全国2012年4月自学考试电机学试题

课程代码：02271

一、单项选择题(本大题共18小题，每小题1分，共18分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.一台变压器原设计的频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，当额定电压不变时，铁芯中的磁通将
A.增大                                   B.不变
C.减小                                   D.为零不能运行
2.联接组别号不同的变压器不能并联运行是因为
A.电压变化率太大                         B.空载环流太大
C.负载时激磁电流太大                     D.不同联接组别号的变压器变比不同
3.三相组式变压器的零序励磁阻抗Z_m⁰与正序励磁阻抗Z_m之间的关系为
A.Z_m=Z_m⁰                                  B. Z_m>Z_m⁰
C.Z_m<Z_m⁰                                  D. Z_m≈Z_m⁰
4.对降压自耦变压器来说，变比越大则
A.传导容量越大                           B.传导容量越小
C.电磁容量越小                           D.电磁容量不变
5.变压器合闸最不利情况下，电流最大值出现在合闸后
A.半个周期                               B.一个周期
C.两个周期                               D.合闸瞬时
6.三相对称交流绕组中通过的三相电流不对称，那么此三相绕组产生的磁动势为
A.圆形旋转磁动势                         B.椭圆形旋转磁动势
C.脉振磁动势                             D.恒定幅值的磁动势
7.三相异步电动机定子绕组做成分布短距绕组后，虽然感应电动势的基波分量有所减小，但是它带来的优点主要是
A.改善磁动势、电动势波形                 B.增加了某次波电动势
C.增加电机额定转速                       D.减小电机额定转速
8.一台三相异步电动机运行在s=0.025，此时通过气隙传递的功率有
A.25%是转子铜耗                          B.97.5%是转子铜耗
C.97.5%是输出功率                        D.97.5%是电磁功率
9.三相异步电动机气隙增大，其它条件不变，则空载电流
A.增大                                   B.减小
C.不变                                   D.不能确定
10.异步电动机的功率因数
A.总是超前的                             B.总是滞后的
C.负载大时超前，负载小时滞后             D.负载小时超前，负载大时滞后
11.三相异步电动机等效电路中的附加电阻上所消耗的功率应等于
A.输出功率P₂                             B.输入功率P₁
C.电磁功率P_em                            D.总机械功率P_mec
12.利用同步发电机空载不饱和特性曲线和三相短路特性曲线可以求取
A.同步电抗饱和值                         B.同步电抗不饱和值
C.漏抗                                   D.保梯电抗
13.调相机运行于欠励状态时，对于带感性负载的电网来说
A.功率因数变坏
B.功率因数不变
C.功率因数变好
D.负载大时功率因数变好，负载小时功率因数变坏
14.同步电机中的参数表示为
A.直轴次暂态电抗                         B.直轴同步电抗
C.直轴漏抗                               D.直轴电枢反应电抗
15.三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条件是
A.相序相同                               B.电压相等
C.频率相等                               D.励磁方式相同
16.同步发电机三相突然短路时，定子短路电流的次暂态分量衰减是由于
A.阻尼绕组有电阻                         B.励磁绕组有电阻
C.电枢绕组有电阻                         D.励磁和电枢绕组电阻共同作用结果
17.直流电机作发电机运行时
A.E_a<U，T_em与n方向相反                   B.E_a<U，T_em与n方向相同
C.E_a>U，T_em与n方向相反                   D.E_a>U，T_em与n方向相同
18.直流并励电动机起动时，起动电阻应置于
A.零位置                                 B.中间位置
C.最大位置                               D.任意位置
二、填空题（本大题共18小题，每小题1分，共18分）
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
19.并励直流电动机调速时，在电枢回路中增大调节电阻可以使转速______。
20.变压器负载电流越大，二次侧端电压越高，则变压器负载性质应为______。
21.变压器做空载试验可以测得______阻抗。
22.变压器正负序阻抗相等，因为变压器是一种______的电机。
23.Y，y联接的三相组式变压器，外施电压为正弦波，当磁路饱和时，相电势的波形为______。
24.变压器铁芯导磁性能越好，其励磁电抗就______。
25.为消除7次谐波电势可取绕组节距y₁=______。
26.增大绕线式异步电动机起动转矩的方法是______。
27.异步电动机为采用变极调速，则转子绕组必须设计为______。
28.异步电动机处于发电机运行状态时，转差率s的范围为______。
29.并联于大电网上的同步发电机，当运行于超前功率因数情况下，若逐渐增大其励磁电流，则电枢电流是______。
30.同步发电机外特性是指n=n₁，I_f=C，cosφ=C时，______间的关系曲线。
31.同步发电机的短路比可借助于短路特性和______两条特性曲线来求取。
32.同步发电机电枢反应定义是电枢磁动势基波对______的影响。
33.同步发电机装设阻尼绕阻，除可抑制振荡外，还可提高______的能力。
34.水电站供应一远距离用户，为改善功率因数要装一台调相机，这台调相机最好装在______。
35.直流电动机的电压平衡方程式为______。
36.直流电机改善换向常采用的方法有______。
三、简答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）
37.试分析三相组式变压器不能采用Y，y及Y，yn接线的原因。
38.说明当对称三相绕组通入对称三相正弦交流电流时，其基波合成磁动势的性质。
39.简单说明转子电阻r₂对异步电动机的起动转矩T_st，最大转矩T_max及转子功率因数的影响。
40.说明同步发电机不对称运行对发电机的影响。
四、作图题（本大题共2小题，每小题4分，共8分）
41.试画出Y，y4连接组的位形图和绕组接线图。
42.若工作在大电网上的汽轮发电机在额定状态下运行，现将有功减半且维持功率因数不变，应如何调节？试画出调节前后的相量图。
五、简单计算题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）
43.一台单相变压器，S_N=50kVA，U_1N/U_2N=10/0.23kV试求一、二次侧的额定电流。
44.一台三相50Hz交流电机，定子绕组每相总匝数N₁=312匝，并联支路数2a=2，绕组系数K_W1=0.96，Y接线，线电动势E₁=600V，试求每极磁通Ф₁的大小。
45.一台凸极同步发电机，U_N=400V，定子绕组Y接，cosφ=0.8（滞后），X_d=6.8Ω，X_q=4.82Ω，向电网输出一定功率时，线电势E₀=410V，功角δ=16°，试求该发电机输出的有功功率P。
46.一台并励直流电动机U_N=220V，n_N=1000转/分，I_N=77.42A，电枢绕组电阻R_a=0.157Ω，并励电阻R_f=91Ω，一对电刷压降2ΔU=2V，试求：额定运行时的电磁功率。
六、应用计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）
47.某1000kVA，50Hz三相变压器，U_1N/U_2N=10/6.3kV，Y，d接线，U₀=U_N时，I₀=5%I_N，P₀=4.9kW；I_k=I_N时，U_k=5.5%U_N，P_KN=15kW，试求：
（1）归算到高压侧的各参数标么值；
（2）50%负载，cosφ₂=1.0时的效率；
（3）变压器cosφ₂=0.8（滞后）时的最大效率。
48.一台六极三相异步电动机，额定功率为28kW，U_N=380V，f₁=50Hz，n_N=950转/分，额定负载时cosφ_N=0.88，p_cul+p_Fe=2.2kW，p_mec+p_ad=1.1kW，试求，额定负载时①转差率s_N，②转子铜耗p_cu2；③效率η；④定子电流I₁
49.一台三相两极汽轮发电机S_N=62.5MVA，U_N=10.5kV，I_N=3440A，双星接线，cosφ_N=0.8（滞后），X_t^*=1.87（不饱和值），r_a忽略不计，此发电机并联于无穷大电网上。
试求：（1）额定运行时的E₀^*，δ_N；
（2）维持上述励磁电流不变，输出有功减半时的功角δ。
 
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