1、电机学试题库 2014.11 一、 判断题（正确的，请在后面括号里写 “ ”，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。（ ） 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。（ ） 8、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、
2、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。 （ ） 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。（ ） 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。（ ） 15、如果 变压器 一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为 k=N1/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
3、正弦波。（ ） 17、三相 变压器 绕组采用 Y， d 连接时，共有 1、 3、 5、 7、 9、 11 六个组号。（ ） 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。 （ ） 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
4、。（ ） 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 2 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 ， 1 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
5、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 ； Y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 _低压侧 _压侧
6、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 60snp _ ；转子电流的交变频率为 ()60sn n p 。 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）
7、、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=（ ） ； PW =（ (1-s)Pem）。 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
8、_磁动势，它们的旋转方向相反，幅值是脉振磁动势的 _1/2（一半） _。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： PN = 17KW
9、， UN =220V, nN = 1500 r / min,N = 0 .83。则 IN= 93.1A ， T2 N= 108.2 N.m ，及额定负载时的 P1 N= 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： ,180KVASe VUU ee 4 0 0/3 0 0 0/ 21 ,进行空载试验时，测得 VU 4000 ， AI 5.130 ， WP 8100 ，等值电路中变压器的参数 mr = 4.44 、 mx = 222 。 29、绕线式
10、异步电动机，转子回路串一适当电阻，则以下参数变化情况： 1n 不变 ，mS 变大 ， maxT 不变 , stT 增大 ,稳定后电机的转速 n 减小 。 30、三相异步电动机 ZHf 501 ， min/1470 rn N ，额定运行时的 KWPcu 12 ，则极对数 P 2 ；额定运行时转差率 eS 2% ，转子回路的频率 2f 1 ZH ，电磁功率 MP 50 KW 。 三、单选题 1、改变三相感应电动机转向的方法是 ( C )。 A 改变电源频率 B 改变电源电压 C 改变 定子绕组 中电流的相序 D 改变电机的极数 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
11、 ) 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 5、 变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将（ C ） A.减小 B.不变 C.增大 D.不确定 6、 变压器一次侧阻抗为 1Z ，二次侧阻抗为 2Z ，变比为 12()a a N N ，则折算到二次侧的等效阻抗为 ( A )
12、 A.2121 ZZa B.221 1ZaZC. 212 ZZa D. 221 ZaZ 7、三相变压器一次侧的额定电流为 ( A ) A. 1 13 NN NSI UB. 1 13NN NPI UC. 1 1NN NSI UD. 1 13 NN NSI U8、一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 ) A. 不相等 B. 相等 C. 折算后相等 D. 基本相等 9、直流电机的电枢绕组采用单叠绕组时，并联支路数 ( A ) A. 2a=2p B. 2a=0.5p C. 2a=p D. 2a=4p 10、并励直流发电机的额定输出功率 PN
13、等于 ( C ) A.UN INN B.UN IN/N C.UNIN D.UNIN 11、直流电机运行在电动机状态时，其（ C ） A. Ea U B. Ea 0 C. Ea U D. Ea U 12、 UN、 IN、 N、 cosN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. 3 cosN N N NUI B. 3 cosN N NUI C. 3 NNUI D. 3 N N NUI 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
14、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
15、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
16、空载转速为 730 转 /分钟，则其极数 2p= B 。 A 2 B 4 C 6 D 8 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
17、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。 8、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。 XAaxYBbyZCczE b EcE aE B E CE AE ABE abE ABE abAa c CbBXZzxyA B CX Y Za b cx y zYYy0 9、如图所示的三相变压器的接线图，画出矢量图，试确定其连接组别 E b EcE aE B ECE AE ABE abE ABAacCbBXZzxyA
18、 B CX Y Za b cx y zYE abYd1 10、画出变压器和异步电动机负载时的等效电路，从能量转换的角度说明它们的异同点。 变压器 T形等效电路 r1 x1 2U1I 2I2r2xmxI 21 EEU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
19、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 66/6.3kV，第 II 台额定电压为 6.3/0.4kV，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） 短路电流（ A） 三相功率（ kW） I 334 130 14 II 300 124 1
20、2 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 )(46.137103.63 101 5 0 03 332 N INIIN2 AUSI 低压侧阻抗基值 )(46.2646.1 3 7 3/103.63I2NI2N2 b I IUZ 短路阻抗 )(48.11 3 033 3 43 KIKIKI IUZ短路电阻 )(28.01303 10143 232KIKIKI Ipr短路电抗 )(45.128.048.1 222KI2KIKI rZx 异步电动机 T形等效电路 r1 x1 1I 2I2r2
21、xmxI 21 EEU ssr 12短路阻抗标幺值 056.046.26 48.12 b IKI*KI ZZZ短路电阻标幺值 011.046.26 28.02 b IKI*KI Zrr短路电抗标幺值 0 5 5.046.26 45.12 b IKI*KI Zxx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 )(37.79103.63 101 5 0 03 331 N I IN I III1N AUSI 高压侧阻抗基值 )(38.7937.79 103.63II1NII1N1 b I I IUZ 短路阻抗
22、)(19.43/124 300KI IKI IKI I IUZ短路电阻 )(78.0)3/124(3 10123 232K I IK I IK I I Ipr短路电抗 )(12.478.019.4 222K I I2K I IK I I rZx 短路阻抗标幺值 053.038.79 19.4b I I1KI I*KI I ZZZ短路电阻标幺值 0 0 9 8.038.79 78.0b I I1KI I*KI I Zrr短路电抗标幺值 0 5 2.018.79 12.4b I I1K I I*K I I Zxx（ 2）已知功率因数 9.0cos 则有 4359.0sin 略去励磁电流后等效电路参
23、数 0 2 0 8.00 0 9 8.00 1 1.0*K I I*KI*K rrr 107.0052.0055.0*K I I*KI*K xxx 0208.0*K*a ru ， 107.0*K*r xu 则电压调整率 %54.6 %1 0 0)4 3 5 8.01 0 7.09.00 2 0 8.0( %1 0 0)s inc o s( *r*a uuU 2、一台三相四极异步电动机， 150kW， 50Hz， 380V， Y 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
24、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？ 解：（ 1）同步转速 m in )/r(15002 5060601 p fn 0 k W,2.2 FeC u 2C u 1 ppp 则电磁功率 )kW(9.1556.21.12.2150 m e cadC u 1NM pppPP总的机械功率 )kW(7.1 5 32.29.1 5 5C u 2Mi pPP 由 Mi )1( PsP 得转差率 s=0.0141 则转速 n=(1-s)n1=1479(r/min) （ 2） 已求电磁功率 )kW(9.155M P 电
25、磁转矩 )mN(9.9 9 21 4 7 92 107.1 5 360260 3ii nPPT （ 3） 1126.01500 14799.0150011 n nns由 s rrsr 22 得 6.992r =r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=600KVA， 50Hz， Dy 联结， U1N/U2N=10000/400V，每相短路阻抗Zk=1.8+j5，每相负载阻抗 Zl=0.3+j0.1，求该变压器一次侧加额定电压时：计算一、二次侧电流 I1 和 I2； )(1.72677.163.43)(05.293)(77.16)5.1875.562()58
26、.1(10000)(5.1875.562)1.03.0(3.433.433/4001000012211112221AkIIIAIIAjjZZUIjjZkZUUkLkLLNN解：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Ra=0.1 ,励磁回路电阻 Rf=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； MNnPTWIEPVRIUEAIIIARUINMNaNaNMNaaNNaNfNNaNfNfN(45.6030001899055.955.9)2()(1899090211)(
27、2111.090220)(90191)(1220220)1(解：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 R2=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=(n
28、s-n)/ns=(1500-1050)/1500=0.3 Radd = 8R2 = 8 0.012=0.096（ ） 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=0.7。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： aaa RIEU （ 3 分） 则： VRIUE aaa 5.209 （ 3 分） (2)由于励磁电流和转矩未变，则： aT ICT aaa RIEU , （ 3 分） 则： VRIUE aaa 5.1897.015200 （ 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 z1=（ 0.14+j0.22 ） ，二次绕组漏阻抗 z2=（ 0.035+j0.055） ，励磁阻抗 zm=（ 30+j310） ，负载阻抗 zL=（ 4+j3） 。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。
