电机学2试题A(含答案)

一、 填空（每空1.5分，共30分）1． 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。

答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。

2．若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。

答：减小， 减小3．深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。

答：集肤效应， 功率因数4．绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。

答：减小， 增大5．三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ，转子总电阻值约为 。

答：1， σσ21X X '+6．在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。

答：交轴7．同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。

答：发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致8．同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。

答：超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴去磁9．凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 ；凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将答：增加，减小10．同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。

答：δsin2)X 1X 1(mU dq 2- 二、 选择（每题2分，共20分）1．两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。

A ：大小成反比B ：标么值成反比C ：标么值成正比答：B2． 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。

A ．能B ．不能C ．不一定D ．不改接也能答：A3． 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（ ）。

A 由于2R 增大，增大了损耗；B 由于2X 减小，使无功电流增大；C 由于2X 的增加，使2cos ϕ下降；D 由于2R 减少，使输出功率减少。

答：C4． 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻2R 时，电动机的（ ）。

A st I 减少, st T 增加, max T 不变, m s 增加；B st I 增加, st T 增加, max T 不变, m s 增加；C st I 减少, st T 增加, max T 增大, m s 增加；D st I 增加, st T 减少, max T 不变, m s 增加。

答：A5． 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（ ）。

A 与转差率反比 ；B 与转差率无关；C 与转差率正比 ；D 与转差率成某种函数关系。

答：B6． 一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻22R R '=,测得转差率将为（ ）（R 已折算到定子边）。

A 等于原先的转差率s ；B 三倍于原先的转差率s ；C 两倍于原先的转差率s ；D 无法确定。

答：B7．同步发电机的额定功率指（ ）。

A 转轴上输入的机械功率；B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率；D 电枢端口输出的电功率。

答：D8． 同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos =ϕ，则其电枢反应的性质为（ ）。

A 交轴电枢反应；B 直轴去磁电枢反应；C 直轴去磁与交轴电枢反应；D 直轴增磁与交轴电枢反应。

答：C9．对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ ）。

A q aq d ad X X X X X >>>>σ；B σX X X X X q aq d ad >>>>；C σX X X X X ad d aq q >>>>；D σX X X X X aq q ad d >>>>。

答：D10． 同步补偿机的作用是（ ）。

A 补偿电网电力不足；B 改善电网功率因数；C 作为用户的备用电源；D 作为同步发电机的励磁电源。

答：B三、 简答（每题5分，共20分）1．绕线式感应电动机在转子回路串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？所串电阻是否越大越好？答：从等效电路可以看出，增加转子电阻使总的阻抗增加了，所以起动电流减小(2’)。

转子电阻增加，使得2cos ϕ提高；起动电流减小使得定子漏抗电压降低；电势1E 增加，使气隙磁通增加。

起动转矩与气隙磁通、起动电流、2cos ϕ成正比，虽然起动电流减小了，但气隙磁通和2cos ϕ增加，使起动转矩增加了(2’)。

如果所串电阻太大，使起动电流太小，起动转矩也将减小(1’)。

2. 测定同步发电机的空载特性和短路特性时，如果转速降至0.951n ，对试验结果有什么影响？答： 因空载电势0E 和转速成正比，如果转速降为195.0n ，则0E 也降低到额定转速下的95.0倍。

同步电抗与频率成正比，也降低到95.0倍，所以短路电流d k X E I 0=不变。

3． 为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大？答：感应电机的励磁电流由电源供给，需要从电网吸取感性无功功率，如果气隙大，则励磁电流大，电机的功率因数低，因此在机械允许的条件下，气隙要尽量小一些(2’)。

同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励，从同步电机运行稳定性考虑，气隙大，同步电抗小，短路比大，运行稳定性高。

但气隙大，转子用铜量增大，制造成本增加。

气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这两方面的要求(3’)。

4． 一般同步发电机三相稳定短路，当N k I I =时的励磁电流fk I 和额定负载时的励磁电流fN I 都已达到空载特性的饱和段，为什么前者d X 取未饱和值而后者取饱和值？为什么q X 一般总是采用不饱和值？答：短路时由于电枢反应的去磁作用使气隙磁通很小，电机磁路处于不饱和状态，此时对应的是d X 的不饱和值(2’)。

额定负载运行时，气隙磁通较大，直轴磁路处于饱和状态，此时对应的是d X 的饱和值(2’)。

交轴磁路的气隙大磁阻大，磁路不饱和，故q X 一般取不饱和值(1’)。

四、 计算题（每题10分，共30分）1．某工厂由于生产的发展，用电量由500kVA 增加到800kVA 。

原有一台变压器S N =560kVA, U 1N /U 2N ＝6300/400，Y ，yn0联结，u k ＝4.5％。

现有三台变压器可供选用，它们的数据是：变压器1：320kVA ，6300/400V ，u k ＝4％，Y ，yn0联结；变压器2：240kVA ，6300/400V ，u k ＝4.5％，Y ，yn4联结；变压器3：320kVA ，6300/440V ，u k ＝4％，Y ，yn0联结；（1）试计算说明，在不使变压器过载的情况下，选用那一台投入并联比较适合？（2）如果负载增加需选两台变比相等的与原变压器并联运行(可以改接联接组号)，试问最大总负载容量是多少？那台变压器最先达到满载？ 解：（1）选第1台适合。

(2’)（2）如果负载增加，则选第一台与第二台，但第二台要进行改接，使原Y ，yn4改接为Y ，yn0(1’)。

则三台变压器中，由于第一台，U k ＝4％最小，所以最先达到满载则S 1＝S N 320kVA 。

(2’)故 04.0045.01=**S S 原 (1’) 所以 889.0045.004.01=⨯=**S S 原(1’) 889.02==**S S 原(1’)所以 kVA S S S S 2.1031989.0240320560989.021max =⨯++⨯=++=原 (2’)2．有一台kW P N 25000=，kV U N 5.10=，Y 联接，8.0cos =ϕ（滞后）的汽轮发电机，13.2*=sX ，电枢电阻略去不计。

试求额定负载下励磁电动势0E 及0E 与I的夹角ψ。

解： 845.2)13.216.0(8.0)sin ()cos (222***2**0=⨯++=++=s X I U U E ϕϕ （3’）故 kV kV E E 25.1735.10845.235.10*00=⨯== (3’)4425.187.36cos 87.36sin 1554.01cos sin tan =⨯+⨯=+=N N U U IX ϕϕψ(2’) 因 281.0845.28.0cos cos *0===E U ϕψ (2’) 得 67.73=ψ(1’)3． 有一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步电抗标幺值分别等于 1.0,0.6d q X X **==，电枢电阻可以忽略不计。

试计算发电机的额定电压，额定容量，cos 0.8φ=（滞后）时发电机励磁电动势*0E 。

解：（方法一） 令 * 1.00U =∠ 1*cos 0.836.871.036.87Iφ-==∴=∠-(2’) 计算电动势**** 1.00 1.036.870.60.48 1.44219.44Q qE E jI X j j =+=∠+∠-⨯=1.36+=∠ (3’) **019.4436.8756.31I E ψ =+= 与的夹角 (2’) 直轴电枢电流 **sin 1sin56.310.832d I I ψ==⨯= (1’)励磁电动势 *****0() 1.4420.832(10.6) 1.775Q d d q E E I X X =+-=+-= (2’) （方法二） ***sin 0.60.6arctanarctan arctan1.556.31cos 0.8q I X U U φψφ++==== (4’) 直轴电枢电流 **sin 1sin56.31d I I ψ==⨯ (3’)励磁电动势 ****0cos() 1.0cos(56.3136.87)0.83211.775d d E U I X ψφ=-+=⨯-+⨯ =0.943+0.832= (3’)。