电机学期末考试试卷大全(附答案)

D 其它条件不变，仅降低他励电动机电枢端电压，其转速下降
2．在两相对称绕组中分别通入i1=I m sinwt,i2=I m sin(wt+1200)，则此时产生的磁场
A 圆形旋转磁场
B 椭圆形旋转磁场
C 脉振磁场
D 无法确定
3. 三相变压器额定电压为220/110V,Yy12，在高压侧作短路实验测得短
路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值
为（）
A 0.06
B 0.03
C 0.12，
D 0.24
4．一台50HZ、380V感应电动机，若运行于60HZ、380V电网上，当输出功率保持不变时，则同步转速及电机实际转速将：
A 增大 ,减小
B 增大 ,增大 C减小,减小 D减小, 增大
5．绕线式感应电动机转子回路串电阻起动时，其特点为：（）
A Ist ↑, Tst ↓
B Ist ↑, Tst ↑
C Ist ↓, Tst ↑
D Ist ↓, Tst ↓
6．三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免 ( )
A 线电势波形放生畸变；
B 相电势波形发生畸变；
C 损耗增大；
D 有效材料的消耗增大。

7铁心叠片越厚其损耗
A 越大
B 越小
C 不变
8．感应电动机运行时，定子电流的频率为f1,转差率为s,则转子电流的
频率为： A f1 B f1/s C sf1
D （1- s）f1
三、简答题:
1．确定如下联结的变压器联结组,并画出其相量图。

1 否，
2 否，
3 否，
4 是，
5 是，
6 否，
7 是，
8 是，
9 否，10 否，11 否，12 否，13 否，14 否，15 是
二、填空题
1．激磁
2．功率和磁动势
3．不变损耗等于可变损耗（或铁耗等于铜耗也算对）
4．157.48 A、1818.18 A
5．
6．变极调速、变频调速和变转差率调速
7．电枢漏抗压降和电枢等效磁动势
8．原动机的输入功率
9．去磁直轴磁动势
10．异步起动和牵入同步
三、选择题
1 C，
2 C，
3 D，
4 D，
5 C，
6 A，
7 C，
8 A，
9 B，10 D
四、问答题
1．相量图见书33页图2-16（2分）；基本方程式为（2分）：
运行特性有外特性和效率特性，主要性能指标有电压调整率和额定效率。

（2分）
2．感应电动机频率归算的物理含义用一个静止的电阻为的等效转子去代替电阻为的实际旋转的
转子，等效转子将与实际转子具有同样的转子磁动势(同空间转速、同幅值、同空间相位) （2分）。

代表与转子所产生的机械功率项对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率就代表实际电机中所产生的总机械功率（1分）。

因此不能用电感或电容代替（1分）。

3．对称负载时电枢磁动势基波对主极磁场基波的影响称为电枢反应（1分），其性质与负载的性质
和大小有关（1分），主要决定于电枢磁动势与主极磁动势的空间相对位置（1分）。

有交磁、去磁
和助磁三种典型电枢反应性质（1分）。

一般情况下是交磁和去磁共存（1分）。

4．单相绕组通以正弦电流产生脉振磁动势，三相绕组通以对称三相正弦电流产生旋转磁动势（2分）。

单相绕组的磁动势表达式为（2分）三相绕组的磁动势表达式为（1分）
5．凸极同步发电机的功角特性表达式为
（2分）
曲线见书p209图6-45（1分）。

静态稳定性的判断用整步功率系数
（1分）
当P syn>0时稳定，区域为0≤θ<90º ；当P syn<0时不稳定，区域为θ>90º ；当P syn=0时为稳定极限，此时θ=90º（1分）。

转子无励磁绕组时能够产生电磁转矩，因为凸极电机的X d≠X q，附加电磁功率
不为零。

（1分）
6．都是利用电磁感应作用传递能量（2分），变压器是从原边传到副边，输出电功率，是静止的，
磁场为脉振磁场（1分）；感应电机是从定子传到转子，输出机械功率，是旋转的，磁场为旋转磁场（1分）。

五、计算题
1．额定转差率（1分）
定子电流（2分）
转子电流（2分）
功率因数 cosφ1=cos36.284º=0.806095（1分）
输入功率P1=mU1I1cosφ1=3×220×6.98442×0.806095=3715.87 （1分）
2．每极每相槽数为（1分）
距为
节距为
绕组排列图为（4分）
感应电动势为（1分）
每相串联匝数为
每槽占电角度为
分布因数为（1分）
短距因数为
由相量图可知
，
解出I d，I q，代入式功率表达式，整理得
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电机学试题（评分标准）
一、填空（25分）
本题考核学生的基本概念，共２５空，每空一分。

每空的评分标准如下：
（１）得１分：回答同参考答案一致；或基本一致；或表述的意义基本相同。

（２）酌情给分：回答同参考答案在某种程度上一致。

（３）０分：无回答；回答不相关；回答相反或根本错误。

二、正确的打“√”；错误的打“ ”（25分）
本题考核学生的电机学基本常识，每小题一分。

各小题评分标准如下：
（１）１分：回答同参考答案完全一致；
（２）０分：回答同参考答案不同；无回答；
（３）第７小题只要有回答，则得一分。

三、单选题（13分）
本题综合考核学生电机学各方面知识，每小题一分。

各小题评分标准如下：
（１）１分：回答同参考答案完全一致；
（２）０分：回答同参考答案不同；无回答。

四、简答题（15分）
本题考核学生对电机学（Ｉ）的三大部分：变压器、感应电机、同步电机之核心知识的掌握情况。

本大题共３小题，每小题５分。

评分标准如下：
1. 写出变压器的基本方程式（电压、磁势等）
（１）５分：正确列出５个方程；
（２）存在正负符号错误的，每错扣０．５分，最多扣１分；
（３）少写归算符号”’”的，每错扣０．５分，最多扣１分（二次侧电压方程式全部在二次侧列出算正确）；
（４）方程少一项的，该方程不得分。

2. 画出异步电机的T型等效电路、并标明各参数。

（１）５分：正确（或本质上正确）画出了Ｔ型等效电路的；
（２）转子支路电阻未分为两部分的，扣１分；
（３）转子支路电阻虽分为两部分，但电阻未标注大小、或标错大小的扣０．５分；
（４）无励磁支路的，或励磁支路位置错误的，扣２分。

3. 画出凸极同步发电机的相量图（滞后功率因数时），并标明各相量、角度。

（１）５分：正确画出了相量Ｅｑ的；或者未画出Ｅｑ，但进行了Ｉｄ、Ｉｑ分解，因而画出了正确的相量图的；
（２）相量图存在其它明显错误的，酌情给分。

五、计算（14分）
(E) 存在衰减的二次谐波分量，时间常数为Ta。

8. 在单相变压器空载接入电网的瞬变过程中，正确的论述有（）。

(A) 主磁通、励磁电流都经历一个瞬变过程；
(B) 主磁通由稳态分量和瞬变分量组成
(C) 根据磁链不能突变原则，最坏情况下，最大主磁通可达稳态时的约２倍；
(D) 因电感电路的电流不能突变，最坏情况下，最大电流可达稳态时的约２倍。

9. 关于变压器空载接入电网，正确的论述有（）。

(A) 小型变压器电阻较大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网；
(B) 小型变压器电阻较小，电感大，时间常数大，瞬态时间长，不可直接入网；
(C) 大型变压器电阻小，电感大，时间常数大，瞬态时间长，往往经电阻入网，后再切除电阻；
(D) 大型变压器电阻大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网。

10. 单相变压器空载，二次侧忽然短路时，正确的论述有（）。

(A) 短路电流经历一个瞬态过程； (B) 主磁通经历一个瞬态过程；
(C) 短路电流包括稳态短路电流分量和衰减的瞬态分量两个部分；
(D) 因电感回路电流不能突变，最坏情况下，最大短路电流可达稳定短路电流的约２倍。

11. 变压器忽然短路时，对漏磁场、绕组受的电磁力，正确论述有（ ）。

(A) 漏磁场轴向分量大于径向分量； (B) 电磁力轴向分量大于径向分量；
(C) 轴向电磁力的破坏作用大； (D) 径向电磁力破坏作用大。

12. 关于变压器承受大气过电压，正确的论述有（）。

(A) 电压数值大，作用时间短，等效于给变压器施加高频高压；
(B) 在动态分析时，主要考虑高压侧绕组的对地电容和匝间电容；
(C) 在动态过程的初始阶段，绕组电感可以认为是开路的；
(D) 低压侧绕组因靠近铁心，对地电容大，可以认为是接地短路的。

13. 变压器承受大气过电压时，正确的论述有（ ）。

(A) 高压侧绕组各匝的对地电容越大，则各匝间承受电压越均匀；
(B) 高压侧绕组雷电进入的一端（首端或尾端），匝间承受的初始电压最大；
(C) 绕组匝间电容越小，越有利于变压器的绕组保护；
(D) 加强高压绕组绝缘可以保护变压器；
(E) 加强绕组首端、尾端的匝间绝缘可以保护变压器。

14. 负载时直流电机的气隙磁场包括（）。

(A) 定子绕组电流产生的主磁场； (B) 定子绕组电流产生的漏磁场；
(C) 电枢绕组电流产生漏磁场； (D) 电枢绕组电流产生电枢反应磁场。

15. 并励直流电机的损耗包括（）。

(A) 定子绕组和转子绕组的铜耗； (B) 定子铁心的铁耗；
(C) 机械损耗和杂散损耗； (D) 转子铁心的铁耗。

四、综合题（每1题6分，共30分）
1．已知不对称三相相量、、，期中A相的正序、负序、零序分量分别为、、。

请用矩阵形式写出（要写出矩阵的具体元素）：
(1)用、、表示、、的表达式；
(2)用、、表示、、的表达式。

2．(1)写出同步电机的派克方程（d、q、0轴的电压方程），并简单注明方程右端各电压分量的物理意义；
(2)写出用dq0坐标系中物理量表示的电磁转矩方程。

3．写出直流电机电磁转矩的计算公式，并说明转矩系数（转矩常数）中各量的物理意义。

4．画出它励直流电动机的等效电路，并基于此等效电路，利用反电势计算公式，简单推导转速同电枢电流间的关系。

5．一台四极20 kW、230 V、1500 r/min的并励直流发电机，电枢回路总电阻R a=0.156Ω，励磁绕组电阻R f=70.Ω，额定负载时并励回路中串入3.3Ω的调节电阻，铁耗和机械损耗共1kW，杂散损耗为额定功率的1%，试求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率和效率。

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电机学（II）试题之参考答案
华南理工大学电力学院电力系2005年11月
一、判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。

每题１分，共25分）
1.增加支路串联元件数可以减小直流电机的反电势脉动。

（ V）
2.直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。

（ X）
3.直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。

（ V）
4.直流电机单波绕组的合成节距等于+1或－1。

（ X）
5.直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。

（ X）
6.电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。

（ X）
7.考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。

（ X）
8.直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。

（ X）
9.直流电机的电刷压降随负载变化而有很大的变化。

（ X）
10.平复励发电机的电压变化率比较大。

（ X）
11.并励电动机的机械特性比较软。

（ X）
12.串励电动机在轻载时会发生飞车现象。

（ V）
13. 降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。

（ X）
14.三相变压器组的正序、负序、零序的激磁阻抗相等。

（ V）
15.三相心式变压器的零序激磁阻抗远大于正序、负序激磁阻抗。

（ X）
16.三相变压器带单相负载时，零序电流远大于正序、负序电流。

（ X）
17.三相变压器组不应该接成Y,yn联结来带单相负载。

（ V）
18.在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，激磁支路的阻抗是相等的。

（ V）
19.三相感应电机正常运行中，Ａ相断线并继续稳定运行，则Ａ相端电压为0。

（ X）
20.同步发电机的负序等效电路类似一个转差率为２的感应电机。

（ V）
21.对电机进行动态分析时，需要列写电机的运动方程。

电机的运动方程是一组相量方程。

（
X）
22.从数学上讲，电机中的坐标变换，往往是对一组三相的物理量，进行重新线性组合，得到一
组新的物理量。

（ V）
23.同步电机Park（派克）方程中，d、q轴电压方程中各有一个运动电势，二者具有不同的正负
符号。

（ V）
(A) 对称分量变换前后的物理量为相量；
(B) dq0变换为相量变换；
(C) 对称分量变换、120变换具有相同的变换矩阵；
(D) MT0变换专用于同步电机分析。

4.dq0坐标系到ABC坐标系的变换，就是先将d、q轴的物理量，投影到A相（或B相或C相）
并相加，再（A），作为A相（或B相或C相）的物理量。

(A) 直接加上0轴的物理量；(B) 加上0轴的物理量的1/3；
(C) 加上0轴的物理量的2/3；(D) 加上0轴的物理量在该相的投影。

5.感应电机多为隐极，关于其有关电感的论述，正确的有（ABCD　）。

(A) 定子两相间的互感不随时间变化；(B) 定子自感不随时间变化；
(C) 转子两相间的互感不随时间变化；(D) 转子自感不随时间变化；
(E) 定、转子之间任何两相的互感不随时间变化。

6.对于凸极同步电机，关于其有关电感的论述，正确的有（ABC　）。

(A) 定子两相之间的互感是时变的；(B) 定子自感是时变的；
(C) 定、转子间的互感是时变的；(D) 转子自感是时变的；
7.转子无阻尼绕组的同步发电机，发生忽然三相对称短路时，关于定子短路电流各分量，正确
的论述有（ABDE ）。

(A) 存在稳定的周期分量；
(B) 存在瞬态衰减的周期分量，时间常数为T d’；
(C) 存在超瞬态衰减的周期分量，时间常数T d”；
(D) 存在衰减的非周期分量，时间常数为T a；
(E) 存在衰减的二次谐波分量，时间常数为T a。

8.在单相变压器空载接入电网的瞬变过程中，正确的论述有（ABC ）。

(A) 主磁通、励磁电流都经历一个瞬变过程；
(B) 主磁通由稳态分量和瞬变分量组成
(C) 根据磁链不能突变原则，最坏情况下，最大主磁通可达稳态时的约２倍；
(D) 因电感电路的电流不能突变，最坏情况下，最大电流可达稳态时的约２倍。

9.关于变压器空载接入电网，正确的论述有（AC）。

(A) 小型变压器电阻较大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网；
(B) 小型变压器电阻较小，电感大，时间常数大，瞬态时间长，不可直接入网；
(C) 大型变压器电阻小，电感大，时间常数大，瞬态时间长，往往经电阻入网，后再切除电阻；
(D) 大型变压器电阻大，电感小，时间常数小，瞬态时间短，可直接入网。

10.单相变压器空载，二次侧忽然短路时，正确的论述有（ACD）。

(A) 短路电流经历一个瞬态过程；(B) 主磁通经历一个瞬态过程；
(C) 短路电流包括稳态短路电流分量和衰减的瞬态分量两个部分；
(D) 因电感回路电流不能突变，最坏情况下，最大短路电流可达稳定短路电流的约２倍。

11.变压器忽然短路时，对漏磁场、绕组受的电磁力，正确论述有（AC　）。

(A) 漏磁场轴向分量大于径向分量； (B) 电磁力轴向分量大于径向分量；
(C) 轴向电磁力的破坏作用大；(D) 径向电磁力破坏作用大。

12.关于变压器承受大气过电压，正确的论述有（ABCD ）。

(A) 电压数值大，作用时间短，等效于给变压器施加高频高压；
(B) 在动态分析时，主要考虑高压侧绕组的对地电容和匝间电容；
(C) 在动态过程的初始阶段，绕组电感可以认为是开路的；
(D) 低压侧绕组因靠近铁心，对地电容大，可以认为是接地短路的。

13.变压器承受大气过电压时，正确的论述有（BDE　）。

(A) 高压侧绕组各匝的对地电容越大，则各匝间承受电压越均匀；
(B) 高压侧绕组雷电进入的一端（首端或尾端），匝间承受的初始电压最大；
(C) 绕组匝间电容越小，越有利于变压器的绕组保护；
(D) 加强高压绕组绝缘可以保护变压器；
(E) 加强绕组首端、尾端的匝间绝缘可以保护变压器。

14.负载时直流电机的气隙磁场包括（ABCD ）。

(A) 定子绕组电流产生的主磁场；(B) 定子绕组电流产生的漏磁场；
(C) 电枢绕组电流产生漏磁场；(D) 电枢绕组电流产生电枢反应磁场。

15.并励直流电机的损耗包括（ACD ）。

(A) 定子绕组和转子绕组的铜耗； (B) 定子铁心的铁耗；
(C) 机械损耗和杂散损耗；(D) 转子铁心的铁耗。

四、综合题（每1题6分，共30分）
1．已知不对称三相相量、、，其中A相的正序、负序、零序分量分别为、、。

请用矩阵形式写出（要写出矩阵的具体元素）：
(1)用、、表示、、的表达式；
解：
(2)用、、表示、、的表达式。

2．(1)写出同步电机的派克方程（d、q、0轴的电压方程），并简单注明方程右端各电压分量的物理意义；
d、q轴电压各由一个变压器电势、一个运动电势、一个电阻压降构成；0轴分
量没有运动电势。

(2)写出用dq0坐标系中物理量表示的电磁转矩方程。

解：（其中p为极对数）
3．写出直流电机电磁转矩的计算公式，并说明转矩系数（转矩常数）中各量的物理意义。

：极对数；
画出它励直流电动机的等效电路，并基于此等效电路，利用反电势计算公式，简单推导转速同电枢电流间的关系。

U=R a I a+E=R
=> n=(U-R a I a
一台四极20 kW、230 V
=70.Ω，额定负载时并励回路中串入
耗为额定功率的1%
解：先计算额定电流：
励磁电流：
电枢绕组电流：
电枢回路铜损耗：
励磁回路铜损耗：
电磁功率：
输入功率：
哈工大
电机学
题号
分数
评卷人
一．填空题（共
1。

短路实验选择在。

2
归算后，归算前后的二次侧电阻之比为
二次侧磁势之比是
3
；
4。

5
为
_____
本题得分
二．单项选择题（共
1、两相对称绕组通以两相对称电流，将产生（
以三相对称电流，若一相绕组断线（绕组无中线）。