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电机技术复习题一.填空题（20分）1. 单相电力变压器在额定电压下运行时，其激磁电流为_波形。（尖顶）2. 变压器的变比为k，在高压侧做空载试验求得的激磁参数与在低压侧做空载试验求得的激磁参数，其欧姆值之比为_，而标么值之比为_。（k2；）3. 一台额定频率为60赫芝的电力变压器，接于50赫芝、电压为变压器56倍额定电压的电网上运行，当忽略原边漏阻抗，则此时变压器的铁心的饱和程度_；激磁电抗_；激磁电流_；铁心损耗_。（填入增大、减小或不变）（不变；减少；不变；减少）4. 变压器T型等效电路中激磁回路电阻的物理意义是_，铁心越饱和，其数值越_，它的数值可用_方法来测量。（表示铁芯损耗大小的等效电阻；小；空载试验的方法）5. 变压器的电压变化率与_有关，从运行的观点看希望电压变化率_。（变压器的短路阻抗大小、负载大小及负载性质；小一些）6. 一台变压器原边接在额定电压的电网上，副边空载电压与满载时电压之比为0.9804， 则此时变压器的电压变化率_，且负载性质为_。（-2；容性）7. 三相变压器理想并联运行的条件是：_;_;_。（变压比相同；联接组标号相同； 短路电压相等且短路电阻同短路电抗比值相等）8. 两台联结组别相同，额定电压相同的变压器并联运行，已知：1000KVA，；2500kVA，。当第一台满载时，第二台变压器输出容量为_kVA。若要求共输出2700kVA，则第一台输出容量为_kVA，第二台输出容量为_kVA。（2000；900；1800）9. 三绕组变压器的额定容量是指：_，其等效电路中的X、X和X的物理含义_（填入是或不是）漏抗，它们均为_。（三个绕组容量最大的一个绕组的容量；不是；常数）10. 一台VA的单相变压器，高压绕组为1720匝，低压绕组为430匝，短路阻抗标么值k0.05，现将其改为自耦变压器运行，若频率不变，每伏匝数不变，自耦变压器输出电压为输入电压的80， 则自耦变压器的额定容量为_VA，其中传导容量为_VA，自耦变压器的短路阻抗标么值ka_。（50； 40； 0.01）11. 变压器零序激磁阻抗的大小和零序等效电路的具体形式决定于_。（变压器铁芯的结构型式和绕组的联接方式）12. 在电力系统中，三相变压器组一般不采用_联结，这是因为_，也不采用_联结，这是因为_。（Yy；相电势波形严重畸变，危及绕组绝缘； Yyn； 带单相负载产生严重的中性点位移）13. 变压器空载合闸时产生涌流的原因是_。（磁通增加近两倍，铁心过度饱和，空载电流增加很多）14. 一台单相变压器接于50z额定电压电网，当原边电压瞬时值为_变压器发生突然短路，且经过_时突然短路电流瞬时值最大。（0；0.01秒）15. 交流电机一般采用短距、分布绕组的原因是_。（为了改善电势的波形及磁势的波形）16. 已知一台交流电机的极距为10槽，如果希望电枢绕组中不包含五次谐波电动势，那么线圈的节距应当选为_槽，在这种节距下，基波电动势的节距系数为_，而七次谐波的节距因数为_。（8；0.9511；0.5878）17. 在电机定子上相距150空间电角度放置两根导体，转子绕组通入直流励磁，当原动机拖动转子以600转分恒速旋转时，设每根导体感应的基波电动势有效值为10伏，已知电机极对数P，则导体中感应电动势的频率为_z；若将上述两根导体组成一个线圈，则此线圈感应的基波电动势有效值为_伏。（60 ；19.32）18. 星形联接的交流电机的定子绕组接于三相对称电源，当绕组内有一相断线时，产生的基波合成磁势为_磁势，该磁势可分解为：_。（脉振；两个幅值相等、转速相同、转向相反的旋转磁势）19. 三相对称绕组极对数及有效匝数一定，当接三相对称电源后产生的基波旋转磁势幅值大小由_决定， 其转向由_决定， 其转速由_决定。（三相电流的大小；三相电流的相序；三相电流的频率）20. 同步电机的电枢反应的性质决定于_；对于凸极同步电机，反映交、直轴电枢反应的参数Xaq与Xad的意义为_，数值上有Xaq_Xad，原因是_。若磁路愈饱和，则Xa数值_；电机气隙愈大，Xad数值愈_；若电枢绕组匝数增加，Xad数值将_。（内功率因数角；三相对称绕组通过单位直轴（或交轴）电流所产生的电枢反应磁通在一相绕组中感应的电势；小于；交轴气隙大于直轴气隙；愈小；愈小；增加）21. 同步发电机理想并网的条件是：_。（发电机与电网电压大小相等且波形一致； 发电机与电网电压频率相同；发电机与电网电压相位相同； 发电机与电网电压相序一致）22. 同步发电机并电网运行，要调节其发出的有功功率，则必须调节_；当只调节原动机有功输出时，发电机发出的无功功率将_；若仅调节并网发电机输出的无功输出时，可只调节_，而此时发电机发出的有功功率将_。（机原动机输入功率；改变；发电机的励磁；不变）23. 一台并网运行的同步发电机，按发电机惯例，已知原运行点的功率因数是超前的，则电机运行在_励状态，此时电机从电网吸收_性质的无功功率；若不调节原动机输出而将励磁电流单方向调大，则电机可变化到_励状态，此时电机向电网发出_无功功率。（欠；感性；过；感性）24. 同步发电机并网运行，短路比数值越_，静态稳定性越高；相同的励磁电流下，发电机轻载比满载运行静态稳定性_。（大；高）25. 一台发电机供给一台有功功率为6000kW的负载用电，负载功率因数为0.6（滞后），此时负载所需的无功功率为_kVAR；如果要将发电机的功率因数提高到0.8（滞后），则可以装设一台容量为_kVAR的调相机来实现。（8000；3500）26. 同步电机正、负、零序电抗三者数值居中的是_电抗，仅就负序电抗而言，有阻尼绕组比无阻尼绕组时的数值要_。（负序，小）27. 三相同步发电机三相突然短路与三相稳定短路的根本区别在于_。三相突然短路时，电枢电流中非周期分量起始值的大小与突然短路瞬间定、转子的相对位置_；电枢电流中周期分量的最大幅值与该位置_。（填入是否有关系）（转子绕组是否感应电势；有关；无关）28. 三相同步发电机三相突然短路电枢电流中的非周期分量衰减的原因是由于_，而周期分量衰减的原因是由于_。（电枢绕组存在电阻；阻尼和励磁绕组存在电阻）29. 同步电机直轴稳态、暂态和次暂态电抗X 、Xd和X”d 的大小关系为：_。(XXdXd”)30.异步电机与同步电机在基本工作原理上的主要差别是_。（）转子异步旋转，（）转子绕组感应电势，（）工作磁场由交流产生。31. 一台八极三相异步电机，接在50Hz的电源上，则定子基波旋转磁势的转速为_转/分，当运行在转差率=1.2时，转子的转速为_转/分.(750转、分，150转分)32. 三相异步电动机，额定电压下的起动电流为额定电流的4.5倍，则采用Y 起动时，起动电流倍数为_；若采用自耦变压器起动时，电网供给的起动电流与Y 起动时一样，则自耦变压器的变比ka=_。（ka为高压与低压之比）(1.5， 3)33一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ，如果误将低压侧接到380V上，则此时 , , , 。（增加，减少或不变）答：增大，增大，减小，增大。二、选择（20分）1. 若电源电压保持不变，变压器在空载和负载状态产生的主磁通m其值_：完全相等； 基本相同； 根本不同。2. 一台单相变压器，原边阻抗和折算后的付边阻抗相等，若此变压器在额定电压下短路（指稳态短路），此时铁芯中的磁通_。减少到近似原来磁通的1/2；略微减少一点； 略微增加一点。3. 一台单相变压器进行空载试验，在高压侧加额定电压进行测量，或低压侧加额定电压进行测量，所测得损耗_。不相等且相差较大； 折算后相等； 相等。4. 当变压器副边电流增加到额定值时，如果要保持副边电压不变，即U=0，那么副边负载阻抗的性质是_： 感性； 纯电阻； 容性。5. 一台变比K10的变压器，从低压侧做空载试验求得副边的激磁阻抗为16欧，那么，原边的激磁阻抗值是_。16； 1600； 0.16。6. 一台变压器额定频率为50赫，如果接到60赫的电源上，且额定电压的数值相等，那么此变压器铁芯中的磁通_。减少； 不变； 增加。7. 一台单相降压变压器，由于副边负载的增加，使输出电压降低很多，为使输出电压保持在额定值附近，可以在维持原边电压不变的情况下，改变原边绕组匝数来调压，这时应适当_。增加原边匝数； 减少原边匝数。8. 变压器的短路损耗_。全部为铜耗； 全部为铁耗； 主要为铜耗。9. 一台单相变压器接在一交流电源上，满载运行时的铁耗与空载运行时的铁耗相比_。相差很大； 基本相等； 完全相等。10. 一台接在电网上的电力变压器，获得最高效率的条件是_。满载； 铜耗小于铁耗； 铜耗等于铁耗； 轻载。11. 对于三相变压器，平顶波主磁通可以完全走铁心的磁路系统是_。三相芯式变压器； 三相组式变压器。12. YY联接的组式变压器，原边接额定电压而副边开路，相电势的波形为_。正弦波； 尖顶波； 平顶波。13. 变压器的正、负序等效电路中的各参数_。完全一样；基本一样；完全不一样。14. A、B两台变压器额定容量均为100kVA、额定电压和联结组均相同，A台短路阻抗标么值Zk=0.05，台短路阻抗标么值ZkB=0.06，当它们并联运行时负荷分配关系为_。SA=100kVA， SB=120kVA SA=100kVA， SB=100kVA SA=100kVA，SB=83.3kVA15. 一台变比为KA（KA为高压边额定相电压与低压边额定相电压之比）的自耦变压器的额定容量是其绕组容量的_。（1-1KA）倍； 1/（1-1KA）倍；KA倍； （KA-1）倍。16. 当采用短距绕组希望同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波电势，线圈节距应为_。（4/5）； （6/7）； （5/6）； 。17. 三相交流电机定子绕组设计成分布及短距以后，其优点主要是_： 改善了电势和磁势的波形； 可以增加基波电势和磁势。18. 三相同步发电机额定运行时，定子基波电势频率为f1 ，转子励磁产生的次空间谐波磁场在定子绕组中感应电势的频率为_。f1 ； f1 ；f1/。19. 已知一台凸极同步发电机的Id=Iq=10安，此时发电机的电枢电流为_。10安； 20安； 14.14安。20. 凸极同步发电机附加电磁功率产生的原因是_。交轴无励磁绕组； 交轴上的磁阻比直轴上的磁阻大； 直轴上的磁阻比交轴磁阻大。21. 同步发电机短路特性是一条直线的原因是_。励磁电流较小磁路不饱和；电枢反应去磁作用使磁路不饱和； 短路时电机等效电路参数为一恒定电阻。22. 为使同步发电机具有较大的过载能力以提高静态稳定性，希望其短路比_：较大； 较小。23. 设一台隐极同步发电机的电枢电流I落后于空载电势E030时间相位角，则电枢反应磁场与转子励磁磁场轴线间的空间相位角为_。30； 60；120； 90。24. 同步发电机带感性负载单机运行，端电压要比相同励磁电流下的空载电压低，这是因为_： 饱和的影响； 有电枢反应去磁作用和漏阻抗的存在；功角增大了； 有电阻压降。25. 同步发电机电枢反应电抗不饱和值与_。气隙大小成反比；定子匝数成正比；定子电流成反比。26. 同步电机要实现机电能量转换，必须_。有直轴电枢磁势； 有交轴电枢磁势； 既有直轴电枢磁势，又有交轴电枢磁势。27. 一发电厂供给一远距离用户用电，为改善功率因数添置一台调相机，此机应装在_：发电厂内； 用户附近。28. 三相同步电动机运行在过励状态时，从电网吸收_。感性电流； 容性电流； 纯有功电流。29. 一台与无限大电网并联运行的同步发电机，其功率因数cos是由_。系统中的负载性质决定； 电机的参数决定； 调节发电机的励磁或有功决定；输出电流的大小决定。30. 要提高并联在电网上运行的发电机静态稳定性，可以_： 增加励磁电流，增加原动机输入功率； 减少励磁电流，减少原动机输入功率； 增加励磁电流，减少原动机输入功率； 减少励磁电流，增加原动机输入功率。31. 三相同步发电机在与电网并联时，必须满足一些条件，但首先必须绝对满足的条件是_： 电压相等； 频率相等； 相序相同。32. 一台并联于无限大电网的同步发电机运行于过励状态， 若保持有功输出不变而逐渐减少励磁电流，直到接近临界稳定运行点，在调节过程中电枢电流_： 一直增大； 一直减小； 先增大后减小； 先减小后增大。33. 三相同步发电机突然短路，定子电流非周期分量衰减时间常数_： 由定子电阻和其等值电抗确定； 由励磁绕组电阻和其等值电抗确定； 由阻尼绕组电阻和其等值电抗确定。34. 同步发电机直轴超瞬变电抗很小的原因是_： 磁路不饱和； 电枢反应磁通经过励磁绕组和阻尼绕组的漏磁路径结果增加了磁通所经路径的磁阻；电枢反应磁通经过励磁绕组和阻尼绕组的漏磁路径结果减少了磁通所经路径的磁阻。三、简答（30分）1变压器是根据什么原理制成的2能否用来变换直流电压?答；变压器是根据电磁感应原理制成的，只有在原绕组通入交变电流，产生交变磁通，才能使原、副绕组产生感应电势,起到变压、变流的作用。如果在原绕组通入直流电流,则不能产生感应电势，因此也不能变换电压。2有人认为，使用变压器只要保证匝数就行了，例如一台220110V的变压器也可以用在380190v的场所里，对吗? 答：不对。因变压器铁芯的磁感应强度B设计在接近饱和处，如果将外加电压增加很多，由于B已饱和，这将位原绕组的激磁电流大大增加，或者熔断保险丝，或者烧坏绕组。3变压器的输入阻抗与输出阻抗有何不同意义? 答：变压器的输入阻抗是从原绕组看进去的入端阻抗，它等于 式中Zf2负载阻抗。变压器的输出阻抗是从副绕组的输出端看进去，变压器相当于一个等效电源，输出阻抗为等效电源内阻抗。 4自满变压器有什么主要特点?它和普通双绕组变压器相比有什么相同之处和不同之处? 答：自耦变压器的结构特点主要是只有一个线圈，它和普通双线圈变压器相比，都是根据电磁感应原理制成的，不同点是自耦变压器的输出功率中，除了根据电磁感应传递的功率外，还有直接传导的电功率，而普通变压器原、副绕组无电的联系，故没有直接传导的功率。5变压器在运行中有哪些常见不正常的状态?答：变压器常见的不正常状态有以下几个方面：(1)变压器内部声音很大，且不均匀，有爆裂的声音。(2)在正常的负荷和冷却条件下，变压器的温度不断上升。(3)油箱漏油，或油变质。(4)套管破裂，脱落或有放电痕迹。(5)绕组的绝缘电阻太低。油的耐压不合格。(6)变压器的保险丝熔断。6简述三相异步电动机的结构，它的主要磁路包括哪几部分？和哪些电路相耦合？ 答：三相异步电动机分定子和转子两大部分，定于由定子铁芯和三相定子绕组组成，并装在机壳内；转子由转子铁芯和转子绕组组成，装在转抽上。根据转子绕组的结构不同又分成鼠笼式转子和绕线式转子两种，鼠笼式转子绕组是由许多平行的鼠笼条和两个短路环组成，它们自成闭合电路，绕线式转子绕组是和定子绕组一样的三相绕组，一般接成Y形，然后将三根引线通过轴上的三个滑环和三组固定不动的电刷引至外电路的变阻器上。 主磁通经过的磁路是：定子铁芯-气隙-转子铁芯-气隙-定子铁芯，构成闭合磁路。主磁通与定子、转子两个电路相藕合。 7为什么异步电动机的定、转子铁芯要用导磁性能良好的硅钢片制成？而且空气隙必须很小？ 答：为了减少磁滞涡流损失，定、转子铁芯都用导磁性能良好的硅钢片叠成。气隙大，磁阻大，产生一定的磁通所需的激磁电流大，因此气隙必须很小。8如果将绕线式三相异步电动机的定子绕组短接，在三相转子绕组中通入三相对称电流、产生的转子旋转磁场顺时针方向旋转，问这时转子能否转动?转向如何? 答：按题中的方法接线时，电动机能够传动，因为转子通三相交流电流后产生旋转磁场，切割定子绕组，使定子绕组产生感应电势，由于定子绕组被短接，将有感应电流流过，旋转磁场对带电流的定子导体有作用力，但因定子不能转动，所以只能使转子受相反方向的力而转动，即转子转动的方向与旋转磁场的转向相反，为逆时针方向，这样工作的电动机。电刷与滑环必须始终接触，长期磨损，是不许可的。按正常接法的绕线式电动机，电刷与滑环只有在起动时接触，起动后，转子绕组被短接，可将电刷提起，以减少磨损。 9绕线式电动机转子电路开路时，电动机能否转动? 答：不能转动，因转子开路时，只有转子电势而无转子电流通过，不能产生旋转力矩。10异步电动机运行时为什么必须有转差率?异步电动机转差率的范围是多少? 答：因为异步电动机是单边激磁，转子电流是感应电流，如果转差率s0，也就是转子的转速n等于同步转速n1，转子与旋转磁场之间无相对运动，转子导体不被切割，不能产生感应电流，因而也不能产生旋转力矩。所以异步电动机必须有转差率。异步电机作为电动机运行时，转差率的范围是0s1。11凸极式和隐极式电机的气隙有何不同特点? 答：凸极式电机的气隙不均匀，转子极掌部分的气隙较小，磁阻较小，在两个磁极之间部分的气隙较大，磁阻较大；隐极式电机的气隙是均匀的，所以在转子四周的磁阻也相等。12同步电机中的同步转矩是如何产生的?它和异步电机中的异步转矩有何本质区别?如因为某种原因使同步电机的转子转速暂时低于同步转速，问是否会有异步转矩产生? 答：同步电机中的同步转矩是靠气隙巾中定子和转子两个旋转磁场之间的相互吸、斥作用产生的；异步电机中的异步转矩是靠转子的感应电流与定子旋转磁场的相互作用而产生的。如果同步电机暂时以异步转速旋转，转子上的激磁绕组被切割产生感应电流，将有异步转矩产生。13同步发电机的端电压、频率和功率因数如何调节?答；改变直流激磁电流，可以调节输出端电压；改变转速可以调节频率；当同步发电机与电网并联运行时，调节激磁电流，可以调节其输出无功功率，也就调节了功率因数。14为什么异步电动机空载功率因数很低?而同步电机的空载功率因数可以很高? 答：因为异步电动机的空载电流主要用来激磁，它滞后于电压的角度较大，有功成少，无功成份多，故空载功率因数很低；同步电动机的功率因数可以用直流激磁电流来调节，如果空载时将激磁电流调为正常激磁，其功率因数可能等于1。15如果将一台绕线式异步电动机，在其转子上的三个滑环中任意两个滑环接于直流电源，是否可以变成同步电动机运行? 答：可以。因为绕线式电动机的定子与同步电动机的定子相同，如果在转子绕组中通以直流电流，便在转子上形成直流磁极。由于绕线式电动机的转子磁极数与定子旋转磁场的极数是相等的，气隙中间样有两个(电气的和机械的)旋转磁场产生。因此可以产生同步转矩而旋转。16.三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降，对电机的同步转速，转子转速，主磁通，功率因数，电磁转矩有何影响？答 同步转速不变；转子转速下降；主磁通下降；功率因数下降；电磁转矩不变17. 感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度 切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？ 答 定子电流的频率为，转子电流的频率为，定子磁动势以速度切割定子，以（）速度即速度切割转子；转子磁动势也以速度切割定子，以速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。18. 普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩并不大？答 起动时，旋转磁场以同步速度切割转子，在短路的转子绕组中感应很大的电动势和电流，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；起动时，很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于，当、时，使转子功率因数角接近，很小，并不大；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势减小，与之成正比的也减小。起动时，减小，并不大，使得起动转矩并不大。19.同步发电机电枢反应性质由什么决定? 答 电枢磁动势的基波与励磁磁动势同转速、同转向，在空间上始终保持相对静止的关系，但电枢反应的性质取决于这两个磁动势幅值的相对位置，而这一位置与励磁电动势和电枢电流之间的相位差，即角度有关，角由决定于负载的性质。当与同相时，电枢反应为交轴电枢反应，交轴电枢反应使气隙合成磁场幅值增加，而其轴线从主极轴线逆转子转向后移一个锐角。当滞后时，电枢反应为直轴电枢反应，其性质完全是去磁的。当超前时，也为直轴电枢反应，其性质完全是助磁的。一般情况下，此时的电枢反应兼有直轴去磁作用和交磁作用。20. 一台Y/连接的三相变压器，原边加对称正弦额定电压，作空载运行，试分析：（1） 原边电流、副边相电流和线电流中有无三次谐波成分？（2） 主磁通及原副边相电势中有无三次谐波成分？原方相电压及副方相电压和线电压中有无三次谐波成分？答：（1）由于原方Y接，三次谐波电流无通路。所以原边电流没有三次谐波成分。 副边三角形接，相电流中有三次谐波成分，而线电流中没有三次谐波成分。（2）主磁通中有三次谐波，原副方相电势中也有三次谐波成分。原方的相电压中有三次谐波成分，副边相电压及原副方线电压中均无三次谐波成分。四、计算作图（30分）1三相变压器一、二次侧按图连接，试绘出它们的线电动势相量图，判断其连接组别。2根据下列变压器的连接组别给出其接线图：（1）Y，y6；（2）Y，d3；（3）D，y11（4）Y，y2；3书例7-2（114页）4一台三相电力变压器的额定容量，额定电压为，联接，已知每相短路电阻，短路电抗，该变压器原边接额定电压，副边接三相对称Y接负载，每相负载阻抗。计算：(1) 变压器原、副边电流（电压电流没有特别指出为相值时，均为线值）；(2) 副边电压；(3) 输入及输出的有功功率和无功功率；(4) 效率。解(1) 原、副边电流变比负载阻抗忽略，采用简化等值电路计算。从原边看进去每相总阻抗原边电流副边电流(2) 副边电压(3) 输入及输出功率原边功率因数角原边功率因数输入有功功率输入无功功率(落后)副边功率因数输出有功功率输出无功功率(4) 效率5有一台双绕组变压器额定容量10千伏安，额定电压230/2300伏。今将高压绕组和低压绕组串连起来组成一个自耦变压器使变比尽量接近1，并将自耦变压器高压边接到2300伏交流电源。试求：（1） 自耦变压器开路时副边电压；（2） 自耦变压器的额定容量、传导容量和电磁容量。解 （1）当双绕组串联成自耦变压器时有两种可能的变比为：所以取尽量接近1。因此自耦变压器开路时的副边电压为（3） 决定自耦变压器容量，实质上就是求其电流。如图57示：当向下流时，公共绕组中电流I的实际方向为向上流，大小就是双绕组变压器低压230伏绕组的额定电流。I的大小就是双绕组变压器高压2300伏绕组的额定电流。的大小就是加I之和，即。自耦变压器的额定容量 自耦变压器的传导容量自耦变压器的电磁容量 6 一台三相异步电动机，定子采用双层分布距绕组。已知定子总槽数Z36，极对数p3，线圈节距y5个槽，每个线圈串联的匝数W20，并联支路数a1，