助磁、去磁和交磁；电枢反应的性质由负载的性质决定。

8、答：功角δ增大，励磁电流I f 增加，定子电流和空载电动势增大
δ’>δ E 0’>E 0 I ’>I
三、计算题：
解：（1） min /10003
50
606011r P f n =⨯==
04.01000
960
100011=-=-=
n n n s （2）
Hz sf f 25004.012=⨯==
.U
. .'I t .'t x I j .
δ’ δ
（3）
W p P P P ad 5.7582455.3775002=++=++=ΩΩ
W P s
s
p Cu 94.31512=-=
Ω （4）
Fe Cu Cu p p p P P +++=Ω121
W 44.860323147494.3155.7582=+++= %17.87%10044
.86037500
%10012=⨯=⨯=
P P η （5）A U P I 86.15824
.0380344.8603cos 31
111=⨯⨯=
=
ϕ
2、解：故障前后输出的有功功率不变，则
倍）(349.125
sin 6.020sin 25sin 6.020sin 1sin sin 00
*01*020**020**01*
*
*
02***01*
==⨯=⨯==E E x E x E x U E x U E P t t t N t N em
δδ。