电机学复习题

电机学复习题

一、选择题

1.同步发电机参数Xd称为（ ） ①漏抗

②同步电抗 ④负序电抗

③电枢反应电抗 答案：1

2.直流电机运行在发电机状态时，其（ ） ①Ea>U ③Ea3.变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的激磁电流将（ ） ①减小 ③增大 答案：3

4.短路试验，磁路不饱和的原因是（ ） ①直轴去磁电枢反应所致

②励磁电动势只需用来平衡同步电抗压降 ③气隙电动势只需用来平衡漏电抗压降 ④所加励磁电流很小 答案：3

5.变压器铁心在叠装时由于装配工艺不良，铁心间隙较大，空载电流将（ ） ①减小 ③不变 答案：2

6.若并励直流发电机转速升高10%，则空载时发电机的端电压将升高（ ） ①10%

②大于10%

②增大 ④没关系

②不变 ④不确定

②Ea=0 ④Ea=U

③小于10% 答案：1

④20%

7.同步发电机三相突然短路时，定子次暂态分量短路电流的衰减是由于（ ） ①阻尼绕组有电阻 ③电枢绕组有电阻

②励磁绕组有电阻

④励磁和电枢绕组电阻共同作用结果

答案：1

8.判断同步发电机是过励运行状态的依据是（ ）  ①E0超前于U

 ②E0滞后于U I超前于U ③答案：4

 I滞后于U④9.三相异步电动机的额定电流IN=（ ）

PN ①3UNcosN

PN②3UNNcosN

P1 ③3UNNcosN 答案：2

P1④3UNN

称为（ ） 10.同步发电机时间常数Td

①阻尼绕组非周期性电流时间常数 ②励磁绕组时间常数

③定子绕组非周期性电流的时间常数 ④定子绕组周期性电流时间常数 答案：1

11.一台角接三相异步电动机在额定电压下起动时的起动电流为300A，现采用星三角换接接开关降压起动，其起动电流Ist为（ ） ①100A ③212A 答案：1

12.凸极同步发电机附加电磁功率产生的原因是（ ）

①交轴励磁绕组

②交轴上的磁阻比直轴上的磁阻大 ③直轴上的磁阻比交磁阻大 ④交轴上的磁阻等于直轴上的磁阻 答案：2

13.变压器并联条件中必须满足的条件是（ ） ①变比相等

②组别相等

④短路电压标么值相等

②173A ④150A

③短路阻抗相等 答案：2

I超前空载电势14.同步发电机当其电枢电流E0运行时，其电枢反应为（ ）

①交磁

②直轴加磁 ④交磁兼直轴加磁

③交磁兼直轴去磁 答案：4

15.三相六极异步电动机，接到频率为50Hz的电网上额定运行时，其转差率SN=0.04，额定转速为（ ） ①1000转/分 ③40转/分 答案：2

16.Z正、Z负分别为变压器正、负序阻抗，则（ ） ①Z正>Z负 ③Z正17.一台单相变压器进行空载试验，在高压侧加额定电压测得损耗和在低压侧加额定电压测得损耗（ ） ①不相等

②相等 ④基本相等

②Z正=Z负 ④不确定

②960转/分 ④0转/分

③折算后相等 答案：3

18.凸极同步发电机参数Xd与Xq的大小关系是（ ） ①Xd>Xq

②Xd③Xd=Xq 答案：1

19.变压器的变比为K=W1/W2，准确的变比计算公式是（ ） ①K=E2m/E1m ③K=U1/U2 答案：2

20.整数槽单层绕组的每相最大并联支路数为2a，极对数为p，则它们间的关系是（ ） ①2a=2p ③2a=4p 答案：2

②2a=p ④2a=0.5p

②K=E1/E2

④K=I1/I2

二、填空题

1.一台变压器加额定电压时，主磁通为φ，空载电流为I0，励磁阻抗为Zm，现将电源的频率从50Hz改变为60Hz，其它情况不变，并假定磁路线性，则现在的磁通φ‘= φ，空载电流I’0= I0，励磁阻抗Z’m= Zm。 答案： 0.83, 0.83, 1.2

2.三相同步电机，定子上A、B两导体空间相隔20机械角度，该电机接于50Hz三相交流电源，同步转速为750r/min，则A、B两导体的空间电角度为 。 答案：80

3.两台并联运行的变压器，短路阻抗标么值小的变压器所分配的负载 。 答案：大

4.交流电机绕阻高次谐波电势，如5次和7次谐波，可以通过 的方法大大削弱。 答案：采用分布和短距绕阻

5.当变压器运行效率最高时，其不变损耗 可变损耗。 答案：等于

6.交流电机p=12，在一相绕组中通入正弦交流电流，产生基波和三次谐波磁动势，则三次谐波电动势与基波电动势之比为 ，基波磁动势幅值和三次谐波磁动势幅值之比为 。 答案：3， 3

7.拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机，若减弱磁通，电枢电流将 。 答案：增大

8.交流电机绕阻高次谐波电势，如5次和7次谐波，可以通过 的方法大大削弱。 答案：采用分布和短距绕阻

9.同步发电机电枢反应性质取决于 。 答案：内功率因数角Ψ

10.直流电机电枢导体的电流是 流。 答案：交

11.变压器负载运行时，铁心中的主磁通的大小取决于 。 答案：外加电压的大小

12.并联在无穷大容量电网运行的同步发电机要改变有功功率输出，只需调节其 。 答案：输入转矩(原动机转矩)

13.为改变他励直流电动机的转向，可以改变 。 答案：电枢绕阻两端的极性

14.装在用户附近的一台调相机，在负载比较小的夜间为改善长线末端电压应使调相机处于 状态。 答案：欠励

15.三相异步电动机的最大转矩与转子电阻 。 答案：无关

16.同步发电机三相突然短路，定、转子电流各分量i所以会衰减，是由于各绕组中存在 的缘故。 答案：电阻

0

0

17.单相变压器当铁心饱和时为了得到正弦波磁通，空载电流必须含有 谐波。 答案：三次

18.直流电机电枢反应性质取决于电刷的 。 答案：空间位置

19.同步发电机气隙增大，其同步电抗将 。 答案：减小

20.变压器空载合闸时电压瞬时值U1= 时，空载电流最大。 答案：0

21.一台单相变压器，铁芯柱上有三个绕组，已知U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，应使W2= 匝，W3= 匝。若已知绕组W1开路，Ì3=10∠10A，忽略励磁电流，则Ì2= A。 答案：466.6, 32.3, 0.5∠10A

22.两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Zk不同，则Zk 越小，Ik 。 答案：大

23. 某变压器带感性负载运行时，若负载电流相同，则cosφ2越小，副边电压变化率越 ，效率越 。 答案：大，低

24.如交流绕组的线圈节距用空间电角度1表示时，其基波分量短距系数KY1= 。 sin12 答案：Ky1=

0

0

1sr2s25.三相异步电动机等效电路中的参数的物理意义是 。

答案：模拟异步电动机转子轴输出总机械功率的等效电阻

三、计算题

.（滞后）1.一台汽轮发电机并列于大电网上，其PN=25000KW，UN=10.5KV，cos08，xd*=1.0，不计ra。

.（滞后）时，输出的有功功率和无功功率为多少？ 试求：①该机供给90%额定电阻且cos08②此时的励磁电势E0和为多少？

*p0.72**.Q054I=0.9(0.8-70.6)=0.72-70.54答案：答案：①

25000 P=0.72×0.8=22500KW

25000 Q=0.54×0.8=16875千乏

②

*u***E.0NjIxd10 0° +j(0.72-70.54)×1.0

=1.7 25°

则E0*=1.7,δ=25.1°

10.5 E0=1.7

3=10.3KV

2.一台他励直流电动机，PN=22KW，IN=115A，UN=220V，nN=1500r/min电枢回路总电阻Ra=0.1Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到1000r/min，计算： 1、 采用电枢串电阻调速需串入的电阻值； 2、采用降低电源电压调速，电源电压应为多大

答案：1、Ce ΦN=UN-RaIN/ nM =0.139, n0=UN/ Ce ΦN =1582.7r/min,

串电阻后转速降落

n= n0 - n =582.7 r/min，则Ra+R/Ra=

n /

nN= n0 - nN =82.7 r/min nN，R=0.65Ω (5分)

2、降低电压后的理想空载转速n01 =n+ nN =1082.7 r/min ，U1/ UN = n01/ n0

U1= 150.5V (5分)

3.一台125000KVA、50Hz、110/11KV、YN、d联接三相变压器、空载电流I0=0.02IN，空载损耗P0=133KW，短路电压Uk*=0.105，短路损耗PKN=600KW，求激磁阻抗和短路阻抗标么值。（9分） 1I*

答案：由题意知Zm=0=0.02=50

*1P0 r= x=

**m

*m

SNIO*213312500(0.02)2=2.66 =49.93

Zm*2rm*25022.662 Zk=0.105

PKNSNI*2N60012500012 r= x=

*k

*k=0.0048

(Zk*)2(rk*)20105.20.0048201049.4.一台三相电力变压器额定容量S=1000 kVA，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Zk=0.015+j0.053，该变压器原边接额定电压，副边带Δ接对称负载，每项负载阻抗ZL=50+j85Ω，计算： （1） 变压器原边线电流； （2） 副边线电流； （3） 副边线电压； （4） 电压调整率 答案：1、原边电流的计算

k=(U1N/√3)/ U2N =(1000/√3)/3300=1.75 (3分) ZN=U1N/SN=100Ω，Z=Zk+KZL=307.23

2

2

58Ω (4分)

0

I1=U1N/√3/ Z=18.79A (4分)

2、副边电流：I2=√3 I2Φ =√3K I1=56.96A (4分) 3、副边电压：U2=I2ΦZL=3242.7V (3分) 4、ΔU=(U2N- U2)/ U2N=1.7% (4分)

5.一台三相50赫交流电机，定子绕组为单层整矩分布绕组，有关数据为Z1=36，2p=4，Nc=6，2a=1，单星接线。（4分）

试求：每条支路总匝数N。

z36答案：q=2pm43=3

pqNc2361 N=2a=36

6.一台三相异步电动机，额定频率为50赫，额定转速是576转/分。

试求：（1）极数；（2）磁场的同步转速n1；（3）额定转差率SN；（4）转子电流频率f2。（4分）

答案：(1)p=

60f1n160f16050≈n=576=5.2取p=52p=10

60f16050p5=600转/分 (2)n1=

n1nNn1600576=600=0.04

(3)SN=

(4)f2=SNf1=0.04×50=2Hz

7.一台三相异步电动机2p=4，f=50Hz，PN=13KW，UN=380V，△联接，IN=14.7A，Pcu1=630W,Pcu2=363W，PFe=346W，Pmec=150W，Pad=65W，试计算该电机额定负载时nN；T2及Tem。

60f16050p2=1500转/分 答案：n1=

总机械功率Pmec=PN+Pmec+Pad=13+0.15+0.065=13.215KN 电磁功率Pem=Pmec+Pcu2=13.215+0.363=13.578KW 额定转差SN=Pcu2/Pem=0.363/13.578=0.0267

额定转速nN=(1-SN)n1=(1-0.0267)×1500=1460转/分 13000 负载转矩T2N=9.55PN/nN=9.55146085=牛、米

2n 电磁转矩Tem=Pmec/60=13215×60/2π×1460=86.43牛、米

8.一台三相电机，极对数p=2，三相绕组的有效匝数彼此相等WAKdp1= WBKdp1= WCKdp1=100匝，通入的电流分别为：

iA =1.41Icos(ωt-240); iB =1.41Icos(ωt-120); iC =1.41Icosωt; 其中电流有效值I=10A。

0

0

已知三相绕组轴线顺时针排列，请画出ωt=150瞬间基波合成磁动势的位置及旋转方向（方法不限），并写出幅值大小 答案：1、见图2 2、F1=379.6A

0

+A F1 ω +C +B 图2

9.一台并励直流电动机U=220V，IaN=75A，nN=1000转/分，电枢绕组电阻ra=0.157Ω，并励电阻Rf=91Ω，一对电刷压降Ub2V，额定负载时的铁耗PFe=600W，机械耗Pmec=198W附加耗Pad=145W，试求额定负载时的输入功率。（4分）

答案：电枢电势EaN=UN-Iara-2△Ub=220-75×0.157-2=206.2V

If=

UN220Rf91=2.42A

Pem=EaNIa=206.2×75=1

.（滞后）时的电压变化率。10.某台变压器rk*=0.015，xk*=0.05，试求：半载且功率因数cos08（4

分）

答案：因为半载 ∴β=0.5，cos2=0.8，∴

2cos10.8=36.9°

(rcos2xk*sin2)

△U=βk* =0.5(0.015×0.8+0.05×0.6) =0.021 =

四、简答题

1.说明自耦变压器的优点。

答案：①减少铁心面积缩小总尺寸，占地面积减小。

②副边绕组匝数不变，导线截面积减小节省用铜量降低成本。 2.说明三相交流绕组合成的基波磁动势性质。

NKw13答案：①幅值为单相脉动磁动势最大幅值的为2倍，即Fm1=1.35PI。

60f ②转速为同步速：n1=p。

③转向由电流相序决定，由超前相转向滞后相。 ④幅值出现在电流有最大值即相线圈的轴线上

3.画出异步电动机负载时的等值电路，说明为什么异步电动机的功率因数总是滞后的？

答案：从等效电路可以看出异步电动机的参数只包括电抗和电阻、电动机负载变化时，只是电阻值变化，因此无论什么情况，异步电机的功率因数总是滞后的。

A B C X Y Z a b c x y z 图1 4.图1所示为三相变压器接线图，画出电动势向量图，并确定其连接组别。答案：绕阻电动势向量见图1 联接组别为D，y 9

X,B

X,B c ĖAB ĖBC x,y,z Y,C ĖCA b Ėab a,A,Z 图1

5.提高同步发电机过载能力的方法有哪些？ 答案：①增加励磁电流，即增大E0。 ②减小同步电抗xt

五、绘图题

1.当变压器带感性负载时，画出简化等值电路的相量图 答案：设U2为参考量U=1 0 U1=U2+I1rk+I1xk。

2.画出三相同步发电机各序等效电路

答案：