電機學
要求：
一、        獨立完成，下面已將五組題目列出，請任選其中一組題目作答，每人只答一組題目，多答無效，更多100分；
二、答題步驟：
1.        使用A4紙打印學院指定答題紙（答題紙請詳見附件）；
2.        在答題紙上使用黑色水筆按題目要求手寫作答；答題紙上全部信息要求手寫，包括學號、姓名等基本信息和答題內(nèi)容，請寫明題號；
三、提交方式：請將作答完成后的整頁答題紙以圖片形式依次粘貼在一個Word
    文檔中上傳（只粘貼部分內(nèi)容的圖片不給分），圖片請保持正向、清晰；
1.        完成的作業(yè)應另存為保存類型是“Word97-2003”提交;
2.        上傳文件命名為“中心-學號-姓名-科目.doc”;
3.        文件容量大?。翰坏贸^20MB。
提示：未按要求作答題目的作業(yè)及雷同作業(yè)，成績以0分記！

題目如下：
第一組：
1.        在凸極同步發(fā)電機中，Xad和Xaq哪一個比較大，為什么？
請問，對于異步電機和同步電機，兩者在結(jié)構(gòu)上有哪些區(qū)別？（20分）
2.        一臺三相異步電機的極對數(shù) 、同步轉(zhuǎn)速 、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 、定子頻率 、轉(zhuǎn)
子頻率 、轉(zhuǎn)差率 、轉(zhuǎn)子磁動勢 相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 ，試填寫下表中的空格。（20分）

p        n1/r?min-1        n/r?min-1        f1/Hz        f2/Hz        s        n2/r?min-1
1                        50                0.02       
2                1000        50                       
4                        50                1       

3、畫出隱極同步發(fā)電機相量圖，并標出 、 、 、功率因數(shù)角φ、內(nèi)功率
因數(shù)角ψ，功角θ；（10分）
4、一臺三相繞線型異步電動機，定子Δ形連接，其額定頻率為50Hz，額定線電壓UN=380V，額定轉(zhuǎn)速nN=1430轉(zhuǎn)/分，電機的參數(shù)為R1=0.2Ω， =0.2Ω， =1.0Ω， =1.0Ω，Xm=200Ω，Rm≈0。試求：（25分）
1）        電機額定工作情況下的：定子相電壓，極數(shù)，同步轉(zhuǎn)速。
2）        轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子頻率；
3）        臨界轉(zhuǎn)差率、最大電磁轉(zhuǎn)矩；
5、一臺三相隱極同步發(fā)電機并聯(lián)在電網(wǎng)上額定運行，SN=3000kVA，線電壓UN=6.3kV，定子Y形連接，cosφN＝0.707（滯后），同步電抗Xt＝ Ω，定子電阻忽略不計，且不考慮磁路飽和的影響。試求：（25分）
1）給出阻抗基值、電流標幺值、電壓標幺值；
2）計算電機額定運行時內(nèi)功率因數(shù)角ψ、功角θ、勵磁電動勢 ；





第二組：
1. 試證明轉(zhuǎn)子磁動勢相對于定子的轉(zhuǎn)速為同步速度 。(20分)
2. 某繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，如果（1）轉(zhuǎn)子電阻增加一倍；（2）轉(zhuǎn)子漏電抗增加一倍；（3）定子電壓的大小不變，而頻率由50Hz變?yōu)?/span>60Hz，各對最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩有何影響？(20分)
3. 設有一三相電機，6極，雙層繞組，星形接法，Z=54，y=7，Nc=10，a=1，繞組中電流f=50Hz，流入電流有效值I=16A，試求：旋轉(zhuǎn)磁動勢的基波、5次和7次諧波分量的振幅及轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向？(30分)
4. 設有一臺50kVA，50 Hz，6300/400V，Yy連接的三相鐵芯式變壓器，空載電流I0=0.075IN，空載損耗p0＝350W，短路電壓uk*＝0.055，短路損耗pkN＝1300W。(30分)
        （1）試求該變壓器在空載時的參數(shù)r0及x0，以及短路參數(shù)rk、xk，所有參
數(shù)均歸算到高壓側(cè)，作出該變壓器的近似等效電路。
        （2）試求該變壓器供給額定電流且cosθ2=0.8滯后時的電壓變化率及效率。





第三組：
1. 定子繞組磁場的轉(zhuǎn)速與電流頻率和極對數(shù)有什么關(guān)系？一臺50Hz的三相電機，通入60Hz的三相對稱電流，如電流的有效值不變，相序不變，試問三相合成磁動勢基波的幅值、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向是否會改變？(15分)
2. 直流電機的感應電動勢與哪些因素有關(guān)？若一臺直流發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下的空載電動勢為230V（等于額定電壓），試問在下列情況下電動勢變?yōu)槎嗌伲?/span>(20分)
（1）磁通減少10% ；
（2）勵磁電流減少10%（考慮磁路飽和）；
（3）轉(zhuǎn)速增加20%；
（4）磁通減少10%，轉(zhuǎn)速增加10%。
3. 試從物理意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？(15分)
4. 設有一臺10kV、2200/220V、單相變壓器，其參數(shù)如下：r1=3.6Ω、r2=0.036Ω、xk=x1+x2’=26Ω，在額定電壓下的鐵芯損耗pFe=70W，空載電流I0為額定電流的5%。假定一、二次側(cè)繞組的漏抗如歸算到同一方面時可作為相等，試求各參數(shù)的標么值，并繪出該變壓器的T形等效電路和近似等效電路。(30分)
5. 一臺三相四極交流電機，定子三相對稱繞組A、B、C分別通以三相對稱電流iA=10sinωtA、iB=10sin(ωt-120)A、iC=10sin(ωt-240)A，求：(20分)
    （1）當iA=10A時，寫出各相基波磁動勢的表達式以及三相合成磁動勢基波的表達式，用磁動勢矢量表示出基波合成磁動勢的空間位置；
（2）當iA由10A降至5A時，基波合成磁動勢矢量在空間上轉(zhuǎn)過了多少個圓周？





第四組：
1. 什么采用短距和分布繞組能削弱諧波電動勢？為了消除5次或7次諧波電動勢，節(jié)距應選擇多大？若要同時削弱5次和7次諧波電動勢，節(jié)距應選擇多大？(20分)
2. 一臺籠型異步電動機，原來轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的，在輸出同樣轉(zhuǎn)矩的情況下，下列物理量將如何變化？(20分)
（1）轉(zhuǎn)速 ；           （2）轉(zhuǎn)子電流 ；
（3）定子電流 ；       （4）定子功率因數(shù) ；
（5）輸入功率 ；       （6）輸出功率 ；
（7）效率 ；   （8）起動轉(zhuǎn)矩 ；   （9）最大電磁轉(zhuǎn)矩 。
3. 變壓器連接組(20分)
1）        根據(jù)變壓器接線圖，畫出高、低壓側(cè)電動勢相量圖，并判斷其連接組；

2）        根據(jù)變壓器連接組，畫出接線圖和高、低壓側(cè)電動勢相量圖。



4.一臺三相四極異步電動機，PN=28kW，UN=380V，電源頻率f1=50Hz，定子繞組△接線，額定運行時cos 1=0.88，pcu1+pFe=2.0kW，pcu2=1.5kW，pmec+pad=1.2kW，試計算此時轉(zhuǎn)差率s，效率 N，定子電流I1及轉(zhuǎn)子電流頻率f2。(20分)
5.有一臺三相汽輪發(fā)電機， ， ， 接法， （滯后），作單機運行。由試驗測得它的同步電抗為 。電樞電阻忽略不計。每相勵磁電動勢為 ，試求分下列幾種情況接上三相對稱負載時的電樞電流值，并說明其電樞反應的性質(zhì)：(1)每相是 純電阻；(2)每相是 純電感；(3)每相是 電阻電容性負載。(20分)





第五組：
1. 脈振磁動勢和旋轉(zhuǎn)磁動勢各有哪些基本特性？產(chǎn)生脈振磁動勢、圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件有什么不同？(20分)
2.普通籠型異步電動機在額定電壓下起動時，為什么起動電流很大而起動轉(zhuǎn)矩不大？但深槽式或雙籠電動機在額定電壓下起動時，起動電流較小而起動轉(zhuǎn)矩較大，為什么？
(20分)
3.一臺交流電機，定子槽數(shù)Z＝24，2p＝4，y1＝5，a＝2，每槽導體數(shù)為8.
(30分)
1）        畫出疊繞組展開圖（只畫一相）；
2）        每相繞組串聯(lián)有效匝數(shù)；
3）        基波繞組系數(shù)及五次諧波繞組系數(shù)。



4.(30分)有一三相電機，Z=180，2p=10，a=1，y=15，每線圈匝數(shù)Nc=3，f=50Hz，基波每極磁通 m1=0.113Wb，Bm1：Bm3：Bm5=1:0.2:0.1，三相繞組星形接法，試求：
（1）        每線圈的感應電動勢Ec;
（2）        每相繞組的感應電動勢EΦ；
（3）        線電動勢E1。