电机学考试资料真题4(交流电机理论的共同问题含答案)
电机学考试题+参考答案
电机学考试题+参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.异步电动机在额定运行时效率较高。
（）A、正确B、错误正确答案：A2.电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。
()A、正确B、错误正确答案：A3.通常同步调相机都工作于过励状态，以便从电网吸收容性无功功率，改善电网功率因数。
（）A、正确B、错误正确答案：A4.增大异步电动机电源电压，电磁转矩增大，有功功率增大，异步电动机的功率因数升高。
（）A、正确B、错误正确答案：B5.铁磁材料在初始磁化阶段内磁场随外磁场变化较快。
()A、正确B、错误正确答案：B6.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在变压器铁芯中产生的交变磁通将分别在一次侧绕组和二次侧绕组中产生感应电动势A、正确B、错误正确答案：A7.变压器的空载电流又称为励磁电流，主要作用是建立磁场，同时还提供铁芯损耗。
()A、正确B、错误正确答案：A8.异步电动机采用变比为2的自耦变压器起动，起动电流变成直接起动时的1/4。
（）A、正确B、错误正确答案：B9.并网运行的同步发电机在撤掉原动机后，转速会先下降后在升高至同步逮。
（）A、正确B、错误正确答案：A10.电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比。
（）A、正确B、错误正确答案：A11.同步发电机的内功率因数角由负载性质决定。
（）A、正确B、错误正确答案：B12.变压器的电压比是指一、二次绕组的额定线电压之比。
()A、正确B、错误正确答案：A13.凸极同步发电机和隐极同步发电机的电磁功率计算公式是相同的。
（）A、正确B、错误正确答案：B14.深槽和双笼型异步电动机运行性能和普通笼型异步电动机相比，起动性能好，运行性能相同。
（）。
A、正确B、错误正确答案：B15.采用短距与分布绕组的方法我们就能够获得最理想的电动势。
（）A、正确B、错误正确答案：B16.同步发电机的励磁系统只起调压作用。
（）A、正确B、错误正确答案：B17.产生磁通的载流线圆称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为肠酸单施，…能端出可以是交准，直流的酸电流产生磁场为值定磁场，交流肠磁电流产生硬场为文发磁场。
电机学期末复习总结
《电机学》期末复习材料第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构：定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。
转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。
极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为601pn f = 2、异步电机的结构：定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。
转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。
【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。
】 3、电角度与机械角度：电角度：磁场所经历的角度称为电角度。
机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。
电角度⨯=p 机械角度 4、感应电势：①感应电势的频率：601pn f =②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值：m m m d f f E E φφπ22.222===5、极距：①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ来表示。
（了解整距、短距、长距） ②公式：pzpD22==πτ 6、线圈电势与节距因数： ①节距因数：190sin 90)1(cos 11≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⨯-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。
②分布因数：12sin2sin ≤=a q a qk q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。
③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：zp a 360=电角度 ⑥每极每相的槽数：pmz q 2=【练习1】一台三相同步发电机，Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=，定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。
试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。
电机学考试试题（附答案）
电机学考试试题（附答案）期末考试卷（ A 卷）课程名称电机学考试学期07-08/3得分适用专业电气工程及其自动化考试形式开卷闭卷半开卷考试时间长度 120分钟一、填空题：（35分）1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。
电磁感应定律的物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。
一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。
2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损耗。
电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。
当___可变损耗等于不变损耗_（或_kNp p 0β=）___时，变压器效率达最大。
3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。
4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组___________。
各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。
___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。
5.三相变压器组不能接成Yy的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。
6.三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大_________。
7.电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允许____开路____。
8.交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势____________波形。
设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱5次和7次谐波，绕组的节距应取____10__________槽。
重庆大学_电机学之交流绕组共同问题习题试题
当n nS ,且定子接到三相交流电源时，电机处于发电机状态。 此时的n与电动机状态下相反，所以转子导体中，感应电动 势及电流的有功分量与电动机状态下相反。且此时的电磁转 矩的方向也与电动机状态下相反，起制动作用。 若去掉原动机，电机将首先在这个制动性质的电磁转矩作用下 减速，当减至n nS时，n反向，进入电动机状态，此时电磁 转矩起驱动作用，使n维持在一个比nS 略小的值上
动势。 如果是多相对称绕组，同时通以对称多相电流产生圆形
旋转磁动势。 如果多相绕组不对称或是电流不对称，则产生椭圆形旋
转磁动势。
34
用上述结论判断这道习题
对(1)小题而言：因为绕组是对称的，而通入的电流 也是对称交流电流。所以得知会产生圆形旋转磁 动势 。
对(2)小题而言：虽然绕组是对称的，但是C相短线 后，电流变得不对称，所以不能产生圆形旋转磁 动势。
2
2
cos sin( )
2
33
总结性问题：绕组磁动势由什么决定？怎样 判断绕组磁动势的性质？
绕组磁动势的性质首先决定于绕组电流的性质，其次是 绕组的构成。
如果电流为直流，那么不论绕组构成如何，磁动势总是 恒定的。
如果电流是交流，那么要先判断绕组是单相还是多相。 如果是单相绕组，通以交流电流建立的磁动势是脉振磁
数学解释：相量和总是小于（或等于）
其代数和
4
节距因数：短距线匝电动势（为构成线匝的两导 体有效边电动势相量和）与整距线匝电动势(为构
成线匝的两导体有效边电动势代数和)的比值：
k y1
节距为y1的线匝电动势Et1( y1 ) 对应的整距线匝电动势Et1( y1 ) (即2EC1）
k y1 1
电机学 第四章 交流绕组的共同问题
第四章 交流绕组的共同问题一、填空1. 一台50Hz 的三相电机通以60 Hz 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小 ，转速 ，极数 。
答：不变，变大，不变。
2. ★单相绕组的基波磁势是 ，它可以分解成大小 ，转向 ，转速 的两个旋转磁势。
答：脉振磁势，相等，相反，相等。
3. 有一个三相双层叠绕组，2p=4, Q=36, 支路数a=1，那么极距τ= 槽，每极每相槽数q= ，槽距角α= ，分布因数1d k = ，18y =，节距因数1p k = ,绕组因数1w k = 。
答：9，3，20°，0.96，0.98，0.944. ★若消除相电势中ν次谐波，在采用短距方法中，节距1y = τ。
答：νν1-5. ★三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中t i a ωsin 10=，当Ia=10A 时，三相基波合成磁势的幅值应位于 ；当Ia =-5A 时，其幅值位于 。
答：A 相绕组轴线处，B 相绕组轴线处。
6. ★将一台三相交流电机的三相绕组串联起来，通交流电，则合成磁势为 。
答：脉振磁势。
7. ★对称交流绕组通以正弦交流电时，υ次谐波磁势的转速为 。
答：νsn8. 三相合成磁动势中的五次空间磁势谐波，在气隙空间以 基波旋转磁动势的转速旋转，转向与基波转向 ，在定子绕组中，感应电势的频率为 ，要消除它定子绕组节距1y = 。
答：1/5,相反，f 1,45τ9. ★★设基波极距为τ，基波电势频率为f ，则同步电机转子磁极磁场的3次谐波极距为 ；在电枢绕组中所感应的电势频率为 ；如3次谐波相电势有效值为E 3，则线电势有效值为 ；同步电机三相电枢绕组中一相单独流过电流时，所产生的3次谐波磁势表达式为 。
三相绕组流过对称三相电流时3次谐波磁势幅值为 。
答：3τ，3f,0,3F cos3cos x t φπωτ,010. ★某三相两极电机中，有一个表达式为δ=F COS （5ωt+ 7θS ）的气隙磁势波，这表明：产生该磁势波的电流频率为基波电流频率的 倍；该磁势的极对数为 ；在空间的转速为 ；在电枢绕组中所感应的电势的频率为 。
电机学试题与参考答案
电机学试题与参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.并网运行的同步发电机在撤掉原动机后，若转轴上不加机械负载则作调相机运行。
()A、正确B、错误正确答案：A2.变压器的高、低压绝缘套管是引出变压器的高、低压绕组引线，并起对地绝缘作用。
()A、正确B、错误正确答案：A3.一台异步电机的转差率s为 1.2，则可知该电机运行于发电机状态，且电磁转矩的性质为制动转矩。
（）A、正确B、错误正确答案：B4.同步发电机的同步电抗会随着励磁绕组匝数的增加而增加。
（）A、正确B、错误正确答案：B5.异步电机处于发电运行状态时，电磁转矩性质为驱动性质。
（）A、正确B、错误正确答案：B6.无论是隐极机还是凸极机，当功角δ=90°时，发电机输出的电磁功率达到最大。
（）A、正确B、错误正确答案：B7.异步电动机采用降压起动时，一般都需要空载或轻载起动。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.并网运行的同步发电机，在撤去原动机后，转子转速将慢慢下降，转子磁场由超前定子磁场变为滞后定子磁场。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.变压器的一次侧就是电压高的一侧。
()A、正确B、错误正确答案：B10.变压器空载试验时，无论在高压侧加额定电压还是在低压侧加额定电压，铁心中磁通是相同的A、正确B、错误正确答案：A11.采用自同步并网可有效减少并网时的冲击电流。
（）A、正确B、错误正确答案：B12.调节同步发电机的励磁电流，无功功率发生变化，同时功角δ也会发生变化，因此有功功率也会变。
（）A、正确B、错误正确答案：B13.异步电动机气隙越大漏磁会越多。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.任何电压等级的变压器，无论是升压变还是降压变，调整电压的分接开关都装在高压侧，原因是高压侧绕组匝数多，相对电流小A、正确B、错误正确答案：B15.三绕组自耦变压器各绕组之间既有电的联系，又有磁的耦合。
()A、正确B、错误正确答案：B16.频敏变阻器的电阻随频率的增大而减小。
(完整版)重庆大学课堂测验3-交流电机理论的共同问题(含参考答案)
重庆大学 电机学（1）课堂测验三2011~2012学年 第一学期考试方式：闭卷 测验日期： 2011.12.16 时间： 45 分钟一、 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 D 。
A ．170°； B ．p×170°； C ．2p×170°； D ．170°/p ； E ．170°/2p 。
2．m 相交流绕组定子槽数为Q ，极对数为p ，则极距等于 B 。
A ．Q /p ； B ．Q/(2p)； C ．Q/(2pm)； D ．Q/(pm)。
3．交流绕组的基波绕组因数通常为 A 。
A ．<1；B ．>0；C ．=1；D ．>1。
4．m 相双层短矩分布交流绕组，其每相最大并联支路数为 D 。
A ．p ； B ．p×m ； C ．2p/m ； D ．2p 。
5．一个整距线圈产生的磁动势波形为 B 。
A ．正弦波；B ．矩形波；C ．阶梯波；D ．尖顶波。
6. 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。
7．三相感应电动机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。
8．单相绕组通以单相正弦交流电流产生的基波磁动势为 B 。
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。
9．已知线圈的节距y 1=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°。
电机学-第四章交流电机理论的共同问题2
E A1 2.22 f 1
2 p n1 v 60
6
2.整距线圈的基波电动势
整距线匝的基波电动势相量为
Q (槽) 2p
p 3600 Q
y1
X
E E 2E E T1 A1 X1 A1
整距线匝基波电动势的有效值为
A
N
E A1
S
E X1
E T1
E K 1 N K ET 1 4.44 fN K k p1 1
9
4.线圈组的基波电动势及基波分布因数
E K 11
1 23
E K 13 E K 12 E K 13
E K 12 E K 11
r
E q1
q
o
每个线圈组都由q个在空间互差一个槽距角的线圈串联组 成，线圈组的基波电动势为
电机学 Electric Machinery
电气工程教研室
1
第四章 交流电机理论的共同问题
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 交流绕组的构成原则和分类 三相双层绕组 三相单层绕组 气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势 感应电动势中的高次谐波 通有正弦电流时单相绕组的磁动势 通有对称三相电流时三相绕组的磁动势 三相交流绕组所产生的气隙磁场和相应的电抗 交流电机的电磁转矩
C
X S
A
o
t
π
B 3m
b 3 2π
Z
B
1）电动势的波形
N
S
取原点在转子上b=0处，则基波气隙磁密
b 1 B 1m sin
假设t=0时，导体A位于=0处，则当时间为t时，导体A位于 =t处，
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交流电机理论的共同问题
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重庆大学
姓名
电机学（1）课堂测验三
2011~2012 学年 第一学期
时间： 45 分钟 八 九 十 总分 测验日期： 2011.12.16 三 四 五 六 七
磁动势是 D 。 A．恒定磁动势； C．圆形旋转磁动势；
B．脉振磁动势； D．椭圆形旋转磁动势。
(3) (4)
F1
iA iB iC
(5) (6)
Ef1= 4.44 fNkw1f1= 4.44 × 50 × 36 × 0.9019 × 0.75= 5406(V ) EL1 = 3Eφ1 = 3 × 5406 = 9363.5(V ) Nkw1 Fφφ I = 0.9 × 36 × 0.9019 × 30 / 2 = 438.3234( A) 1 = 0.9 p F1 = 1.35 Nkw1 Iφ = 1.35 × 36 × 0.9019 × 30 / 2= 657.4851( A) p
学号
密
得 分
公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊
2009
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 D 。 A．170°； B．p×170°； C．2p×170°； D．170°/p； E．170°/2p。 2．m相交流绕组定子槽数为Q，极对数为p，则极距等于 B 。 A．Q/p； B．Q/(2p)； C．Q/(2pm)； D．Q/(pm)。 3．交流绕组的基波绕组因数通常为 A 。 A．<1； B．>0； C．=1； D．>1。 4．m相双层短矩分布交流绕组，其每相最大并联支路数为 D 。 A．p； B．p×m； C．2p/m； D．2p。 5．一个整距线圈产生的磁动势波形为 B 。 A．正弦波； B．矩形波； C．阶梯波； D．尖顶波。 6. 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。 7．三相感应电动机 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。 8．单相绕组通以单相正弦交流电流产生的基波磁动势为 B 。 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。 9．已知线圈的节距y 1 =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°。 10．一台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
考试方式： 题 号 一
闭卷 二
二、 填空题（每空 2 分，共 20 分）
1．交流绕组构成的主要原则是使合成电动势的波形要接近于正弦形 ，幅值 要 大 。 2．对于 p 对极的整距交流线圈，其两个线圈边在空间相距的机械角度为 180°/p ，电角度为 180°。 3．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 。 4． 一个脉振磁动势可以分解为两个 圆形旋转 磁动势， 它们的旋转方向 相 反 ，幅值是脉振磁动势最大幅值的 1/2 。 5． 单相绕组基波磁动势的幅值为 0.9Nk w1 I φ /p； 在空间上按 余弦 规律分布， 其轴线位置固定不动，脉振的频率为电流的频率。 6．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。 7．变压器相绕组的电动势计算公式为E φ =4.44fN 1 φ m ，交流旋转电机单相绕 组的电动势计算公式为E φ =4.44fN k w1 φ 1 ，两者的主要差别在变压器中N 1 表示一相绕组的实际匝数，交流电机N k w1 表示一相绕组的等效匝数 和变压器φ m 表示主磁通幅值，交流电机φ 1 表示每极磁通量。
C
B
C
B
(7)
四、 计算题（共 36 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y 1 =7τ/9，线圈匝数N c =3，并联支路数a=1，基波频率f 1 =50Hz，基 波磁通量Ф 1 =0.75Wb，定子相电流的有效值为 30A。试求： (1) 基波节距因数k p1 ； （4 分） (2) 基波分布因数k d1 ； （4 分） (3) 基波绕组因数k w1 ； （4 分） (4) 每相绕组的串联匝数 N； （4 分） (5) 基波相电动势E f1 ； （4 分） (6) 基波线电动势E L1 ； （4 分） （6 分） (7) 单相绕组的基波磁动势幅值F f1 ； (8) 三相绕组的基波磁动势幅值F 1 。 （6 分）
A
A
解： (1)
= α
p × 360 2 × 360 = = 20° Q 36 Q 36 = = 9 2p 4 y1
= q
Q 36 = = 3 = °) sin( × 90 = °) 0.9397 τ 9 qα 3 × 20 sin sin 2 2 = = kd 1 = 0.9598 α 20 3 × sin q sin 2 2 k = sin( p1 kw1 = k p1 × kd 1 = 0.9019 N = 2 pq 4×3 N = ×= 3 36 c a 1
电气工程学院
线
学院
I φ 不变，故三相合成磁动势基波幅值F 1 不变。 (2) 转速
重庆大学试卷
交流电机理论的共同问题
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60 f n1 = p 由于 f 由 50Hz 变为 60Hz，故转速上升为原来的 1.2 倍。 (3) 由于相序不变，故转向不变。 2． 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i A =I m cos(ωt)， 0 i B =I m cos(ωt+120 )，i C =I m cos(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。 （12 分） 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F 1 就与该 相绕组的轴线重合。当ωt=0 时，F 1 与A相轴线重合，当ωt=120°时，F 1 与C 相轴线重合，当ωt=240°时，F 1 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，F 1 的转向 为A-C-B-A，当ωt=900时，F 1 的位置及转向如图所示。
年级
封
专业、班
三、 简答题（每小题 12 分，共 24 分）
1．一台频率为 50Hz 的三相交流电机，通入频率为 60Hz 的三相对称电流， 如电流的有效值不变、相序不变，试问三相合成基波磁动势的幅值、转 速和转向是否会改变？试说明原因。 （12 分） 答： (1) 三相合成磁动势基波幅值 F1 = 1.35 Nkw1 If p
(8)