《电机学》期末总复习2试卷答案

华北电力大学电机学模拟题
一. 填空选择题
1. 一台额定频率为６０赫的电力变压器，接于５０赫，电压为变压器５／６倍额定电压的电网上运行，当忽略原边漏阻抗，则此时变压器的铁心的饱和程度______；激磁电抗______；激磁电流______；铁心损耗_______。

2. 变压器等效电路中激磁回路电阻ｒｍ的物理意义是____________________________，铁心越饱和，其数值越_______，它的数值可用_______________________方法来测量。

3. 单相变压器为了得到正弦感应电势，当铁芯不饱和时，空载电流呈_______波形；当铁芯饱和时，空载电流呈_______波形。

4. 变压器空载运行时功率因数很低，其原因是____________________________________。

5. 单相变压器漏阻抗标么值Ｚ１＊＝Ｚ２＊＝０．０１＋０．０２，励磁阻抗标么值Ｚｍ＊＝２＋ｊ１５，若把该变压器原边接到具有额定电压的直流电源上，则此时原边电流标么值Ｉ１＊＝___________。

6. 变压器的电压变化率与___________________________________有关，从运行的观点看希望电压变化率_______。

7. 一台变压器原边接在额定电压的电网上，副边空载电压与满载时电压之比为０.９８０４，则此时变压器的电压变化率△Ｕ＝______％，且负载性质为______。

8.变压器主磁通的性质和作用是________________________________________________。

9. 三绕组变压器的额定容量是指：_____________________________________________，其等效电路中的ｘ１、ｘ２’和ｘ３’的含义_______（是或不是）漏抗，它们均为_______。

10. Ｙy联接组的三相变压器组，如外施电压为正弦波，空载时原绕组中励磁电流为＿＿＿＿＿＿波形，磁通为＿＿＿＿＿波形，付边相电势为＿＿＿＿＿＿波形，付边线电压为＿＿＿＿＿＿＿＿波形。

11.并网运行的同步发电机的V形曲线如下图所示，假设该同步发电机可能运行在曲线上的
a、b、c、d、e、f、g或h点，那么如果该发电机空载运行（I＝0），则应该对应曲线上的点；该发电机过励运行，则可能对应曲线上的＿＿＿＿＿＿点；该发电机发出最大的有功功率，则对应曲线上的＿＿＿＿＿＿点；发电机静态稳定能力最弱，则对应曲线上的＿＿＿＿＿＿点。

12. 双绕组单相变压器，电压比为２２０／１１０伏，额定容量为２２千伏安，若把此台变压器改为降压自耦变压器，使其电压比为３３０／２２０付，那么此台自耦变压器的原边最大（额定）输入电流为＿＿＿＿＿＿安，副边输出电流为＿＿＿＿安，绕组的公共部分中流过的电流为＿＿＿＿＿＿＿＿＿安；且自耦变压器的额定容量为＿＿＿＿＿＿千伏安。

13. 变压器的空载损耗：＿＿＿＿＿＿⑴全部为铜耗；⑵主要为铁耗⑶全部为铁耗。

14. 若电源电压不变，变压器产生的主磁通为φ，在空载和负载时，其值：＿＿＿＿＿＿
⑴完全相等；⑵基本不变；⑶根本不同．
15.三相对称绕组极对数及有效匝数一定，当接三相对称后，产生的基波旋转磁势幅值大小由____________决定，其转向由__________________决定，其转速由______________决定。

16.节距为（７／９）τ的短距线圈，其感应电势的基波分量和三次谐波分量分别是整距线圈对应分量的________和________倍。

17.交流电机一般采用短距、分布绕组的原因是_______________________________。

18.同步电机铁芯饱和程度增加时，Ｘｄ和Ｘｑ将＿＿＿＿＿＿＿＿．
19.三相同步发电机的内功率因数角ψ＝０时，电枢反应磁动势的轴线作用在______________位置，对转子磁动势起____________作用。

20.同步发电机准整步并网的条件是_______________________________________________。

21.同步发电机并入电网以后要调节其有功功率，必须调节_______________，而只调节有功，发出的无功__________；当只调节并网发电机无功输出时，可只调节________，而此时发出的有功__________。

22.若以纯电感为负载做零功率因数负载实验，当做到Ｕ＝ＵＮ，Ｉ＝ＩＮ，ｎ＝ｎＮ时，维持此时的励磁电流及转速ｎ不变，去掉负载后空载电势Ｅ０将＿＿＿＿额定电压ＵＮ。

23.由三相定子绕组产生的五次空间磁势谐波，它的转速是：＿＿＿＿＿＿⑴静止不动；
⑵是基波磁场转速的１／５；⑶等于基波磁场转速；⑷五倍于基波磁场转速。

24.并联于无穷大电网的同步发电机运行于欠励状态，在输出有功不变的情况下，若逐渐增大励磁电流，则＿＿＿＿＿＿⑴电枢电流先减小后增大，运行越来越稳定⑵电枢电流一直增大，运行越来越不稳定⑶电枢电流先增大后减小，运行越来越不稳定
⑷电枢电流一直减小，运行越来越稳定。

25.同步发电机短路特性是一条直线的原因是：＿＿＿＿＿＿⑴励磁电流较小磁路不饱和；⑵电枢反应去磁作用使磁路不饱和；⑶短路时电机相当于在一个电阻为常数的电路中运行，所以Ｉｋ和Ｉｆ成正比。

26.一台隐极同步发电机并联在无限大电网上，在正常励磁下（ＣＯＳΦ＝１），Ｉ＝ＩN，Ｕ＝ＵN ，其参数Ｘs＊＝１，忽略ｒa，此时之励磁电势Ｅo ＊＝＿＿＿＿＿＿；功率角θ＝＿＿＿＿＿＿。

27.要增加并联在电网上运行的发电机的稳定性，可以＿＿＿＿＿＿：⑴增加励磁电流；
⑵减少励磁电流；⑶调节原动机输入功率。

二. 作图题
1．一台三相变压器的绕组的连接方式如下图所示，请在图中标出各绕组的同名端（同极性端），并画出此变压器的电动势相量图，结合时钟法确定该变压器的联结组别。

A B C
a
b c
2. 画出变压器Ｔ型等效电路图，并定性画出其电压相量图（感性负载）。

3．一台两极同步发电机其示意图如下所示，图中标出了电流、电动势的正方向和转子的位
置，如果电流I 落后于电动势E0 30度时间电角度。

试在统一的时空相矢图中作出Ff1，Fa，E0（A相），I （A相）的矢量和相量，并说明电枢反应的性质。

4．一台和无限大电网并联运行的同步发电机的V形曲线如下图所示，
在图中标出横坐标和纵坐标电气变量符号；
分别说明图中两条虚线a、b的物理意义；
说明如果同步发电机在虚线b左侧和右侧某点运行，从运行状态来说有何区别？
从同步发电机运行状态的角度，说明图中曲线1、2及3的区别；
在下图右侧，从已经给出同步发电机在B点运行的相量图的基础上定性画出电机在A点及C 点运行时的相量图。

5．下图是一台一对极、双层、12槽的三相交流电机交流绕组展开图，图中画出了A相绕组
的联结示意。

（1）请回答其槽间角α、极距τ和节距y分别为多少？（2）如果一根导体（如图中加黑加粗导体所示）感应的基波电动势为1V，请分别求解一个线圈的（线圈匝数为10匝）、一个线圈组的（也称极相组）以及一相（A相）的感应基波电动势的大小。

【基波分布
因数：
1
sin
2
sin
2
d
q
k
q
α
α
=
；基波节距因数：
1
sin()
2
p
y
k
π
τ
=
】
A α
X 1234567891011121
τ
y
三. 计算题
1. 容量１００千伏安，额定电压Ｕ１Ｎ／Ｕ２Ｎ＝２２００／２２０伏，频率５０赫的单相变压器，现测得空载与负载试验结果如下：⑴空载试验：低压侧加２２０伏电压，测得空载电流Ｉ０２＝１８安，空载损耗ｐ０＝９８０瓦；⑵负载试验：电压加在高压侧，使电流达到额定值，得Ｕｋ＝７０伏，负载损耗ｐｋ＝１０５０瓦。

设Ｒ１＝Ｒ２＇，Ｘ１＝Ｘ２＇。

试求：⑴归算到高压侧的Ｒｋ，Ｘｋ，Ｒ１，Ｒ２＇，Ｘ１，Ｘ２＇，及Ｒｍ，Ｘｍ； ⑵cos φ２＝ ０．８（滞后）时的电压变化率及最大效率。

2. 两台三相变压器并联运行，数据如下：变压器Ⅰ：ＳＮ＝１８００千伏安，Ｕ１Ｎ／Ｕ２Ｎ＝３５／６．３千伏，Ｕｋ＝６．５％，Ｙ／△－１１；变压器Ⅱ：ＳＮ＝３２００千伏安，Ｕ１Ｎ／Ｕ２Ｎ＝３５／６．３千伏，Ｕｋ＝７％，Ｙ／△－１１。

求：⑴总负载为５０００千伏安时，各变压器所分担的负载？⑵在不使任何一台变压器过载的情况下，两变压器所能供给的最大负载为多少？
3．一台三相汽轮发电机额定数据如下：
10000N S =kVA ， 3.15N U =kV ，cos 0.8N ϕ=（滞后），每相同步电抗5c X =Ω（不饱和值），电枢电阻略去不计。

试求：
（1）当该机额定运行时，发电机输出的有功功率
2P 、功率角θ及过载能力m k 。

（2）再调节该机，使输出的有功功率减少20％，并保持励磁电流不变，再求功率角θ及功率因数角ϕ。

4．一台三相变压器，630N S =kVA ，12/10/3.15N N U U =kV ，12/36.4/115.5N N I I =A ，
Yd11联结，50f =Hz 。

空载试验在低压侧做：0
3.15U =kV ，0 6.93I =A ，0 2.45P =kW ；短路试验在高压侧做：0.45k U =kV ，36.4k I =A ，7.89k P =kW 。

试画出“T ”型等值电路
并以标么值形式标出参数大小（假设'12R R =，'12X X =）。