昆明理工历年电机学试卷

昆明理工大学试卷（ A—1 ）

系：电气工程专业：电自级：学年：学期：下学期

考试科目：电机学班级：学生：学号：

专业级，学生: 学号:

专业级，学生: 学号: （

电机学A —1卷参考答案及评分标准

一、单项选择题（5小题，每空2分，共10分。请将正确答案填在题后的括号。错选、多选或未选均无分。）

1、C

2、A

3、A

4、C

5、C

二、填空题（6小题14空，每空1分，共14分。请将正确答案填在横线上。） 6、正弦 平顶 尖顶 正弦 7、等于 8、大（或多） 9、 0～k s 2

2

π

δπ

<

<-

10、三相对称电流流入三相对称绕组 1500 a －c －b 11、原动机输入机械功率增加 减小 增大

三、简答题（5小题，共46分。请将答案写在答题纸上）

12、答： （10分）

虽然变压器一、二次侧绕组之间在电路上没有直接的联系，但它们共同匝链着一个主磁

通。（2分）变压器负载运行时产生主磁通的励磁磁动势是一、二次侧绕组磁动势之和，（2分）当变压器主磁通不变时，不论负载大小如何，励磁磁动势恒为1m N I 不变，即有磁动势

平衡方程1m 2211N I N I N I

=+（2分）可见，二次电流变化时，二次磁动势22N I

会跟着变化，通过上面的磁动势平衡方程，一次磁动势11N I 也跟着变化，一次电流1I

也变化了。（2分）所以，二次电流2I 增大或减小，1I 也随之增大或减小。当略去m I 时，1

2

21N N I I ≈，变压器就是这样把能量从一次侧传递到二次侧的。（2分）

13、答： （9分） 联结组别为Yd7的变压器绕组连接图为： 电势相量图为：

A(a(y))

B

C

b(z)

c(x)

X

Y Z

1200

14、答： （9分）

在忽略变压器漏阻抗压降的情况下，当工作电压1U 不变而工作频率f 由50Hz 变为

60Hz 后，根据m 111444φfN .E U =≈，可知主磁通m φ将下降到原来的5/6，所以激励主磁通所需的励磁电流m I 也将减小。（3分）主磁通m φ减小后，变压器铁芯中的磁路饱和程度下降，m B 减小，磁阻m R 减小，励磁电抗m x 与m R 成反比，m x 增大。（3分）因为

B f

m P 2

Fe ⋅∝

β

，而2<β，所以铁耗将下降。由于2m

Fe m I p r =

，因2

m I 减小的程度大于Fe P 减小的程度，故m r 将增大。（2分）漏抗k fL x π2k =，所以k x 增大到原来的6/5倍。（1分）

15、答： （9分）

画出相量图 （2分）

忽略电枢电阻（1分），有

δ

δψδψδδψθsin cos )sin (sin )cos (cos )

cos(cos M d q UI UI I U I U UI UI P P +=+=-==≈① （2分）

根据相量图可得⎩⎨⎧-==δ

δ

cos sin 0U E x I U x I d d q q ⇒

⎪⎪⎩

⎪

⎪⎨

⎧-==d d q q

x U E I x U I δδcos sin 0）代入式①得：

δδδδδδ

2112cos cos 2

00sin x x U sin x U E sin x U E U x sin U U

P d q d d

q ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+=-+=（2分）

16、答： （9分） 抽出转子电流大。 （1分）

当电源电压一定，磁通0Φ大小一定，由磁路欧姆定律m 0R NI =Φ知，m R I ∝，即

定子电流大小取决于电枢旋转磁通磁路的磁阻。没有抽出转子时，由于电枢旋转磁通与转子相对静止，转子铁芯构成电枢磁通的一部分，其磁路的气隙大小不变，磁阻大小不变，且远较抽出转子时小；而抽出转子后，磁路的磁阻剧增，为此要建立同样大小的磁通所需的电流就大大增加。为不烧毁定子绕组，故应施加三相低电压。从电路角度分析，z U I =，由于抽出转子后，磁路的磁阻增大，绕组阻抗就大大减小，故定子电流增大。（8分） 四、计算题（2小题，共30分）

17、解： （16分） (1）高、低压侧额定相电压分别为：

V .U U ,V .U U N N N N 5k 1051k 633

110

32211=====

φφ 额定相电流分别为：

00015

10331500

33 34165110

331500

3222111A .U S I I A .U S I I N N N N N N N N =⨯====⨯===φ

φ （1分）

阻抗基值为：

Ωφφ384.1234165105163I z 3

111b =⨯==

..U N N Ωφφ10.51000

10500I z 222b ===N N U （1分）

由空载实验测得低压侧的励磁参数为：

()

()Ω

ΩΩφφ

φ93386333992388r z x 3339764686000

3386000

3r 923883

7646105103z 222

m2

2m2m22

2

00m230

000m2.....I I p ...I U I U =-=-===

⨯=

=

=⨯==

= （1分）

励磁参数标么值为：

7535103339z r r 043710.592388z z z 2b m2*m 2b m2*m .....======

853*********z x x 2b m2*m ...=== 短路参数计算：

0129165

38290

3z k k k k Ωφ

φ.I U I U k =⨯=⨯=

=

42216531980003r 2

2Ωφ.I p k k k =⨯== 91284220129r z 2

22k

2k Ω...x k =-=-= （1分） 短路阻抗和漏阻抗标么值为：

00630384.12

42

2z r r 07550384.1229.01z z z 1b k *k 1b k *k ...======

07530384.12

28.91

z x x 1b k *k .===

（1分）

(2) 近似等效电路如下图所示：

（1分）

取*2U - 为参考相量，即︒∠=0U U -22** （1分） 则，据题意有︒∠=87.36-1I -*2

对应近似等效电路，可列出电压方程