2017年合肥工业大学电机学第二学期期末试卷

2017年合肥工业大学电机学第二学期期末试卷
一【24分】填空（每空2分）
1.一台2极的同步发电机接在一个交流大电网上运行，转速为2996r/min，则此时并联在该电网上的所有的4极的同步电机的转速为______r/min。

2.不计电枢电阻，同步发电机的稳态短路电流是（纯交轴，纯直轴，方向待定的）______电流。

3.同步发电机通过电枢绕组（输入电能，输出电能，励磁）______；同步电动机通过电枢绕组（输入电能，输出电能，励磁）______。

4.一台同步发电机并联在大电网上运行，保持原动机功率不变，增大励磁电流，则电机的电磁功率Pe（减少，不变，增大）______；功率角δ（减少，不变，增大）______。

5.一台变压器，短路阻抗的标幺值为0.08，则该变压器稳态短路电流约等于额定电流的______倍。

6.一台单相变压器，铁芯中没有剩磁，空载合闸时（t=0）电源（50Hz)电压恰好过零，则该变压器的瞬态最大电流将出现在t=______（0,10ms,20ms）时刻。

7.一台变压器，一次侧额定电压10kV,空载电流为22A。

现在一次侧加12kV电压，考虑饱和，空载电流为（22A,26.4A，>26.4A）______。

8.与额定运行时相比，感应电动机在起动时由于趋肤效应，转子等效电阻（变小，不变，变大）______。

9.一台感应电动机，额定运行时定子绕组为D接，起动时改为Y接。

则与D接相比，起动电流（指线电流）变为前者的______。

10.一台感应电动机，额定电压380V，额定频率60Hz。

对其进行变频调速，当频率调为45Hz时，电压大约应该调为______V。

二【8分】一台单相双绕组变压器如图，请你 把它改成330V/220V 的自耦变压器，要 求画出接线图，标出端子A 、X 、a 、x 。

（提示：首先确定哪个是串联绕组，哪 个是公共绕组）
三【8分】写出凸极同步发电机的功角特性，并根据功角特性说明凸极同步发电机如果失去励磁，仍然能够输出一定的有功功率。

四【10分】画出凸极同步电动机的相量图（电流方向按照电动机惯例规定），并说明交轴方向是如何确定下来的。

五【12分】有一台凸极同步发电机，功率因数0.80（滞后）。

直轴和交轴同步电抗的标幺值分别为1.1和0.75，试求额定负载时励磁电动势E 0的标幺值（不计电枢电阻）。

（36.8）
六【12分】某变电所有两台Y,yn0的变压器并联运行，变压器的数据为： 第一台：S N =2000kVA,U 1N /U 2N =6.3/0.4kV,Z k *=0.065 第二台：S N =2500kVA,U 1N /U 2N =6.3/0.4kV,Z k *=0.070 试求：（1）当总负荷为3500kVA 时，每台变压器负担多少？（2）在不使任何一台过载的情况下，并联组的最大输出是多少？
七【8分】证明：对于三相交流系统而言，不管是变压器还是旋转电机，如果仅A 相有电流，B 、C 两相开路，则用对称分量法分解三相电流后可以得到：
八【10分】一台同步发电机在t=0时发生突然短路，A 相的电流表达式如下：
0.993
0.246
000440cos(314)2800cos(314)3240cos t t A i t t e
e
θθθ-
-
=+++⨯-⨯（A ）
请你回答：
1.θ0的物理意义；
2.如果发生短路时θ0=0，对A 相绕组是最有利的还是最不利的？说明原因。

A A A A I I I I ••
-•+•===3
10
九【8分】一台绕线转子感应电动机在转子回路中串电阻ΔR 调速，调速前后的转差率分别是s 1、s 2。

如果调速前后制动转矩（T 0+T L ）不变，证明：
提示：感应电动机的电磁转矩表达式为 2'212'21'
22111)()(σσcX X s
R c R s R U m T e +++Ω=2212s R R s R ∆+=。