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50Hz的变压器，接于60Hz、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S aN，变比为k a，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X d *＝1、X q *＝、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， S N =25kV A ，U 1N /U 2N =6/，阻抗电压u k =4%，额定负载时的短路损耗
p kN =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：S NI =3000kV A ，u KI =5%；S NII =3000kV A ，
u KII =10%。

(1) 总负载为3000kV A 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p=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，三次谐波绕组因数，空载
情况下气隙基波与三次谐波每极磁通量分别为1Φ=、3Φ=，忽略其它高次谐波分量。

(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，S N=31250kVA，U N=（Y接），cosΦN=（滞后），定子每相同步电抗为Ω（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___________________；Y,y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Y,d3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0
E 和电枢电流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2500kV A ，额定电压为60/，Y ,d11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cosφ2＝（超前）时的电压调整率和低压侧电压；
（3）满载且cosφ2=（滞后）时的效率；
（4）与一台额定容量为3000kV A ，额定电压为60/，短路电压为％，Y,d11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50Hz ，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。

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7500kV A ，额
定电压为3150V（Ｙ接），cosφN=（滞后），同步电抗为Ω，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。

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；
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11 （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。