《电机学》试卷（A1）
班级 姓名 座号 得分 一、填空题（总共40分）
1（3分）、四极交流电动机电枢有36槽，则槽矩角大小应为 40 （电角度），每极每相槽数q= 3 槽，极距τ= 9 槽。
2（2分）、单层绕组的特点 ；根据端线连接不同，单层绕组可分为 链式 、 交叉式 、 同心式 三种绕组型式。
3（5分）、三相对称绕组通入三相对称电流iA=2Isinωt，iB=2Isin（ωt+120?），iC=2Isin（ωt-120?），合成磁动势的性质是 ，转向是从 的绕组轴线转向 转向。若f=
?=50Hz,2?电机是六极的，磁动势转速n1= r/min , ωt=120o瞬间，磁动势最大幅值在 轴线处。
4、（2分）、水轮发电机的转速低、极数多，转子采用 结构；汽轮发电机的转速高、极数少，转子采用 结构。
5（3分）、同步电机电枢反应的性质取决于负载电流的大小和 ，当I滞后EO900（ψ=900）时，产生 电枢反应，对磁极磁动势起 作用。
6（2分）、同步发电机投入电网并联运行，若要改变同步发电机输出的有功功率应调节 ，若要改变同步发电机输出的无功功率应调节 。
7（3分）、同步发电机对称运行时的主要变量有 、 、 三种。
8（2分）、同步发电机带感性负载运行时，端电压随负载电流增大而 ， 其原因是 。
9（3分）、三相感应电动机电磁转矩Tem与电压U1的关系是 , 三相感应电动机转子回路电阻增大时，最大电磁转矩 （不变、增大、减小），起动转矩 （不变、增大、减小）。
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10（4分）、一台四极感应电动机，PN=28KW，UN=380V，COSФN=0.88， ηN=90%，定子为Δ接法，则额定电流I1N= A，；直接起动时，起动电流IstΔ=6I1N，则Y--Δ起动时，起动电流IstY= A。
11（4分）、一台50Hz，八极三相感应电动机，额定转差率SN=0.04，则额定转速nN= 转/分；若n=700转/分，则电动机处于 运行状态。
12（2分）、改变电容分相式单相感应电机转动方向的方法： 和 。
13（2分）、同步调相机的实质是空载运行的 ，过激励时将向电网输送 无功功率。
14（4分）感应电动机的调速方法有 、 和 三种。
二、计算题（共60分）
1（14分）、一台三相八极感应电动机，PN=260KW，UN=380V，f=50Hz，
nN=722转/分，过载倍数KM=2.13，试求：①同步转速n1；②额定转矩TN和最大转矩Tmax；③产生最大转矩的转差率Sm；④当转差率S=0.02时的电磁转矩Tem?
2、一台三相六极感应电机，50Hz，当定子绕组加额定电压，转子绕组开路时的每相感应电动势为110V。设电机额定运行时的转速nN?960r/min，转子转向与旋转磁场相同，问：（1）此时电动机运行在什么状态？（2）此时转子每相电势E2s为多少？（忽略定子漏阻抗压降影响）。（3）转子参数
R2?0.1?，?2S?0.5?，额定运行时转子电流I2是多少？
3（10分）、一台凸极式同步发电机，PN=72500KW，UN=10.5KV，Y接法，，已知?d=1，?q=0.554，Ra?0，试求在额定负载下运COS?N?0.8（滞后）
行时发电机的?、Id、Iq及E0为多少？
4（14分）、一台并联于电网的汽轮发电机，其额定数据为：SN=31250kVA，UN=10500V，COSФN=0.8（滞后），绕组Y接。若Ra=0，χt=7Ω，试求：①发
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?
?电机额定运行时的功率角θN，电磁功率PemN及静态过载能力kM；②发电机输出的有功功率不变，若将励磁电流加大10%，其θ、Pem、COSФ和I将变为多少？
5、（12分）某工厂变电所变压器容量为2000kVA，该厂电力设备消耗的总功率为1200kW，COSФ=0.65（滞后）。由于生产发展，欲新添一台400 kW，COSФ=0.8（超前），ηN=95%的同步电动机，问当电动机处于额定运行状态时，全厂的功率因数为多少？变压器过载否？
标准答案
一、填空题
ZZP?3600?（槽）；3???（槽）9?200；q?1、?? 2mP2PZ2、每槽只有一个线圈边，线圈数等于槽数一半；链式绕组、交叉式绕组、同心式绕组。
3、圆形旋转磁动势，电流超前相，电流滞后相，1000，B相绕组。
4、凸极，隐极。 5、性质，直轴，去磁。
6、原动机的输入功率，励磁电流。
7、电枢端电压U，电枢电流I，励磁电流If，功率因数。 8、降低，电枢反应起去磁作用和电枢绕组压降。 9、与U1平方成，不变，增大。 10、I1N?PN3UNCOS?N?N?280003?380?0.88?0.9?43.5(A)
IstY=Ist△/3=6I1N/3=43.532=87（A）
11、nN=（1－SN）n1=（1－0.04）3750=720（转/分）
S=(n1－n)/n1=（750－700）/750=0.067 电动机运行状态。 12、将电容改串接另一绕组，将任一绕组的首末端对调连接。 13、电动机，感性。
14、变极调速，变频调速，改变转差率调速
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二、计算题
1、解：① nN=722转/分，则n1=750转/分或n1=60f/p=60350÷4=750转/分
② TN=9550PN/ nN=95503260/722=3439（N2m） Tmax=kmTN=2.1333439=7325.2（N2m） ③ SN=（n1－nN）/n1=(750－722)/750=0.0373
Sm=SN（km＋√km2－1）=0.0373（2.13＋√2.132－1）=0.15
④ Tem=2Tmax/（Sm/S＋S/Sm）=237325.2（7.5＋0.133）
=1919.4（N2m） 2、解（1）n1?60f160?50??1000(r/min) P3n1?n1000?960??0.04 0＜S＜1电动机运行状态 n1000 S?（2）E2S?SE2?0.04?110?4.4 （3）I2?E2SR?(S?2?)22?4.40.1?(0.5?0.04)22?43.2(A)
3、解：COS?N?0.8 ?N?36.870
IN?PN3UNcos?n?4983(A)?
?1?0.554?1?0.6?1.44251?0.8tg??tg(???)?I??q?U?sin?U?cos???55.270Id?Isin??4983?sin55.290?4093.3(A)Iq?Icos??4983?cos55.290?2838.9(A)E0?U?cos(???)?I??dsin??1?cos(55.270?36.870)?1?sin55.270?1.7705??
E0?E0?UN?1.7705?10.5?103?18.59(KV)(线电动势)
4、解（1）UP?UN36062.2(V)
? 4
IN?SN3UN?1718.3A
?N?arccos0.8?36.870
ψ=θN＋ФN=arctg（IN2xt＋U2SinФN）/（U2COSФN） = arctg（1718.337＋6062.230.6）/（6062.230.8）=72.80
θ
N=ψ
－ФN=72.80－36.870=35.930
PemN=SN COSФN=3125030.8=25000（kW） kM=1/SinθN=1/Sin35.930=1.7
② 输出有功功率不变 Pem= PemN=25000（kW） EO SinθN=1.1 EO Sinθ
θ= Sin-1（EO SinθN/1.1 EO）= Sin-1（Sin35.930/1.1）32.240
E0?(Ucos?N)2?(I?t?Usin?N)2?16399V
í/= (è/O－U)/jxt=(1.1316399∠32.240－6062.2)/j7=1901∠-43.70(A) I/=1910A
COSФ=COS43.70=0.723
5、解：电力设备从电源吸收的有功功率为 P1=1200kW
电力设备从电源吸收的无功功率为
Q1=P1SinФ/COSФ=12003√1－0.652÷0.65=1403kVar
同步电动机从电源吸收的有功功率为 P2=PN/ηN=400÷0.95=421
Kw
同步电动机从电源吸收的无功功率为 Q2= - P1SinФ2/COSФ2=-42130.6÷0.8=-315.8 kVar
电源提供的总有功功率 P=P1+P2=1200+421=1621kW
电源提供的总无功功率Q=Q1+Q2=1403－315.8=1087.2 kVar 电源的视在功功率 S=√P2＋Q2=√16212＋1087.22=1951.8kVA COSФ=P/S=1621÷1951.8=0.831（滞后） S=1951.8kVA＜2000 kVA，变压器没有过载。
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