變壓器一次側接額定電壓，二次側從空載到負載時，負載時主磁通比空載時主磁通大。（否）TOC\o"1-5"\h\z2?如果變壓器二次側繞組與一次側繞組的匝數比為k=N/N2，二次繞組歸算到一次側時，電動勢和電壓要乘以k倍，電流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。 （否）3．考慮磁路的飽和時，如果變壓器主磁通為正弦波，則產生主磁通激磁電流也是正弦波。（否）三相變壓器高壓繞組和低壓繞組的連接為Y/d時，總共可得到1、3、5、7、9、11六個奇數組號。 （是）三相單層繞組中，為了使繞組端部盡可能短，每極每相槽數q=2時，采用鏈式繞組；q=3時，采用交叉式繞組；q=4時，采用同心式繞組。 （是）6．對稱三相繞組通入對稱三相電流時，除產生基波旋轉磁動勢外，還會產生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇數次高次諧波旋轉磁動勢。 （否）7．對稱三相繞組通入對稱三相電流，當某相電流達到交流的最大值時，基波合成旋轉磁動勢波的幅值就將與該相繞組的軸線重合。 （是）8．只要電源電壓不變，感應電動機的鐵耗基本不變。 （是）9．當感應電機定子接電源而轉子短路堵住不轉時，電機的電磁功率、輸出功率和電磁轉矩均為零。（否）10．繞線型感應電動機轉子繞組串電阻可以增大起動轉矩，籠型感應電動機定子繞組串電阻也可以增大起動轉矩。（否）TOC\o"1-5"\h\z11．感應電動機恒轉矩變頻調速時基本上要求電源電壓隨頻率正比變化。 （否）12．若同步電機定子合成磁場超前于轉子主磁場，此時轉子輸入機械功率，定子繞組向電網或負載輸出電功率，電機作發電機運行。 （否）13．隱極同步發電機的同步電抗是表征對稱穩態運行時電樞反應效應的參數。（否）凸極同步電機直軸同步電抗的飽和值等于短路比的倒數，即Xd（飽和、=1/k。 （否15．通常同步電動機在過勵狀態下運行，以便從電網吸收超前電流，改善電網的功率因數。（是）二、 填空題（本題共10分，每題1分）變壓器空載運行時，空載電流就是 電流。變壓器繞組的歸算，實質是在保持 功率和磁動勢 為不變的條件下，對繞組的電壓、電流所進行的一種線性變換。當 不變損耗等于可變損耗 時，變壓器的效率達到最大值。一臺單相變壓器，S=20000kVA,U/U=127kV/11kV,一次和二次繞組的額定電流分別N 1N2N為 、 。如果采用短距繞組消除v次高次諧波，則繞組的節距y1應該為 。感應電動機的三種調速方法分別為變極調速，變頻調速，變轉差率調速_。同步發電機的零功率因數負載特性和空載特性之間相差一個 電樞漏抗壓降和電樞等效磁動勢 組成的直角三角形，此三角形稱為特性三角形。同步發電機與無窮大電網并聯運行時，調節—原動機的輸入功率 可以調節發電機發出的有功功率。9?同步發電機短路時，電樞反應的性質 。

10．同步電動機在異步起動過程中包括 兩個階段。三、 選擇題（請將正確答案的標號填入后面的括號里。本題共20分，每題2分）變壓器在負載運行時，作用在鐵心上用以建立主磁通的激磁磁動勢是 。（C）A一次繞組產生的磁動勢 B二次繞組產生的磁動勢C一次和二次繞組產生的合成磁動勢 D以上都不對一臺三相電力變壓器，二次側帶對稱負載運行時的端電壓恰好等于變壓器二次側的空載電壓，則該負載一定是 。如是感性，帶負載后電壓一定小于空載電壓（空載電壓就是額定電壓），只有帶容性負載時才有可能。 （C）A純電阻負載 B電感性負載 C電容性負載 D無法判斷兩臺容量不同、變比和連接組別相同的三相電力變壓器并聯運行，則 ,o（D）A變壓器所分擔的容量與其額定容量之比與其短路阻抗成正比B變壓器所分擔的容量與其額定容量之比與其短路阻抗成反比C變壓器所分擔的容量與其額定容量之比與其短路阻抗標幺值成正比D變壓器所分擔的容量與其額定容量之比與其短路阻抗標幺值成反比由定子對稱三相繞組產生的次空間諧波磁動勢，旋轉速度。 （D）A等于零 B是基波磁場轉速的v倍D是基波磁場轉速的1/D是基波磁場轉速的1/v倍要消除三相繞組中的齒諧波磁動勢，一般可以采用 o （CD無法消除A短距繞組 B分布繞組 CD無法消除籠型感應電動機降壓起動與直接起動時相比， o （A）A起動電流和起動轉矩均減小了CA起動電流和起動轉矩均減小了C起動電流和起動轉矩均增加了D起動電流增加了，起動轉矩減小了C7.感應電動機運行時，在空間上定子繞組產生的旋轉磁場轉 轉子繞組產生的旋轉磁場的轉速。A大于于也可能小于B小于A大于于也可能小于B小于C等于D可能大A8.同步電機中， 與電磁轉矩的產生及能量的轉換直接相關。 （A定子交軸電樞磁動勢 B定子直軸電樞磁動勢C定子繞組產生磁動勢幅值 D定子繞組產生的漏磁通B9.同步電機與無窮大電網并聯運行，有功功率一定，調節勵磁時，在 情況下同步電機的電樞電流最小。A過勵 B正常勵磁 C欠勵 D勵磁電流最小D10.凸極同步電機負載運行時，電樞繞組產生的氣隙電動勢是由 產生的。（）A轉子主極磁動勢和直軸電樞磁動勢共同B轉子主極磁動勢和交軸電樞磁動勢共同C交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同D轉子主極磁動勢、交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同四、 問答題（共30分）1．試畫出變壓器感性負載運行時的相量圖，列出折算后的基本方程式（電阻和電抗分開寫），試述變壓器有那些運行特性和主要性能指標。 （6分）2．感應電動機頻率歸算的物理含義是什么？代表什么意義？能否用電感或電容代替？（4分）3．什么叫電樞反應？電樞反應的性質是由什么決定的？有哪幾種性質的電樞反應？一般情況下的電樞反應是什么性質TOC\o"1-5"\h\z的？ （5分）4．單相繞組通以正弦電流與三相繞組通以對稱三相正弦電流所產生的磁動勢有什么區別？試列出它們的磁動勢表達式，對三相繞組只列基波的。 （5分）5．試寫出凸極同步發電機的功角特性表達式并畫出曲線圖。怎樣判斷靜態穩定性？試指出靜態穩定區的范圍。凸極同步發電機的轉子無勵磁繞組時能否產生電磁轉矩？為什么？ （6分）6．為什么說感應電機的工作原理與變壓器的工作原理類似？試分析二者的異同？ （4分）五、 計算題（保留5位有效數字，共15分）一臺三相籠型感應電動機，額定功率3kw,額定電壓380v,額定轉速為957轉/分，定子繞組為Y型，參數為：R=2Q,R'=1.5Q,R=4Q,x=3Q,x' =4.25Q,x=601 2 m 1o 2o mQ。試用T型等效電路求在額定轉速時的定子電流、轉子電流、功率因數和輸入功率。 （7分）—臺三相六極同步電動機，定子槽數Q=36，支路數a=3,試排出雙層疊式短距繞組展開圖（只排一相即可）。當繞組接成D接，每個線圈繞15匝，外加電壓為380V,頻率為50Hz時,氣隙每極的磁通有多大？（感應電動勢與外加電壓比值為0.9。） （8分）注意：考題與答卷一并交上,否則無分。《電機學（I）》試題參考答案一、 判斷題二、 填空題1.激磁功率和磁動勢不變損耗等于可變損耗（或鐵耗等于銅耗也算對）157.48A、1818.18A5.變極調速、變頻調速和變轉差率調速電樞漏抗壓降和電樞等效磁動勢原動機的輸入功率去磁直軸磁動勢異步起動和牽入同步三、 選擇題四、 問答題相量圖見書33頁圖2-16（2分）；基本方程式為（2分）：運行特性有外特性和效率特性,主要性能指標有電壓調整率和額定效率。（2分）感應電動機頻率歸算的物理含義用一個靜止的電阻為的等效轉子去代替電阻為的實際旋轉的轉子,等效轉子將與實際轉子具有同樣的轉子磁動勢（同空間轉速、同幅值、同空間相位）（2分）。代表與轉子所產生的機械功率項對應的等效電阻,消耗在此電阻中的功率就代表實際電機中所產生的總機械功率（1分）。因此不能用電感或電容代替（1分）。對稱負載時電樞磁動勢基波對主極磁場基波的影響稱為電樞反應（1分）,其性質與負載的性質和大小有關（1分）,主要決定于電樞磁動勢與主極磁動勢的空間相對位置（1分）。有交磁、去磁和助磁三種典型電樞反應性質（1分）。一般情況下是交磁和去磁共存（1分）。4．單相繞組通以正弦電流產生脈振磁動勢，三相繞組通以對稱三相正弦電流產生旋轉磁動勢（2分）。單相繞組的磁動勢表達式為（2分）三相繞組的磁動勢表達式為（1分）5．凸極同步發電機的功角特性表達式為（2分）曲線見書p209圖6-45（1分）。靜態穩定性的判斷用整步功率系數（1分）當P>0時穩定，區域為owe<90°；當P<0時不穩定，區域為e>90°；當P=0時為synsynsyn穩定極限，此時e=90°（i分）。轉子無勵磁繞組時能夠產生電磁轉矩，因為凸極電機的xddMX,附加電磁功率不為零。（1分）q6．都是利用電磁感應作用傳遞能量（2分），變壓器是從原邊傳到副邊，輸出電功率，是靜止的，磁場為脈振磁場（1分）；感應電機是從定子傳到轉子，輸出機械功率，是旋轉的，磁場為旋轉磁場（1分）。五、計算題1．額定轉差率（1分）定子電流（2分）轉子電流（2分）功率因數 COS0=cos36.284°=0.806095（1分）輸入功率 P=mU|cos^=3X220X6.98442X0.806095=3715.87 （1分）2．每極每相槽數為（1分）距為節距為繞組排列圖為（4分）感應電動勢為（1分）每相串聯匝數為每槽占電角度為分布因數為（1分）短距因數為繞組因數為氣隙每極的磁通為（1分）*1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i*華南理工大學試卷《電機學II》試題

（電氣工程及其自動化01級）班級：電氣工程01（ ）班順序號 姓名 分數 總評 分考試時間：2003年11月27日注意：考題與答卷一并交上，否則無分。

（說明：本試卷滿分為90分,另外10分由實驗老師評分。）一、 判斷題（正確的，請在后面括號里寫“是”，錯誤的，請在后面括號里寫“否”。本題共15分，每題1分）直流電機的勵磁繞組和電樞繞組中的電流都是直流的。 （ ）2．直流電動機電樞繞組中的電流方向同感應的反電勢方向是一致的。（）3．直流發電機的換向器起整流作用；直流電動機的換向器起逆變作用。（）4．自勵是電動機的一種勵磁方式。（）5．在直流電機中，以虛槽計算時，電樞繞組的合成節距等于換向器節距。（）6．單疊繞組同一磁極下的元件串聯構成一條支路；單波繞組相同極性磁極下的所有元件串聯構成一條支路。（）7．直流電機的電負荷是指電樞繞組中流過的電流的大小，單位是安培。（ ）8．在考慮飽和時，直流電機的交軸電樞反應具有去磁作用。（）9．當電刷沿轉子旋轉的方向移動時，將出現直軸電樞反應磁勢。對于發電機，該磁勢是去磁性質的；對于電動機，該磁勢是助磁性質的。（）10．在直流電動機的電磁功率中，包含電樞電阻的損耗。（）11．直流發電機的外特性是指轉速為額定值、勵磁電流為額定值（或勵磁回路電阻為固定）時，輸出電壓與輸出電流之間的關系。并勵發電機具有硬的外特性；而他勵發電機則具有拐彎的外特性。（）12．并勵電動機在輕載時，可能出現“飛車”現象。（）13．變壓器空載接入電網時，存在很大的沖擊電流。當考慮鐵芯飽和時，這一沖擊電流比不考慮飽和時為小。（）14．在ABC坐標系中，同步電機的電壓方程式為系數隨時間變化的微分方程。（）在dq0坐標系中，同步電機的d（q）軸電壓是由電阻壓降、自身磁鏈變化引起的感應電勢、以及切割對方軸的磁鏈所引起的運動電勢3部分組成的。（ ）二、 填空題（本題共15分，每空1分）1．在沒有阻尼繞組的同步電機中，忽然短路電流遠大于穩態短路電流的原因在于：在短路瞬間，勵磁繞組阻礙電樞反應磁通通過轉子主磁路，電樞反應磁通只能V 閉合，因此磁阻大、電抗小，電流大。 2.在有阻尼繞組的同步電機中，忽然短路電流又遠大于沒有阻尼繞組時的忽然短路電流,其原因在于：在短路瞬間，除了勵磁繞組的阻礙作用以外, 也對電樞反應磁通起阻礙作用，從而使電樞反應的磁阻更大、電抗更小，電流更大。3.同步電機忽然短路時，定子繞組的短路電流可以分為：周期性的 、周期性的 、周期性的 ，以及衰減的非周期分量、二次諧波分量等。4.同步電機忽然短路時，在定子繞組的短路電流中： 同勵磁繞組的非周期穩態勵磁電流If0相對應; 和勵磁繞組的非周期電流衰減分量對應，時間常數為Td'； 和直軸阻尼繞組的非周期電流d衰減分量相對應，時間常數為叮; 則同勵磁繞組中的周d期性衰減電流相對應，時間常數同為定子繞組的時間常數T。5.MT0變換同dq0變換的差a別在于：dq0變換的d、q軸相對轉子是 ；而MT0變換是將M軸取得同 一致。6.變壓器的過電壓現象包括: 和 。7.在研究雷擊引起的變壓器大氣過電壓時，需要考慮 的影響，其原因在于雷電波沖擊時間短，等效高頻電源。8.空載的同步電機單相（設為A相）對中點穩態短路時，A相電流的三個相序分量相等，都等于A相穩態短路電流的 。

三、 單選題（每題只有一個答案是正確的，請將正確答案的標號填入括號里每小題2分，共12分）直流電動機接成并勵方式時，電動機的輸入電流I、電樞電流I和勵磁電流If三者之間af的關系I=I+IfI=I+IfAI=I=IafAI=I=IafI=I+I2.一臺fa正在運行的并勵電動機，其轉速為1450轉/分，現將其停下，用改變勵磁繞組的極性來改變電機的轉向（其他條件不變），則此時反轉的轉速將 。） A 大于1450轉/B 小于1450轉/C 等于1450轉/分D無法判斷一臺串勵電動機和一臺并勵電動機，額定電流與額定轉矩相等，若起動時它們的電流也相等，則串勵電動機的起動轉 并勵電動機的起動轉TOC\o"1-5"\h\z矩。 （ ） A 等于 B 大于 C 小于 D 小于或等于在直流并勵發電機自勵建壓過程中，發現接在電樞兩端的電壓表的讀數有減小現象，最后為零，這說明 。（)A勵磁回路電阻太小B 勵磁回路電阻太大C沒有剩磁或剩磁太弱D樞繞組與勵磁繞組建立的磁場極性相反5. 同步電機的直軸瞬態電抗 直軸同步電抗。大于或等C大于或等C小同步電機三相突然短路于

于

時，性分量量量于

于

時，性分量量量量四、小于或等于6.A 三相短路電流的穩態值中，除了周期性分量外，還含有非周期B 三相短路電流的每相瞬態電流中一定都含有非周期分C 三相短路電流的每相瞬態電流中不含有非周期分D 三相短路電流的每相瞬態電流中不一定都含有非周期分多選題（請將所有正確答案的標號填入括號里，每小題3分，共18分）負載時直流電機的氣隙磁場包括 。（）A 定子繞組電流產生的主磁場 B 定子繞組電流產生的漏磁場C 電樞繞組電流產生漏磁場 D 電樞繞組電流產生電樞反應磁場

直流電動機調速的方法包括 。）B調節電樞電壓的大小）B調節電樞電壓的大小D調節勵磁電路中串聯的可（B定子鐵心的鐵D轉子鐵心的鐵耗A改變電動機電壓的極性C調節電樞電路中串聯的可變電阻變電阻并勵直流電機的損耗包括 。）A定子繞組和轉子繞組的銅耗耗C機械損耗和雜散損耗并勵直流發電機，轉速升高時，保持勵磁電流不變，發電機所帶負載電阻也保持不變，則 （）A 勵磁回路電阻增加B發電機輸出電壓增加C 發電機電樞電流增加D定子繞組的銅耗增加在相坐標表示的三相感應電機的磁鏈方程中， 是常TOC\o"1-5"\h\z數。 （ ）A 定子繞組和轉子繞組的自感B 三相定子繞組之間的互感C 三相轉子繞組之間的互感D 定子繞組與轉子繞組之間的互感同步發電機單相短路（另外兩相開路）穩態時， 。 （ ）A 定子短路電流含有基波分量和一系列3次、5次…等奇次諧波B 定子短路電流含有基波分量和除3的倍數次外的一系列奇次諧波C 轉子電流中含有直流勵磁分量和一系列的偶次諧波D 轉子電流中含有直流勵磁分量和除3的倍數次外的一系列奇次諧波五、綜合題（第1、2、3題每題5分，第4題7分，第5題8分，共30分）1．試述對稱分量法求解對稱電機不對稱運行的過程，并說明其優點何在？2．試寫出派克方程，并說明它是什么方程，通過什么坐標變換得到的？3．試寫出考慮飽和時直流電機的感應電動勢和電磁轉矩的表達式，并說明其物理含義。4.一臺17kW、220V的并勵直流電動機，電樞總電阻（包括電刷接觸壓降電阻）Ra=0.1Q，在額定電壓下電樞電流為100A,轉速為1450r/min,并勵繞組與一變阻器串聯a以限制勵磁電流為4.3A,電動機帶有恒轉矩負載。當變阻器短路時，勵磁電流為9A,穩態轉速降到850r/min，機械損耗等不計，試計算（1） 勵磁繞組的電阻和變阻器的電阻（2） 變阻器短路后，電樞電流的穩態值（3） 負載轉矩值有一臺直流電機，電樞虛槽數Z=24，極數2p=6，試排列一單疊繞組。要求畫出磁極、換向片和電刷及接法。畫出電路圖。*1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1*答案一、 斷題（正確的，請在后面括號里寫“是”，錯誤的，請在后面括號里寫“否”。本題共15分，每題1分）(t為對，f為錯)1.直流電機的勵磁繞組和電樞繞組中的電流都是直流的。 (f)2．直流電動機電樞繞組中的電流方向同感應的反電勢方向是一致的。 (f)3．直流發電機的換向器起整流作用；直流電動機的換向器起逆變作用。 (t)4．自勵是電動機的一種勵磁方式。 (f)5．在直流電機中，以虛槽計算時，電樞繞組的合成節距等于換向器節距。(t)6.單疊繞組同一磁極下的元件串聯構成一條支路；單波繞組相同極性磁極下的所有元件串聯構成一條支路。 (t)7．直流電機的電負荷是指電樞繞組中流過的電流的大小，單位是安培。 (f)8．在考慮飽和時，直流電機的交軸電樞反應具有去磁作用。 (t)9．當電刷沿轉子旋轉的方向移動時，將出現直軸電樞反應磁勢。對于發電機，該磁勢是去磁性質的；對于電動機，該磁勢是助磁性質的。 (t)10．在直流電動機的電磁功率中，包含電樞電阻的損耗。 (f)11．直流發電機的外特性是指轉速為額定值、勵磁電流為額定值(或勵磁回路電阻為固定)時，輸出電壓與輸出電流之間的關系。并勵發電機具有硬的外特性；而他勵發電機則具有拐彎的外特性。f)12.并勵電動機在輕載時，可能出現“飛車”現象。 (f)13．變壓器空載接入電網時，存在很大的沖擊電流。當考慮鐵芯飽和時，這一沖擊電流比不考慮飽和時為小。 (f)在ABC坐標系中，同步電機的電壓方程式為系數隨時間變化的微分方程。(t)在dq0坐標系中，同步電機的d(q)軸電壓是由電阻壓降、自身磁鏈變化引起的感應電勢、以及切割對方軸的磁鏈所引起的運動電勢3部分組成的。 (t)二、 填空題(本題共15分，每空1分)在沒有阻尼繞組的同步電機中，忽然短路電流遠大于穩態短路電流的原因在于：在短路瞬間，勵磁繞組阻礙電樞反應磁通通過轉子主磁路，電樞反應磁通只能沿勵磁繞組的漏磁丄閉合，因此磁阻大、電抗小，電流大。2.在有阻尼繞組的同步電機中，忽然短路電流又遠大于沒有阻尼繞組時的忽然短路電流，其原因在于：在短路瞬間，除了勵磁繞組的阻礙作用以外，阻尼繞組也對電樞反應磁通起阻礙作用,從而使電樞反應的磁阻更大、電抗更小，電流更大o3.同步電機忽然短路時，定子繞組的短路電流可以分為：周期性的穩態分量 、周期性的瞬態分量、周期性的超瞬態分量，以及衰減的非周期分量、二次諧波分量等。4.同步電機忽然短路時，在定子繞組的短路電流中： 刪性穩態分量 同勵磁繞組的非周期穩態勵磁電流I相對應；周期性瞬態分量 和勵磁繞組的非周期電流衰減分量對應，時間常數為T'；周期性超瞬態分d量 和直軸阻尼繞組的非周期電流衰減分量相對應，時間常數為T〃； 非周期衰減d分量 則同勵磁繞組中的周期性衰減電流相對應，時間常數同為定子繞組的時間常數To5.MT0變換同dq0變換的差別在于：dq0變換的d、q軸相對轉子是固定不動的；TOC\o"1-5"\h\za . .而MT0變換是將M軸取得同 轉子磁鏈方向一致。變壓器的過電壓現象包括：操作過電壓和 。在研究雷擊引起的變壓器大氣過電壓時，需要考慮各種電容的影響，其原因在于雷電波沖擊時間短，等效高頻電源。 8.空載的同步電機單相(設為A相)對中點穩態短路時，A相電流的三個相序分量相等，都等于A相穩態短路電流的1/3 。三、 單選題(每題只有一個答案是正確的，請將正確答案的標號填入括號里，每小題2分，共12分)A2. C3. B4. D5. C6. D四、 多選題(請將所有正確答案的標號填入括號里，每小題3分，共18分)A，D2. B，C，D3. A，C，D4. A，B，C，D5. A，B，C6. A，C五、 綜合題

首先將不對稱電壓用對稱分量變換式分解成正、負、零序分量，再將各序電壓分別作用于電機，求出電流和轉矩等量后，最后用對稱分量變換式合成三相電流及轉矩。通過對稱分量變換可使各序方程解耦，使問題簡化。派克方程為其中=p。它是電壓方程，通過dq0坐標變換得到的。3.感應電動勢表達式物理含義為，當電機造好后感應電動勢正比于轉速和每極磁通；電磁轉矩的表達式物理含義為，當電機造好后電磁轉矩正比于電樞電流和每極磁通4.（1）勵磁電阻 變阻器電阻（2）額定運行（接變阻器）時：電磁轉矩：（Nm） 變阻器短路后負載轉矩不變、空載轉矩不變，所以電磁轉矩不變因此有：（1） 根據有：解得：， 代入（1） （A）說明：本題并沒有指出磁通與勵磁電流成正比（考慮了飽和），如果是用磁通與勵磁電流成正比的觀點求出的磁通，結果有出入。請適當扣分。（3）（Nm）說明：負載轉矩不能等于電磁轉矩，因為忽略機械損耗，但沒有忽略鐵耗，忽略機械損耗（因為機械摩擦損耗與轉速有關）只能說明在兩種情況下的電磁轉矩相等，空載轉矩也相等。所以空載轉矩并不等于零。圖略電機學I試題（華南理工大學電力學院2005.6）姓名 班級 學號（指班內序號）成績 姓名 班級 學號（指班內序號）成績 注意：1.一、二、三題答案必須直接寫在試題相應位置；四、五、六題寫在答題紙上；不得自帶草稿紙；答題前必須在每頁（包括答題紙和草稿紙）右下角寫上自己的名字，才可拆開試卷。一、填空（25分）電機是 裝置。變壓器繞組歸算的原則是：在歸算前后， 不變； 不變。變壓器的效率在 達到最大值。為了使電動勢波形接近正弦波，三相變壓器比較好的繞組聯結方法為： 。自耦變壓器功率傳遞的特點為 。短距因數的物理意義為 。—相繞組的感應電動勢計算公式為— ；其中的匝數N是扌旨 。&對稱三相繞組、通對稱三相電流，產生的合成磁動勢為圓形旋轉磁動勢。其旋轉的規律為： ;其幅值為單相磁動勢的 倍。TOC\o"1-5"\h\z同步旋轉磁場的轉速n(轉每分鐘)、極對數p、電流頻率f之間的關系為n= 。感應電機轉子反應的物理意義為 。為了獲得感應電機的T型等效電路，需要對轉子繞組進行 和 歸算。感應電機做堵轉試驗時，轉子電流的頻率為 。感應電動機傳遞到轉子回路的電磁功率P，可以分割成轉子銅耗p、總機械功率(轉emcu2換功率)P。二者同P的關系為P=—；P= 。em cu2同步電機的電樞反應是扌旨 。同步發電機的空載特性是指：轉子轉速保持同步、電樞繞組開路時, 之間的關系。功角的含義是：從電路(電壓)角度看，它 之間的夾角；從磁場角度看，它是 之間的夾角。對于凸極同步發電機，已知電樞電流I、電壓U、功率因數cos、X、X，求取勵磁電dq動勢E時，需要利用一個虛擬電動勢E來求取I和E的夾角。 。同步發電機機投入并網的條件為：°1)相序相同；2) 0 ；3) 二、正確的打“V”；錯誤的打“”(25分)變壓器一次側接額定電壓不變，則負載的主磁通比空載的主磁通略小。()2?如果變壓器一次側繞組與二次側繞組的匝數比為k=N/N2，貝9一次側歸算到二次側時，電動勢和電壓要乘以k倍，電流乘以1/k倍，阻抗乘以k2：2倍。()3．考慮磁路的飽和時，如果變壓器主磁通為正弦波，貝產生主磁通勵磁電流也是正弦波。()4．三相變壓器繞組采用Y，d連接時，共有1、3、5、7、9、11六個組號。()5．對稱三相繞組通入對稱三相電流時，除產生基波旋轉磁動勢外，還會產生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇數次高次諧波旋轉磁動勢。()6．對稱三相繞組通入對稱三相電流，當某相電流達到交流的最大值時，基波合成旋轉磁動勢波的幅值就將與該相繞組的軸線重合。()7．只要電源電壓不變，感應電動機的鐵耗就基本不變。()8．當感應電動機的定子接電源、轉子短路堵轉時，電機的電磁功率、輸出功率和電磁轉矩均為零。()9．對繞線型感應電動機，轉子串電阻可以增大起動轉矩；對籠型感應電動機，定子繞組串電阻可以增大起動轉矩。()10．對感應電動機，進行恒轉矩變頻調速，基本上要求電源電壓隨頻率正比變化。()11．若同步電機的氣隙合成磁場超前于轉子主磁場，貝電機運行于發電機狀態。

12．(13率12．(13率14(15(16(17(18(19(20(21(22(23(24(25．()通常同步發電機工作在過勵狀態，以便提供無功功率，改善電網的功()變壓器的額定容量單位為kW。)考慮鐵耗時，變壓器的勵磁電流同其產生的主磁通同相位。)變壓器的空載試驗通常在高壓側加電壓、測量。)電角度=機械角度X2p。)雙層疊繞組的最多并聯之路數為2。)正常空載運行的三相感應電動機，忽然一相斷線，則必然停轉。)感應電動機的最大電磁轉矩同轉子電阻成正比。)感應電動機的功率因數很高。)同步發電機調節勵磁就可以調節輸出的有功。)忽略電樞繞組電阻時，同步發電機的短路電流為純直軸分量I。d)忽略電樞繞組電阻、負載cos=0時，同步發電機的輸出電流為純交軸分量I。q)單層繞組可以靠短距來消弱諧波。)三、單選題(13分)變壓器在負載運行時，建立主磁通的勵磁磁動勢—。A一次繞組產生的磁動勢 B二次繞組產生的磁動勢C一次和二次繞組產生的合成磁動勢 D以上都不對一臺三相電力變壓器，二次側帶對稱負載，且輸出電壓恰好等于其二次側的空載電壓，則該負載一定是 。A純電阻負載 B電感性負載C電容性負載 D無法判斷兩臺容量不同、變比和連接組別相同的三相變壓器并聯運行，則變壓器所分擔的容量之標幺一。A與短路阻抗成正比 B與短路阻抗成反比C與短路阻抗標幺值成正比 D與短路阻抗標幺值成反比由定子對稱三相繞組產生的次空間諧波磁動勢，旋轉速 。A等于零B是基波磁場轉速的倍C等于基波磁場轉速 D是基波磁場轉速的倍要消除三相繞組中的齒諧波磁動勢，一般可以采用—。A短距繞組 B分布繞組C斜槽D無法消除籠型感應電動機降壓起動與直接起動時相比， 。A起動電流、起動轉矩均減小 A起動電流、起動轉矩均減小 BB起動電流減小、起動轉矩增加C起動電流、起動轉矩均增加 D起動電流增加、起動轉矩減小7．三相感應電動機對稱運行時，定、轉子繞組的兩個旋轉磁場的關系為。A始終同步 B相對定子反向7．C相對定子同向、但不同步 D有時同步、有時失步同步發電機并聯運行，有功功率一定，貝_同步發電機的電樞電流最小。A過勵時CA過勵時C欠勵時D勵磁電流最小時凸極同步電機負載運行時，電樞繞組產生的氣隙電動勢是由 產生的。A轉子主極磁動勢和直軸電樞磁動勢共同B轉子主極磁動勢和交軸電樞磁動勢共同C交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同D轉子主極磁動勢、交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同TOC\o"1-5"\h\z10?汽輪發電機與水輪發電機的差別為 。A汽輪發電機轉子為凸極結構 B水輪發電機轉速快C汽輪發電機轉子半徑大 D 水輪發電機轉子體積大11?單相變壓器Uin/U2n=220/110V,如果一次側接380V，則主磁通將 。A增大為380/220倍 B不變C增大為380/110倍 D減小單相變壓器U1n/U2n=220/110V,一次側加220V時，空載電流為1A；今將一次、二次側繞組順極性串聯，外施330V電壓，則空載電流為 。A1A B2/3AC 1.5A D 3A一臺三相感應電動機，其空載轉速為730轉/分鐘，則其極數2p= 。A 2 B 4C 6 D 8四、 簡答題（15分）寫出變壓器的基本方程式（電壓、磁勢等）畫出異步電機的T型等效電路、并標明各參數。畫出凸極同步發電機的相量圖（滯后功率因數時），并標明各相量、角度。五、 計算（14分）1.單相變壓器I=15.15A,U/U=6600/6300V,f=50Hz,短路試驗在高壓側進行（繞N 1N2N組溫度已經為75°C）：U=3240V、I=15.15A、P=7490W。忽略勵磁支路，假定R=R'、XK k k 1 2 1負載轉矩保持為額定值不變，欲將轉速從1450r/min降低到1050r/min,求轉子回路應該串入的電阻。六、推導題（8分）忽略電樞繞組的電阻，推導凸極同步發電機的功角特性表達式（后附答題紙和草稿紙）*1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**X**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i*電機試題（參考答案）一、填空（25分）電機是（一種進行機電能量轉換或將一種電壓、電流等級轉換成另外一種電壓、電流等級的）裝置。變壓器繞組歸算的原則是：在歸算前后，（一、二次側容量、功率）不變：（一、二次側繞組磁勢）不變。變壓器的效率在（鐵耗與銅耗相等時）達到最大值。為了使電動勢波形接近正弦波，三相變壓器比較好的繞組聯結方法為：（一、二次側至少有一方為三角形聯結，或有一方為星形帶中性點接地聯結）。自耦變壓器功率傳遞的特點為（一、二次側既有直接的傳導功率傳遞，又有間接的電磁感應功率傳涕）。短距因數的物理意義為（元件短距時的電勢同元件整距時的電勢的比值）。一相繞組的感應電動勢計算公式為（k①E=4.44fN,）；其中的匝數N是指（每相串聯匝WT數）。&對稱三相繞組、通對稱三相電流，產生的合成磁動勢為圓形旋轉磁動勢。其旋轉的規律為：（哪相電流達到最大值，旋轉磁勢的軸線就轉到同該相繞組軸線重合）；其幅值為單相磁動勢的（1.5）倍。同步旋轉磁場的轉速n（轉每分鐘）、極對數p、電流頻率f之間的關系為n=（60f/Q。感應電機轉子反應的物理意義為（轉子繞組電流的基波磁勢對氣隙磁場的影響）。為了獲得感應電機的T型等效電路，需要對轉子繞組進行（頻率）和（繞組）歸算。感應電機做堵轉試驗時，轉子電流的頻率為（定子電流頻率）。感應電動機傳遞到轉子回路的電磁功率P，可以分割成轉子銅耗p、總機械功率（轉emcu2換功率）P。二者同P的關系為P=（sP）；P=（（l-s）P）。W em cu2 em W em同步電機的電樞反應是指（電樞電流的磁勢對主極磁場的影響）。同步發電機的空載特性是指：轉子轉速保持同步、電樞繞組開路時，（端電壓同勵磁電流）之間的關系。功角的含義是：從電路（電壓）角度看，它是（勵磁反電勢與端電壓）之間的夾角；從磁場角度看，它是（主極勵磁磁場同氣隙合成磁場）之間的夾角。對于凸極同步發電機，已知電樞電流I、電壓U、功率因數cosj、X、X，求取勵磁電dq動勢E0時，需要利用一個虛擬電動勢Eq來求取I和E。的夾角Y0。（）。同步發電機機投入并網的條件為：1）相序相同；2）（頻率相同）；3）（對應相的電壓相等、且相位相同）。二、正確的打“V”；錯誤的打“x”（25分）變壓器一次側接額定電壓不變，則負載的主磁通比空載的主磁通略小。（丁）2?如果變壓器一次側繞組與二次側繞組的匝數比為k=N1/N2，貝9一次側歸算到二次側時，電動勢和電壓要乘以k倍，電流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。。（x）考慮磁路的飽和時，如果變壓器主磁通為正弦波，則產生主磁通勵磁電流也是正弦波。（x）三相變壓器繞組采用Y，d連接時，共有1、3、5、7、9、11六個組號。（丁）對稱三相繞組通入對稱三相電流時，除產生基波旋轉磁動勢外，還會產生3次、5次、7TOC\o"1-5"\h\z次、9次……等一序列的奇數次高次諧波旋轉磁動勢。 （x）對稱三相繞組通入對稱三相電流，當某相電流達到交流的最大值時，基波合成旋轉磁動勢波的幅值就將與該相繞組的軸線重合。 （V）只要電源電壓不變，感應電動機的鐵耗就基本不變。 （V/x）8．當感應電動機的定子接電源、轉子短路堵轉時，電機的電磁功率、輸出功率和電磁轉矩均為零。 （X）9．對繞線型感應電動機，轉子串電阻可以增大起動轉矩；對籠型感應電動機，定子繞組串電阻可以增大起動轉矩。 （X）對感應電動機，進行恒轉矩變頻調速，基本上要求電源電壓隨頻率正比變化。（丁）若同步電機的氣隙合成磁場超前于轉子主磁場，則電機運行于發電機狀態。（X）對于隱極同步發電機，其同步電抗等于電樞反應電抗。 （X）通常同步發電機工作在過勵狀態，以便提供無功功率，改善電網的功率。（丁）變壓器的額定容量單位為kWo （X）考慮鐵耗時，變壓器的勵磁電流同其產生的主磁通同相位。 （X）變壓器的空載試驗通常在高壓側加電壓、測量。 （x）17?電角度=機械角度X2po （x）雙層疊繞組的最多并聯之路數為2。 （x）正常空載運行的三相感應電動機，忽然一相斷線，則必然停轉。 （x）感應電動機的最大電磁轉矩同轉子電阻成正比。 （x）感應電動機的功率因數很高。 （x）22?同步發電機調節勵磁就可以調節輸出的有功。 （x）忽略電樞繞組電阻時，同步發電機的短路電流為純直軸分量I。 （V）d忽略電樞繞組電阻、負載cos=0時，同步發電機的輸出電流為純交軸分量Io（x）q單層繞組可以靠短距來消弱諧波。 （x）三、單選題（13分1.變壓器在負載運行時，建立主磁通的激磁磁動勢是（oA一次繞組產生的磁動勢 B二次繞組產生的磁動勢C一次和二次繞組產生的合成磁動勢D以上都不對一臺三相電力變壓器，二次側帶對稱負載，且輸出電壓恰好等于其二次側的空載電壓，則該負載一定是CoA純電阻負載 B電感性負載 C電容性負載 D無法判斷兩臺容量不同、變比和連接組別相同的三相變壓器并聯運行，則變壓器所分擔的容量之標幺直』oA與短路阻抗成正比 B與短路阻抗成反比C與短路阻抗標幺值成正比 D 與短路阻抗標幺值成反比由定子對稱三相繞組產生的次空間諧波磁動勢，旋轉速度DoA等于零 B是基波磁場轉速的倍C等于基波磁場轉速 D 是基波磁場轉速的倍要消除三相繞組中的齒諧波磁動勢，一般可以采用CoA短距繞組 B分布繞組 C斜槽 D無法消除籠型感應電動機降壓起動與直接起動時相比，AoA起動電流、起動轉矩均減小 B起動電流減小、起動轉矩增加C起動電流、起動轉矩均增加 D起動電流增加、起動轉矩減小三相感應電動機對稱運行時，定、轉子繞組的兩個旋轉磁場的關系為』oA始終同步B相對定子反向C相對定子同向、但不同步D有時同步、有時失步同步發電機并聯運行，有功功率一定，貝^一―同步發電機的電樞電流最小。A過勵時 B正常勵磁時 C欠勵時 D勵磁電流最小時凸極同步電機負載運行時，電樞繞組產生的氣隙電動勢是由一^_產生的。A轉子主極磁動勢和直軸電樞磁動勢共同B轉子主極磁動勢和交軸電樞磁動勢共同C交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同D轉子主極磁動勢、交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同汽輪發電機與水輪發電機的差別為DoA汽輪發電機轉子為凸極結構 B水輪發電機轉速快C汽輪發電機轉子半徑大 D水輪發電機轉子體積大

11?單相變壓器U/U=220/110V,如果一次側接380V，則主磁通將A。1N2N A增大為380/220倍 B不變 C增大為380/110倍 D減小單相變壓器U/U=220/110V,一次側加220V時，空載電流為1A；今將一次、二次1N2N側繞組順極性串聯，外施330V電壓，則空載電流為B。A1A B2/3A C1.5A D3A—臺三相感應電動機，其空載轉速為730轉/分鐘，則其極數2卩=旦。A2 B4 C6 D8四、簡答題(15分)四、1.寫出變壓器的基本方程式(電壓、磁勢等)1.答：2.畫出異步電機的2.畫出異步電機的T型等效電路、并標明各參數。答：3.畫出凸極同步發電機的相量圖(滯后功率因數時)，并標明各相量、角度。計算(14分)3.畫出凸極同步發電機的相量圖(滯后功率因數時)，并標明各相量、角度。計算(14分)1.單相變壓器I=15.15A,U/U=6600/6300V，f=50Hz,短路試驗在高壓側進行(繞N 1N2N組溫度已經為75°C)：U=3240V、I=15.15A、P=7490W。忽略勵磁支路，假定R=R'K k k 1X'，求R、X、R、X。21122答：Z=U/I=3240/15.15=213.861()k kR=P/I2=7490/15.152=32.633()kk kX=sqr(Z2-R2)k k KR=R'=R/2=1 2kX X'2k=6600/6300=1.五、2、X1=sqr(213.86「2-32.633'2)=211.357()32.633/2=16.616()X/2=211.357/2=105.678()k04762R=R'/k2=16.616/1.047622=15.140()22XX' k 105.678/1.047622=96.289()22一臺3相4極的繞線式感應電動機，n=1450r/min，轉子每相電阻R=0.012。設N 2負載轉矩保持為額定值不變，欲將轉速從1450r/min降低到1050r/min,求轉子回路應該串入的電阻。答：因為感應電機的電磁轉矩是的函數，當電壓、頻率等條件不變時，保持為常數，則電磁轉矩恒定。因此讓和s成正比變化，就可以進行恒轉矩調速：同步轉速：n=1500rpms1450rpm時：轉差率s=(n-n)/n=(1500-1450)/1500=1/30TOC\o"1-5"\h\zs s1050rpm時：轉差率s=(n-n)/n=(1500-1050)/1500=0.3s sR=8R=8X0.012=0.096()add 2 丿六、推導題(8分)忽略電樞繞組的電阻，推導凸極同步發電機的功角特性表達式答：不計電樞電阻時，同步電機的電磁功率為P心mUIcos申

e

由凸極同步發電機的相量圖可知，故P心mUIcos(屮- )=mUI(cos屮cos +sin屮sin)=mU(Icose 0 0 0 q+Isin) d由相量圖可知解出Id，Iq，代入式功率表達式，整理得dq*1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1*

*i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i*電機學試題(評分標準)一、填空(25分)本題考核學生的基本概念，共25空，每空一分。每空的評分標準如下：得1分：回答同參考答案一致；或基本一致；或表述的意義基本相同。酌情給分：回答同參考答案在某種程度上一致。0分：無回答；回答不相關；回答相反或根本錯誤。二、 正確的打“V”；錯誤的打“”(25分)本題考核學生的電機學基本常識，每小題一分。各小題評分標準如下：1分：回答同參考答案完全一致；0分：回答同參考答案不同；無回答；第7小題只要有回答，則得一分。三、 單選題(13分)本題綜合考核學生電機學各方面知識，每小題一分。各小題評分標準如下：1分：回答同參考答案完全一致；0分：回答同參考答案不同；無回答。四、 簡答題(15分)本題考核學生對電機學(I)的三大部分：變壓器、感應電機、同步電機之核心知識的掌握情況。本大題共3小題，每小題5分。評分標準如下：寫出變壓器的基本方程式(電壓、磁勢等)5分：正確列出5個方程；存在正負符號錯誤的，每錯扣0．5分，最多扣1分；少寫歸算符號”'”的，每錯扣0．5分，最多扣1分(二次側電壓方程式全部在二次側列出算正確)；方程少一項的，該方程不得分。畫出異步電機的T型等效電路、并標明各參數。5分：正確(或本質上正確)畫出了T型等效電路的；轉子支路電阻未分為兩部分的，扣1分；轉子支路電阻雖分為兩部分，但電阻未標注大小、或標錯大小的扣0．5分；無勵磁支路的，或勵磁支路位置錯誤的，扣2分。畫出凸極同步發電機的相量圖(滯后功率因數時)，并標明各相量、角度。5分：正確畫出了相量Eq的；或者未畫出Eq,但進行了Id、Iq分解，因而畫出了正確的相量圖的；相量圖存在其它明顯錯誤的，酌情給分。五、 計算(14分)第1小題.評分標準：7分：計算思路正確，計算公式列寫正確、完全的；扌口2分：R、X計算時，采用乘以k的；或者未計算R、X的；其它必要之公式列寫錯誤的，每處扣0．5分(錯誤較少時)；其它必要之公式列寫正確的，每處得1分(錯誤較多時)。第2小題.評分標準：按以下評分點評分(最高不超過7分)5分：指明感應電機的電磁轉矩是的函數，讓和s成正比變化，就可以進行恒轉調速的；1分：明確同步轉速為1500rpm的；1分：正確求得si,s2的；或正確列出了其計算公式的；1分：正確列出了R'2/(r'2+R'add)=sl/s2公式的；1分：正確列出了R'2/(R'2+R'add)=R2/(R2+Radd式的。六、 推導題(8分)評分標準：(1)8分：思路正確，并推導到(或接近推導到)正確結果的；（2） 其它情況按以下評分點計分：（3） 1分：列出了外功率因數計算公式的；（4） 2分：明確提出依據相量圖進行推導的;（5） 2分：進行了和差化積三角變換的；（6） 2分：列寫出了Id、Iq方程的；（7） 1分：進行Id、Iq求解的。*1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i*電機學II試題華南理工大學電力學院電力系2005年11月17日姓名 班級 學號（指班內序號） 成績 說明：1.第一、二、三題答案必須直接答在試題相應位置（其它地方無效）；四大題答在答題紙上；不得自帶草稿紙；4．答題前必須在每頁（包括答題紙和草稿紙）右下角寫上自己的名字，才可拆開試卷。5．交卷時，拆開的試卷、答題紙必須訂回原位，遺失責任自負；草稿紙也要一同交上。一、 判斷題（正確的打“V”，錯誤的打“X”。每題1分，共25分）增加支路串聯元件數可以減小直流電機的反電勢脈動。（）直流電機的電刷隨轉子電樞一起旋轉。（）直流電機應采用盡可能接近整距的繞組。（）直流電機單波繞組的合成節距等于+1或－1。（）直流電機單波繞組的并聯支路對數等于極對數。（）電刷放在幾何中性線上時，電樞反應只有直軸分量。（ ）考慮飽和時，交軸電樞反應有助磁作用。（）直流電機的反電勢正比于電樞繞組的電流。（）直流電機的電刷壓降隨負載變化而有很大的變化。（ ）平復勵發電機的電壓變化率比較大。（）并勵電動機的機械特性比較軟。（）串勵電動機在輕載時會發生飛車現象。（）降低勵磁時，直流電動機的速度也相應降低。（）三相變壓器組的正序、負序、零序的激磁阻抗相等。（）三相心式變壓器的零序激磁阻抗遠大于正序、負序激磁阻抗。（）三相變壓器帶單相負載時，零序電流遠大于正序、負序電流。（）三相變壓器組不應該接成Y,yn聯結來帶單相負載。（）在感應電動機的正序、負序兩個等效電路中，激磁支路的阻抗是相等的。（）三相感應電機正常運行中，A相斷線并繼續穩定運行，則A相端電壓為0。（）同步發電機的負序等效電路類似一個轉差率為2的感應電機。（）對電機進行動態分析時，需要列寫電機的運動方程。電機的運動方程是一組相量方程。（）從數學上講，電機中的坐標變換，往往是對一組三相的物理量，進行重新線性組合，得到一組新的物理量。（）同步電機Park（派克）方程中，d、q軸電壓方程中的各有一個運動電勢，二者具有不同的正負符號。（）感應電機動態分析時，采用MTO變換。它是將dq0變換中的d軸固定同轉子磁鏈一起旋轉，作為T軸；而將超前T軸90度電角度的軸線，作為M軸。（）變壓器繞組所受的電磁力，同短路電流的平方成正比。（）二、 填空題（每空1分，共15分）在列寫電機磁鏈方程時，采用電動機定則時，正向的電流產生（ ）向的磁鏈。對于直流發電機，電刷順著轉子旋轉方向移動，電樞反應的直軸分量起（ ）磁作用。從大小上看，他勵直流發電機的短路電流（ ），并勵直流發電機的短路電流（ ）。ABC坐標系到dq0坐標系的變換，就是把定子A、B、C三相繞組軸線上的三相物理量進行線性組合，得到固定在轉子上的d、q軸線上的物理量（外加一個0軸上的物理量）。在具體操作上，就是將A、B、C三相的物理量，投影到d軸（或q軸）并相加,取其（ ）倍，作為d軸（或q軸）的物理量；將A、B、C三相的物理量直接相加,取其（ ）倍，作為零軸物理量。同步電機動態分析時，定子標幺值的三個自由選擇的物理量基準分別是（ ）。在dq0坐標系中，列寫同步電機標幺值的動態方程時，為了使定、轉子間互感的標幺值可逆，在定、轉子容量標幺值的選擇上，應該滿足（ ），用公式表示即（ ）。在同步電機動態分析中，轉子電流的標幺值往往采用所謂Xad基準，它是扌旨： （ ）。& 無阻尼繞組的同步發電機，發生忽然三相對稱短路時，轉子勵磁繞組的電流包括：穩定的直流分量；瞬變衰減的直流分量，其時間常數為（ ）；衰減的周期分量，其時間常數為（ ）。同步電機忽然短路時，勵磁繞組具有屏蔽電樞反應磁通進入主極磁路的作用，等效于電樞反應電抗的減小，這時的直軸電抗稱為 ）。當存在直軸阻尼繞組時，阻尼繞組同樣具有屏蔽電樞反應磁通進入主極磁路的作用，因此等效的電樞反應電抗更小，同時考慮阻尼繞組和勵磁繞組作用時的直軸電抗，稱為（ ）。變壓器過電壓可分為（ ）、大氣過電壓等兩種。三、 多項選擇題（勾出正確答案，編號填入括號，共30分關于凸極同步發電機短路，正確的論述有（ 。（A） 正序阻抗是固定的；（B） 不對稱短路時，負序阻抗本質上是周期變化的；（C） 忽然短路電流大于穩定短路電流；（D） 對稱短路時，電流為直軸去磁；在感應電動機的正序、負序兩個等效電路中，負序等效電路中的轉差率s_同正序TOC\o"1-5"\h\z等效電路中的轉差率s的關系為（ ）。+（A） s>s （B）-+s<s-+（C） s-=s+ （D）-+s=2-s+關于對稱分量變換、dq0、MT0、120變換，正確的說法有（ 。（A） 對稱分量變換前后的物理量為相量；

dq0變換為相量變換；對稱分量變換、120變換具有相同的變換矩陣；MT0變換專用于同步電機分析。dq0坐標系到ABC坐標系的變換，就是先將d、q軸的物理量，投影到A相(或B相或C相)并相加，再(-)，作為A相(或B相或C相)的物理量。(A)直接加上為A相(或B相或C相)的物理量。(A)直接加上0軸的物理量；軸的物理量的1/3；(C)加上0軸的物理量的2/3；物理量在該相的投影。感應電機多為隱極，關于其有關電感的論述，正確的有(B)加上0(D)加上0軸的5.((A)(C)(E))。定子自感不隨時間變化轉子自感不隨時間變化6.定子兩相間的互感不隨時間變化；(B)轉子兩相間的互感不隨時間變化；(D)定、轉子之間任何兩相的互感不隨時間變化。對于凸極同步電機，關于其有關電感的論述，正確的有7.((A)(C)8.9.10.11.流各分量，正確的論述有(存在穩定的周期分)。(A)量(B)(C)(D)(E)((A)(B)7.((A)(C)8.9.10.11.流各分量，正確的論述有(存在穩定的周期分)。(A)量(B)(C)(D)(E)((A)(B)(C)(D)((A)(B)(C)存在瞬態衰減的周期分量，時間常數為Td'；存在超瞬態衰減的周期分量，時間常數Td”；存在衰減的非周期分量，時間常數為Ta；存在衰減的二次諧波分量，時間常數為Ta。在單相變壓器空載接入電網的瞬變過程中，正確的論述有)。主磁通、勵磁電流都經歷一個瞬變過程；主磁通由穩態分量和瞬變分量組成根據磁鏈不能突變原則，最壞情況下，最大主磁通可達穩態時的約2倍；因電感電路的電流不能突變，最壞情況下，最大電流可達穩態時的約2倍。關于變壓器空載接入電網，正確的論述有)。小型變壓器電阻較大，電感小，時間常數小，瞬態時間短，可直接入網；小型變壓器電阻較小，電感大，時間常數大，瞬態時間長，不可直接入網；大型變壓器電阻小，電感大，時間常數大，瞬態時間長，往往經電阻入網，后再切除電阻；大型變壓器電阻大，電感小，時間常數小，瞬態時間短，可直接入網。單相變壓器空載，二次側忽然短路時，正確的論述有((A)(C)(D))。短路電流經歷一個瞬態過程； (B)主磁通經歷一個瞬態過程；短路電流包括穩態短路電流分量和衰減的瞬態分量兩個部分；因電感回路電流不能突變，最壞情況下，最大短路電流可達穩定短路電流的約2倍。變壓器忽然短路時，對漏磁場、繞組受的電磁力，正確論述有)。(A)漏磁場軸向分量大于徑向分量；(B)電磁力軸向分量大于徑向分量；(C)軸向電磁力的破壞作用大； (D)徑向電磁力破壞作用大。)。定子兩相之間的互感是時變的； (B)定子自感是時變的；定、轉子間的互感是時變的； (D)轉子自感是時變的；轉子無阻尼繞組的同步發電機，發生忽然三相對稱短路時，關于定子短路電

12.(12.((A)(B)(C)(D)13.()。電壓數值大，作用時間短，等效于給變壓器施加高頻高壓；在動態分析時，主要考慮高壓側繞組的對地電容和匝間電容；在動態過程的初始階段，繞組電感可以認為是開路的；低壓側繞組因靠近鐵心，對地電容大，可以認為是接地短路的。變壓器承受大氣過電壓時，正確的論述有(A)(B)(C)(D)(A)(B)(C)(D)(E)負載時直流電機的氣隙磁場包括(定子繞組電流產生的主磁場；(C)電樞繞組電流產生漏磁場；并勵直流電機的損耗包括(定子繞組和轉子繞組的銅耗；(C)機械損耗和雜散損耗；)。定子繞組電流產生的漏磁場；電樞繞組電流產生電樞反應磁場)。定子鐵心的鐵耗；(D)轉子鐵心的鐵耗。四、 綜合題(每1題6分，共30分)1?已知不對稱三相相量、、，期中A相的正序、負序、零序分量分別為、、。請用矩陣形式寫出(要寫出矩陣的具體元素)：用 、 、 表示、 、 的表達式；用 、 、 表示、 、 的表達式。(1)寫出同步電機的派克方程(d、q、0軸的電壓方程)，并簡單注明方程右端各電壓分量的物理意義；(2)寫出用dq0坐標系中物理量表示的電磁轉矩方程。寫出直流電機電磁轉矩的計算公式，并說明轉矩系數(轉矩常數)中各量的物理意義。畫出它勵直流電動機的等效電路，并基于此等效電路，利用反電勢計算公式，簡單推導轉速同電樞電流間的關系。—臺四極20kW、230V、1500r/min的并勵直流發電機，電樞回路總電阻R=0.156Q,a勵磁繞組電阻Rf=70.Q，額定負載時并勵回路中串入3.3Q的調節電阻，鐵耗和機械損耗共1kW,雜散損耗為額定功率的1%,試求額定負載時，發電機的輸入功率、電磁功率和效率。*1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i**i*電機學(II)試題之參考答案

華南理工大學電力學院電力系2005年11月一、 判斷題(正確的打“V”，錯誤的打“X”。每題1分，共25分)增加支路串聯元件數可以減小直流電機的反電勢脈動。(V)直流電機的電刷隨轉子電樞一起旋轉。(X)直流電機應采用盡可能接近整距的繞組。(V)直流電機單波繞組的合成節距等于+1或－1。(X)直流電機單波繞組的并聯支路對數等于極對數。(X)電刷放在幾何中性線上時，電樞反應只有直軸分量。( X)考慮飽和時，交軸電樞反應有助磁作用。(X)直流電機的反電勢正比于電樞繞組的電流。(X)直流電機的電刷壓降隨負載變化而有很大的變化。（X）平復勵發電機的電壓變化率比較大。（X）并勵電動機的機械特性比較軟。（X）串勵電動機在輕載時會發生飛車現象。（V）降低勵磁時，直流電動機的速度也相應降低。（X）三相變壓器組的正序、負序、零序的激磁阻抗相等。（V）TOC\o"1-5"\h\z三相心式變壓器的零序激磁阻抗遠大于正序、負序激磁阻抗。（ X）三相變壓器帶單相負載時，零序電流遠大于正序、負序電流。（ X）三相變壓器組不應該接成Y,yn聯結來帶單相負載。（V）在感應電動機的正序、負序兩個等效電路中，激磁支路的阻抗是相等的。（ V）三相感應電機正常運行中，A相斷線并繼續穩定運行，則A相端電壓為0。（X）同步發電機的負序等效電路類似一個轉差率為2的感應電機。（V）對電機進行動態分析時，需要列寫電機的運動方程。電機的運動方程是一組相量方程。（X）從數學上講，電機中的坐標變換，往往是對一組三相的物理量，進行重新線性組合，得到一組新的物理量。（V）23 同步電機Park（派克）方程中，d、q軸電壓方程中各有一個運動電勢，二者具有不同的正負符號。（V）感應電機動態分析時，采用MT0變換。它是將dq0變換中的d軸固定同轉子磁鏈一起旋轉，作為T軸，而將超前T軸90度電角度的軸線，作為M軸。（X）變壓器繞組所受的電磁力，同短路電流的平方成正比。（V）二、 填空題（每空1分，共15分）1?在列寫電機磁鏈方程時，采用電動機定則時，正向的電流產生隹）向的磁鏈。對于直流發電機，電刷順著轉子旋轉方向移動，電樞反應的直軸分量起（去）磁作用。從大小上看，他勵直流發電機的短路電流很并勵直流發電機的短路電流（小）。ABC坐標系到dq0坐標系的變換，就是把定子A、B、C三相繞組軸線上的三相物理量進行線性組合，得到固定在轉子上的d、q軸線上的物理量（外加一個0軸上的物理量）。在具體操作上，就是將A、B、C三相的物理量，投影到d軸（或q軸）并相加，取其（2/3）倍，作為d軸（或q軸）的物理量；將A、B、C三相的物理量直接相加，取其（1/3 ）倍，作為零軸物理量。同步電機動態分析時，定子標幺值的三個自由選擇的物理量基準分別是（定子繞組相電壓、相電流、時間或頻率）。6?在dq0坐標系中，列寫同步電機標幺值的動態方程時，為了使定、轉子間互感的標幺值可逆，在定、轉子容量標幺值的選擇上，應該滿足（定子繞組容量基準等于轉子繞組容量基準），用公式表示即（3IU=2I」