宁德高专物理系 级《电机学》课程第 学期期末考试卷（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 （电角度），每极每相槽数q= 槽，极距τ= 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 、 、 三种绕组型式。

3（5分）、三相对称绕组通入三相对称电流iA=Isinωt，iB=Isin（ωt+120˚），iC=Isin（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,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）。

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， =260KW， =380V，f=50Hz， =722转/分，过载倍数=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r/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）此时转子每相电势为多少？（忽略定子漏阻抗压降影响）。（3）转子参数，额定运行时转子电流是多少？

3（10分）、一台凸极式同步发电机，P=72500KW，U=10.5KV，Y接法，（滞后），已知=1， =0.554，，试求在额定负载下运行时发电机的、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

1、；

2、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、

IstY=Ist△/3=6I1N/3=43.5×2=87（A）

11、nN=（1－SN）n1=（1－0.04）×750=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

二、计算题

1、解：① nN=722转/分，则n1=750转/分或n1=60f/p=60×50÷4=750转/分

② TN=9550PN/ nN=9550×260/722=3439（N·m）

Tmax=kmTN=2.13×3439=7325.2（N·m）

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）=2×7325.2（7.5＋0.133）=1919.4（N·m）

2、解（1）

0＜S＜1电动机运行状态

（2）

（3）

3、

ψ=θN＋ФN=arctg（IN·xt＋U·SinФN）/（U·COSФN）

= arctg（1718.3×7＋6062.2×0.6）/（6062.2×0.8）=72.80

θN=ψ－ФN=72.80－36.870=35.930

PemN=SN COSФN=31250×0.8=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

Í/= (È/O－U)/jxt=(1.1×16399∠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=1200×√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=-421×0.6÷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。