历年电机试卷及答案华南理工大学试卷《电机学Ⅱ》试题(电气工程及其自动化01级)班级：电气工程01（）班顺序号姓名分数总评分考试时间：2003年11 月27日一、断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。

本题共15分，每题1分）（ｔ为对，ｆ为错）1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。

（错）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。

（错）3．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。

（对）4．自励是电动机的一种励磁方式。

（错）5．在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。

（对）6．单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。

（对）7．直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。

（错）8．在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。

（对）9．当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。

对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。

（对）10．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。

（错）11．直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。

并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。

（错）12．并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。

（错）13．变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。

当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。

（错）14．在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程（对）15．在dq0坐标系中，同步电机的d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势3部分组成的。

（对）二、填空题（本题共15分，每空1分）1．在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿励磁绕组的漏磁路闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大。

2．在有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流又远大于没有阻尼绕组时的忽然短路电流,其原因在于：在短路瞬间，除了励磁绕组的阻碍作用以外,阻尼绕组也对电枢反应磁通起阻碍作用,从而使电枢反应的磁阻更大、电抗更小，电流更大。

3．同步电机忽然短路时,定子绕组的短路电流可以分为：周期性的稳态分量、周期性的瞬态分量、周期性的超瞬态分量，以及衰减的非周期分量、二次谐波分量等。

4．同步电机忽然短路时,在定子绕组的短路电流中：周期性稳态分量同相对应；周期性瞬态分量和励磁绕组励磁绕组的非周期稳态励磁电流I错0的非周期电流衰减分量对应，时间常数为对d'；周期性超瞬态分量和直轴阻尼绕组的非周期电流衰减分量相对应，时间常数为对d"；非周期衰减分量则同励磁绕组中的周期性衰减电流相对应，时间常数同为定子绕组的时间常数对a。

5．M对0变换同dq0变换的差别在于：dq0变换的d、q轴相对转子是固定不动的；而M对0变换是将M轴取得同转子磁链方向一致。

6．变压器的过电压现象包括：操作过电压和大气过电压。

7．在研究雷击引起的变压器大气过电压时，需要考虑各种电容的影响，其原因在于雷电波冲击时间短，等效高频电源。

8．空载的同步电机单相（设为A相）对中点稳态短路时，A相电流的三个相序分量相等，都等于A相稳态短路电流的１／３。

电机学Ｉ试题（华南理工大学电力学院２００５．６）一、填空（25分）1. 电机是（一种进行机电能量转换或将一种电压、电流等级转换成另外一种电压、电流等级的）装置。

2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，（一、二次侧容量、功率）不变；（一、二次侧绕组磁势）不变。

3. 变压器的效率在（铁耗与铜耗相等时）达到最大值。

4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为：（一、二次侧至少有一方为三角形联结，或有一方为星形带中性点接地联结）。

5. 自耦变压器功率传递的特点为（一、二次侧既有直接的传导功率传递，又有间接的电磁感应功率传递）。

6. 短距因数的物理意义为（元件短距时的电势同元件整距时的电势的比值）。

7. 一相绕组的感应电动势计算公式为（k E=4.44错N）；其中的匝数N是指w1（每相串联匝数）。

8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。

其旋转的规律为：（哪相电流达到最大值，旋转磁势的轴线就转到同该相绕组轴线重合）；其幅值为单相磁动势的（１．５）倍。

9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率错之间的关系为n=（６０ｆ/ｐ）。

（√ ）11．若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场，则电机运行于发电机状态。

（⨯）12．对于隐极同步发电机，其同步电抗等于电枢反应电抗。

（⨯）13．通常同步发电机工作在过励状态，以便提供无功功率，改善电网的功率。

（√ ）14．变压器的额定容量单位为kW。

（⨯）15．考虑铁耗时，变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。

（⨯）16．变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。

（⨯）17．电角度＝机械角度×2p。

（⨯）18．双层叠绕组的最多并联之路数为２。

（⨯）19．正常空载运行的三相感应电动机，忽然一相断线，则必然停转。

（⨯）20．感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。

（⨯）21．感应电动机的功率因数很高。

（⨯）22．同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。

（⨯）23．忽略电枢绕组电阻时，同步发电机的短路电流为纯直轴分量I。

d（√ ）24．忽略电枢绕组电阻、负载cosϕ=0时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量。

（⨯）Iq25．单层绕组可以靠短距来消弱谐波。

（⨯）三、单选题（13分）1．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2．一台三相电力变压器，二次侧带对称负载，且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压，则该负载一定是 C 。

A 纯电阻负载B 电感性负载C 电容性负载D 无法判断3．两台容量不同、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 与短路阻抗标幺值成正比D 与短路阻抗标幺值成反比4．由定子对称三相绕组产生的次空间谐波磁动势，旋转速度 D 。

A 等于零B 是基波磁场转速的倍C 等于基波磁场转速D是基波磁场转速的倍5．要消除三相绕组中的齿谐波磁动势，一般可以采用 C 。

A 短距绕组B 分布绕组C 斜槽D 无法消除6．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7．三相感应电动机对称运行时，定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为 A 。

A 始终同步B 相对定子反向C 相对定子同向、但不同步D 有时同步、有时失步8．同步发电机并联运行，有功功率一定，则 B 同步发电机的电枢电流最小。

A 过励时B 正常励磁时C 欠励时D 励磁电流最小时9．凸极同步电机负载运行时，电枢绕组产生的气隙电动势是由 D 产生的。

A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同10．汽轮发电机与水轮发电机的差别为 D 。

A 汽轮发电机转子为凸极结构B 水轮发电机转速快C 汽轮发电机转子半径大D 水轮发电机转子体积大11．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12．单相变压器U1N /U2N=220/110V，一次侧加220V时，空载电流为１Ａ；今将一次、二次侧绕组顺极性串联，外施330V电压，则空载电流为 B 。

A 1AB 2/3AC 1.5AD 3A 13．一台三相感应电动机，其空载转速为730转/分钟，则其极数2p= B 。

A 2B 4C 6D 8四、简答题（15分）1. 写出变压器的基本方程式（电压、磁势等）答：2. 画出异步电机的对型等效电路、并标明各参数。

答：3. 画出凸极同步发电机的相量图（滞后功率因数时），并标明各相量、角度。

五、计算（14分）1. 单相变压器I N＝15.15A，U1N/U2N＝6600/6300V，错＝50Hz，短路试验在高压侧进行（绕组温度已经为75℃）：U K=3240V、I k=15.15A、P k=7490W。

忽略励磁支路，假定R1= R’2、X1σ=X’2σ，求R1、X1σ、R2、X2σ。

答：Zk =Uk/Ik=3240/15.15= 213.861 (Ω)Rk =Pk/ Ik2 = 7490/15.152 = 32.633(Ω)Xk =sqr(Zk2 – RK2) = sqr(213.861^2-32.633^2)= 211.357(Ω)R1= R’2= R k/2 = 32.633/2 = 16.616(Ω)X1σ=X’2σ = X k/2 = 211.357/2 = 105.678(Ω)k=6600/6300= 1.04762R2= R’2/k2= 16.616/1.047622 =15.140(Ω)X2σ=X’2σ /k2 = 105.678/1.047622 = 96.289(Ω)2. 一台3相4极的绕线式感应电动机，n N=1450r/min，转子每相电阻R2=0.012Ω。

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=1500rpm1450rpm时：转差率s1=(ns-n)/ns=(1500-1450)/1500=1/301050rpm时：转差率s2=(ns-n)/ns=(1500-1050)/1500=0.3Radd= 8R2 = 8×0.012=0.096（Ω）六、推导题（8分）忽略电枢绕组的电阻，推导凸极同步发电机的功角特性表达式答：不计电枢电阻时，同步电机的电磁功率为Pe≈mUI cosφ由凸极同步发电机的相量图可知，故Pe≈mUI cos(ψ0–θ) = mUI(cosψ0cosθ +sinψ0sinθ) =mU(Iqcosθ+I d sinθ)由相量图可知，解出I d，I q，代入式功率表达式，整理得华南理工大学电力学院电力系2005年11月一、判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。