电机学试卷.doc

电机学试卷
一、 填空题
1、 变压器负载运行（空载运行）是指变压器一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组接负载（开路）时运行状态。
2、 三相感应电动机在运行时有一相断线，能继续运行；当电机停转后，否再启动。（能或否？）
3、 三相双绕组变压器的标准连接组别有Y,yn0、Y,d11、YNd11、YN,y0、Y,y0 。
4、 有一台4极36槽的三相交流电机，则该电机是极距τ= 9，每极每相槽数q=3，槽距角α=20°。
5、 同步电机同所有旋转电机一样，其运行是可逆的，它既可作发电机运行，又可作电动机运行，还可作调相机运行。
6、 当同步发电机并网运行时，其cosα=0.8（滞后），电机运行于过励状态。
7、 异步电动机的调速方法有变频调速、变极调速、变转差率调速。
8、 直流电机接励磁方式的不同又分为他励电机、并励电机、串励电机、复励电机。
9、 变压器带负载运行，当负载增大，则其铜损耗增大，铁损耗不变。
10、 直流电机的定子由主磁极、换向磁极、机座及电刷装置等组成。
11、 变压器效率的大小与负载大小、性质以及空载损耗和短路损耗有关。
12、 变压器理想的并联运行需要满足的条件有：变比相等、连接组别相同、短路阻抗标幺值及短路阻抗角相等。
13、 同步发电机主磁极对数一定时，其感应电动势的频率与电机的转速之间有着严格不变的关系。
14、 异步电动机的折算条件是保持折算前后电机内部的电磁关系不变。
15、 通常希望异步电机在启动时，起动转矩足够大，起动电流较小，启动设备尽量简单、可靠、操作方便，启动时间短。
16、 判断直流电机运行是发电机还是电动机状态的依据是：E和U大小的比较。
17、 三相同步发电机的转子绕组又称励磁绕组；定子绕组又称电枢绕组。
二、 选择题。
1、从物理意义上分析，若减少变压器一次绕组匝数，二次电压将（A）
A、增大 B、不变 C、减少 D、以上都有可能
2、变压器的空载实验又可以测的（B）
A、铜损耗 B、铁损耗 C、附加损耗 D、以上均不是
3、一台同步发电机的电动势频率为50Hz，转速为600r/min，其极对数为（B）
A、2 B、5 C、10 D、20
4、同步发电机对称负载时＿对＿的影响，称为电枢反应（C）
A、励磁电流 电枢电流 B、主磁通 漏磁通
C、电枢磁动势 励磁磁动势 D、励磁磁动势 电枢磁动势
5、一台6极三相异步电动机额定频率为50Hz，额定转速为970r/min，电动机的额定转差率是（C）
A、0.015 B、0.15 C、0.03 D、0.3
6、感应电动机的转差率为S<0时，电机运行于（C）状态。
A、发电机 B、电动机 C、电磁制动
7《电机学》中以下概念表示范围最大的是（ 电机 ）
8、变压器的短路实验可以测的（ 铜损耗 ）
9、额定接法为三角形接法的鼠笼式异步电动机不能采用的起动方法（星三角启动）
10、一台三相同步发电机在对称负载（α<0°）不稳定运行，此时电枢反应性质为（D）
（A） 直轴助磁电枢反映
（B） 既有直轴去磁电枢反应，又有交轴电枢反应；
（C） 既有直轴助磁电枢反应，又有交轴电枢反应；
（D） 既有直轴电枢反应（去磁，助磁不定），又有交轴电枢反应。
11、以下不属于同步发电机准同步法并列条件的是（待并发电机与系统的短路阻抗标幺值（短路电压）相等）
12、一般异步电动机在额定负载运行时额定转差率Sn=（B）
A、0.001~0.006 B、0.01~0.06 C、0.1~0.6 D、1~6
13、(起动转矩倍数Kst)是异步电动机的重要性能指标，它反映了电动机起动能力的大小。
14、大型异步电动机不允许直接起动，其原因是（ 对电网冲击大）
15、电机H绝缘允许的最高温度为（D）
A、100 B、150 C、130 D、180
三、简答题
1、 画出变压器的T形等效电路和变压器的简化等效电路图。
答：（图略）P19
2、什么叫主磁通和漏磁通？比较其大小和作用。
答：同时交链一次，二次绕组的磁通称为主磁通；
只交链一次绕组的磁通称为漏磁通；

大小：主磁通占总磁通的99%以上，漏磁通不足1%。
作用：主磁通起传递能量，漏磁通只起漏电抗压降作用。
3、简述变压器理想的并联条件
答: 1)各变压器的一、二次额定电压分别相等，即变比相等。
2）各变压器的连接组别相同。
3) 各变压器的短路阻抗标幺值且短路阻抗角相等。
4、简述三次谐波励磁工作原理。
答：柴油机将发电机转子带动，启动后，发电机定子内三次谐波绕组感应定子内剩磁，产生剩磁电压，经过半波整流后得到一个比较微弱的直流电压，加到励磁机定子上，产生一个恒定不变的磁场，后经励磁机电枢绕组感应产生一个较微弱的三相交流电，再经旋转整流模块整流成直流电加给主机转子，主机转子得电后产生一个旋转磁场，加强定子内的磁场，由此定子内三次谐波感应产生的电流加强，由此依次循环，直至发电机输出电压达到额定电压，电压调节器控制开关导通角来限制励磁电流，以达到稳定输出的目的。
5、防护等级定义；IP23表示什么含义？
答：指电动机外壳防止异物和水进入电机内部的等级。外壳防护等级是以字母“IP”和其后的两位数字表示；
IP23表示防护大于12mm的固体和防护与垂直方向成60°角范围内的淋水不能直接进入电机内。
6、Y，y0连接组
答:略。P31
7简述三相异步电动机的基本工作原理。
答：当异步电动机定子绕组加三相对称电压时，就产生一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。 由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定） 由于转子导体两端被短路环端接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生感应电动势方向一致的感应电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（方向用左手定则判定）电磁力对转轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
四、计算题
1、有一台容量为125000KV·A三相电力变压器，一、二次绕组分别采用星形和三角形接法，U1n/U2n=220/10.5kV，求：（1）变压器的额定电压和额定电流；（2）变压器一、二次绕组的额定相电压和额定相电流。
解：（1）一、二次侧额定电压
U1n =220kV U2n=10.5kV
一次侧额定电流（线电流）
I1n=Sn/(√3 U1n)=125000/(√3*220)=328.04 A
二次侧额定电流（线电流）
I2n=Sn/(√3 U2n)=125000/(√3*10.5)=6873.22 A
(2) 由于一、二次绕组分别采用星形和三角形接法，故一次绕组的额定相电压。
U1Nα=U1n/√3=220/√3=127.02kV
一次绕组的额定相电流
I1Nα=I1n=328.04 A
二次绕组的额定相电压
U2Nα=U2n=10.5 kV
二次绕组的额定相电流
I2Nα=I2n /√3=6873.22/√3=3968.26 A
2、一台三相电机定子，Z=36，2p=4，y=7/9τ，支路数a=1，双层绕组；
（1）判定改定子绕组是整距绕组还是短距绕组
（2）求定子绕组的每极每相槽数q、槽距角α、极距τ；
解： τ=Z/2p=36/4=9
Y=7<9 ∴短距绕组
q=36/（4×3）=3
α=（360×2）/36=20°
3. 、一台三相异步电动机，其额定转速nN=975r/min，电源频率f1=50hz，试求(1)电动机的极对数是多少？
（2)额定负载下的转差率是多少？
（3）转速方向与旋转磁场方向一致时，转速分别为950r/min，1040/min时的转差率是多少？
（4）转速方向与旋转磁场方向相反时转速为500r/min时的转差率是多少？
解：（1）已知，转差率很小，异步电动机转速略低于同步速n N故n1=1000r/min
p=60 f1/ n1=60×50/1000=3
（2） 额定转差率，
SN=（n1-nN）/n1×100%=【（1000-975）/1000】×100%=0.025
(3)转速方向与旋转磁场方向一致时，若n=950r/min则
S=（(n1-n)/n1）×100%=【（1000-950）/1000】×100%=0.05
若n=1040r/min时则
S=（(n1-n)/n1）×100%=【（1000-1040）/1000】×100%=-0.04
（4）S=（n1-n）/n1×100%=【（1000-（-500））/1000】×100%=1.5
4、一台直流电动机，已知Pn=100kW，Un=220V，转速为1500r/min，ηN=90%。求该电动机的额定电流。

解：根据PN=UNINηN得
IN=PN/(UNηN ) =（100×10^3）/220×0.9=505.5 A