天大2022年春学期考试《电机学》离线作业考核试题

电机学

要求：

1. 独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定的做题组数作答，每人只答一组题目，多答无效，满分100分；

平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；

例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题；

二、答题步骤：

1. 使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；
2. 在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题号；

三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word

文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；

1. 完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;
2. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;
3. 文件容量大小：不得超过20MB。

提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！

题目如下：

第一组：

1. 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度。(20分)

2. 某绕线转子异步电动机，如果（1）转子电阻增加一倍；（2）转子漏电抗增加一倍；（3）定子电压的大小不变，而频率由50Hz变为60Hz，各对最大转矩和起动转矩有何影响？(20分)

3. 设有一三相电机，6极，双层绕组，星形接法，Z=54，y=7，Nc=10，a=1，绕组中电流f=50Hz，流入电流有效值I=16A，试求：旋转磁动势的基波、5次和7次谐波分量的振幅及转速、转向？(30分)

4. 设有一台50kVA，50 Hz，6300/400V，Yy连接的三相铁芯式变压器，空载电流I₀=0.075I_N，空载损耗p₀＝350W，短路电压u_k*＝0.055，短路损耗p_kN＝1300W。(30分)

（1）试求该变压器在空载时的参数r₀及x₀，以及短路参数r_k、x_k，所有参

数均归算到高压侧，作出该变压器的近似等效电路。

（2）试求该变压器供给额定电流且cosθ₂=0.8滞后时的电压变化率及效率。

第二组：

1. 什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？(20分)

2. 一台笼型异步电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的，在输出同样转矩的情况下，下列物理量将如何变化？(20分)

（1）转速； （2）转子电流；

（3）定子电流； （4）定子功率因数；

（5）输入功率； （6）输出功率；

（7）效率； （8）起动转矩； （9）最大电磁转矩。

3. 变压器连接组(20分)

• 1. 根据变压器接线图，画出高、低压侧电动势相量图，并判断其连接组；

• 1. 根据变压器连接组，画出接线图和高、低压侧电动势相量图。

Dy1

4.一台三相四极异步电动机，P_N=28kW，U_N=380V，电源频率f₁=50Hz，定子绕组△接线，额定运行时cos₁=0.88，p_cu1+p_Fe=2.0kW，p_cu2=1.5kW，p_mec+p_ad=1.2kW，试计算此时转差率s，效率_N，定子电流I₁及转子电流频率f₂。(20分)

5.有一台三相汽轮发电机，，，接法，（滞后），作单机运行。由试验测得它的同步电抗为。电枢电阻忽略不计。每相励磁电动势为，试求分下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质：(1)每相是纯电阻；(2)每相是纯电感；(3)每相是电阻电容性负载。(20分)

第三组：

1.试述同步发电机投入电网的并联条件是什么？如果不满足，会发生什么后果？投入的方法有哪几种？(20分)

2. 三相异步电机的极对数、同步转速、转子转速、定子频率、转子频

率、转差率及转子磁动势相对于转子的转速之间的相互关系如何？

试填写下表中的空格。（25分）

1			50		0.03
2		1000	50
	1800		60	3
5	600	-500
3	1000				-0.2
4			50		1

3. 若把直流发电机的转速降低30％，问在他励方式下运行和并励方式下运行时，哪一种运行方式下空载电压降低得较多? 为什么？（25分）

4. 一台三相隐极同步发电机并联在无穷大电网上运行，额定容量S_N＝31250kVA，

额定电压U_N＝10.5kV，定子绕组Y接，额定功率因数cosφ_N＝0.8（滞后），同

步电抗X_t＝7.0Ω，电枢电阻略去不计。试求：（30分）

1. 额定运行时，发电机的定子电流I、每相励磁电势E₀、功角θ_N；
2. 若该发电机的有功输出减小一半，励磁电流保持不变，求此时的功角θ

及cos；

第四组：

1. 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？(30分)

2. 同步电机有哪几种运行状态，如何区分？(30分)

3. 一台交流电机定子采用双层叠绕组，其中定子槽数Z=36，极数2p=4，并联支路数a=2，节距y₁=7，线圈匝数N_c=2，试求：(20分)

1. 画出叠绕组展开图（只画一相）；
2. 每相绕组串联匝数；

4. 一台并励直流发电机，P_N=26kW，U_N=230V，n_N=960r/min，2p=4，单波绕组，电枢导体总数，N_a=444，额定励磁电流I_fN=2.592A，空载额定电压时的磁通₀=0.0174Wb，空载损耗p₀=0.4kW。电刷安装在几何中性线上，不计磁路饱和的影响，试求额定负载时：(20分)

1. 发电机的感应电动势E；
2. 发电机的电磁功率P_em、电磁转矩T_em及效率_N；

第五组：

1. 脉振磁动势和旋转磁动势各有哪些基本特性？产生脉振磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有什么不同？(20分)

2.普通笼型异步电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大而起动转矩不大？但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？

(20分)

3.一台交流电机，定子槽数Z＝24，2p＝4，y₁＝5，a＝2，每槽导体数为8.(30分)

1. 画出叠绕组展开图（只画一相）；
2. 每相绕组串联有效匝数；
3. 基波绕组系数及五次谐波绕组系数。

4.(30分)有一三相电机，Z=180，2p=10，a=1，y=15，每线圈匝数N_c=3，f=50Hz，基波每极磁通_m1=0.113Wb，B_m1：B_m3：B_m5=1:0.2:0.1，三相绕组星形接法，试求：

1. 每线圈的感应电动势E_c;
2. 每相绕组的感应电动势E_Φ；
3. 线电动势E₁。

 

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