电机学期末试题及答案

电机学Ｉ试题（华南理工大学电力学院２００５．６）姓名班级学号（指班内序号）成绩注意： 1. 一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置；2. 四、五、六题写在答题纸上；3. 不得自带草稿纸；4．答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）右下角写上自己的名字，才可拆开试卷。

一、填空（25分）1. 电机是装置。

2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，不变；不变。

3. 变压器的效率在达到最大值。

4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为：。

5. 自耦变压器功率传递的特点为。

6. 短距因数的物理意义为。

7. 一相绕组的感应电动势计算公式为；其中的匝数N是指。

8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。

其旋转的规律为：；其幅值为单相磁动势的倍。

9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n= 。

10. 感应电机转子反应的物理意义为。

11. 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进行和归算。

13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为。

14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率P em，可以分割成转子铜耗p cu2、总机械功率（转换功率）PΩ。

二者同P em的关系为p cu2= ；PΩ = 。

15. 同步电机的电枢反应是指。

16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时，之间的关系。

17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是之间的夹角；从磁场角度看，它是之间的夹角。

18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cosϕ、X d、X q，求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势E Q来求取I和E0的夹角ψ0。

19. 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同；2) ；3)。

二、正确的打“√”；错误的打“ ”（25分）1. 变压器一次侧接额定电压不变，则负载的主磁通比空载的主磁通略小。

（）2．如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，则一次侧归算到二次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。

（）3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通励磁电流也是正弦波。

（）4．三相变压器绕组采用Y，d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。

（）5．对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。

（）6．对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。

（）7．只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变。

（）8．当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。

（）9．对绕线型感应电动机，转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机，定子绕组串电阻可以增大起动转矩。

（）10．对感应电动机，进行恒转矩变频调速，基本上要求电源电压随频率正比变化。

（）11．若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场，则电机运行于发电机状态。

（）12．对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗。

（）13．通常同步发电机工作在过励状态，以便提供无功功率，改善电网的功率。

（）14．变压器的额定容量单位为kW。

（）15．考虑铁耗时，变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。

（）16．变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。

（）17．电角度＝机械角度×2p。

（）18．双层叠绕组的最多并联之路数为２。

（）19．正常空载运行的三相感应电动机，忽然一相断线，则必然停转。

（）20．感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。

（）21．感应电动机的功率因数很高。

（）22．同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。

（）23．忽略电枢绕组电阻时，同步发电机的短路电流为纯直轴分量I d。

（）24．忽略电枢绕组电阻、负载cos =0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量I q。

（）25．单层绕组可以靠短距来消弱谐波。

（）三、单选题（13分）1．变压器在负载运行时，建立主磁通的励磁磁动势是。

A 一次绕组产生的磁动势B 二次绕组产生的磁动势C 一次和二次绕组产生的合成磁动势D 以上都不对2．一台三相电力变压器，二次侧带对称负载，且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压，则该负载一定是。

A 纯电阻负载B 电感性负载C 电容性负载D 无法判断3．两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行，则变压器所分担的容量之标幺值。

A 与短路阻抗成正比B 与短路阻抗成反比C 与短路阻抗标幺值成正比D 与短路阻抗标幺值成反比4．由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度。

A 等于零B 是基波磁场转速的倍C 等于基波磁场转速D是基波磁场转速的倍5．要消除三相绕组中的齿谐波磁动势，一般可以采用。

A 短距绕组B 分布绕组C 斜槽D 无法消除6．笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比，。

A 起动电流、起动转矩均减小B 起动电流减小、起动转矩增加C 起动电流、起动转矩均增加D 起动电流增加、起动转矩减小7．三相感应电动机对称运行时，定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为。

A 始终同步B 相对定子反向C 相对定子同向、但不同步D 有时同步、有时失步8．同步发电机并联运行，有功功率一定，则同步发电机的电枢电流最小。

A 过励时B 正常励磁时C 欠励时D 励磁电流最小时9．凸极同步电机负载运行时，电枢绕组产生的气隙电动势是由产生的。

A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同10．汽轮发电机与水轮发电机的差别为。

A 汽轮发电机转子为凸极结构B 水轮发电机转速快C 汽轮发电机转子半径大D 水轮发电机转子体积大11．单相变压器U1N /U2N=220/110V，如果一次侧接380V，则主磁通将。

A 增大为380/220倍B 不变C增大为380/110倍 D 减小12．单相变压器U1N /U2N=220/110V，一次侧加220V时，空载电流为１Ａ；今将一次、二次侧绕组顺极性串联，外施330V电压，则空载电流为。

A 1AB 2/3AC 1.5AD 3A13．一台三相感应电动机，其空载转速为730转/分钟，则其极数2p= 。

A 2B 4C 6D 8四、简答题（15分）1. 写出变压器的基本方程式（电压、磁势等）2. 画出异步电机的T型等效电路、并标明各参数。

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。

五、计算（14分）1. 单相变压器I N＝15.15A，U1N/U2N＝6600/6300V，f＝50Hz，短路试验在高压侧进行（绕组温度已经为75℃）：U K=3240V、I k=15.15A、P k=7490W。

忽略励磁支路，假定R1= R’2、X1σ=X’2σ，求R1、X1σ、R2、X2σ。

2. 一台3相4极的绕线式感应电动机，n N=1450r/min，转子每相电阻R2=0.012Ω。

设负载转矩保持为额定值不变，欲将转速从1450r/min降低到1050r/min，求转子回路应该串入的电阻。

（后附答题纸和草稿纸）******************************************************************************* *********************************************电机试题（参考答案）一、填空（25分）1. 电机是（一种进行机电能量转换或将一种电压、电流等级转换成另外一种电压、电流等级的）装置。

2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，（一、二次侧容量、功率）不变；（一、二次侧绕组磁势）不变。

3. 变压器的效率在（铁耗与铜耗相等时）达到最大值。

4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为：（一、二次侧至少有一方为三角形联结，或有一方为星形带中性点接地联结）。

5. 自耦变压器功率传递的特点为（一、二次侧既有直接的传导功率传递，又有间接的电磁感应功率传递）。

6. 短距因数的物理意义为（元件短距时的电势同元件整距时的电势的比值）。

7. 一相绕组的感应电动势计算公式为（k E=4.44fN w1）；其中的匝数N是指（每相串联匝数）。

8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。

其旋转的规律为：（哪相电流达到最大值，旋转磁势的轴线就转到同该相绕组轴线重合）；其幅值为单相磁动势的（１．５）倍。

9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n=（６０ｆ/ｐ）。

10. 感应电机转子反应的物理意义为（转子绕组电流的基波磁势对气隙磁场的影响）。

11. 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进行（频率）和（绕组）归算。

13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为（定子电流频率）。

14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率Pem，可以分割成转子铜耗pcu2、总机械功率（转换功率）PW。

二者同Pem的关系为pcu2=（ｓＰｅｍ）；PW =（(1-s)Pem）。

15. 同步电机的电枢反应是指（电枢电流的磁势对主极磁场的影响）。

16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时，（端电压同励磁电流）之间的关系。

17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是（励磁反电势与端电压）之间的夹角；从磁场角度看，它是（主极励磁磁场同气隙合成磁场）之间的夹角。

18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cos j、X d、X q，求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势E Q来求取I和E0的夹角Y0。

（）。

19. 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同；2)（频率相同）；3)（对应相的电压相等、且相位相同）。

二、正确的打“√”；错误的打“⨯”（25分）1. 变压器一次侧接额定电压不变，则负载的主磁通比空载的主磁通略小。

（√ ）2．如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，则一次侧归算到二次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。

（⨯）3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通励磁电流也是正弦波。

（⨯）4．三相变压器绕组采用Y，d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。

（√）5．对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。