2012-2013电机学课堂测验3-交流电机理论的共同问题.doc

重庆大学试卷 交流电机理论的共同问题 第 3 页 共 2 页

学院 电气工程学院 专业、班 年级 2009 学号 姓名
公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊
封
线
密
重庆大学 电机学（1）课堂测验二
2012~2013学年 第一学期

测验日期： 2012.11.17
时间： 120分钟
题 号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
得 分

一、 单项选择题（每小题2分，共20分）
1．一个p对极的三相交流线圈，两个有效边在空间的电角度为170°，则其对应的机械电角度为 C 。
A．p×170°； B．2p×170°； C．170°/p； D．170°/2p
2．一个整距线圈产生的磁动势波形为 B 一个极相组线圈产生的基波合成磁动势波形为 A。
A．正弦波； B．矩形波； C．阶梯波； D．尖顶波
3．三相感应电动机2p=8，接到频率为50Hz的电网上，定子三相对称电流产生的基波合成磁动势转速为 B 。
A．600转／分； B．750转／分； C．1000转／分； D．1500转／分
4．已知线圈的节距y1=5τ/6，则该线圈的基波节距因数为 C 。
A．sin30°； B．sin45°； C．sin75°； D．sin90°； E．sin108°
5．一台Ｙ接法的三相感应电动机，定子绕组一相断线时，它所产生的基波磁动势是 D 。
A．恒定磁动势； B．脉振磁动势；
C．圆形旋转磁动势； D．椭圆形旋转磁动势
6．在感应电动机电枢回路中串入电阻起动，可 D 。
A．减小起动电流，增大起动转矩； B．减小起动电流，减小起动转矩；
C．增大起动电流，增大起动转矩； D．减少起动电流，启动转矩无法确定
7．感应电动机的功率平衡方程中，总机械功率可表示为 C 。
A．； B．； C．；D．sPe
8.拖动恒转矩负载的三相感应电动机，保持磁通不变，当f1=50Hz时，n=2900r/min，若降低频率到f1=40Hz时，电动机的转速为 C 。
A．2900r/min； B．2320r/min； C．2300r/min； D．2400r/min
9.设三相感应电动机在额定状态运行时的定、转子铁耗分别为pFe1和pFe2，则 C 。
A．pFe1pFe2； D．pFe1≈pFe2
10.感应电动机满载起动时的起动转矩 C 空载起动时的起动转矩。
A．大于； B．小于； C．等于； D．不确定

二、 填空题（每空2分，共22分）
1．在三相对称绕组中通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势为 圆形旋转磁动势 ，其幅值取决于 绕组设计和电流大小 ，转速取决于 电流频率和极对数 ，转向取决于 电流相序和绕组布置 。
2．基波绕组因数的物理意义是既考虑绕组短距、又考虑绕组分布时，整个绕组的合成电动势所须的总折扣。
3．变压器相绕组的电动势计算公式为Eφ=4.44fN1φm，交流旋转电机单相绕组的电动势计算公式为Eφ=4.44fN kw1φ1，两者的主要差别在变压器中N1表示一相绕组的实际匝数，交流电机N kw1表示一相绕组的等效匝数 和变压器φm表示主磁通幅值，交流电机φ1表示每极磁通量。
4. 对三相绕线式感应式电动机，在其他条件不变的情况下，增加转子回路总电阻，一般会引起以下变化：起动电流 减小 ，最大电磁转矩 不变 ，临界转差率 增大 。

三、 简答题（每小题10分，共20分）
1．三相绕组的轴线位置如图所示，如果三相绕组的电流分别为iA=Imcos(ωt)，iB=Imcos(ωt+1200)iC=Imcos(ωt+2400)。当ωt=900时，试分析并画出基波合成磁动势的轴线位置及其转向。（10分）
A
B
C
F1

答：当某相电流达到最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值F1就与该相绕组的轴线重合。当ωt=0时，F1与A相轴线重合，当ωt=120°时，F1与C相轴线重合，当ωt=240°时，F1与B相轴线重合。由于在三相对称绕组中通入的是对称的负序电流，电流达到最大值的次序为A-C-B，因此，F1的转向为A-C-B-A，当ωt=900时，F1的位置及转向如图所示。

2．某感应电动机的额定频率为50Hz，转差率为0.02极对数为2。试分析：（1）转子的机械转速；（2）定子磁场相对于定子的转速；（3）定子磁场相对于转子的转速；（4）转子磁场相对于转子的转速；（5）转子磁场相对于定子的转速。（10分）
答：
（1） 转子机械转速：1500（1-0.02）=1470r/min
（2）定子磁场相对于定子转速为同步转速1500r/min
（3）定子磁场相对于转子的转速为=1500r/min-1470r/min=30r/min
（4）转子磁场频率fr=Hz
转子磁场相对于转子的转速=
（5）因为转子磁场与定子磁场转速相同，因此转子磁场相对于定子的转速为同步转速1500r/min

四、 计算题（共38分）
一台Y联接的三相同步发电机，2p=4，Q=36槽，采用三相双层叠绕组，线圈节距y1=7τ/9，线圈匝数Nc=3，并联支路数a=1，基波频率f1=50Hz，基波磁通量Ф1=0.75Wb，定子相电流的有效值为30A。试求：
(1) 基波绕组因数kw1；（4分）
(2) 基波线电动势EL1；（4分）
(3) 单相绕组的基波磁动势幅值Ff1；（2分）
(4) 三相绕组的基波磁动势幅值F1。（2分）
解：

(1)
(2)

(3)
(4)
2.一台三相3对极的绕线型感应电动机，额定转速为980r/min，转子每相电阻为0.02Ω，输入功率为3kW。设负载转矩不变，在转子上串入电阻调速，使其转速降为900r/min，忽略机械损耗和铁耗，试求：（1）每相串入的电阻值；（2）串入电阻后转子电流的频率；（3）串入电阻后电机的输入功率。（10分）
（评分标准：有公式给一半左右分数，计算结果正确无公式不扣分，只给出结果无过程，酌情扣分；起始计算结果错误，扣一次分数，而后认为此结果正确不累积扣分，直到再次出现错误。）
答：（1）
调速前转差率为： （1分）
调速后转差率为： （1分）
由于转矩不变，所以
r2=0.1Ω，因此需串入0.08Ω电阻 （4分）
（2） （2分）
（3）串入电阻前后，定子电流不变，功率因数也不变，只是铜耗增加，因此输入功率依然为3kW。 （2分）

3．一台额定功率为7.5kW的三相6极感应电动机，定子绕组Δ接，额定电压为380V，额定频率为50Hz，额定转速为960r/min，额定功率因数为0.8（滞后），定子铜耗为474W，铁耗为231W，机械损耗为45W，附加损耗为37W。试计算额定负载时：（1）电磁功率；（2）效率；（3）定子线电流。（16分）
答：（1）输出功率P2=额定功率PN=7500W （2分）
机械功率PΩ=P2+pΩ+pΔ=7500+45+37=7582W （2分）
电磁功率Pe= PΩ/1-s=7898W （2分）
（2）输入功率P1=7898+474+231=8603W （2分）
效率 （2分）
（3）由于为Δ接，相电压与线电压相同，所以： （2分）
（2分）
（2分）