电机学试题卷

一、单项选择题

1、一台单相变压器进行空载实验，在高压侧加额定电压测量或在低压侧加额定电压测量，所测得的空载功率（ ）。

（A）不相等，且相差较大； （B）折算后相等； （C）相等。

2、一台变压器在（ ）时效率最高。

（A）??1 ； （B）P0/Pk?常数； （C）pCu?pFe； （D）S?SN。

3、若在三相对称绕组中通入iU?Imsin(?t?30?)，iV?Imsin(?t?90?)，iW?Imsin(?t?150?)的三相对称电流，当?t?240?时三相基波合成磁动势幅值位于（ ）。 （A）U相绕组轴线上； （B）V相绕组轴线上； （C）W相绕组轴线上；

（D）三相绕组轴线以外的某一位置。 二、填空题

1、变压器二次侧的额定电压是指变压器一次侧加（ ），二次侧（ ）时的端电压。

2、三相变压器铁芯的结构形式有（ ）式和（ ）式两种。 3、根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为（ ）和（ ），前者在铁芯内闭合，起（ ）作用。

4、有一台4极24槽的三相交流电机，则用槽数表示该电机的极距时，极距τ=（ ），每极每相槽数q=（ ），槽距角α=（ ）。

5、同步发电机对称负载下正常运行，（ ）磁动势与（ ）磁动势，在空间始终保持相对静止。

6、单相绕组通入单相正弦电流产生（ ）磁动势，其基波最大幅值F?m1?（ ），位置恒处于（ ）。

7、凸极同步发电机的直轴电枢反应电抗、交轴电枢反应电抗和漏抗的大小关系是：xad（ ）xaq（ ）x?。（填等于、大于、小于） 三、简述题

1、为什么变压器的空载功率可以近似看成铁耗，而短路功率可近似看成铜损？ 2、试述分布因数和节距因数的含义，两者的取值范围。 3、什么叫同步电抗？它对同步发电机运行性能有何影响？ 四、计算题

1、一台三相变压器，SN?10000kVA， U1N/U2N=10kV/6.3kV，Yd联结。当外施额定电压时，变压器的空载损耗P0?4.9kW，空载电流为额定电流的5%。当短路电流为额定值时，短路损耗，短路电压为额定电压的5.5%。试求激磁阻抗和等效漏阻抗的Pk?15kW（已换算到75°时的值）标幺值。

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2、某二极交流电机定子对称三相绕组中， 加入相序A－B－C的对称三相电流， A相电流

iA?10sin314t(A)，问：

（1）当IA＝＋10A时， 三相合成基波磁动势幅值位置在何处？

（2）当IA从＋10A减到＋5A时， 三相合成基波磁动势幅值位置离开A多少机械角度？

一、单项选择题 参考答案：

1、C； 2、C； 3、C。 二、填空题

参考答案：

1、额定电压； 空载。 2、组； 心。

3、主磁通； 漏磁通； 传递能量。 4、6； 2； 30°。 5、电枢基波； 励磁。

6、脉振； 0.9Nkw1I/p； 相绕组轴线上。 7、大于； 大于。 三、简述题

参考答案：

21、要点一：空载功率P0?p0?pFe?pCu， pFe正比于U1，pCu正比于I0。

2要点二：空载时，由于I0很小，故pCu很小而忽略不计，所以P0?pFe，即空载功率可近似看成铁损。

22要点三：短路功率Pk?pk?pFe?pCu， pFe正比于Bm，pCu正比于Ik。

要点四：短路时，磁路处于不饱和状态，此时Bm很小，故pFe很小而忽略不计，所以Pk?pCu，即短路功率可近似看成铜损。 2、

要点一：分布因数的含义：由于绕组分布在不同的槽内，使得q个线圈的合成电动势小于q个集中线圈的合成电动势，由此所引起的折扣就是分布因数。

要点二：节距因数的含义：表示线圈短距时的感应电动势对比于整距时应打的折扣。 要点三：两者均小于等于1。 3、

要点一：漏抗与电枢反应电抗之和叫同步电抗。 对同步发电机运行性能的影响如下； 要点二：影响端电压的大小； 要点三：影响稳态短路电流的大小；

要点四：在无穷大电网运行时，影响静态稳定性能。

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四、计算题 参考答案： 1、

要点一：激磁阻抗标幺值Z*mU1*1=20； ?*?I100.05*P10*I102 激磁电阻标幺值R?*m?4.9?0.196；

10000?0.0522* 激磁电抗标幺值Xm?**Zm?Rm?202?0.1962?19.999

2*Uk0.055要点二：等效漏阻抗标幺值Z?*??0.055；

1Ik*k 等效漏电阻标幺值R*k(75℃)?Pk*(75℃)*Ik2?15?0.0015；

10000?12 等效漏电抗标幺值X?2、

*kZ*2k*?Rk0.0552?0.00152?0.055 (75℃)?要点一：设定A相轴线为x＝0处， 则

iA?10sin?tiB?10sin(?t?1200)fA1?F?1sin?tcosxfB1?F?1sin(?t?1200)cos(x?1200)00iC?10sin(?t?2400) fC1?F?1sin(?t?240)cos(x?240)

要点二：三相合成磁动势：

f1?fA1?fB1?fC1?3F?1sin(?t?x)2

要点三：当IA＝＋10A时，?t＝900；因此基波磁动势的幅值位置在x＝0处， 即A相轴线处。 要点四：当IA＝＋5A时， ?t＝300， 因此，当IA从＋10A降到＋5A， ??t变化了600 ，因此基波磁动势的幅值位置转过了600， 即幅值位置在距离A相轴线600机械角度处。

一、单项选择题

1、变压器空载运行，一次绕组空载电流很小的原因是（ ）。 （A）原绕组匝数多电阻很大； （B）原绕组漏抗很大；

（C）变压器的励磁阻抗很大。

2、三相变压器SN=100kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，D，Y（△/Y）接线，其变比为（ ）。 （A）14.43 ； （B）2； （C）43.3； （D）25。

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3、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差α为（ ）。

（A）15°； （B）30°； （C）45°； （D）60°。 二、填空题

1、变压器主要结构部件是（ ）和（ ）。 2、一台单相变压器，低压侧加100V，高压侧开路时，测得I0?2A，P0?20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I0?（ ）A，P0?（ ）W。 3、交流电机的电角度与机械角度的关系是（ ）。

4、有一台交流电机，定子绕组△接线，Q=60，并联支路数a=4，双层短距叠绕组?1 =13，此时电机的极对数为（ ）。

5、同步发电机在空载时，气隙中仅存在（ ）磁动势，负载时，气隙中除有（ ）磁动势外，还有（ ）。

6、同步发电机电枢反应的性质取决于（ ）和（ ）时间向量的相位差。

7、同步发电机外功率因素角?定义为（ ）之间的夹角，内功率因素角?0为（ ）之间的夹角。

8、隐极同步发电机的直轴电枢反应电抗、交轴电枢反应电抗和漏抗的大小关系是：xad（ ）xaq（ ）x?。（填等于、大于、小于）

9、同步发电机带负载运行时，励磁磁动势的大小与（ ）有关，其转速根据频率和磁极对数由原动机决定；电枢磁动势的大小和空间位置由（ ）决定。 10、同步发电机内功率因素角?0?0?时，电枢反应的性质为（ ）电枢反应（填交轴、直轴），此时电磁转矩将对转子产生（ ）作用。 三、简述题

1、变压器并联运行时的理想情况。

2、单相绕组基波磁动势具有什么性质？它的幅值等于什么？ 四、计算题

1、一台单相变压器，SN?20000kVA，U1N/U2N=127kV/11kV，50Hz。已知变压器的参数和损耗为Rk(75℃)?0.008，Xk?0.0725，P0?47kW，PkN(75℃)?160kW，求此变压器带上额定负载、cos?2?0.8（滞后）时的额定电压调整率和额定效率，并确定最大效率和达到最大效率时的负载电流。

2、一台三相交流电机，定子槽数Q=36，磁极对数p=2，采用双层叠绕组， y1?7，并联支路数a=1，每个线圈匝数Nc?20，每极气隙基波磁通?1?7.5?10Wb，试求每相绕组基波感应电动势的大小。

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?3**一、单项选择题：

参考答案：

1、C； 2、C； 3、B。 二、填空题

参考答案： 1、铁芯； 绕组。 2、0.5； 20。

3、??p?或电角度=p×机械角度。 4、2。

5、励磁； 励磁； 电枢。 6、电枢电流； 空载电动势。

?与I?； E?与I?。 7、U08、等于； 大于。

9、励磁电流； 负载大小和性质（或电枢电流）。 10、交轴； 制动。 三、简述题

参考答案：

1、

要点一：并联运行时无环流；

要点二：负载按各变压器容量大小成比例分配； 要点三：变压器二次电流同相位。 2、

要点一：

单相绕组基波磁动势的性质：单相绕组的基波磁动势在空间随?s角按余弦规律分布，在时间上随ωt按余弦规律脉振，从空间上看轴线为固定不动，从时间上看，其瞬时值不断地随电流的交变而在正、负幅值之间脉振，是脉振磁动势。脉振磁动势的频率取决于电流的频率。 要点二：幅值等于0.9四、计算题

参考答案：

要点一：额定电压调整率?uN?I(Rkcos?2?Xksin?2)?100% =（0.008×0.8+0.0725×0.6）×100% =4.99% 要点二：额定效率?N?1? =1?***Nkw1I?，I?为相电流。 pP0?PkN

SNcos?2?P0?PkN47?160

20000?0.8?47?160 =98.7% 要点三：取得最大效率时的负载I*?P047??0.542 PkN160第 2 页 共 2 页

要点四：最大效率?max?1? =1?2、

2P0 *ISNcos?2?2P02?47= 98.92%

0.542?20000?0.8?2?47要点一：确定各参数，极距??Q36??9 2p4Q36??3 2pm2?2?3 每极每相槽数q? 槽距角??p?360?2?360???20? Q36要点二：基波节距因数kp1?sin(?17?90?)?sin(?90?)?0.94 ?9 基波分布因数kd1q?3?20?sin2?2?0.96 ??20?qsin3?sin22sin2pqNc4?3?20??240(匝) （ a1 每条支路匝数N?要点三：所以基波相电动势E?1?4.44fNkp1kd1?1

=4.44×50×240×0.94×0.96×7.5×10 =360.6（V）

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