《电机学》期中考试试题及答案A

宁德师范学院物理与电气工程系

《电机学》期中考试试卷

班级 姓名 座号 得分_____________

一、填空题(每空1分，共20分)

1. 电机按结构可分为__________和旋转电机，旋转电机包括直流电机和交流电机，交流电机包

括感应电机和_______电机。

2. 铁磁材料的铁芯损耗包括_________损耗和_________损耗。

3. 变压器二次侧的额定电压U2N是指变压器一次侧施加_________电压时二次侧的_______电

压。

4. 由于铁磁材料磁化曲线呈非线性关系，当主磁通为正弦波时，励磁电流应为_______波。 5. 变压器短路试验时电源应加在_______侧，短路损耗主要是_______耗；空载试验时，应在

_______侧施加电源电压，空载损耗主要是_______耗。 6. 变压器折算的原则是保持原副方绕组的________不变。

7. 连接组为Y,y连接的三相变压器组，由于______次谐波磁通能够在主磁路中流通，故三相变

压器组______采用Y,y连接。

8. 对称分量法是一种线性变换方法，是将不对称的三相系统的量分解为等效的____个对称系统

的____组相量。

9. 电压互感器的副方绝对不允许_________，电流互感器的副方绝对不允许__________，且它们

的副方应可靠接地。

10. 三相单层绕组的绕组连接形式有______式绕组、______式绕组和同心式绕组。

二、选择题（每题2分，共20分）

11．变压器负载运行时，依靠电磁感应作用将能量传递。而起传递作用的磁通是( )。

A. 一次漏磁通??1σ B. 二次漏磁通??2σ C. 主磁通??0 D. 漏磁通??1σ和??2σ

12．若电源电压不变，变压器产生的主磁通φ，在空载和负载时，其值（ ）。

A．完全相等 B．基本不变 C．根本不同

D．

U1Z m13．若变压器电源电压不变，在空载和负载时，其铁耗（ ）。

A．完全相等

B．近似不变 C．变化很大

D．可忽略不计

14．三相心式变压器的各相磁路( )。

A. 彼此无关 B. 彼此相关 C. 彼此串联 D. 彼此并联

15．不同容量且短路阻抗标么值不等的变压器并联运行时，各台变压器所分配的负载(即负载系数)的大小按( )。

A. 容量大小 B. 与短路阻抗标么值成正比 C. 一样大小 D. 与短路阻抗标么值成反比 16．下列哪种情况不属于变压器的瞬变过程( )。

A. 空载合闸 B. 副方突然断路 C. 过电压冲击 D. 三相变压器负载不平衡 17．若将额定电压为220V的变压器误接到了220V的直流电源上，其结果是( ) A. 和接到交流上一样 B. 烧毁二次绕组

C. 烧毁一次绕组 D. 产生较小的励磁电流

18．变压器的变比为K=N1/N2，准确的变比计算公式是（ ） A．K= E2m/E1m B．K= E1/E2 C．K= U1/U2

D．K= I1/I2

19．变压器负载电流不变时，功率因数cos?2越大，其效率( )。

A.越大 B.越小

C.不变 D.与铁耗、铜耗比值有关 20．三相绕组合成磁动势的基波是（ ）恒定的旋转磁动势。

A.磁通 B.幅值 C.相位 D.电流

1

三、简答题（共10分）

21．变压器理想并联时应满足的条件有哪些。（3分）

22．已知变压器的连接组别为Y，d3，画出向量图，和绕组接线图。（7分）

四、计算题（共50分）

23．一台单相变压器， SN=1000KVA，U1N/U2N=60/6.3KV，f?50HZ,空载UO= UN时，测出，P0=5000w，I0=19.1A；短路IK=IN时，测出，PKN?14000W,UK?3240V（不考虑温度变化的影响）。 试求：(1)变压器的励磁参数和短路参数的有名值和标么值；

(2)计算满载及cos?2=0.8(滞后)时的效率（15分）

24．一台三相双绕组变压器，SN=3150KVA，U1N/U2N=400/110KV，P0=105kw，PkN=205kw。如果改接成510/110KV的自耦变压器，试求：

（1）自耦变压器的额定容量、传导容量和绕组容量各是多少？

（2）在额定负载和cos?2=0.8(滞后)得条件下运行时，双绕组变压器和改接成自耦变压器的效率各是多少？（15分）

25．已知一台同步发电机，定子绕组为三相双层短距绕组，定子槽数Z=30槽，极数2P=2，节距y1=12，每个线圈匝数NC=2，并联支路数a=1，频率f=50HZ，每极磁通量?1?1.56Wb,试求： （1）导体电动势；（2）匝电动势；（3）线圈电动势 （4）线圈组电动势（5）相电动势(10分)

26．一台三相同步发电机，PN=50000KW，UN=10.5KV，Y接，cos?N?0.85滞后，定子槽数Z=72槽，极数2P=2，双层短叠绕组， y1=28，NC=1，a=2，

试求额定电流时：（1）相绕组磁动势的基波幅值及瞬时值表达式；（2）三相合成磁动势基波的幅值及瞬时值表达式。（10分）

2

《电机学》期中考试试卷参考答案

一、填空题

1．变压器 同步电机；2．磁滞 涡流；3.额定 空载；4尖顶波；5 高压侧 铜耗 低压侧 铁耗； 6 磁动势；7 三次 不能；8 三个 三组；9 短路 开路；10 链式 交叉式；

二、选择题

11——15：CBBBD；16——20：DCBAB

三、简答题

21．变压器理想并联的条件有： （1）各变压器的连接组相同；（2）各变压器高低压方的额定电压分别相等，即各变压器的变比相等；（3）各变压器的短路阻抗标幺值相等，且短路阻抗与短路电阻之比相等。 22．

UAUBUCAcaUcUaUbbB

四、计算题

23．解：（1）一次侧额定电流 ISNU=10001N==16.67(A) IS10002N=N1N60U==158.7(A)

2N6.3变比 K=U1NU?606.3?9.52 2N阻抗基准值 ZU1N1N?I?60?3.6(K?) ZU6.3KV2N?2NI??39.69(?) 1N16.672N158.7A励磁参数和短路参数有名值：ZU0m?I?6.3KV?329.8(?) rP5000KWm?02?2?13.7(?) 019.1AI0(19.1A)x?Z22mm?rm?329.82?13.72?329.5(?)ZUK3240K?I??194.4(?)K16.67rPKNK?I2?140002?50.37(?) xK?Z2K?r2K?187.7(?) K16.67励磁和短路参数标幺值：Z*Zm329.8r13.7m?Z??8.3 r*m?m??0.345 2N39.69Z2N39.69

x*mZ?329.5?8.29 Z*Z?194.4?0.054rrKm?xK?K *50.37K??3600?0.013 2N39.69Z1N3.6?103Z1Nx*KK?xZ?187.7?0.052 1N3600（2）变压器效率：

??(1??2?PKN?P0??Scos?)?100%?(1?14000?5000)?100%N?2??2?PKN?P01.0?1000?0.8?14000?500????

?????????24．解：（1）自耦变压器的变比 KU1NA=U=510=51 2N11011自耦变压器的绕组容量应与双绕组变压器的额定容量相等，故有：SZR=SN=3150KVA

额定容量：SZN=SZR?4016.25KVA 传导容量：SSZN(1-1传?K=866.25KVA K)AA(2)

??(1??2?PKN?P0??S?2)?100%?(1?205?105双3150?0.8?205?105)?100%N?cos2???PKN?P01.0?????

????????.0????2?PKN?P0205?105自?(1???S?cos?2?P)?100%?(1?)?100%ZN2??KN?P01.0?4016.25?0.8?205?105???????????91.2?25．解：（1）Ec1?2.22f?1?2.22?50?1.56?173.2V

(2) ??Z2P?302?15(槽) Ky112y1?sin?90?sin15?90?0.951

Et1?4.44Ky1f?1?4.44?0.951?50?1.56?329.4V

（3）Ey1?NcEt1?2?329.4?658.8V

3

sinq?（4）q?Z2Pm?302?3?5 ??P?360Z?36030?12 Kq1?2?sin30?0.957 qsin?5sin62KN1?Ky1Kq1?0.951?0.957?0.91

Eq1?4.44qNCKN1f?1?4.44?5?2?0.91?50?1.56?3151.9V

（5）N?2PaqNC?2?5?2?20 E?1?4.44NKN1f?1?4.44?20?0.91?50?1.56?6303.8V 26．解：（1）额定电流 IPN=3Ucos??500003?10.5?0.85?3234.5(A)

N ??Z2P?72Z72P?3603602?36(槽) q?2Pm?2?3?12 ??Z?72?5 N?2PaqN?22?12?1?12 Ky128cy1?sin?90?sin36?90?0.94sinq?Kq1?2?sin30?0.955 KN1?Ky1Kq?0.94?0.955?0.897 qsin?12sin2.512磁动势基波幅值 FIN?1?0.9PKN1?0.9?3234.5?12?0.898?31356(A) 瞬时值表达式：fA1(t,?)?31356cos??sin?t

fB1(t,?)?31356cos(??120??sin(?t?120)

fC1(t,?)?31356cos(??240??sin(?t?240)

（2）三相合成磁动势基波幅值：F1?1.35INPKN1?1.35?3234.5?12?0.898?47034(A) 瞬时值表达式：f1(t,?)?47034sin(?t??)

总论

1、电机的主要类型？

2、铁磁材料的特点？磁化曲线的特点？ 3、几个定律的应用。 4、电机中损耗有哪几种？ 第一章

1、变压器的两个主要组成部分及所用材料？ 2、变压器的额定值定义及计算 第二章

1、变压器主磁通、漏磁通的作用是什么?

2、电动势与磁通的关系？原、副绕组电动势平衡方程？变比的定义？ 3、空载电流的实际波形？

4、空载时的等效电路及各参数的名称。

5、负载运行时的电动势平衡方程，主磁通不变原理， 6、负载时的等效电路及各参数的名称。 7、变压器参数的折算原则和折算方法 8、变压器的三种变换作用

9、变压器的空载试验和短路试验各测哪些参数，分别在变压器的哪一侧进行测量，会根据测量结果进行计算。

10、基值的选取和标幺值的计算

11、变压器的效率计算公式及该公式与哪些因数有关 第三章

1、三相变压器组和三相心式变压器的磁路特点

2、能够根据三相变压器的连接组画出相量图和接线图 3、Y、y连接和Y、d各适用和不适用的对象 4、什么叫对称分量法 第四章

1、变压器的理想并联条件？

2、变压器并联运行的负载分配公式 第五章

变压器的哪些运行状态是属于稳态运行过程，哪些是属于瞬变过程。 第六章

1、自耦变压器电压关系、电流关系和容量关系及计算 2、电压互感器和电流互感器使用注意事项 第七章

1、槽距角、极距、每极每相槽数、每相串联匝数的计算

4

2、三相单层绕组的特点及三种绕组形式；三相双层绕组及绕组形式。 3、正弦分布磁场下绕组电动势的计算 4、单相绕组磁动势的瞬时值表达式及特点 5、三相绕组合成磁动势的基波表达式及特点。

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