电机学2试题B(含答案)

一、 填空（每空1.5分，共30分）1．并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。

答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。

2．若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。

答：减小， 减小3．深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。

答：集肤效应， 功率因数4．绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。

答：减小， 增大5．三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ，转子总电阻值约为 。

答：1， σσ21X X '+6．在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。

答：交轴7．同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。

答：超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁8同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。

答：主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压二、 选择（每题2分，共20分）1．联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。

A:电压变化率太大； B:空载环流太大；C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。

答：B2．两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。

A ：大小成反比B ：标么值成反比C ：标么值成正比答：B3． 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。

A ．能B ．不能C ．不一定D ．不改接也能答：A4． 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（ ）。

A 由于2R 增大，增大了损耗；B 由于2X 减小，使无功电流增大；C 由于2X 的增加，使2cos ϕ下降；D 由于2R 减少，使输出功率减少。

答：B5． 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻2R 时，电动机的（ ）。

A st I 减少, st T 增加, max T 不变, m s 增加；B st I 增加, st T 增加, max T 不变, m s 增加；C st I 减少, st T 增加, max T 增大, m s 增加；D st I 增加, st T 减少, max T 不变, m s 增加。

答：C6． 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（ ）。

A 与转差率反比 ；B 与转差率无关；C 与转差率正比 ；D 与转差率成某种函数关系。

答：A7． 一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻22R R '=,测得转差率将为（ ）（R 已折算到定子边）。

A 等于原先的转差率s ；B 三倍于原先的转差率s ；C 两倍于原先的转差率s ；D 无法确定。

答：B8．同步发电机的额定功率指（ ）。

A 转轴上输入的机械功率；B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率；D 电枢端口输出的电功率。

答：D9． 同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos =ϕ，则其电枢反应的性质为（ ）。

A 交轴电枢反应；B 直轴去磁电枢反应；C 直轴去磁与交轴电枢反应；D 直轴增磁与交轴电枢反应。

答：C10． 同步补偿机的作用是（ ）。

A 补偿电网电力不足；B 改善电网功率因数；C 作为用户的备用电源；D 作为同步发电机的励磁电源。

答：D三、 简答（每题5分，共20分）1．感应电动机带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？如果电源电压下 降%20，对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有何影响（设负载转矩不变）？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（2’）。

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(1’)。

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(2’)。

2． 为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大？答：感应电机的励磁电流由电源供给，需要从电网吸取感性无功功率，如果气隙大，则励磁电流大，电机的功率因数低，因此在机械允许的条件下，气隙要尽量小一些(2’)。

同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励，从同步电机运行稳定性考虑，气隙大，同步电抗小，短路比大，运行稳定性高。

但气隙大，转子用铜量增大，制造成本增加。

气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这两方面的要求(3’)。

3． 一般同步发电机三相稳定短路，当N k I I =时的励磁电流fk I 和额定负载时的励磁电流fN I 都已达到空载特性的饱和段，为什么前者d X 取未饱和值而后者取饱和值？为什么q X 一般总是采用不饱和值？答：短路时由于电枢反应的去磁作用使气隙磁通很小，电机磁路处于不饱和状态，此时对应的是d X 的不饱和值(2’)。

额定负载运行时，气隙磁通较大，直轴磁路处于饱和状态，此时对应的是d X 的饱和值(2’)。

交轴磁路的气隙大磁阻大，磁路不饱和，故q X 一般取不饱和值(1’)。

4． 在直流电机中，U E >还是U E <是判断电机作为发电机运行还是电动机运行的依据之一，在同步电机中，这个结论还正确吗？答：在同步电机中，励磁电动势0E 和电机端电压U 都是电压相量，不能根据它们的大小来判断电机的运行状态，而应该根据气隙合成磁场轴线与主磁极轴线的相对位置来决定(2’)。

当主磁极场轴线超前合成磁场轴线时，为发电机状态(1’)；重合时为调相机状态(1’)；滞后时为电动机状态(1’)。

四、 计算题（每题10分，共30分）1． 两台变压器并联运行均为Y ，d11联结标号，U 1N /U 2N ＝35/10.5kV ，第一台1250kVA ，u k1＝6.5％，第二台2000kVA ，u k1＝6％，试求：1）总输出为3250kVA 时，每台变压器的负载是多少？2）在两台变压器均不过载的情况下，并联组的最大输出为多少？此时并联组的利用率达到多少？解： 1）923.0065.006.0122121====******Z Z I I S S S S (2’) 所以 S S S S S S S N N 221221923.0**+⋅=+=325075.31532==*S (2’)所以 03.175.315332502==*S (0.5’) 951.0923.021==**S S (0.5’)所以 2060200003.12=⨯=S kVA (0.5’)75.11881250951.01=⨯=S kVA (0.5’) 2）两台变压器均不过载，则第二台满载，12=*S (2’)8.315320001250923.021max =+⨯=+=S S S N kVA (1’) 并联组利用率：9704.032508.315321max ==+S S S N N (1’)2． 有一台kW P N 25000=，kV U N 5.10=，Y 联接，8.0cos =ϕ（滞后）的汽轮发电机，13.2*=s X ，电枢电阻略去不计。

试求额定负载下励磁电动势0E 及0E 与I的夹角ψ。

解： 845.2)13.216.0(8.0)sin ()cos (222***2**0=⨯++=++=s X I U U E ϕϕ (3’) 故 kV kV E E 25.1735.10845.235.10*00=⨯==(3’)4425.187.36cos 87.36sin 1554.01cos sin tan =⨯+⨯=+=N N U U IX ϕϕψ(2’) 因 281.0845.28.0cos cos *0===E U ϕψ(2’) 得 67.73=ψ(1’)3． 有一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步电抗标幺值分别等于 1.0,0.6d q X X **==，电枢电阻可以忽略不计。

试计算发电机的额定电压，额定容量，cos 0.8φ=（滞后）时发电机励磁电动势*0E 。

解：（方法一） 令 * 1.00U =∠ 1*cos 0.836.871.036.87Iφ-==∴=∠-(2’) 计算电动势**** 1.00 1.036.870.60.48 1.44219.44Q qE E jI X j j =+=∠+∠-⨯=1.36+=∠ (3’) **019.4436.8756.31I E ψ =+= 与的夹角 (2’)直轴电枢电流 **sin 1sin56.310.832d I I ψ==⨯= (1’)励磁电动势 *****0() 1.4420.832(10.6) 1.775Q d d q E E I X X =+-=+-= (2’) （方法二） ***sin 0.60.6arctanarctan arctan1.556.31cos 0.8q I X U U φψφ++==== (4’) 直轴电枢电流 **sin 1sin56.31d I I ψ==⨯ (3’)励磁电动势****0cos() 1.0cos(56.3136.87)0.83211.775d d E U I X ψφ=-+=⨯-+⨯ =0.943+0.832= (3’)。