华南理工大学《电机及拖动》期末复习习题试卷资料.pdf

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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

（）班顺序号姓名分数总

评分

考试时间：

2003

年

月

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）

直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。（

）

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。（f ）

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。（t ）

4．自励是电动机的一种励磁方式。（f ）

．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。（

）

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。（t ）

．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。（

）

8．在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。（t ）

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。（t ）

．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。（

）

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。（

）

12．并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。（f ）

．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。（f ）

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（t）

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

部分组成

的。（t ）

二、填空题（本题共 15 分，每空 1 分）

．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。

．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

励磁绕组的非周期稳态励磁电流 I

相对应；周期性瞬态分量和励磁绕组的

非周期电流衰减分量对应，时间常数为 T

'；周期性超瞬态分量和直轴阻尼

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绕组的非周期电流衰减分量相对应，时间常数为 T

"；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 T

。

．

MT0

变换同

dq0

变换的差别在于：

dq0

变换的

、

轴相对转子是固定不动

的；而 MT0 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。

．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。

．空载的同步电机单相（设为

相）对中点稳态短路时，

相电流的三个相序

分量相等，都等于

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=4.44fN

）；其中的匝数 N 是指（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

（转每分钟）、极对数

、电流频率

之间的关系为

=（６０ｆ/ｐ）。

10. 感应电机转子反应的物理意义为（转子绕组电流的基波磁势对气隙磁场的影

响）。

创创大帝

11. 为了获得感应电机的 T 型等效电路，需要对转子绕组进行（频率）和（绕

组）归算。

13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为（定子电流频率）。

14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率

，可以分割成转子铜耗

cu2

、总机

械功率（转换功率）

。二者同

的关系为

cu2

=（ｓＰ

ｅｍ

）；

=（(1-s)P

）。

15. 同步电机的电枢反应是指（电枢电流的磁势对主极磁场的影响）。

16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时，（端电

压同励磁电流）之间的关系。

17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是（励磁反电势与端电压）之间

的夹角；从磁场角度看，它是（主极励磁磁场同气隙合成磁场）之间的夹角。

18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流

、电压

、功率因数 cos

、

，

求取励磁电动势

时，需要利用一个虚拟电动势

来求取

和 E

的夹角

。（）。

19. 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同；2)（频率相同）；3)（对

应相的电压相等、且相位相同）。

二、正确的打“√”；错误的打“”（25 分）

1. 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。（√ ）

2．如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为 k=N

，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 k

倍。（ ）

3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通励磁电流也

是正弦波。（ ）

4．三相变压器绕组采用 Y，d 连接时，共有 1、3、5、7、9、11 六个组号。（√ ）

5．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……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。（ ）

6．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。（√ ）

7．只要电源电压不变，感应电动机的铁耗就基本不变。（√/）

8．当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时，电机的电磁功率、输出功率

和电磁转矩均为零。（ ）

9．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。（ ）

10．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。

（√ ）

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。（√ ）

创创大帝

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

。（√ ）

24．忽略电枢绕组电阻、负载 cos



=0 时，同步发电机的输出电流为纯交轴分量

。（



）

25．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 。

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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 U

=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 U

=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 1A B 2/3A C 1.5A D 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 2 B 4 C 6 D 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 T 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

＝15.15A，U

＝6600/6300V，f＝50Hz，短路试验在高

压侧进行（绕组温度已经为 75℃）：U

=3240V、I

=15.15A、P

=7490W。忽略励

磁支路，假定 R

= R’

、X





X’



，求 R

、X



、R

、X



。

答：Z

=3240/15.15= 213.861 (



)

/ I

= 7490/15.15

= 32.633(



)

=sqr(Z

– R

) = sqr(213.861^2-32.633^2)= 211.357(



)

= R’

= R

/2 = 32.633/2 = 16.616(



)





X’





/2 = 211.357/2 = 105.678(



)

k=6600/6300= 1.04762

= R’

= 16.616/1.04762

=15.140(



)





X’









105.678/1.04762

= 96.289(



)

2. 一台 3 相 4 极的绕线式感应电动机，n

=1450r/min，转子每相电阻

=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：n

=1500rpm

1450rpm 时：转差率 s

=(n

-n)/n

=(1500-1450)/1500=1/30

1050rpm 时：转差率 s

=(n

-n)/n

=(1500-1050)/1500=0.3

add

= 8R

= 8×0.012=0.096（



）

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

≈mUI cosφ

由凸极同步发电机的相量图可知，故

≈mUI cos( ψ

–



) = mUI(cos ψ

cos



+sin ψ

sin



) = mU(I

cos



sin



)

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yysjn

2022-05-25

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WuKongHH

2023-06-22

超级好的资源，很值得参考学习，对我启发很大，支持！
Alan726

2022-06-17

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weixin_52528490

2022-06-26

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王董事长

2021-11-15

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