1、 1 一 二 三 四 五 总分 阅卷人 一、填空题 :(30 ,每空 1 分 ) 1. 电机技术中磁性材料的铁损耗主要包括 磁滞损耗 、 涡流损耗 。 2. 电机和变压器常用的铁芯材料为 软磁材料 ，铁磁材料的磁导 远大于 非铁磁材料的磁导率。 3. 变压器的二次侧是通过 电磁感应 对一次侧产生作用的。 4. 要在变压器的中产生正弦波的磁通波形，所需要的励磁电流波形应该是 尖顶波 。 5. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 1 。 6. 在 不变损耗等于可变损耗 (或铁耗等于铜耗 ) 的情况下，变压器的效率最高。 7. 一台变压器，原设计的频率为 50HZ，现将它接到 60HZ 的电网上运
2、行，额定电压不变，励磁电流将 减小 ，铁耗将 减小 。 8. 如将额定电压为 220/110V 的变压器的低压侧误接到 220V 电压，则励磁电流将 增大很多 ，变压器将 烧毁 。 9. 三相组式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此独立，互不相关 ，各相主磁通以各自的铁芯为回路。 10. 三相芯式变压器的磁路系统特点是 各相磁路彼此相关 ，任一相必须通过另外两相方能闭合。 11. 既和一次侧绕组交链又和二次侧边绕组交链的磁通为 主磁通 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 漏磁通 。 12. 变压器的一次侧绕组接入交流电源后，将在铁芯磁路中产生交变的磁通，该磁通可分为 主磁通和 漏磁通 两种。 13.
3、单相绕组的基波磁势是 脉振磁势 。 14. 交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都 减小 (填增大、减小或不变 )。 15. 一台三相八极感应电动机的电网频率 Hz50 ，空载运行时转速为 735 转 /分，此时转差率为 0.02 ，转子电势的频率为 1Hz 。 16. 一台三相八极感应电动机的电网频率 Hz50 ，当转差率为 0.04 时，转子的转速为 720r/min ，转子的电势频率为 2Hz 。 17. 异步电动机电磁转矩参数表达式 M= 。 答 : 220121121122f2 pUm )()( xxr sr sr 2 18. 异步电动机最大电磁转矩表达式 maxM 。 答
4、: 20212111211xxrrf4pUm)( 19. 三相异步电机转速为 n ，定子旋转磁场的转速为 1n ，当 1nn 时为 电动机 运行状态；当 1nn时为 发电机 运行状态；当 n 与 1n 反向时为 电磁制动 运行状态。 20. 异步电动机起动时，转差率 s 1 ，此时转子电流 2I 的值很小， 2cos 很小 ,主磁通比正常运行时要小一些，因此起动转矩 不大 。 21. 绕线型异步电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 减小 ，起动转矩 增大 。 22. 若异步电动机的漏抗增大，则其起动转矩 减小 ，其最大转矩 减小 。 23. 鼠笼式异步电动机的起动方法，主要有 直接起动 和
5、降压起动 。 24. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 转子串适当的电阻 和 转子串频敏变阻器 。 25. 异步电动机的调速方法主要有 变极调速 、 改变转差率调速 和 变频调速 。 26. 异步电动机的制动方法主要有 能耗制动 、 回馈制动 、 电源反接制动 和正接反转制动。 27. 单相异步电动机按磁场获得的方式，可分为 分相 电动机和 罩极 电动机。 28. 单相异步电动机按交流电流“分相”的方法不同，可分为电容起动电机、 电容运转 电动机、 电容起动运转 电动机和 电阻分相 电动机。 二、选择题 : (10 ,每题 2 分 ) 1. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 A:
6、电压变化率太大； B:空载环流太大； C:负载时励磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。 答： B 2. 三相变压器组不宜采用 Y,y 联接组，主要是为了避免 。 A：线电势波形发生畸变； B：相电势波形发生畸变； C：损耗增大； D：有效材料的消耗增大。 答： B 3.当采用绕组短距的方式同时削弱定子绕组中五次和七次谐波磁势时，应选绕组节距为 。 A： B： 4 /5 C： 6 /7 D： 5 /6 答： D 4.三相对称交流绕组的合成基波空间磁势幅值为 F1,绕组系数为 Kw1， 3 次谐波绕组系数为 Kw3，则 3次空间磁势波的合成幅值为 。 B： 0； B：131 /31 w
7、w kkF； C： 131 / ww kkF D：13123 ww kkF /3 答： A 5.绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时 。 A 起动转矩增大，起动电流增大； B 起动转矩增大，起动电流减小； C 起动转矩增大，起动电流不变； D 起动转矩减小，起动电流增大。 答 B 6.三相异步电动机等值电路中的附加电阻 21 rss)(上所消耗的电功率应等于 。 A 输出功率 2P ； B 输入功率 1P ； C 电磁功率 emP ； D 总机械功率 P 。 答 D 7.国产额定转速为 min/1450r 的三相感应电动机为 极电机。 A 2； B 4； C 6； D 8。 答 B 8.国产
8、额定转速为 min/960r 的感应电动机为 电机。 A 2 极； B 4 极； C 6 极； D 8 极。 答 C 9.三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流 。 A 增大 ； B 减小 ； C 不变 ； D 不能确定。 答 A 10 三相感应电动机电磁转矩的大小和 成正比 A 电磁功率 ； B 输出功率 ； C 输入功率 ； D 全机械功率 。 答 A 三、简答题 : (20 ,每题 4 分 ) 1. 三相变压器理想并联运行的条件有哪些 ? 答：（ 1）空载时并联的变压器之间无环流；（ 2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（ 3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 (
9、1.)并联运行的变压器应满足哪些条件 ? 答：（ 1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（ 2）各变压器的连接组号应相同；（ 3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 2.感应电动机等效电路中的 ss1( ) 2R代表什么含义？ 能否用电抗或电容代替为什么？ 答 21 Rss代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率 22211 1 RssIm 将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电 容消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。 (2.)说明三相异步电动机等效电路中，参数 , 2211 xrxrxr mm 以及 21 r
10、ss各代表什 么意4 义？ 答 定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；励磁电阻，表征铁心损耗；励磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。 3.异步电动机的转子有哪两种类型，各有何特点 ? 答：一种为绕线型转子，转子绕组像定子绕组一样为三相对称绕组，可以联结成星形或三角形。绕组的三根引出线接到装在转子一端轴上的三个集电环上，用一套三相电刷引出来，可以自行短路，也可以接三相电阻。串电阻是为了改善起动特性或为了调节转速 另一种为鼠笼型转于。转子绕组与定子绕组大不相同，在转子铁心上也有槽，各槽里都有一根导
11、条，在铁心两端有两个端环，分别把所有导条伸出槽外的部分都联结起来，形成了短路回路，所以又称短路绕组。 (3.)分析转差率 s 对感应电动机效率的影响。 答 空载到额定转差时，定子铁耗与机耗很小，可看成不变损耗，而定子、转子铜耗则与定、转子电流的平方成正比，是随负载变化的损耗，因此，电动机的效率也随负载而变化。当负载从零开始增加时， s 逐渐增加，总损耗增加缓慢，效率上升很快。由于 2IpCu ，当负载超过一定值，急剧增加，降低，故此时 随 2P 或 s 增加而降低。 4.为什么相同容量的异步电机的空载电流比变压器的大很多？ 答 变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅钢片构成，异步电机的主磁路除了
12、用硅钢片构成的定、转子铁心外，还有空气隙。气隙的长度尽管很小，但磁阻很大，使得异步电机主磁路的磁阻比相应的变压器大，异步电机空载电流标么值为 5.02.0 ，变压器空载电流的标么值为 1.002.0 。 (4.)异步电机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？ 答 主磁通通过气隙沿铁心闭合，与定、转子绕组同时交链，它是实现能量转换的媒介，它占总磁通的绝大部分。主磁通可以由定子电流单独产生。也可以由定、转子电流共同产生。主磁通路径的磁导率随饱和程度而变化，与之对应的励磁电抗不是常数。 除主磁通以外的磁通统称为漏磁通，它包括槽漏磁通。端部漏磁通和谐波漏磁通。仅与定子交链的称为定子漏磁通，仅与转子
13、交链的称为转子漏磁通。漏磁通在数量上只占总磁通的很小的一部分，没有传递能量作用。漏磁通路径的磁导率为常数，与之对应的定子漏电抗、转子漏电抗是常数。 5.说明三相异步电动机转子绕组折 算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的？ 答 转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。为了导出等值电路，用一个与定子绕组的相相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕组的磁动势和各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。频率折算即用静止的转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。为此，只要将转子电阻 2r 换成 sr2 。 (5.)异步电动机运行时，定子电流的频率
14、是多少？由定子电流产生 的旋转磁动势以什么速度切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？ 答 定子电流的频率为 1f ，转子电流的频率为 12 sff ，定子磁动势以 1n 速度切割定子，以（ nn1 ）速度即 1sn 速度切割转子；转子磁动势也以 1n 速度切割定子，以 1sn 速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。 四、作图题 : (20 ,第 1、 2 小题 5分，第 3小题 10 分 ) 1. 画出 异步电动机 T 形等值电路。 5 2.根据时钟表示法，判断下图的连接组别。 连接组别： Y， d1 3.一台双
15、层叠绕组相数 m 3，极数 2p 4，槽数 Z 24，每相支路数 2a 1 的电机，节矩 y1=5 /6。试画出 A 相绕组展开图。 解 : 6 五、计算题 : (20 ,每题 10 分 ) 1. 一台三相变压器， SN 5600KVA， kVUUNN 3.61021 ， Y/ 11 连接，变压器空载基短路实验数据如下： 实验名称 线电压（伏） 线电流（安） 三相功率（ W） 电源加在 空载 6300 7.4 6800 低压边 短路 550 324 18000 高压边 求：计算变压器参数的实际值和标么值。 解： AUSINNN 32.3 2 31035 6 0 0311 AUSINNN 25
16、1 33635 6 0 0322. 所以 68000 31 .2 1 4 3 1005 6 0 0 1 0 0 0PP S N 01442.02.513 4.7200 IIIN16 3 0 06 3 0 0200 UUUN18000 33.2143 10560 0 100 0P kP k S N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 A X 7 0 0 2.132.3 2 33 2 41 IIINkk 0 5 5.01 0 0 0 05 5 01 UUU Nkk则： 31 .2 1 4 3 100 5 .8
17、 4220 .0 1 4 4 20Pr m I 34.690 1 4 4 2.0 100 IUZ m 10.6922 rZxmmm33 . 2 1 4 3 10 0 . 0 0 3 2 0 1221 . 0 0 2P kr k I k 0 5 4 8 9.0002.1 055.0 IUZkkk 0548.022 rZxkkk因 8 5 7.173 111 11 IUIUZNNNNN 所以 2.1 2 3 88 5 7.1734.691ZZZ Nmm 3.104857.1784.51Zrr Nmm 9.1 2 3 38 5 7.171.691Zxx Nmm 98.08 5 7.170 5 4 8
18、 9.01ZZZ Nkk 0 5 7 2.08 5 7.170 0 3 2 0 1.01Zrr Nkk 979.0857.170548.01Zxx Nkk (1.)设有一台 125MVA， 50 Hz， 110/10KV， Y0/ 11 的三相变压器，空载电流 02.0*0 I ，空载损耗 P0 133kw，短路电压（阻抗电压 uk 10。 5 ） ，短路损耗 PkN 600kw。 试求 :短路阻抗和激磁阻抗（均用标么值），画出近似 型等效电路，表明各阻抗数值； 解： * 30 1.064 100 PP SN 8 * 34.8 10PkP Sk N 所以 5002.0 100 IUZ m 31
19、 . 0 6 4 100 2 . 6 62 0 . 0 0 0 40Pr m I 93.4922 rZx mmm 105.0 uZ kk 0048.0 Pr kk 1049.022 rZxkkk2.一台三相感应电动机， WPN 5.7 ，额定电压 VUN 380 ，定子 接法，频率为 Hz50 。额定负载运行时，定子铜耗为 W474 ，铁耗为 W231 ，机械损耗 W45 ，附加损耗 W5.37 ，已知min/960rnN ， 824.0cos N ，试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。 解 转差率 04.01000 960100011 n nns转子电流频率 HzHzsff 2
20、5004.012 总机械功率 WWppPP 75835374575002 ).()( 电磁功率 WWsPPM 7 8 9 80401 7 5 8 31 .转子铜耗 WWsPp MCu 3 1 67 8 9 80402 . 定子输入功率 WWppPP FeCuM 8 6 0 32 3 14 7 47 8 9 811 )( 9 定子线电流 AAU PI N 86.15824.03803 4.8 6 0 3c o s3 111 电动机效率 %.17878 6 0 37 5 0 012 PP(2.)有一台三相四极感应电动机， Hz50 ， VUN 380 ， Y 接法， 83.0cos N ， 35.
21、01R ， 34.02R ， 04.0Ns ，机械损耗与附加损耗之和为 W288 。设 AII NN 5.2021 ，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。 解： 总机械功率 WWRs sImPN 1 0 2 8 834.004.0 04.015.2031 22221 输出功率 WWppPP 10000288102882 )()( 电磁功率 WWsPPM 107160401102881 .同步转速 m in/1 5 0 0m in/2 506060 11 rrp fn 额定转速 m i n/1440m i n/1500)04.01()1( 1 rrnsn N 电磁转矩 mNmNnPPM MM 26681 5 0 01632 601 0 7 1 6602 11. 或 mNmNPM 26686014402 10288 .负载转矩 mNmNPM 3566601 4 4 021 0 0 0 022 .
