电机学a(下)含答案

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1、考试卷（A卷）课程名称电机学考试学期07-08-2得分适用专业电气工程及其自动化考试形式闭卷考试时间长度120分钟一、填空题（30分，每空1分）1．从外形上区分，汽轮发电机是瘦长形，水轮发电机是扁短形。2．同步发电机电枢反应的性质取决于E0与I间的夹角，内功率因数角，ψ。3．同步发电机投入电网并列运行的理想条件有：①相序一致，②电压大小相等，③频率一致，④相角一致。（没有先后顺序之别）4．并网运行的同步发电机，通过调节输入机械功率可以控制输出的有功功率，通过调节励磁电流可以控制输出的无功功率。5．同步电机的同步电抗包括两部分，电枢反应电抗对应于电枢电流产生的三相合成磁通，

2、漏抗对应于漏磁通，其中电枢反应电抗的大小与磁路的饱和程度有关。6．同步发电机的短路特性呈直线形状，此时电枢反应是纯去磁作用。7．同步电机不对称运行时，正序旋转磁场不在转子绕组中感应电势，负序旋转磁场能在转子绕组中感应电势。8．设Ik(1)、Ik(2)、Ik(3)分别为同步发电机在单相、两相、三相稳定短路时的电流值，则其大小关系为Ik(3)

3、绕组中感应的是交变电势，通过电刷和换向器的作用，在电机外表现的是直流电势。11．直流电机的电枢反应对主磁场的影响主要有：①使每极磁通有所减小，②磁场分布发生畸变。共5页第页12．直流电动机的调速方法主要有：①改变电源电压，②改变励磁电流，③电枢回路串电阻。其中第3种调速方式效率最低。（对应于串电阻调速效率最低）一、分析题（40分，每题10分）1．比较下列情况下同步电机的稳定性，并说明理由：（1）当有较大的短路比和较小的短路比时；（2）在过励状态下或在欠励状态下运行时；（3）在轻载状态下或在满载状态下运行时。答：关键1——指出电机的稳定性与电机运行时的功角有关，功角越小，电

4、机稳定性越好。关键2——写出电机的功角关系式P=E0Usinδ/Xs（1分）（1）短路比较大，则对应于同步电抗值越小，在相同负载及其他条件下，对应的功角越小，电机稳定性越好；（3分）（2）过励状态相比与欠励状态，励磁电流大，因此对应的空载电动势E0大，在相同负载及其他条件下，对应的功角越小，电机稳定性越好；（3分）（3）轻载即输出有功功率小，因此对应的功角小，电机稳定性好。（3分）2．试分析下列情况下，同步电机的转子电流中有没有交流分量：（1）同步运转，定子电流三相对称且有稳定值；（2）同步运转，定子电流有稳定值，但三相不对称；（3）稳定异步运转；（4）同步运转，定子电流

5、突然变化。答：（1）定子电流三相对称，则仅有正序分量，其旋转速度为同步速。电机以同步速旋转，则定子磁场与转子励磁绕组没有相对运动，没有运动电动势；定子电流有稳定值，即定子磁场幅值不变，则转子绕组中亦没有变压器电动势。因此，此时转子绕组中无交流分量。（2）共5页第页定子电流三相不对称，则可以分解出正序分量和负序分量，负序分量产生负序旋转磁场，其运动速度为同步速，方向与转子运动方向相反，则与转子绕组有2倍同步速的相对运动速度，则转子绕组中感应2倍频率的交变电动势，产生相同频率的交变电流。（3）电机处于异步运行状态，转子转速不同于同步速，则电枢磁场与转子绕组间有相对，能产生交变

6、电动势和交变电流。（4）同步运转，则电枢磁场与转子绕组无相对运动，无运动电动势；定子电流突然变化，则定子电枢磁场幅值突然变化，则转子绕组产生类似变压器的感应作用，即有交变电动势和电流产生。3．在下图的基础上，作出凸极同步发电机的相量图，标上各物理量，并说明作图的主要步骤。答：（1）根据U+jIxq作出空载电动势的方向；得到内功率因数角，并在图中标出；（2）分解电流I为直轴分量和交轴分量，在图上标出；（3）由E0=U+jIdXd+jIqXq作出E0的位置。（图中、式中的电压、电动势、电流均为相量）UI步骤3分，图画对7分4．试分析当并励直流电动机运行时，励磁回路突然断开后，

7、对电动机运行的影响。答：励磁回路断开后，空载磁场减小至剩磁大小。将使E、Ia、T等相应地发生变化，根据变化情况判断，如果变化后的T增加，则电机增速；如变化后的T减小，则电机减速甚至停转。关键点：可用电动机轻载运行或重载运行分析；或用具有较大剩磁或较小剩磁进行分析。影响主要在于电机电流是否过大，转速是否过高，从而影响到电机的发热或机械稳定性。磁通减小，感应电势变小，电流变大（4）转矩的变化就要分两种情况来讨论，每种情况3分共5页第页一、计算题（30分）1．（20分）一台的汽轮发电机额定运行时cosθ=0.8（滞后），同步电抗xs