歷年電機試卷及答案

1、華南理工大學試卷電機學試題(電氣工程及其自動化01級)  班級： 電氣工程01（    ）班  順序號            姓名            分數(shù)           總評   

2、       分 考試時間：2003年11 月27日一、    斷題（正確的，請在后面括號里寫“是”，錯誤的，請在后面括號里寫“否”。本題共15分，每題1分）（為對，為錯）1. 直流電機的勵磁繞組和電樞繞組中的電流都是直流的。               （錯 ）2直流電動機電樞繞組中的電流方向同感應的反電勢方向是一致的。   

3、  （錯 ）3直流發(fā)電機的換向器起整流作用；直流電動機的換向器起逆變作用。   （對 ）4自勵是電動機的一種勵磁方式。                     （錯 ）5在直流電機中，以虛槽計算時，電樞繞組的合成節(jié)距等于換向器節(jié)距。 （對 ）6單疊繞組同一磁極下的元件串聯(lián)構成一條支路；單波繞組相同極性磁極下的所有元件串聯(lián)構成一條支路。      &

4、#160;                 （對 ）7直流電機的電負荷是指電樞繞組中流過的電流的大小，單位是安培。   （錯 ）8在考慮飽和時，直流電機的交軸電樞反應具有去磁作用。           （對 ）9當電刷沿轉子旋轉的方向移動時，將出現(xiàn)直軸電樞反應磁勢。對于發(fā)電機，該磁勢是去磁性質的；對于電動機，該磁勢是助磁性質的。

5、         （對 ）10在直流電動機的電磁功率中，包含電樞電阻的損耗。        （錯 ）11直流發(fā)電機的外特性是指轉速為額定值、勵磁電流為額定值（或勵磁回路電阻為固定）時，輸出電壓與輸出電流之間的關系。并勵發(fā)電機具有硬的外特性；而他勵發(fā)電機則具有拐彎的外特性。（錯 ）12并勵電動機在輕載時，可能出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象。            （錯 ）13變壓器空載接入電網時，存在很

6、大的沖擊電流。當考慮鐵芯飽和時，這一沖擊電流比不考慮飽和時為小。                               （錯 ）14在ABC坐標系中，同步電機的電壓方程式為系數(shù)隨時間變化的微分方程（對）15在dq0坐標系中，同步電機的d（q）軸電壓是由電阻壓降、自身磁鏈變化引起的感應電勢、以及切割對方軸的磁鏈所引

7、起的運動電勢3部分組成的。    （對 ） 二、    填空題（本題共15分，每空1分）1在沒有阻尼繞組的同步電機中，忽然短路電流遠大于穩(wěn)態(tài)短路電流的原因在于：在短路瞬間，勵磁繞組阻礙電樞反應磁通通過轉子主磁路，電樞反應磁通只能沿勵磁繞組的漏磁路閉合，因此磁阻大、電抗小，電流大。2在有阻尼繞組的同步電機中，忽然短路電流又遠大于沒有阻尼繞組時的忽然短路電流,其原因在于：在短路瞬間，除了勵磁繞組的阻礙作用以外,阻尼繞組也對電樞反應磁通起阻礙作用,從而使電樞反應的磁阻更大、電抗更小，電流更大。3同步電機忽然短路時,定子繞組的短路電

8、流可以分為：周期性的穩(wěn)態(tài)分量   、周期性的 瞬態(tài)分量 、周期性的 超瞬態(tài)分量 ，以及衰減的非周期分量、二次諧波分量等。4同步電機忽然短路時,在定子繞組的短路電流中：       周期性穩(wěn)態(tài)分量      同勵磁繞組的非周期穩(wěn)態(tài)勵磁電流I錯0相對應； 周期性瞬態(tài)分量      和勵磁繞組的非周期電流衰減分量對應，時間常數(shù)為對d'； 周期性超瞬態(tài)分量  和直軸阻尼繞組的非周期電流衰減分量相對應，時間常

9、數(shù)為對d"；   非周期衰減分量     則同勵磁繞組中的周期性衰減電流相對應，時間常數(shù)同為定子繞組的時間常數(shù)對a。5M對0變換同dq0變換的差別在于：dq0變換的d、q軸相對轉子是 固定不動的  ；而M對0變換是將M軸取得同   轉子磁鏈方向 一致。6變壓器的過電壓現(xiàn)象包括： 操作過電壓 和  大氣過電壓       。7在研究雷擊引起的變壓器大氣過電壓時，需要考慮  各種電容  的影響，其原因在于雷電波

10、沖擊時間短，等效高頻電源。                 8空載的同步電機單相（設為A相）對中點穩(wěn)態(tài)短路時，A相電流的三個相序分量相等，都等于A相穩(wěn)態(tài)短路電流的       。電機學 試題（華南理工大學電力學院）一、填空（25分）1. 電機是（一種進行機電能量轉換或將一種電壓、電流等級轉換成另外一種電壓、電流等級的）裝置。2. 變壓器繞組歸算的原則是：在歸算前后，（一、二次側容量、功率）不變；（

11、 一、二次側繞組磁勢）不變。3. 變壓器的效率在（鐵耗與銅耗相等時）達到最大值。4. 為了使電動勢波形接近正弦波，三相變壓器比較好的繞組聯(lián)結方法為：（一、二次側至少有一方為三角形聯(lián)結，或有一方為星形帶中性點接地聯(lián)結）。5. 自耦變壓器功率傳遞的特點為（一、二次側既有直接的傳導功率傳遞，又有間接的電磁感應功率傳遞）。6. 短距因數(shù)的物理意義為（元件短距時的電勢同元件整距時的電勢的比值）。7. 一相繞組的感應電動勢計算公式為（kFE=4.44錯Nw1）；其中的匝數(shù)N是指（每相串聯(lián)匝數(shù)）。8. 對稱三相繞組、通對稱三相電流，產生的合成磁動勢為圓形旋轉磁動勢。其旋轉的規(guī)律為：（哪相電流達到最大值，旋轉

12、磁勢的軸線就轉到同該相繞組軸線重合）；其幅值為單相磁動勢的（）倍。9. 同步旋轉磁場的轉速n（轉每分鐘）、極對數(shù)p、電流頻率錯之間的關系為n=（/）。10. 感應電機轉子反應的物理意義為（轉子繞組電流的基波磁勢對氣隙磁場的影響）。11. 為了獲得感應電機的對型等效電路，需要對轉子繞組進行（ 頻率）和（繞組）歸算。13. 感應電機做堵轉試驗時，轉子電流的頻率為（定子電流頻率）。14. 感應電動機傳遞到轉子回路的電磁功率Pem，可以分割成轉子銅耗pcu2、總機械功率（轉換功率）PW。二者同Pem的關系為pcu2=（）；PW =（(1-s)Pem）。15. 同步電機的電樞反應是指（ 電樞電流的磁勢對

13、主極磁場的影響）。16. 同步發(fā)電機的空載特性是指：轉子轉速保持同步、電樞繞組開路時，（端電壓同勵磁電流）之間的關系。17. 功角的含義是：從電路（電壓）角度看，它是（勵磁反電勢與端電壓）之間的夾角；從磁場角度看，它是（主極勵磁磁場 同氣隙合成磁場）之間的夾角。18. 對于凸極同步發(fā)電機，已知電樞電流I、電壓U、功率因數(shù)cosj、Xd、Xq，求取勵磁電動勢E0時，需要利用一個虛擬電動勢EQ來求取I和E0的夾角Y0。 （ ）。19. 同步發(fā)電機機投入并網的條件為：1)相序相同；2)（ 頻率相同）；3)（對應相的電壓相等、且相位相同）。二、正確的打“”；錯誤的打“´”（25分）1. 變壓

14、器一次側接額定電壓不變，則負載的主磁通比空載的主磁通略小。（ ）2如果變壓器一次側繞組與二次側繞組的匝數(shù)比為k=N1/N2，則一次側歸算到二次側時，電動勢和電壓要乘以k倍，電流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。 （´ ）3考慮磁路的飽和時，如果變壓器主磁通為正弦波，則產生主磁通勵磁電流也是正弦波。（´ ）4三相變壓器繞組采用Y，d連接時，共有1、3、5、7、9、11六個組號。（ ）5對稱三相繞組通入對稱三相電流時，除產生基波旋轉磁動勢外，還會產生3次、5次、7次、9次等一序列的奇數(shù)次高次諧波旋轉磁動勢。 （´ ）6對稱三相繞組通入對稱三相電流，當某相電流達到交流的最大

15、值時，基波合成旋轉磁動勢波的幅值就將與該相繞組的軸線重合。 （ ）7只要電源電壓不變，感應電動機的鐵耗就基本不變。 （/´）8當感應電動機的定子接電源、轉子短路堵轉時，電機的電磁功率、輸出功率和電磁轉矩均為零。 （´ ）9對繞線型感應電動機，轉子串電阻可以增大起動轉矩；對籠型感應電動機，定子繞組串電阻可以增大起動轉矩。 （´ ）10對感應電動機，進行恒轉矩變頻調速，基本上要求電源電壓隨頻率正比變化。（ ）11若同步電機的氣隙合成磁場超前于轉子主磁場，則電機運行于發(fā)電機狀態(tài)。（´ ）12對于隱極同步發(fā)電機，其同步電抗等于電樞反應電抗。 （´ ）1

16、3通常同步發(fā)電機工作在過勵狀態(tài)，以便提供無功功率，改善電網的功率。（ ）14變壓器的額定容量單位為kW。 （´ ）15考慮鐵耗時，變壓器的勵磁電流同其產生的主磁通同相位。 （´ ）16變壓器的空載試驗通常在高壓側加電壓、測量。 （´ ）17電角度機械角度×2p。 （´ ）18雙層疊繞組的最多并聯(lián)之路數(shù)為。 （´ ）19正?？蛰d運行的三相感應電動機，忽然一相斷線，則必然停轉。 （´ ）20感應電動機的最大電磁轉矩同轉子電阻成正比。 （´ ）21感應電動機的功率因數(shù)很高。 （´ ）22同步發(fā)電機調節(jié)勵磁就可以

17、調節(jié)輸出的有功。 （´ ）23忽略電樞繞組電阻時，同步發(fā)電機的短路電流為純直軸分量Id。 （ ）24忽略電樞繞組電阻、負載cosj=0時，同步發(fā)電機的輸出電流為純交軸分量Iq。（´ ）25單層繞組可以靠短距來消弱諧波。 （´ ）三、單選題（13分）1變壓器在負載運行時，建立主磁通的激磁磁動勢是 C 。A 一次繞組產生的磁動勢 B 二次繞組產生的磁動勢 C 一次和二次繞組產生的合成磁動勢 D 以上都不對2一臺三相電力變壓器，二次側帶對稱負載，且輸出電壓恰好等于其二次側的空載電壓，則該負載一定是 C 。A 純電阻負載 B 電感性負載 C 電容性負載 D 無法判斷3兩臺

18、容量不同、變比和連接組別相同的三相變壓器并聯(lián)運行，則變壓器所分擔的容量之標幺值 D 。A 與短路阻抗成正比B 與短路阻抗成反比C 與短路阻抗標幺值成正比D 與短路阻抗標幺值成反比4由定子對稱三相繞組產生的 次空間諧波磁動勢，旋轉速度 D 。A 等于零 B 是基波磁場轉速的 倍C 等于基波磁場轉速 D是基波磁場轉速的 倍5要消除三相繞組中的齒諧波磁動勢，一般可以采用 C 。 A 短距繞組 B 分布繞組 C 斜槽 D 無法消除6籠型感應電動機降壓起動與直接起動時相比， A 。 A 起動電流、起動轉矩均減小 B 起動電流減小、起動轉矩增加C 起動電流、起動轉矩均增加 D 起動電流增加、起動轉矩減小7

19、三相感應電動機對稱運行時，定、轉子繞組的兩個旋轉磁場的關系為 A 。A 始終同步 B 相對定子反向 C 相對定子同向、但不同步 D 有時同步、有時失步8同步發(fā)電機并聯(lián)運行，有功功率一定，則 B 同步發(fā)電機的電樞電流最小。A 過勵時 B 正常勵磁時 C 欠勵時 D 勵磁電流最小時9凸極同步電機負載運行時，電樞繞組產生的氣隙電動勢 是由 D 產生的。 A 轉子主極磁動勢和直軸電樞磁動勢共同B 轉子主極磁動勢和交軸電樞磁動勢共同C交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同D 轉子主極磁動勢、交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢共同10汽輪發(fā)電機與水輪發(fā)電機的差別為D。A汽輪發(fā)電機轉子為凸極結構B水輪發(fā)電機轉速快C

20、汽輪發(fā)電機轉子半徑大D水輪發(fā)電機轉子體積大11單相變壓器U1N /U2N=220/110V，如果一次側接380V，則主磁通將A。A 增大為380/220倍B 不變 C增大為380/110倍D 減小12單相變壓器U1N /U2N=220/110V，一次側加220V時，空載電流為；今將一次、二次側繞組順極性串聯(lián)，外施330V電壓，則空載電流為B。A 1AB 2/3A C 1.5AD 3A13一臺三相感應電動機，其空載轉速為730轉/分鐘，則其極數(shù)2p= B 。A2B4 C6 D8四、簡答題（15分）1. 寫出變壓器的基本方程式（電壓、磁勢等）答：2. 畫出異步電機的對型等效電路、并標明各參數(shù)。答：

21、3. 畫出凸極同步發(fā)電機的相量圖（滯后功率因數(shù)時），并標明各相量、角度。五、計算（14分）1. 單相變壓器IN15.15A，U1N/U2N6600/6300V，錯50Hz，短路試驗在高壓側進行（繞組溫度已經為75）：UK=3240V、Ik=15.15A、Pk=7490W。忽略勵磁支路，假定R1= R2、X1s=X2s，求R1、X1s、R2、X2s。答：Zk=Uk/Ik=3240/15.15= 213.861 (W)Rk=Pk / Ik2 = 7490/15.152 = 32.633(W)Xk=sqr(Zk2 RK2) = sqr(213.8612-32.6332)= 211.357(W)R1=

22、 R2= Rk/2 = 32.633/2 = 16.616(W)X1s=X2s = Xk/2 = 211.357/2 = 105.678(W)k=6600/6300= 1.04762R2= R2/k2= 16.616/1.047622 =15.140(W)X2s=X2s /k2 = 105.678/1.047622 = 96.289(W)2. 一臺3相4極的繞線式感應電動機，nN=1450r/min，轉子每相電阻R2=0.012W。設負載轉矩保持為額定值不變，欲將轉速從1450r/min降低到1050r/min，求轉子回路應該串入的電阻。答：因為感應電機的電磁轉矩是 的函數(shù)，當電壓、頻率等條件

23、不變時，保持 為常數(shù)，則電磁轉矩恒定。因此讓 和s成正比變化，就可以進行恒轉矩調速：同步轉速：ns=1500rpm1450rpm時：轉差率s1=(ns-n)/ns=(1500-1450)/1500=1/301050rpm時：轉差率s2=(ns-n)/ns=(1500-1050)/1500=0.3Radd = 8R2 = 8×0.012=0.096（W）六、推導題（8分）忽略電樞繞組的電阻，推導凸極同步發(fā)電機的功角特性表達式答：不計電樞電阻時，同步電機的電磁功率為PemUIcos由凸極同步發(fā)電機的相量圖可知 ，故PemUIcos(0q) = mUI(cos0cosq +sin0sinq

24、) = mU(Iqcosq+Idsinq)由相量圖可知， 解出Id，Iq，代入式功率表達式，整理得華南理工大學電力學院電力系2005年11月 一、        判斷題（正確的打“V”，錯誤的打“X”。每題分，共25分）1.        增加支路串聯(lián)元件數(shù)可以減小直流電機的反電勢脈動。（ V）2.        直流電機的電刷隨轉子電樞一起旋轉。（ X）3. 

25、60;      直流電機應采用盡可能接近整距的繞組。（ V）4.        直流電機單波繞組的合成節(jié)距等于+1或1。（ X）5.        直流電機單波繞組的并聯(lián)支路對數(shù)等于極對數(shù)。（ X）6.        電刷放在幾何中性線上時，電樞反應只有直軸分量。（ X）7.     &

26、#160;  考慮飽和時，交軸電樞反應有助磁作用。（ X）8.        直流電機的反電勢正比于電樞繞組的電流。（ X）9.        直流電機的電刷壓降隨負載變化而有很大的變化。（ X）10.    平復勵發(fā)電機的電壓變化率比較大。（ X）11.    并勵電動機的機械特性比較軟。（ X）12.    串勵電動機在輕載時會發(fā)生飛車現(xiàn)象。（ V）13

27、.    降低勵磁時，直流電動機的速度也相應降低。（ X）14.    三相變壓器組的正序、負序、零序的激磁阻抗相等。（ V）15.    三相心式變壓器的零序激磁阻抗遠大于正序、負序激磁阻抗。（ X）16.    三相變壓器帶單相負載時，零序電流遠大于正序、負序電流。（ X）17.    三相變壓器組不應該接成Y,yn聯(lián)結來帶單相負載。（ V）18.    在感應電動機的正序、負序兩個等效電路中，激磁支路的阻抗是相

28、等的。（ V）19.    三相感應電機正常運行中，相斷線并繼續(xù)穩(wěn)定運行，則相端電壓為0。（ X）20.    同步發(fā)電機的負序等效電路類似一個轉差率為的感應電機。（ V）21.    對電機進行動態(tài)分析時，需要列寫電機的運動方程。電機的運動方程是一組相量方程。（ X）22.    從數(shù)學上講，電機中的坐標變換，往往是對一組三相的物理量，進行重新線性組合，得到一組新的物理量。（ V）23.    同步電機Park（派克）方程中，d、q軸電壓方程中

29、各有一個運動電勢，二者具有不同的正負符號。（ V）24.    感應電機動態(tài)分析時，采用M對0變換。它是將dq0變換中的d軸固定同轉子磁鏈一起旋轉，作為對軸，而將超前對軸90度電角度的軸線，作為M軸。（ X）25.    變壓器繞組所受的電磁力，同短路電流的平方成正比。（ V）二、        填空題（每空1分，共15分）1.       在列寫電機磁鏈方程時，采用電動機定則時，正向的電流產生（正）向的磁

30、鏈。2.      對于直流發(fā)電機，電刷順著轉子旋轉方向移動，電樞反應的直軸分量起（去）磁作用。3.      從大小上看，他勵直流發(fā)電機的短路電流（很大），并勵直流發(fā)電機的短路電流（?。?。4.      ABC坐標系到dq0坐標系的變換，就是把定子A、B、C三相繞組軸線上的三相物理量進行線性組合，得到固定在轉子上的d、q軸線上的物理量（外加一個0軸上的物理量）。在具體操作上，就是將A、B、C三相的物理量，投影到d軸（或軸）并相加，取其（2/3

31、）倍，作為d軸（或q軸）的物理量；將A、B、C三相的物理量直接相加，取其（1/3）倍，作為零軸物理量。5.      同步電機動態(tài)分析時，定子標幺值的三個自由選擇的物理量基準分別是（定子繞組相電壓、相電流、時間或頻率）。6.      在dq0坐標系中，列寫同步電機標幺值的動態(tài)方程時，為了使定、轉子間互感的標幺值可逆，在定、轉子容量標幺值的選擇上，應該滿足（定子繞組容量基準等于轉子繞組容量基準），用公式表示即（3IbUb=2I錯bU錯b）。7.    &#

32、160; 在同步電機動態(tài)分析中，轉子電流的標幺值往往采用所謂Xad基準，它是指：（轉子勵磁繞組中通轉子基準電流，在定子繞組中產生的互感磁鏈，恰好等于當定子繞組通大小為定子基準電流的直軸電流時，所產生的電樞反應磁鏈）。8.      無阻尼繞組的同步發(fā)電機，發(fā)生忽然三相對稱短路時，轉子勵磁繞組的電流包括：穩(wěn)定的直流分量；瞬變衰減的直流分量，其時間常數(shù)為（對d）；衰減的周期分量，其時間常數(shù)為（對a）。9.      同步電機忽然短路時，勵磁繞組具有屏蔽電樞反應磁通進入主極磁路的作用，等效于電樞反應電

33、抗的減小，這時的直軸電抗稱為（直軸瞬態(tài)電抗）。當存在直軸阻尼繞組時，阻尼繞組同樣具有屏蔽電樞反應磁通進入主極磁路的作用，因此等效的電樞反應電抗更小，同時考慮阻尼繞組和勵磁繞組作用時的直軸電抗，稱為（直軸超瞬態(tài)電抗）。10.  變壓器過電壓可分為（操作過電壓）、大氣過電壓等兩種。三、        多項選擇題（勾出正確答案，編號填入括號，共30分）1.      關于凸極同步發(fā)電機短路，正確的論述有（ABCD）。(A) 正序阻抗是固定的；(B) 不對稱短路時，負序阻抗

34、本質上是周期變化的；(C) 忽然短路電流大于穩(wěn)定短路電流；(D) 對稱短路時，電流為直軸去磁；2.      在感應電動機的正序、負序兩個等效電路中，負序等效電路中的轉差率s-同正序等效電路中的轉差率s+的關系為（AD）。(A) s->s+(B) s-+ (C) s-=s+(D) s-=2-s+3.      關于對稱分量變換、dq0、M對0、120變換，正確的說法有（AC ）。(A) 對稱分量變換前后的物理量為相量；(B) dq0變換為相量變換；(C) 對稱分量變換、120變換具有相同的

35、變換矩陣；(D) M對0變換專用于同步電機分析。4.      dq0坐標系到ABC坐標系的變換，就是先將d、q軸的物理量，投影到A相（或B相或C相）并相加，再（A），作為A相（或B相或C相）的物理量。(A) 直接加上0軸的物理量；(B) 加上0軸的物理量的1/3；(C) 加上0軸的物理量的2/3；(D) 加上0軸的物理量在該相的投影。5.      感應電機多為隱極，關于其有關電感的論述，正確的有（ABCD）。(A) 定子兩相間的互感不隨時間變化；(B) 定子自感不隨時間變化；(C) 轉子兩相

36、間的互感不隨時間變化；(D) 轉子自感不隨時間變化；(E) 定、轉子之間任何兩相的互感不隨時間變化。6.      對于凸極同步電機，關于其有關電感的論述，正確的有（ABC）。(A) 定子兩相之間的互感是時變的；(B) 定子自感是時變的；(C) 定、轉子間的互感是時變的；(D) 轉子自感是時變的；7.      轉子無阻尼繞組的同步發(fā)電機，發(fā)生忽然三相對稱短路時，關于定子短路電流各分量，正確的論述有（ABDE ）。(A) 存在穩(wěn)定的周期分量；(B) 存在瞬態(tài)衰減的周期分量，時間常數(shù)為對d；(C)

37、 存在超瞬態(tài)衰減的周期分量，時間常數(shù)對d”；(D) 存在衰減的非周期分量，時間常數(shù)為對a；(E) 存在衰減的二次諧波分量，時間常數(shù)為對a。8.      在單相變壓器空載接入電網的瞬變過程中，正確的論述有（ABC ）。(A) 主磁通、勵磁電流都經歷一個瞬變過程；(B) 主磁通由穩(wěn)態(tài)分量和瞬變分量組成(C) 根據磁鏈不能突變原則，最壞情況下，最大主磁通可達穩(wěn)態(tài)時的約倍；(D) 因電感電路的電流不能突變，最壞情況下，最大電流可達穩(wěn)態(tài)時的約倍。9.      關于變壓器空載接入電網，正確的論述有（AC

38、）。(A) 小型變壓器電阻較大，電感小，時間常數(shù)小，瞬態(tài)時間短，可直接入網；(B) 小型變壓器電阻較小，電感大，時間常數(shù)大，瞬態(tài)時間長，不可直接入網；(C) 大型變壓器電阻小，電感大，時間常數(shù)大，瞬態(tài)時間長，往往經電阻入網，后再切除電阻；(D) 大型變壓器電阻大，電感小，時間常數(shù)小，瞬態(tài)時間短，可直接入網。10.  單相變壓器空載，二次側忽然短路時，正確的論述有（ACD）。(A) 短路電流經歷一個瞬態(tài)過程；(B) 主磁通經歷一個瞬態(tài)過程；(C) 短路電流包括穩(wěn)態(tài)短路電流分量和衰減的瞬態(tài)分量兩個部分；(D) 因電感回路電流不能突變，最壞情況下，最大短路電流可達穩(wěn)定短路電流的約倍。11.  變壓器忽然短路時，對漏磁場、繞組受的電磁力，正確論述有（AC）。(A)