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1、四川大學(xué)期考試試題（閉卷）（20 05 20 06 學(xué)年第 2 學(xué)期）課程號(hào)：課序號(hào)： 課程名稱： 電機(jī)學(xué)任課教師：曾成碧成績：適用專業(yè)年級(jí)： 電氣03創(chuàng)新 學(xué)生人數(shù)：24 印題份數(shù)：28 學(xué)號(hào)：姓名：考試須知四川大學(xué)學(xué)生參加由學(xué)校組織或由學(xué)校承辦的各級(jí)各類考試，必須嚴(yán)格執(zhí)行四川大學(xué)考試工作 管理辦法和四川大學(xué)考場規(guī)則。有考試違紀(jì)作弊行為的，一律按照四川大學(xué)學(xué)生考試違紀(jì)作弊處罰條例進(jìn)行處理。四川大學(xué)各級(jí)各類考試的監(jiān)考人員，必須嚴(yán)格執(zhí)行四川大學(xué)考試工作管理辦法、四川大學(xué)考場規(guī)則和四川大學(xué)監(jiān)考人員職責(zé)。有違反學(xué)校有關(guān)規(guī)定的，嚴(yán)格按照四川大學(xué)教學(xué)事故認(rèn)定及處理辦法進(jìn)行處理。一、填空：（31分）1、

2、一臺(tái)額定頻率為 50Hz的電力變壓器接于 60Hz，電壓為此變壓器的 6/5倍額定電壓的電網(wǎng)上運(yùn)行， 此時(shí)變壓器磁路飽和程度，勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電抗，漏電抗。2、三相變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件是（1），（2），（ 3）。3、 為使電壓波形不發(fā)生畸變，三相變壓器應(yīng)使一側(cè)繞組。4、 單相繞組的基波磁勢是 ，它可以分解成大小 ，轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)速的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢。5、 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率s=，此時(shí)轉(zhuǎn)子電流12的值 ， cos 2 ,主磁通比，正常運(yùn)行時(shí)要，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。6、 當(dāng)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組接于 50HZ的電源上作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)， 定子電流的頻率為 ，定子繞組感應(yīng)電勢的頻率為，如轉(zhuǎn)差率為s,此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組

3、感應(yīng)電勢的頻率，轉(zhuǎn)子電流的頻率為 。5、 同步電機(jī)的功角 3有雙重含義，一是和之間的夾角；二是和空間夾角。6、 當(dāng)一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的短路比大時(shí)，其同步電抗Xd，短路電流Ik，電壓變化率，過載能力 。7、 同步發(fā)電機(jī)在過勵(lì)時(shí)從電網(wǎng)吸收 ，產(chǎn)生 電樞反應(yīng)；同步發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)時(shí)向電網(wǎng)輸出.，產(chǎn)生 電樞反應(yīng)。二、問答題：（53分）1、變壓器在制造時(shí)，一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計(jì)時(shí)少，試分析對變壓器鐵心飽和程度、激磁電流、激磁電抗、鐵損、變比等有何影響？（ 5分）2、 為了得到正弦形的感應(yīng)電勢，當(dāng)鐵芯飽和和不飽和時(shí)，空載電流各呈什么波形，為什么？（ 6分）3、交流發(fā)電機(jī)定子電樞繞組相電勢的頻率、波形和大小與哪些因

4、素有關(guān)？這些因素中哪些是由構(gòu)造決定的，哪些是由運(yùn)行條件決定的？（ 6分）注：1 試題字跡務(wù)必清晰，書寫工整。本題頁，本頁為第頁2題間不留空，一般應(yīng)題卷分開。教務(wù)處試題編號(hào)：3 務(wù)必用A4紙打印。學(xué)號(hào):姓名:4、臺(tái)50Hz的交流電機(jī)，今通入 60Hz的三相對稱交流電流，設(shè)電流大小不變，問此時(shí)基波合成磁動(dòng)勢的幅值大小、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向?qū)⑷绾巫兓浚?6分）5、 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行，若電源電壓下降過多，會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？如果電源電壓下降20%，對最大轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電流、氣隙磁通、轉(zhuǎn)差率有何影響（設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變）？（ 9分）6、畫出三相異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的等效電路圖，說明圖中個(gè)參數(shù)的意義，異步電

5、動(dòng)機(jī)在輕載和機(jī)械負(fù)載增加時(shí)，圖中什么參數(shù)發(fā)生變化？怎樣變？若機(jī)械負(fù)載過大，致使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，等效電路中那 個(gè)參數(shù)怎樣變？對應(yīng)等效電路中那部分功率等于多少？（ 8分）7、 叫同步電機(jī)的電樞反應(yīng)？電樞反應(yīng)的性質(zhì)有哪些？電樞反應(yīng)的性質(zhì)由什么決定？（6分）8無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)調(diào)節(jié)有功功率輸出時(shí)，如果要保持無功功率輸出不變，問 此時(shí)此刻功角3和激磁電流如何變化，定子電流和空載電勢又如何變化，用同一相量圖畫出變化前、 后的相量圖。（7分）三、計(jì)算題：（16分）1. 一臺(tái)JQ2-52-6異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓 380伏，定子三角形接法，頻率 50HZ，額定功率7.5KW , 額定轉(zhuǎn)速960r/m

6、in，額定負(fù)載時(shí)cos i=o.824,定子銅耗474W，鐵耗231W，機(jī)械損耗45W，附加損 耗37.5W，試計(jì)算額定負(fù)載時(shí)，（1 ）轉(zhuǎn)差率；（2）轉(zhuǎn)子電流的頻率；（3）轉(zhuǎn)子銅耗；（4）效率；（5）定 子電流。（10分）2、 有一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)運(yùn)行，額定負(fù)載時(shí)功角:n =20°,現(xiàn)因電網(wǎng)發(fā)生故障，電壓下降為原來的60%，試問：為使3角不超過25°，那么應(yīng)增加激磁電流，使發(fā)電機(jī)的 E。上升為原來的多少 倍（假定故障前后發(fā)電機(jī)輸出的有功功率不變）？ （6分）本題頁，本頁為第頁教務(wù)處試題編號(hào)：參考答案：一、填空題：1、答：飽和程度不變，勵(lì)磁電流不變，勵(lì)磁電抗增大，

7、漏電抗增大。2、 答：（1）空載時(shí)并聯(lián)的變壓器之間無環(huán)流；（2）負(fù)載時(shí)能按照各臺(tái)變壓器的容量合理地分擔(dān)負(fù)載;（3）負(fù)載時(shí)各變壓器分擔(dān)的電流應(yīng)為同相。3、答：采用d接。4、答：脈振磁勢，相等，相反，相等。5、答：1，很大，很小，小一些，不大。6、答：50 Hz， 50Hz， 50sHz， 50sHz7、答：主極軸線，氣隙合成磁場軸線，勵(lì)磁電動(dòng)勢，電壓8、答：小，大，小，強(qiáng)7、答 感性無功功率，直軸去磁，容性無功功率，直軸增磁二、問答題：Ui1、答：根據(jù) 6 ：、巳=4.44fNm可知，G m1，因此，一次繞組匝數(shù)減少，主磁通4.44fN!Gm將 增加，磁密Bm m，因A不變，Bm將隨門m的增加而

8、增加，鐵心飽和程度增加，磁導(dǎo)率JFe Al下降。因?yàn)榇抛鑂m，所以磁阻增大。根據(jù)磁路歐姆定律I0N1 ="mRm，當(dāng)線圈匝數(shù)減少時(shí)，勵(lì)磁電流增大。又由于鐵心損耗 pFe二Bm f 13，所以鐵心損耗增加。勵(lì)磁阻抗減小，原因如下：電感L叫N"°m -i0 i 0. 2 2N N。=山，激磁電抗xm =.Lm =2：f吐，因?yàn)榇抛鑂m增大，匝數(shù)N1減i0 RmRmRm少，所以激磁電抗減小。設(shè)減少匝數(shù)前后匝數(shù)分別為N1、N1 ,磁通分別為門m、門m ,磁密分別為Bm、Bm，電流分別為I0、I0，磁阻分別為Rm、Rm，鐵心損耗分別為PFe、PFe。根據(jù)以上討論再設(shè)：Jm

9、=k/Jm(k11)，同理，Bm*Bm(k11)，Rm*2Rm(k21)，汕=ks N1 *3 ： 1)，I0 JmRN1k/Jmk2Rm kjk2k3N1-BBm故rm ”：rm，顯然，勵(lì)磁電阻減小。 變比將減小。不是磁阻Rm），所以pFepFek32 'I°rm2 ，I 0 rm勵(lì)磁阻抗又由于PFe尤Bm f 1.3，且PFe = 10喀（扁是勵(lì)磁電阻,.2詠花 匕=2，k3mZm =扁jXm ,kJm =1，因 k21，k3 ：1，k3 rm它將隨著rm和Xm的減小而減小。曰是，2、答：鐵心不飽和時(shí)，空載電流、電動(dòng)勢和主磁通均成正比，若想得到正弦波電動(dòng)勢，空載電流應(yīng)為

10、正弦波；鐵心飽和時(shí)，空載電流與主磁通成非線性關(guān)系（見磁化曲線），電動(dòng)勢和主磁通成正比關(guān)系,若想得到正弦波電動(dòng)勢，空載電流應(yīng)為尖頂波。3、答：（1）頻率：頻率f =pn60頻率f與磁極對數(shù)p和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n有關(guān)，p是由構(gòu)造決定，n是由運(yùn)行條件決定。(2)波形：波形與電機(jī)氣隙磁通密度沿氣隙圓周分布的波形有關(guān)，它由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定。(3)大小： = 4.44fNk>1與繞組結(jié)構(gòu)(是短距還是整距繞組，是分布還是集中繞組)、繞組串聯(lián)匝數(shù)有關(guān)，由構(gòu)造決定；與頻率、每極下磁通量有關(guān)，由運(yùn)行條件決定。504、答： 本題題意為頻率增加(增加 60 =1.2倍)由f , =1.35坐巴I 和ni = 60丄知，

11、基波合成磁動(dòng)勢幅值大小及轉(zhuǎn)向與頻率無關(guān)。而轉(zhuǎn)速ni與頻PP率成正比，故轉(zhuǎn)速增加 1.2倍。5、答 最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比。如果電源電壓下降過多，當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降到小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。當(dāng)最大轉(zhuǎn)矩下降到小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，原來運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)將停轉(zhuǎn)。電源電壓下降20%，則最大轉(zhuǎn)矩下降到原來的 64%，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也下降到原來的 64%。磁通 下降到原來的20%，不考慮飽和的影響時(shí)， 空載電流下降到原來的 20%。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況 下，12 cos 2上升25%，定子電流相應(yīng)上升，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有所降低，s增大，Sm不變。6、 7、 答：空載時(shí)定子無電流，同步電機(jī)僅有一個(gè)以 ni旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)

12、子勵(lì)磁磁場，在定子中感應(yīng)三 相對稱電勢，稱勵(lì)磁電勢。而當(dāng)定子有負(fù)載，定子有電流產(chǎn)生電樞磁勢。電機(jī)氣隙中的磁 勢由電樞磁勢及電樞磁勢合成建立。 電樞磁勢對電樞磁勢的影響稱為電樞反應(yīng)； 電樞反應(yīng) 的性質(zhì)有助磁、去磁和交磁；電樞反應(yīng)的性質(zhì)由負(fù)載的性質(zhì)決定。8、答：功角3增大，勵(lì)磁電流If增加，定子電流和空載電動(dòng)勢增大E0 >曰I '>1、計(jì)算題:解：(1)60 f1(2)-n1000 - 9601000f2 = sf1 = 0.04 50 = 2Hz(3)P 嚴(yán) P2 pPad 二 7500 37.5 45 二 7582.5WPcu2= 315.94W1 -s -(4)p = P°+ Pcu2 + Pcu1 + pFe= 7582.5 315.9447423