1、南京理工大学紫金学院课程试卷答案一. 填空题（10 分，每空 1 分）1从电磁角度来看，一个磁极对应电机圆周的电角度为 。2为了使三相对称，通常令一个极域内每相所占的圆弧区域相等，这个区域称 。3 异步电动机根据转子结构的不同可分为 鼠笼式 和 绕线式 两类。4 绕线式异步电动机转子串入适当电阻起动时，起动转矩将 增加 ，起动电流将减小 ，其原因是 提高了转子的功率因数 。 5 汽轮同步发电机稳定极限角 .6 同步发电机与无穷大电网并联运行，过励时向电网发出 感性 无功功率，欠励时从电网吸收 感性 无功功率。三. 简答题（45 分）1为了得到三相对称的基波电势，对三相绕组安排有什么要求？1、三
2、相绕组的构成（包括串联的匝数、节距、分布等）应相同，而且三相绕组轴线在空间应分别互差 1200电角度。2、两相绕组通以两相电流是否会产生旋转磁势？单相绕组的磁势的振幅是多少？它具有什么性质？两相绕组通以两相电流会产生旋转磁势。单相绕组的磁势是脉振磁势，振幅为： 110.9pwINFKP3、异步电机转子静止与转动时，转子边的电量与参数有何变化？答: 异步电机转子静止时转子边的电量与参数有 E2、X 2、I 2他们的频率都是 f1异步电机转转动时转子边的电量与参数有 E2s、X 2s、I 2s 不仅他们的大小与转子静止时不等, 而且都是他们的频率 f2=s f1.4、同步电动机中的隐极式和凸极式各
3、有什么特点？答: 同步电动机的转子，按照它的磁极结构特点，可分为凸极式和隐极式两种。（1）凸极式转子有明显凸出的磁极，凸极电机的特点是气隙不均匀，转子磁极中心附近气隙最小，磁阻也小。而在转子磁极的几何中线处气隙最大，磁阻也大，磁导最小。凸极式转子结构简单，制造方便，制成多极比较容易，但机械强度较低，所以它适用于低速、多极同步电机。同步电动机大多数也是容量较大、转速较低的凸极同步电机。（2）隐极式转子则没有明显凸出的磁极，隐极式转子制造工艺比较复杂，但它的机械强度较好，适用于极数少、速度高的同步电机。由于凸极式转子的结构和加工工艺比较简单，而且在过载能力和运行的稳定性方面都比隐极式转子好，所以除
4、了高速的大容量的同步电动机采用隐极外，一般都采用凸极式。三. 计算题（70 分）1、 （13 分）已知一台三相 6 极交流电机，定子是双层分布短距绕组，频率 Hz，定50f子槽数 槽，线圈节距 （ 是极距） ，定子绕组 Y 接，线圈匝数 匝，13Z15y 2yN气隙基波每极磁通是 Wb，绕组并联支路数 。求：（1）基波绕组系数0.82a；（2）基波相电势 ；（3）基波线电势 。1wk1pE1lE解： ， 1 分6Z156y1 分1sinisin0.96522pk每极每相槽数 1 分36Zqpm槽距角 030基波分布因数 1 分1sini2.96sdqk(1) 基波绕组系数 1 分110.5.0
5、.3dp(2) 每相绕组串联匝数为 1 分126241yqNa相绕组基波电动势有效值 (V) 2 分114.4.502.930.876.19EfNk（3）基波线电势有效值 (V) 2 分11.2.850lE2 （12 分）有一台三相 6 极异步电动机， Hz， ，试求：（1）5f4Ns旋转磁势的转速 ；（2）额定转速 ；（3）转子转速 为 960r/min 时的转差1nNnn率 s；（4） r/min 时的转差率 s；（5）启动瞬间的转差率 s。03解： （1） 3 分6510(/mi)frp（2） 3 分1().495(/in)NNnSr（3） 2 分 1096.0s（4） 2 分13.n（
6、5） 2 分0011sn3 （12 分）有一台三相异步电动机， ， ，2p=4, 6.0NPkWHzf50, , 定子绕组为 Y 连接。额定运行的各项损耗分别为VUN8034NIA， ， ， ,试求：（1）额定运行12CuPW2750Cu3Fe 2m时的电磁转距；（2）额定运行时的输出转矩；（3）额定转速。解：（1） 3 分2217.0McumAppkw2 分18346MTNn（2） 3 分2/0.9NcuSp157rad2 分.NPTm（3） 2 分1()43.87(/in)nSr4、 （12 分）有一台汽轮发电机，P N=12500kW, UN=6600V,定子绕组 Y 接法，m=3, c
7、os N=0.8 (滞后)，X S=4.0，发电机并网运行，输出额定频率 f=50HZ时，求：每相空载电势 EO；额定运行时的功角；最大电磁功率 PMmax; 过载能力 KM。解： 300max125016.873cos6.ar.8.7631.6.8736.437232.24150.9sin15.739sin62NNaMNPI AUVEjIXjUPkw ax8624Mk5、 （12 分）有一台三相凸极同步发电机并网运行，额定数据为：S N=8750kVA,UN=10.5kV，定子绕组 Y接法，cos N=0.85 (滞后)，同步电抗 Xd=16，X q=10,电阻不计，试求：额定状态运行时，发
8、电机的功角 和每相励磁电势 EO？ 解：（1） （2 分）38750148.NI A（2 分）36.5arcos0.82UV（2 分）in481.062.35sint ta76.coqIXrc（6 分）07632si481.si769.coco14.0daqdI AEUIXV二. 填空题（10 分，每空 1 分）1 内功率因数角指的是（ ）之间的夹角，功角 指的是（ ）之间的夹角。2隐极同步发电机适合（ ）速旋转的（ ）发电机。3水轮同步发电机稳定极限角 （填角度的大小范围）.4 感应电动机运行时，总要从电源吸收一个 滞后 性质的无功电流。2 同步发电机主磁极的极对数一定时，其 感应电动势的频
9、率 与 电机的转速 之间有着严格不变的关系。 10 三相异步电动机最大电磁转矩的大小与转子电阻 值 无 关，起动转矩的大小与转子电阻 有 关（填有无关系）。二. 简答题（45 分）1、 电角度的意义是什么？它与机械角度有怎样的关系？电角度的意义是：转子在旋转时每经过一对磁极就相应地变化一个周期,即为 360 度电角度.电角度是机械角度乘以磁极对数 P。2 异步电动机调速方法有那些？a) 异步电动机调速方法有那些？依据公式： 160()(1)fnssp（1） 变极调速（2） 变频调速（3） 改变机械特性曲线的形状（及改变 S 调速） 改变绕线式异步电机的转子外串电阻； 改变绕线式异步电机的转子外
10、串附加电势串级调速； 改变外施电压调速。3 异步电动机等效电路中 /代表什么意义？能不能不用电阻而用一个电感或电容来1sR表示？为什么？、 / 称为模拟电阻，其消耗的功率等于总的机械功率。1sR其不能用电阻电阻而用一个电感或电容代替。当 00， ，电机轴上1sR210MECsPmIR输出机械功率；当 S1 时，电机处于发电状态 /0,电机从轴上吸收机械功率s4 三相同步发电机投入并联时应满足哪些条件？（1） 双方应有相同的相序，（2） 双方应有相同的电压（3） 双方应有相等或接近与相等的频率。三. 计算题（70 分）1. （12 分）有一台三相同步发电机， ， ，450NPkW10.5NUkV
11、， 极，定子绕组 Y 接法， 槽， 匝， 槽，cos0.8N24p18Z1726q槽， Hz， ，试求：（1）单相绕组所产生的基波磁势幅值1y5fNI；（2）三相绕组所产生的合成磁势的基波幅值 ；1pF 1F解 (1) 1 分45039.3cos31.8NNPI AU1 分82360154Zqpm1 分82Zp1 分1503y1 分415sin2cos0.9620.97d pkk1 分11.5dpp一相磁势幅值为2 分11309.720.9.50928.pdpINFk A(2) 三相合成磁势幅值为2 分1130.93904.82dpIkA2 （12 分）有一台三相异步电动机，输入功率 ，定子铜
12、耗 ，kWP5.71WPCu3701铁耗 ，转差率 s=0.015,试求：（1）电磁功率；（ 2）转子铜耗；WPFe170（3）总机械功率。解：（1） 4 分1690McuFePw（2） 4 分204.cuPs（3） 4 分()85MW3 （12 分）有一台三相异步电动机， ， ，2p=4, ,kPN17Hzf50VUN380定子绕组为 Y 连接。额定运行的各项损耗分别为 ， ，WCu1PCu52，机械损耗 ，附加损耗 ,试求：（1）额定运行时PFe450Pm1502的额定转速；（2）额定运行时的输出转矩；（3）空载转矩；（4）电磁转距。解：（1） 2 分227.8McumAppk3 分136
13、90MTNn（2） 3 分2/.8NcuSp1576rad2 分0.NPTm（3） 2 分1()48(/in)nSr4 （12 分）有一台三相凸极同步发电机，电枢绕组 Y 接法，每相额定电压，额定相电流 ， （滞后） ，已知该机运行于额定20pNuVAINP5.8.0cosN状态，每相励磁电势 ，内功率因数角 ，不计电阻压降，试求：VE37060和 各为多少？ ,dqIXq解： 2 分sin5.14daIA2 分co68qars0.37N2 分N2 分sin13.qUXI2 分0co0.94ddEI5 （12 分）一台凸极三相同步电动机，Y 接法， ， ，VUN6050NfHz， ，额定功率因数 （超前） ，同步电抗60/minNnrAIN65cos.8， ，不计电阻压降，试求：（1）额定负载时空载电势 E0及dX4q功率角 N；（2）额定负载时的电磁功率 和电磁转矩 。MPnT解：（1） （1 分）3810.6UVarcos.7。（2 分）sint58qIXU（2 分）si.123co4daqIA（2 分）586.71.3（2 分）0csdEUIXV（2） （2 分）201sin()sin2596.0MdqdUEmP kWXX（2 分）596.04.72/NTNm
