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电机试题库
电机学试题库2014.11
一、判断题（正确的，请在后面括号里写V”，错误的，请在后面括号里写X”）。
1、直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。
（X）
2、直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。
（话
3、直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。
（X）
4、电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。
（X）
5、考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。
（X）
6、直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。
（X）
7、串励电动机在轻载时会发生飞车现象。
（话
&降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。
（X）
9、直流电机励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流。
（X）
10、直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。
（X）
11、直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。
（V）
12、在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。
（X）
13、三相变压器组不应该接成Y,yn联结来带单相负载。
（V
14、变压器一次侧接额定电压不变，则负载的主磁通比空载的主磁通略小。
（V）
15、如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k=N〃N2，则一次侧归算到二次侧
时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。
（）
16、考虑磁路的饱和，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通励磁电流也是正弦波。
（）
17、三相变压器绕组采用丫，d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。
（V）
18、对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5
次、7次、9次……等一系列的奇数次高次谐波旋转磁动势。
（）
19、对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转
磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。
（V）
20、对绕线型感应电动机，转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机，定子绕
组串电阻可以增大起动转矩。
（）
21、对感应电动机，进行恒转矩变频调速，基本上要求电源电压随频率正比变化。
（V）
22、变压器的额定容量单位为kW。
（）
23、变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。
（）
24、电角度=机械角度&p。
（）
25、双层叠绕组的最多并联之路数为2。
（）
二、填空题
1、当降低感应电动机的电压时，感应电动机的最大转矩减小，产生最大转矩的临界
转差率不变，起动转矩减小
2、感应电动机经过转子绕组折算和频率的折算，得到等效电路。
3、感应电动机的等效电路中Rm代表励磁电阻，—代表定子漏电抗。
4、变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为主磁通和漏磁通，其中漏磁通不参与变压器的能量传递。
5、他励直流电动机常用的调速方法有：
改变电枢回路里的串联电阻；减小气隙磁通©;改变电枢端电压U。
6、鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子串接电抗器起动；丫一）起动；
自耦减压起动。
7、三相同步电动机通过调节励磁电流__可调节无功功率。
8异步电动机的电源电压降低10%，电机的过载能力降低到_80%_临界转差率_不变,负载不变时，电机的转速将降低。
9、变压器负载运行时，二次电流的大小决定着一次电流的大小。
10、单相绕组的磁动势是脉动磁动势：
对称三相绕组的磁动势为旋转磁动势。
11、变压器空载实验选择在一低压侧—压侧进行。
短路实验选择在高压侧压侧进行。
12、一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10，则将二次绕组进行归算后，归算前后
的二次侧电阻之比为1:
100;归算前后的二次侧磁势之比是1:
1。
13、并励直流发电机自励的三个条件是有剩磁、剩磁与励磁方向相同（电枢和励
磁绕组接法正确）、励磁电阻小于临界电阻。
14、三相感应电动机转子转速为n,定子旋转磁场的转速为ns,极对数为p,则定子电
流的交变频率为
nsP
•转子电流的交变频率为
g-n）p
60
60
15、变压器的效率在（铁耗与铜耗相等时）达到最大值。
16、同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n=（60f/p）。
17、感应电动机传递到转子回路的电磁功率Pem，可以分割成转子铜耗Pcu2、总机械功率（转换功率）Pw。
二者同Pem的关系为Pcu2=（sPem）；Pw=（（1-S）Pem）o
18、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。
19、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。
20、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
振磁动势的___1/2（—半）。
三相不对称电流流过三相对称绕组产生椭圆形—磁动势。
21、在直流发电机中，换向器起整流作用；在直流电动机中，换向器起逆变作用。
22、直流电机主磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在空气隙部分。
23、直流电机单叠绕组的支路对数等于主磁极对数，单波绕组的支路对数等于_1_。
24、通过改变励磁电流的方向,继而改变主磁通的方向,即可改变他励直流电动机旋转方向。
25、他励直流电动机的电磁功率指由电功率率转化为机械功的功率。
26、某他励直流电动机的额定数据为：
FN=17KWUn=220V,nN=1500r/min,n=0.83则In=93.1A,2n=108.2N.m，及额定负载时的Fin=20.5KW。
27、直流电动机常用的启动方法有电枢回路串电阻、降低电源电压，
弱磁调速调速方法是从基速向上调。
28、变压器的空载试验一般在高压侧进行，若一台单相变压器:
Se=180KVA,
Uie/U2^3000/400V,进行空载试验时，测得Uo=4OOV,l°=13.5A,Pg-810W，等值电路中变压器的参数rm=4.44、xm=222。
29、绕线式异步电动机，转子回路串一适当电阻，则以下参数变化情况：
ni不变，Sm变大，TmaX不变,增大,稳定后电机的转速n减小。
30、三相异步电动机fi=50HZ，nN=1470r/min，额定运行时的Pcu2=1KW，则极对数P=2;额定运行时转差率Se=2%，转子回路的频率f?
=1Hz，电磁功率Pm=50KW。
三、单选题
）。
B改变电源电压
D改变电机的极数
1、改变三相感应电动机转向的方法是（C
A改变电源频率
C改变定子绕组中电流的相序
2、直流电机电刷处在几何中性线上，当磁路不饱和时的电枢反应是（A）
A.交轴电枢反应B.直轴去磁C.交磁和直轴去磁D.直轴加磁
3、若他励直流发电机额定点时转速升高20%，则空载时发电机的端电压将升高（A）
A.小于20%B.20%C.大于20%D.40%
4、欲使变压器的△U=0，那么负载性质应为（D）
A.电阻电感性负载B.纯电阻负载C.纯感性负载D.电阻电容性负载
台单相变压器进行短路试验，在高压侧达到额定电流测得的损耗和在低压侧达到
额定电流测得的损耗（B）
9、直流电机的电枢绕组采用单叠绕组时，并联支路数（A）
12、Un、In、n、cos^n分别是三相异步电动机额定线电压，线电流、效率和功率因数,
则三相异步电动机额定功率Pn为（A）
A.3UnIncosnnB.\3UnInCOSnC.-3UnInD.\3UnInn
13、一台三相异步电动机运行在s=0.02时，则由定子通过气隙传递给转子的功率中有
（D）
A.2%是电磁功率B.2%是机械功率C.2%是机械损耗D.2%是转子铜耗
14、当绕线式异步电动机的电源频率和端电压不变，仅在转子回路中串入电阻时，最大转距Tm和临界转差率Sm将（C）
A.Tm和Sm均保持不变B.Tm减小，Sm不变C.Tm不变，Sm增大D.Tm和Sm均增大15、变压器在负载运行时，建立主磁通的激磁磁动势是_C。
A一次绕组产生的磁动势B二次绕组产生的磁动势
C一次和二次绕组产生的合成磁动势D以上都不对
16、两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行，则变压器所分担的容量之标幺值_D。
A与短路阻抗成正比B与短路阻抗成反比
C与短路阻抗标幺值成正比D与短路阻抗标幺值成反比
17、由定子对称三相绕组产生的V次谐波磁动势，旋转速度D。
A等于零B是基波磁场转速的V倍
C等于基波磁场转速D是基波磁场转速的V倍
18、笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比，A。
A起动电流、起动转矩均减小B起动电流减小、起动转矩增加
C起动电流、起动转矩均增加D起动电流增加、起动转矩减小
19、单相变压器U1n/U2n=220/110V,如果一次侧接380V，则主磁通将A。
A增大为380/220倍B不变C增大为380/110倍D减小
20、一台三相感应电动机，其空载转速为730转/分钟，则其极数2p=_B_。
四、简答题
1、试简述抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法。
答：
主要采用短距绕组、分布绕组和改善主极磁场分布的方法。
2、试简述增大绕线式感应电机转子电阻对下列参数的影响：
起动电流，起动转矩，最大转矩，额定转速，额定效率。
答：
起动电流减小、起动转矩增大、最大转矩不变、额定转速下降、额定效率降低。
3、三相异步电机运行状态的判别依据是什么？
答：
01，电磁制动状态。
4、画出变压器的“T”形等效电路图，并标明变压器的参数、电压和电流。
答：
5、同步发电机的基本特性。
答：
空载特性、短路特性、负载特性、外特性、调整特性；
6、三相异步电动机的性能指标。
答：
效率、功率因数、堵转转矩、堵转电流、过载能力；
7、三相异步电动机的调速方法。
答：
改变定子电压调速；转子回路串接电阻调速；变极调速；变频调速。
&如图1所示的三相变压器的接线图，根据接线图，试确定其连接组别
rm
U2
Ei二E2
xm
变压器T形等效电路
••
I1I2
相同点：
变压器和异步电动机能量转换都是利用了电磁感应定律的基本原理；能量传递都是以磁场作为媒介，两侧都无直接电的联系。
不同点：
（答出其一即可）
（1）前者实现不同电压的电能变换；后者实现电能到机械能的转换，气隙是其能量转换的场所。
（2）前者主磁场为铁心中的磁场，是静止交变脉动磁场；后者的主磁场为气隙磁场,是旋转磁场。
（3）前者磁路中无气隙，激磁电流较小；而后者有气隙，激磁电流较大。
（4）前者等效电路中的负载是实际存在的；而后者等效电路中的负载电阻是模拟的。
五、计算题：
1、两台三相变压器串联运行，容量均为1500kVA,两次降压后，供一负载，两台变压
器均为Dy连接，第I台额定电压为6663kV，第II台额定电压为630.4kV，当两台变压器在6.3kV侧做短路试验，数据如下，试求：
（1）每台变压器的短路阻抗Zk，rk，Xk的标幺值；
（2）额定负载时，功率因数为0.9滞后时总的电压变化率
变压器
线电压（V）1
短路电流（A）
三相功率（kW）
I
334
130
14
II
300
124
12
解:
（1）对于第I台变压器，短路试验在低压侧进行，低压侧y形连接，相电流
等于线电流为130A，
线电压为334V。
低压侧额定相电流
Sni1500汉103—~、
I2NI3-137・46（A）
v3U2NI卞3汇6.3"0
低压侧阻抗基值
r5n申6.3"03/佝2646（八、
Z「2N厂137.46怦46（）
短路阻抗
Zki=Uk|=334=1.48（「）
v'3IKI斗3"30
短路电阻
「ki=卫牛二吐卫2=0.28（"）
3IKi31302
短路电抗
Xki=..zKi-rK2二1.482-0.282=1.45（"）
短路阻抗标幺值
ZKi*Zki1.480.056
Z2bi26.46
短路电阻标幺值
rKi*=rKi0.280.011
Z2bi26.46
短路电抗标幺值
xKi*=xKi1.45=0.055
Z2bi26.46
对于第II台变压器,短路试验在高压侧进行，高压侧△形连接，相电压等于线电压为300V,线电流为124A。
高压侧额定相电流
Sn“=1500103=79.37（A）
3U1Nii36.3103
高压侧阻抗基值
Z1bii二U1N"=6.310=79.38（⑴
1Nii79.37
短路阻抗
Zkii二Uki=300=4.19（⑴
Ikii124/、3
短路电阻
pKii12103
rKiiK212=0.78（「）
3Ikii3（124/..3）2
短路电抗
Xkh二zKh-rK”=、4.19?
_O.78?
=4.12（⑴
短路阻抗标幺值
ZK卄Zk|14.190.053
Z1bii79.38
短路电阻标幺值
rKII*rKI10.780.0098
Z1bii79.38
短路电抗标幺值
Xkii*二XkI1二4.120.052
Z1bii79.18
（2）已知功率因数则有
cost-0.9
sinv-0.4359
略去励磁电流后等效电路参数
rK*二rKi*rK,i*=0.0110.0098=0.0208
xK*=xKi*xKii*=0.0550.052=0.107
ua*=rK*=0.0208，ur*二xK*=0.107
则电压调整率
AU=（ua*cos8+ur*sin8）心00%
=（0.02080.90.1070.4358）100%
二6.54%
2、一台三相四极异步电动机，150kW,50Hz,380V，丫接法，额定负载时pcu2=2.2kW,pmec=2.6kW，附加损耗pad=1.1kW。
试求：
（1）额定运行时的转速、转差率；
（2）额定运行时的电磁功率和电磁转矩；
（3）如额定运行时，保持负载转矩不变，在转子绕组中串入电阻使电机的转速降低10%，
问串入的电阻阻值是原转子电阻的多少倍?
Pcul=Pcu2=2.2kW,pFe=0
则电磁功率Pm出'Pcu1'PadPmec
=1502.21.12.6=155.9（kW）总的机械功率R二Pm-Pcu2=155.9_2.2=153.7（kW）
由R=（1s）FM
得转差率s=0.0141
则转速n=（1-s）n1=1479（r/min）
（3）
15000.914790.1126
1500
空ar；
ss
F
R=6.99
即串入的电阻阻值约是原转子电阻的6.99倍
3、一台三相变压器，SN=600KVA50Hz,Dy联结，U1n/U2n=10000/400V,每相短路阻抗
Zk=1.8+j5，每相负载阻抗Z=0.3+j0.1,0求该变压器一次侧加额定电压时：
计算一、二次侧电流11和12；
4、一台并励直流电动机Pn=17KW,Un=220V,nn=3000转/分，In=91A，电枢回路总电阻
Re=0.1\励磁回路电阻R=220「，忽略电枢反应的影响。
试求额定运行时的：
（1）电磁功率Pm；
（2）电磁转矩T;
解：
1）lfN二业二型=1（A）
Rf220
IaN=In-IfN=91-1=90（A）
EaN二Un-laNRa=220-900.1=211（V）
Pmn=EaNIaN=21190=18990（W）
（2）T=9.55业=9.5518990=60.45（N«M
nN3000
5、一台3相4极的绕线式感应电动机，nN=1450r/min，转子每相电阻2=0.012」。
设负载转矩保持为额定值不变，欲将转速从1450r/min降低到1050r/min，求转子回路应该串入的电阻。
答：
因为感应电机的电磁转矩是的函数，当电压、频率等条件不变时，保持为常数，
则电磁转矩恒定。
因此让和s成正比变化，就可以进行恒转矩调速：
同步转速：
ns=1500rpm
1450rpm时：
转差率S1=（ns-n）/ns=（1500-1450）/1500=1/30
1050rpm时：
转差率s2=（ns-n）/ns=（1500-1050）/1500=0.3
Radd=8R2=8X0.012=0.096C1）
6、有一他励直流电动机接在额定电压为220V的电网上额定运行时，电动机的额定电枢电流Ia=15A，电枢回路总电阻Ra=0.7Q试求：
（1）电动机额定运行时的反电动势；
（2）若因某种原因，使电网电压下降至200V,但励磁电流和负载转矩均未发生变化，求在达到新平衡点后电动机的反电动势。
解：
（1）额定运行时，电路方程为：
U二EalaRa（3分）
则：
Ea=U-IaRa=209.5V（3分）
⑵由于励磁电流和转矩未变，贝U：
T二WlaU,=EaIaRa（3分）
则：
Ea二U-IaRa=200-150.7=189.5^（6分）
7、一台单相变压器，其额定参数为：
额定容量SN=10kVA额定频率fN=50Hz,额定电压
U1n/U2n=380/220V，一次绕组漏阻抗乙=（0.14+j0.22）Q，二次绕组漏阻抗z2=
（0.035+j0.055）Q,励磁阻抗zm=（30+j310）Q,负载阻抗zL=（4+j3）Q。
试求:
（1）画出“T形等效电路；
（2）计算当一次侧加额定电压时，一、二次侧的实际电流、励磁电流以及二次侧的电压。
（3）
二次侧折算到一次侧的参数为
（*冷
ZmZ2-Zl
z=z「一:
:
:
=（11.51j9.4665）l；-14.90.39.43611
Zm'Z2-Zl
取参考相量为380Z0°V,则所求各电流为
泻十-1忆1=373.68/-0.317V
・・-E
-丨2—=24.67-37.447A
Z2Zl
--E
Im1=1.20-84.789A
Zm
即一次电流I仁25.50A,二次电流I2=kI2'=42.68A,励磁电流Im=1.20A,二次电压U2=l2|zL|=213.40V。
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