《电机学》试卷

河北科技大学2009——2010学年第一学期

《    电机学》期末考试试卷A

学院           班级               姓名            学号       

1、当一台三相六极异步电动机接在频率为50Hz的电源上运行时，若电动机的额定转差率为0.04 ，则该电动机的同步转速为               ，电动机转子的转速为           ，转子绕组感应电动势的频率为             ，转子电流的频率为                   ，由转子电流产生的基波旋转磁动势相对于转子的转速是          ，而相对于定子的转速是           。

2、变频调速的异步电动机，在基频以下变频调速时，若使U1/f 1=常值，则近似属于                             调速方式。 

3、三相异步电动机定子绕组接法为              时，才能采用Y—△起动方     式。

4、在直流电动机中，电枢电动势的方向与电枢电流的方向          ；电磁转矩的方向与电枢的旋转方向              。（填相同或相反）

5、直流电动机的调速方法有：                    、                     、                          

                     。

6、一台额定频率为60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，则该变压器的主磁通将          、激磁电流将          。（填增大、减小或不变）

7、并励直流发电机自励的条件是：                 、                    、

                       。

8、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速，在恒转矩负载情况下，调速前后电动机的输入功率                   、电磁功率                 、输出功率            、电动机的效率将               。（填增大、减小或不变）

9、有一台三相变压器，额定容量为600KVA，额定电压为10000 V/400V，Dy联结，则该变压器一次侧的额定相电压为           ，二次侧的额定相电压为         ，一次侧的额定相电流为              ，二次侧的额定相电流为           ，该变压器的电压比为          。

10、同步发电机与电网并联运行时，应满足的条件是                       、

                              、                                   。

二、判断题（正确的在括号内打√，错误的在括号内打×）（1×10=10分）

1、一台四极单叠绕组的直流发电机，若电枢绕组中有一个元件断线，会使电刷间电压下降。（     ）

2、降低电枢电压调速的他励直流电动机带额定的恒转矩负载运行时，不论转速高低，电枢电流不变。（      ）

3、他励直流电动机电枢电压为额定值，电枢回路不串电阻，减弱磁通时，只要负载转矩不过大，电动机的转速都升高。（      ）

4、同步电机是可逆的，既可以作发电机运行，又可以作电动机运行。（      ）

5、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻启动可以减小起动电流，增大起动转矩，所以串入的电阻越大越好。（      ）

6、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻后，起动转矩和最大转矩都将增大。（      ）

7、变压器既能变换电压，又能变换电流。（      ）

8、变压器铁心中的主磁通幅值大小是由一、二次电流决定的。（      ）

9、变压器的空载损耗主要是铁耗。（      ）

10、由于同步发电机的转子不切割定子旋转磁场，所以转子铁心不必用硅钢片叠成。（      ）

三、根据三相变压器绕组接线图，用相量图确定其联结组的组号。（9分）

四、计算题

1、一台他励直流电动机，额定功率为7.5kW，额定电压为220V，额定电流为40.5A，额定转速为1500r/min，电枢回路总电阻为0.38Ω，拖动额定的恒转矩负载运行，试求：

（1）电动机额定运行时电枢电动势是多少？

（2）电动机额定运行时电磁转矩是多少？

（3）若把电源电压降到120 V，但转速还来不及变化的瞬间，电动机的电枢电流及电磁转矩各是多少？

（4）若把电源电压将到120 V后，电动机稳定运行时的转速和效率各是多少？（15分）

2、两台连接组别相同，额定电压相同的变压器并联运行，已知SNⅠ=2500KVA, U1N/ U2N= 6.3KV/0.4KV， Z＊KⅠ=0.04； SNⅡ=1000KVA,  U1N/ U2N=6.3KV/0.4KV ， Z＊KⅡ=0.05。试计算： 

（1）当总负载为3000KVA时，每台变压器分担多少负载？

（2）每台变压器均不过载的情况下，两台并联运行的变压器的最大输出是多？（15分）

3、一台三相二极绕线转子三相感应电动机，额定频率为50Hz,额定转速为2940 r/min ,转子每相电阻为0.02Ω，设负载转矩保持为额定转矩不变，试求：

a)若使该电动机稳定运行于1800 r/min，在转子每相绕组中应串入调速电阻是多少？

b)转子回路不串电阻，负载转矩为额定转矩的80%时，电动机的转速是多少？（15分）

五、简答题：（6分）

同步发电机的感应电动势的频率与哪些因素有关？如何调节同步发电机的有功功率和无功功率？

河北科技大学2009——2010学年第一学期

《    电机学》期末考试试卷B

学院           班级               姓名            学号       

1、当一台三相六极异步电动机接在频率为50Hz的电源上运行时，若电动机的额定转差率为0.04 ，则该电动机的同步转速为               ，电动机转子的转速为           ，转子绕组感应电动势的频率为             ，转子电流的频率为                   ，由转子电流产生的基波旋转磁动势相对于转子的转速是          ，而相对于定子的转速是           。

2、变频调速的异步电动机，在基频以下变频调速时，若使U1/f 1=常值，则近似属于                             调速方式。 

3、三相异步电动机定子绕组接法为              时，才能采用Y—△起动方     式。

4、在直流电动机中，电枢电动势的方向与电枢电流的方向          ；电磁转矩的方向与电枢的旋转方向              。（填相同或相反）

5、直流电动机的调速方法有：                    、                     、                          

                     。

6、一台额定频率为60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，则该变压器的主磁通将          、激磁电流将          。（填增大、减小或不变）

7、并励直流发电机自励的条件是：                 、                    、

                       。

8、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速，在恒转矩负载情况下，调速前后电动机的输入功率                   、电磁功率                 、输出功率            、电动机的效率将               。（填增大、减小或不变）

9、有一台三相变压器，额定容量为600KVA，额定电压为10000 V/400V，Dy联结，则该变压器一次侧的额定相电压为           ，二次侧的额定相电压为         ，一次侧的额定相电流为              ，二次侧的额定相电流为           ，该变压器的电压比为          。

10、同步发电机与电网并联运行时，应满足的条件是                       、

                              、                                   。

二、判断题（正确的在括号内打√，错误的在括号内打×）（1×10=10分）

1、一台四极单叠绕组的直流发电机，若电枢绕组中有一个元件断线，会使电刷间电压下降。（     ）

2、降低电枢电压调速的他励直流电动机带额定的恒转矩负载运行时，不论转速高低，电枢电流不变。（      ）

3、他励直流电动机电枢电压为额定值，电枢回路不串电阻，减弱磁通时，只要负载转矩不过大，电动机的转速都升高。（      ）

4、同步电机是可逆的，既可以作发电机运行，又可以作电动机运行。（      ）

5、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻启动可以减小起动电流，增大起动转矩，所以串入的电阻越大越好。（      ）

6、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻后，起动转矩和最大转矩都将增大。（      ）

7、变压器既能变换电压，又能变换电流。（      ）

8、变压器铁心中的主磁通幅值大小是由一、二次电流决定的。（      ）

9、变压器的空载损耗主要是铁耗。（      ）

10、由于同步发电机的转子不切割定子旋转磁场，所以转子铁心不必用硅钢片叠成。（      ）

三、根据三相变压器绕组接线图，用相量图确定其联结组的组号。（9分）

四、计算题

1、一台他励直流电动机，额定功率为7.5kW，额定电压为220V，额定电流为40.5A，额定转速为1500r/min，电枢回路总电阻为0.38Ω，拖动额定的恒转矩负载运行，试求：

（5）电动机额定运行时电枢电动势是多少？

（6）电动机额定运行时电磁转矩是多少？

（7）若把电源电压降到120 V，但转速还来不及变化的瞬间，电动机的电枢电流及电磁转矩各是多少？

（8）若把电源电压将到120 V后，电动机稳定运行时的转速和效率各是多少？（15分）

2、两台连接组别相同，额定电压相同的变压器并联运行，已知SNⅠ=2500KVA, U1N/ U2N= 6.3KV/0.4KV， Z＊KⅠ=0.04； SNⅡ=1000KVA,  U1N/ U2N=6.3KV/0.4KV ， Z＊KⅡ=0.05。试计算： 

（1）当总负载为3000KVA时，每台变压器分担多少负载？

（2）每台变压器均不过载的情况下，两台并联运行的变压器的最大输出是多？（15分）

4、一台三相二极绕线转子三相感应电动机，额定频率为50Hz,额定转速为2940 r/min ,转子每相电阻为0.02Ω，设负载转矩保持为额定转矩不变，试求：

a)若使该电动机稳定运行于1800 r/min，在转子每相绕组中应串入调速电阻是多少？

b)转子回路不串电阻，负载转矩为额定转矩的80%时，电动机的转速是多少？（15分）

五、简答题：（6分）

同步发电机的感应电动势的频率与哪些因素有关？如何调节同步发电机的有功功率和无功功率？

河北科技大学2008——2009学年第一学期

《    电机学》期末考试试卷A

学院           班级               姓名            学号       

1、有一台三相变压器，额定容量为1000KVA，额定电压为10000 V/400V，Dy联结，则该变压器一次侧的额定相电压为           ，二次侧的额定相电压为         ，一次侧的额定相电流为           ，二次侧的额定相电流为           ，该变压器的电压比为          。

2、为达到变压器理想并联运行的条件，并联运行的各变压器应满足以下要求：                、                    、                       。

3、一台额定频率为60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，则变压器的主磁通将                       、激磁电流将           

          。

4、并励直流发电机自励的条件是：                     、            

        、                       。

5、同步发电机与电网并联运行时，应满足的条件是                      、            

        、                       。

6、当一台三相四极感应电动机接在频率为50Hz的电源上运行时，若电动机的额定转速为1440 r/min ，则该电动机转子绕组感应电动势的频率为           ，转子电流的频率为           ，由转子电流产生的基波旋转磁动势相对于转子的转速是       ，而相对于定子的转速是       。

   7、在三相交流电机中，产生圆形旋转磁场的条件是                          

绕组通入                    电流。

8、变频调速的三相异步电动机，在基频以下调速时，若使U1/f 1=常值时，近似属于                             调速方式。

9、在三相感应电动机的等值电路中，的含义是                                                    。

10、三相异步电动机定子绕组接法为              时，才能采用Y—△起动方式。

11、改变单相异步电动机的旋转方向的方法是：                           。

12、他励直流电动机常用的起动方法有：                   、        

          、                               。

13、在直流电动机中，电枢电流的方向与电枢感应电动势的方向                   、电枢感应电动势是                       。

14、在三相同步发电机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向                     、电磁转矩是                       。

15、在直流电机中，换向极的作用是                    ，换向极应装在               ，换向极绕组应与                      绕组串联。    

16、对于已经制成的直流电机，感应电动势的大小与                           

和                     有关。

17、同步发电机电枢反应的性质取决于                                 

            。

18、一台三相二极绕线转子三相感应电动机，额定频率为50Hz,额定转速为2940 r/min ,转子每相电阻的归算值为0.02Ω，电压比和电流比均为1.732，设负载转矩保持为额定转矩不变，若使该电动机稳定运行于1800 r/min，在转子每相绕组中应串入调速电阻的实际值是                     。

二、根据三相变压器绕组接线图，用相量图确定其联结组的组号（8分）

三、简答题（5分}

一台三相异步电动机的定子绕组为双层短距绕组，极距为9，节距为8，在进行定子绕组重绕时，线圈的匝数、导线的截面积、绕组的接法均未变，但是误将节距变为了6，若将该电动机仍接在额定频率的额定电压上运行，对电动机的气隙磁场、激磁电流、功率因数等有什么影响?

四、判断题（正确的在括号内打√，错误的在括号内打×）（1×7=7分）

1、绕线转子三相异步电动机转子绕组串入的电阻越大，则电动机的起动转矩越大。（     ）

2、减弱磁通调速的他励直流电动机带额定的恒转矩负载运行时，不论转速高低，电枢电流不变。（　　　）

3、他励直流电动机电枢电压为额定值，电枢回路不串电阻，减弱磁通时，只要负载转矩不过大，电动机的转速都升高。（　　　）

4、由于同步发电机的转子不切割定子旋转磁场，所以转子铁心不必用硅钢片叠成。（　　）

5、笼型三相异步电动机转子绕组与定子绕组的相数总是相等的。（　　　）

6、变压器铁心中的主磁通随负载的增加而增加。（      ）

7、变压器既能变换电压，又能变换电流。（      ）

五、计算题

1、一台他励直流电动机，额定功率为96kW，额定电压为440V，额定电流为250A，额定转速为500r/min，电枢回路总电阻为0.08Ω，拖动恒转矩负载运行，忽略电枢反映的影响，试求：

（9）电动机额定运行时电枢电动势是多少？

（10）电动机额定运行时电磁转矩是多少？

（11）若把电源电压降到320 V，但转速还来不及变化的瞬间，电动机的电枢电流及电磁转矩各是多少？

（12）若把电源电压将到320 V后，电动机稳定运行时的转速是多少？（14分）

2、一台三相铜线变压器，Yd接法,额定容量为2500KVA,额定电压为60/6.3KV，在低压侧作空载试验时，测得线电压为6300V,线电流为11.46A,三相功率为7700W。在高压侧作短路试验时，测得线电压为4800V，线电流为20.46 A，三相功率为 26500W,实验室的室温为25℃。试求归算到一次侧时等效电路的参数。（13分）

3、一台三相八极绕线转子感应电动机，定、转子绕组均为星形接法，额定功率为30kW, 额定电压为380V,额定频率为50Hz,额定转速为720r/min，定子电阻为0.143Ω，定子电抗为0.262Ω，转子电阻归算值为0.134Ω，转子电抗归算值为0.328Ω，电压比和电流比均为1.342，设修正系数C为1。

试求:  (1)在额定转速时电动机的额定电磁转矩;

(2)起动电流和起动转矩;

(3)要求起动转矩等于最大转矩时，在转子回路中每相应串入多大的起动电阻。（13分）

            河北科技大学2007——2008学年第一学期

《    电机学》期末考试试卷A

学院  理工学院 班级          姓名              学号       

1、有一台三相变压器，额定容量为1000KVA，额定电压为10000 V/400V，Dy联结，则该变压器一次侧的额定相电压为            ，二次侧的额定相电压为           ，一次侧的额定相电流为                ，二次侧的额定相电流为                ，该变压器的电压比为                。

2、为达到变压器理想并联运行的条件，并联运行的各变压器应满足以下要求：

                                、                               、

                                                                。

3、一台额定频率为50Hz的变压器接到60Hz的电源上运行时，若额定电压不变，则变压器的主磁通将                       、激磁电流将                        。

4、并励直流发电机自励的条件是：                                   

         、                                                       、

                                                               。

5、同步电机的工作状态与功率角δ有密切的关系，当δ＜0时，同步电机工作在                状态，当δ＞0时，同步电机工作在                   状态，当δ＝0时，同步电机工作在                   状态。

6、当一台三相四极感应电动机接在频率为50Hz的电源上运行时，若电动机的额定转速为1440 r/min ，则该电动机转子绕组感应电动势的频率为                ，转子电流的频率为                      ，由转子电流产生的基波旋转磁动势相对于转子的转速是                  ，而相对于定子的转速是                   。

7、在三相交流电机中，产生圆形旋转磁场的条件是                              

                                                         。

8、变频调速的异步电动机，在基频以下调速时，若使U1/f 1=常值时，近似属于                             调速方式。

9、在三相感应电动机的等值电路中，的含义是                                                               。

10、三相异步电动机定子绕组接法为              时，才能采用Y—△起动方式。

11、在同步发电机中，电枢反映的性质（增磁、去磁或交磁），取决于激磁电动势和                        之间的相位角ψ0，该角称为                       。

12、同步发电机与电网并联的条件是                      、                       、              

                        。

二、简答题：（5×3=15分）

1、简述深槽异步电动机为什么能够改善起动性能？

2、一台他励发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（设励磁电流保持不变）？若改为并励发电机，则电压升高的百分比比他励发电机是多还是少（设励磁电阻不变）？

3、变压器二次侧开路时，一次侧加额定频率的额定电压，但一次绕组的电阻R1很小，为什么电流不会很大？若接于相同电压的直流电源上，会发生什么现象？

三、计算题

1、一台三相、星形连接、380V，30KW的六极绕线转子感应电动机，其参数为：R1=0.15Ω, 

X1σ=0.26Ω, =0.13Ω, =0.34Ω,电压比和电流比均为1.5，cosφ1N  =0.88，ηN=0.85，试求起动转矩达到最大转矩时，转子回路中每相应串入多大的起动电阻？这时的起动电流，起动电流倍数ist ,起动转矩各为多少？（10分）

2、一台三相变压器，Yy0接法,额定容量为100KVA,额定电压为6000/400V，额定电流为9.43/144A。在低压侧作空载试验时，测得线电压为400V,线电流为9.37A,三相功率为600W。在高压侧作短路试验时，测得线电压为317V，线电流为9.43 A，三相功率为 1920W,实验室的室温为20℃，绕组为铜线绕组。试求归算到一次侧时等效电路的参数（设R　1 =R，2 ；X　1σ =X，2σ）。（12分）

3、一台他励直流电动机，额定功率为7.5kW，额定电压为220V，额定电流为40.5A，额定转速为1500r/min，电枢回路总电阻为0.38Ω，拖动恒转矩负载运行，试求：

1、电动机额定运行时电枢电动势是多少？

2、电动机额定运行时电磁转矩是多少？

3、若把电源电压降到120 V，在切换瞬间，电动机的电枢电流及电磁转矩各是多少？

4）若把电源电压将到120 V后，电动机稳定运行时的转速是多少？（12分）

4、一台三相四极感应电动机，额定功率为4kW, 额定电压为380V,额定频率为50Hz,星形接法，额定转速为1455r/min，定子电阻为4.5Ω，定子漏电抗为6.8Ω，转子电阻归算值为3.2Ω，转子漏电抗归算值为9.9Ω，激磁电阻为12Ω，激磁电抗为190Ω.设修正系数C为1.试求在额定转速时电动机的电磁转矩、最大转矩、临界转差率和起动转矩.（12分）

四、根据三相变压器绕组接线图，用相量图确定其联结组的组号。（10分）

河北科技大学2006——2007学年第一学期

《电机学》期末考试试卷

学院  电气信息学院   班级        姓名            学号       

 1、交流感应电动机的转子绕组做成斜槽的目的是                           。

2、在交流感应电动机的定子绕组中分布因数的意义是

                                                                   。

3、在交流感应电动机的定子绕组中短距因数的意义是

                                                                   。

 4、在交流感应电机中转子磁动势和定子磁动势在空间上总是相对             ，其转速为                         。

5、若感应电动机的参数不变时，其最大转矩Tm与电源电压的平方             ，与电源频率               。

6、对绕线式感应电动机，当在转子中串入一个不太大的电阻时，Sm               ,   Tst                , Tman                 .

7、同步发电机电枢反应的性质取决于            角的大小，交轴电枢反应使主磁场              气隙合成磁场，使主磁极受到一个             电磁转矩；

而直轴电枢反应对主磁场则是           或              的，它所作用的结果使发电机的端电压产生             。

8、三相异步电动机定子绕组接法为         时，才能采用Y—△起动方式。

9、某交流电动机通上三相交流电源后，转子顺时针方向旋转，欲使转子改变旋转方向，所采用的实际方法是                                   。

    10、某三相绕线式异步电动机拖动一辆小车在平路上运行，此时为电动运行状态， 下坡时若位能性负载转矩比摩擦性负载转矩大， 则电动机运行在               `              状 态。

11、为保证同步发电机投入电网时避免引起电流、功率、和转矩的冲击，为使相序与电网一致，①应采用                     或                     的方法来确定；②为使频率与电网一致应调节                      ；③为使电压与电网一致应调节                         ；④为使同步发电机的相位与电网一致应调节                               。

    12、在m相交流电机中，产生圆形旋转磁场的条件是                          

                                                                   。 

二、简述下列各题的工作原理

   1、双笼式感应电动机为什么可以改善起动性能？（5分）

    2、有一台三相、定子为Y连接的感应电动机，启动时发现有一相断线，问电动机投入电网后能否启动起来？若定子为△连接，能否启动？为什么？（5分） 

   3、为什么绕线型感应电动机的转子中串入启动电阻后，启动电流减小而启动转矩反而增大，若在定子中串入电阻是否会有同样效果。（5分）

   4、一台他励直流发电机的转速提高15%，当励磁电流保持不变时，空载电压会提高多少？若为并励发电机，若励磁电阻不变，当转速提高15%时，电压升高的百分值比他励发电机是多还是少？说明理由。（5分）

   5、简述Y—Δ启动时，为什么， 。（5分）

三、计算题

  1、一台三相变压器，SN=1100KVA, U1N/U2N=10KV/6.3KV, Yd连接。当外施额定电压时，变压器的空载损耗p0=6KW, 空载电流为额定电流的5.5%，当短路电流为额定值时，短路损耗pk=17KW（已转换到75℃时的值），短路电压为额定电压的6%，试求归算到高压侧的激磁阻抗和等效漏阻抗的实际值和标幺值？（10分）

  2、一台20KW、220V的并励直流电动机，电枢总电阻Ra=0.15Ω，在额定电压下电枢电流为120A，转速为1450r/min，并励绕组与一变阻器串联使励磁电流为5A，当变阻器短路时，励磁电流为10.4A,转速降低到800r/min,电动机带有恒转矩负载，机械损耗和铁损耗不计，试计算：（1）励磁绕组的电阻和变阻器的电阻；（2）变阻器短路后，电枢电流的稳态值；（3）电磁转矩值。（10分）

  3、一台三相、星形连接、380V、35KW的八极绕线型感应电动机，其参数为： R1=0.15Ω, X1σ =0.27Ω,  R2'=0.14Ω,  X2σ'=0.33Ω,  ke=ki=1.4，试求启动转矩达到最大转矩时，转子回路中每相应接入多大的启动电阻？这时启动电流、启动转矩各为多少。（计算时取c=1）。（10分）

   4、有一台三相四极的笼型感应电动机，额定功率PN =15KW,额定电压U1N =380V(三角形连接)，定子每相电阻R1=1.5Ω,漏抗X1σ =2.6Ω，转子电阻的归算值R2'=1.2Ω，漏抗归算值X2σ' =5Ω，激磁阻抗Rm=8Ω，Xm'=90Ω，电动机的机械损耗pΩ≈100Ω，额定负载时的杂散损耗p∆≈100Ω，额定转速为n =1447.r/min，试求额定负载时电磁转矩，输出转矩，定子和转子的相电流，定子功率因数和电动机的效率。

四、写出下图的连接组号（要求画相量图，时钟表示法）（10分）