华侨大学
<电机学>期末考试试卷A
考试日期： 年 月 日
院（系） 班级 电气7班 学号 姓名 成绩
一. 填空题。
【每空一分，共30分，将答案直接填在题中．．．．．．．．．括号中．．．
】 1. 一台3相感应电动机，通电频率为50 Hz ，额定转速是730 r/min ，该电机的同步转速是（750）r/min ，极数是（8），额定时的转差率是（0.027）。
2．三相异步电动机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1
n ，当
1
n n <是（电动机）
运行状态；当
1
n n >是（发电机）运行状态；当n 与
1
n 反向时是（电磁制动）运
行状态。
3．凸极同步电机的转子绕组为（集中）（分布、集中）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（矩形）（正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。
4．当降低感应电动机的定子电压时，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）。
当增加转子回路电阻时，感应电动机的最大转矩（不变），产生最大转矩的临界转差率（增大）。
（增大、减小、不变）
5．有一台三相交流电机，定子有36个槽，极数为4，节距为7。
则每极每相槽数q 为（3），槽距角为（20°），极距τ为（9），短距因数p k 为(0.9397)，分布因数d k 为（0.9598），绕组因数w k 为（0.9019）
6．一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为
a
r ,电枢电流为
a
I ,
可知此单迭绕组有(p 2)条并联支路，其每条支路电阻为(a pr 2)；若为单波绕组其每条支路电阻为(a r p 22)，电枢电阻为(a r p 2)。
7. 同步发电机在过励时从电网吸收(超前)无功功率，产生(直轴去磁)电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出(滞后) 无功功率，产生(直轴增磁)电枢反应。
8. 一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将(减小)，铁耗将(减小)。
以下各题在答题纸上作答，并在每张答题纸上写上：班级、姓名、学号．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 二. 简答题。
【每小题5分，共25分。
】
1. 变压器为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？
答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。
2. 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度是多少?如果电机有p 对极，那么它们在空间上相距的机械角度是多少?
答：整距线圈两个边在空间上相距的电角度为180︒；电机为p 对极时，在空间上
相距的机械角度为180p ︒。
3. 感应电动机运行时，定子转子电流的频率是多少？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12sf f =，定子磁动势以1n 速度切割定子，以（n n -1）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。
4. 直流发电机的励磁方式有哪几种？
答：他励；自励（包括并励，串励和复励）
5. 将三相绕线式异步动机定子绕组接到三相电源上，转子三相绕组开路，试问这台电动机能否转动？为什么？
答：将三相绕线式异步动机定子绕组接到三相电源上，转子三相绕组开路，这台电动机不能转动。
因为转子三相绕组开路，转子电流为零，电磁转矩为零，电动机没有起动转矩，所以不能起动。
三．计算题。
【每小题15分，共45分。
】
1. 一台单相变压器50kV A 、7200/480V 、60Hz 。
其空载和短路实验数据如下
试求：（（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；
（3）额定负载电流、功率因数9.0cos 2=φ滞后时的电压变化率、副边电压及效率。
（注：电压变化率按近似公式计算） 解：
11 6.944N
N N S A I U =
=
22104.167N
N N S A I U =
=
(1) 短路参数
157
22.427k k k U Z I =
==Ω Ω===
55.127615
22k k k I P R
Ω
=-=-=58.1855.1242.222222k k k R Z X
其阻抗基值
1117200
1036.876.944N N N U Z I =
==Ω
所以
10.0216
k k N Z Z Z •
=
=
0121.087.103655
.121*
===
N k k Z R R 0179.087.103658
.181*
===
N k k Z X X
(2) 空载时铁耗 W P
p Fe 2450=≈; 铜耗 0≈cu p 满载铜耗
W
P I I P k k N kN 2.605615)7944.6()(
2
21=⨯==; 铁耗 W p Fe 245=
(3) 额定负载电流时 22104.167N A I I == 根据电压变化率近似公式
%
100)sin cos (2*
2*⨯+=∆φφk k X R u 得
%87.1%100)81.010179.09.00121.0(=⨯-⨯+⨯=∆u
此时副方电压 22(1 1.87%)471.02N V U U =⨯-=
所以 2222471104.1670.944158.64N Cos U P I ϕ==⨯⨯=w W
P p P P kN 64.450082.60524564.44158021=++=++=
21
100%98.11%
P P η=⨯=
2. 一台异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率Hz 50，额定功率
kW 5.7，额定转速min /960r ，额定负载时824.0cos 1=ϕ，定子铜耗W 474，铁耗W 231，机械损耗W 45，附加损耗W 5.37，试计算额定负载时，（1）转差率；(2)转子电流的频率；（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。
解：（1）
min /1000350
606011r P f n =⨯==
04.01000
960100011=-=-=
n n n s
（2） Hz sf f 25004.012=⨯== （3）
W
p P P P ad 5.7582455.3775002=++=++=ΩΩ
W P s s
p Cu 94.31512=-=
Ω
（4）
Fe
Cu Cu p p p P P +++=Ω121
W 44.860323147494.3155.7582=+++=
%17.87%10044
.86037500%10012=⨯=⨯=
P P η
（5）A
U P I 86.15824
.0380344.8603cos 31
111=⨯⨯=
=ϕ
3. 有一台kW P N 25000=，kV U N 5.10=，Y 联接，8.0cos =ϕ（滞后）的汽轮发
电机，13.2*=s X ，电枢电阻略去不计。
试求额定负载下励磁电动势0E 及0E 与I 的夹角ψ。
解
845
.2)13.216.0(8.0)sin ()cos (222***2**
0=⨯++=++=s X I U U E ϕϕ
故
kV
kV E E 25.173
5.10845.23
5.10*0
0=⨯
==4425
.187.36cos 87.36sin 1554.01cos sin tan =⨯+⨯=+=
N N U U IX ϕϕψ
因
281.0845.28
.0cos cos *
===
E U ϕψ
得
67.73=ψ。