一、填空(25分)
1. 电机是(一种进行机电能量转换或将一种电压、电流等级转换成另外一种电压、电流等级的)装置。
2. 变压器的效率在(铁耗与铜耗相等时)达到最大值。
3. 为了使电动势波形接近正弦波,三相变压器比较好的绕组联结方法为:(一、二次侧至少有一方为三角形联结,或有一方为星形带中性点接地联结)。
4. 自耦变压器功率传递的特点为( 一、二次侧既有直接的传导功率传递,又有间接的电磁感应功率传递)。
5. 同步旋转磁场的转速n (转每分钟)、极对数p 、电流频率f 之间的关系为n =(60f/p)。
6. 感应电机转子反应的物理意义为(转子绕组电流的基波磁势对气隙磁场的影响)。
7. 为了获得感应电机的T 型等效电路,需要对转子绕组进行( 频率)和(绕组)归算。
8. 感应电机做堵转试验时,转子电流的频率为(定子电流频率)。
9. 同步电机的电枢反应是指( 电枢电流的磁势对主极磁场的影响)。
10. 功角的含义是:从电路(电压)角度看,它是(励磁反电势与端电压)之间的夹角;从磁场角度看,它是(主极励磁磁场同气隙合成磁场)之间的夹角。
11. 同步发电机机投入并网的条件为:1) 相序相同;2) ( 频率相同);3) (对应相的电压相等、且相位相同)。
二、正确的打“√”;错误的打“⨯”(25分)
1. 变压器一次侧接额定电压不变,则负载的主磁通比空载的主磁通略小。(√ )
2.如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k =N 1/N 2,则一次侧归算到二次侧时,电动势和电压要乘以k 倍,电流乘以1/k 倍,阻抗乘以k 2倍。 (⨯ )
3.考虑磁路的饱和时,如果变压器主磁通为正弦波,则产生主磁通励磁电流也是正弦波。(⨯ )
4.三相变压器绕组采用Y ,d 连接时,共有1、3、5、7、9、11六个组号。(√ )
5.对称三相绕组通入对称三相电流时,除产生基波旋转磁动势外,还会产生3次、5次、7次、9次„„等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。 (⨯ )
6.对称三相绕组通入对称三相电流,当某相电流达到交流的最大值时,基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。 (√ )
7.只要电源电压不变,感应电动机的铁耗就基本不变。 (√/⨯)
8.当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时,电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。 (⨯ )
9.对绕线型感应电动机,转子串电阻可以增大起动转矩;对笼型感应电动机,定子绕组串电阻可以增大起动转矩。 (⨯ )
10.对感应电动机,进行恒转矩变频调速,基本上要求电源电压随频率正比变化。
(√ )
11.若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场,则电机运行于发电机状态。
(⨯ )
12.对于隐极同步发电机,其同步电抗等于电枢反应电抗。 (⨯ )
13.通常同步发电机工作在过励状态,以便提供无功功率,改善电网的功率。(√ )
14.变压器的额定容量单位为kW 。 (⨯ )
15.考虑铁耗时,变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。 (⨯ )
16.变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。 (⨯ )
17.电角度=机械角度×2p 。 (⨯ )
18.双层叠绕组的最多并联之路数为2。 (⨯ )
19.正常空载运行的三相感应电动机,忽然一相断线,则必然停转。 (⨯ )
20.感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。 (⨯ )
21.感应电动机的功率因数很高。 (⨯ )
22.同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。 (⨯ )
23.忽略电枢绕组电阻时,同步发电机的短路电流为纯直轴分量I d 。 (√ )
24.忽略电枢绕组电阻、负载cos ϕ=0时,同步发电机的输出电流为纯交轴分量I q 。(⨯ )
25.单层绕组可以靠短距来消弱谐波。 (⨯ )
三、单选题(13分)
1.变压器在负载运行时,建立主磁通的激磁磁动势是。
A 一次绕组产生的磁动势 B 二次绕组产生的磁动势
C 一次和二次绕组产生的合成磁动势 D 以上都不对
2.一台三相电力变压器,二次侧带对称负载,且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压,则该负载一定是。
A 纯电阻负载 B 电感性负载 C 电容性负载 D 无法判断
3.两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行,则变压器所分担的容量之标幺值 D 。
A 与短路阻抗成正比 B 与短路阻抗成反比
C 与短路阻抗标幺值成正比 D 与短路阻抗标幺值成反比
4.由定子对称三相绕组产生的 次空间谐波磁动势,旋转速度 D 。
A 等于零 B 是基波磁场转速的 倍
C 等于基波磁场转速 D 是基波磁场转速的 倍
5.要消除三相绕组中的齿谐波磁动势,一般可以采用。
A 短距绕组 B 分布绕组 C 斜槽 D 无法消除
6.笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比,。
A 起动电流、起动转矩均减小 B 起动电流减小、起动转矩增加
C 起动电流、起动转矩均增加 D 起动电流增加、起动转矩减小
7.三相感应电动机对称运行时,定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为。
A 始终同步 B 相对定子反向 C 相对定子同向、但不同步 D 有时同步、有时失步
8.同步发电机并联运行,有功功率一定,则
A 过励时 B 正常励磁时 C 欠励时 D 励磁电流最小时
9.凸极同步电机负载运行时,电枢绕组产生的气隙电动势 是由 D 产生的。
A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同
B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同
C 交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同
D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同
10.汽轮发电机与水轮发电机的差别为
A 汽轮发电机转子为凸极结构 B 水轮发电机转速快
C 汽轮发电机转子半径大 D 水轮发电机转子体积大
11.单相变压器U 1N /U 2N =220/110V,如果一次侧接380V ,则主磁通将。
A 增大为380/220倍 B 不变 C 增大为380/110倍
D 减小
12.单相变压器U 1N /U 2N =220/110V,一次侧加220V 时,空载电流为1A;今将一次、二次侧绕组顺极性串联,外施330V 电压,则空载电流为 B 。
A 1A B 2/3A C 1.5A D 3A
13.一台三相感应电动机,其空载转速为730转/分钟,则其极数2p=
A 2 B 4 C 6 D 8
五、计算(14分)
1. 单相变压器I N =15.15A ,U 1N /U 2N =6600/6300V,f =50Hz ,短路试验在高压侧进行(绕组温度已经为75℃):U K =3240V、I k =15.15A、P k =7490W。忽略励磁支路,假定R 1= R ’2、X 1σ=X ’2σ,求R 1、X 1σ、R 2、X 2σ。
答:Z k =Uk /Ik =3240/15.15= 213.861 (Ω)
R k =Pk / Ik 2 = 7490/15.152 = 32.633(Ω)
X k =sqr(Zk 2 – RK 2) = sqr(213.861^2-32.633^2)= 211.357(Ω)
R 1= R ’2= Rk /2 = 32.633/2 = 16.616(Ω)
X 1σ=X ’2σ = X k /2 = 211.357/2 = 105.678(Ω)
k=6600/6300= 1.04762
R 2= R ’2/k2= 16.616/1.047622 =15.140(Ω)
X 2σ=X ’2σ /k 2 = 105.678/1.047622 = 96.289(Ω)
一、填空(25分)
1. 电机是(一种进行机电能量转换或将一种电压、电流等级转换成另外一种电压、电流等级的)装置。
2. 变压器的效率在(铁耗与铜耗相等时)达到最大值。
3. 为了使电动势波形接近正弦波,三相变压器比较好的绕组联结方法为:(一、二次侧至少有一方为三角形联结,或有一方为星形带中性点接地联结)。
4. 自耦变压器功率传递的特点为( 一、二次侧既有直接的传导功率传递,又有间接的电磁感应功率传递)。
5. 同步旋转磁场的转速n (转每分钟)、极对数p 、电流频率f 之间的关系为n =(60f/p)。
6. 感应电机转子反应的物理意义为(转子绕组电流的基波磁势对气隙磁场的影响)。
7. 为了获得感应电机的T 型等效电路,需要对转子绕组进行( 频率)和(绕组)归算。
8. 感应电机做堵转试验时,转子电流的频率为(定子电流频率)。
9. 同步电机的电枢反应是指( 电枢电流的磁势对主极磁场的影响)。
10. 功角的含义是:从电路(电压)角度看,它是(励磁反电势与端电压)之间的夹角;从磁场角度看,它是(主极励磁磁场同气隙合成磁场)之间的夹角。
11. 同步发电机机投入并网的条件为:1) 相序相同;2) ( 频率相同);3) (对应相的电压相等、且相位相同)。
二、正确的打“√”;错误的打“⨯”(25分)
1. 变压器一次侧接额定电压不变,则负载的主磁通比空载的主磁通略小。(√ )
2.如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k =N 1/N 2,则一次侧归算到二次侧时,电动势和电压要乘以k 倍,电流乘以1/k 倍,阻抗乘以k 2倍。 (⨯ )
3.考虑磁路的饱和时,如果变压器主磁通为正弦波,则产生主磁通励磁电流也是正弦波。(⨯ )
4.三相变压器绕组采用Y ,d 连接时,共有1、3、5、7、9、11六个组号。(√ )
5.对称三相绕组通入对称三相电流时,除产生基波旋转磁动势外,还会产生3次、5次、7次、9次„„等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。 (⨯ )
6.对称三相绕组通入对称三相电流,当某相电流达到交流的最大值时,基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。 (√ )
7.只要电源电压不变,感应电动机的铁耗就基本不变。 (√/⨯)
8.当感应电动机的定子接电源、转子短路堵转时,电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。 (⨯ )
9.对绕线型感应电动机,转子串电阻可以增大起动转矩;对笼型感应电动机,定子绕组串电阻可以增大起动转矩。 (⨯ )
10.对感应电动机,进行恒转矩变频调速,基本上要求电源电压随频率正比变化。
(√ )
11.若同步电机的气隙合成磁场超前于转子主磁场,则电机运行于发电机状态。
(⨯ )
12.对于隐极同步发电机,其同步电抗等于电枢反应电抗。 (⨯ )
13.通常同步发电机工作在过励状态,以便提供无功功率,改善电网的功率。(√ )
14.变压器的额定容量单位为kW 。 (⨯ )
15.考虑铁耗时,变压器的励磁电流同其产生的主磁通同相位。 (⨯ )
16.变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。 (⨯ )
17.电角度=机械角度×2p 。 (⨯ )
18.双层叠绕组的最多并联之路数为2。 (⨯ )
19.正常空载运行的三相感应电动机,忽然一相断线,则必然停转。 (⨯ )
20.感应电动机的最大电磁转矩同转子电阻成正比。 (⨯ )
21.感应电动机的功率因数很高。 (⨯ )
22.同步发电机调节励磁就可以调节输出的有功。 (⨯ )
23.忽略电枢绕组电阻时,同步发电机的短路电流为纯直轴分量I d 。 (√ )
24.忽略电枢绕组电阻、负载cos ϕ=0时,同步发电机的输出电流为纯交轴分量I q 。(⨯ )
25.单层绕组可以靠短距来消弱谐波。 (⨯ )
三、单选题(13分)
1.变压器在负载运行时,建立主磁通的激磁磁动势是。
A 一次绕组产生的磁动势 B 二次绕组产生的磁动势
C 一次和二次绕组产生的合成磁动势 D 以上都不对
2.一台三相电力变压器,二次侧带对称负载,且输出电压恰好等于其二次侧的空载电压,则该负载一定是。
A 纯电阻负载 B 电感性负载 C 电容性负载 D 无法判断
3.两台容量不同、变比和连接组别相同的三相变压器并联运行,则变压器所分担的容量之标幺值 D 。
A 与短路阻抗成正比 B 与短路阻抗成反比
C 与短路阻抗标幺值成正比 D 与短路阻抗标幺值成反比
4.由定子对称三相绕组产生的 次空间谐波磁动势,旋转速度 D 。
A 等于零 B 是基波磁场转速的 倍
C 等于基波磁场转速 D 是基波磁场转速的 倍
5.要消除三相绕组中的齿谐波磁动势,一般可以采用。
A 短距绕组 B 分布绕组 C 斜槽 D 无法消除
6.笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比,。
A 起动电流、起动转矩均减小 B 起动电流减小、起动转矩增加
C 起动电流、起动转矩均增加 D 起动电流增加、起动转矩减小
7.三相感应电动机对称运行时,定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为。
A 始终同步 B 相对定子反向 C 相对定子同向、但不同步 D 有时同步、有时失步
8.同步发电机并联运行,有功功率一定,则
A 过励时 B 正常励磁时 C 欠励时 D 励磁电流最小时
9.凸极同步电机负载运行时,电枢绕组产生的气隙电动势 是由 D 产生的。
A 转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同
B 转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同
C 交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同
D 转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同
10.汽轮发电机与水轮发电机的差别为
A 汽轮发电机转子为凸极结构 B 水轮发电机转速快
C 汽轮发电机转子半径大 D 水轮发电机转子体积大
11.单相变压器U 1N /U 2N =220/110V,如果一次侧接380V ,则主磁通将。
A 增大为380/220倍 B 不变 C 增大为380/110倍
D 减小
12.单相变压器U 1N /U 2N =220/110V,一次侧加220V 时,空载电流为1A;今将一次、二次侧绕组顺极性串联,外施330V 电压,则空载电流为 B 。
A 1A B 2/3A C 1.5A D 3A
13.一台三相感应电动机,其空载转速为730转/分钟,则其极数2p=
A 2 B 4 C 6 D 8
五、计算(14分)
1. 单相变压器I N =15.15A ,U 1N /U 2N =6600/6300V,f =50Hz ,短路试验在高压侧进行(绕组温度已经为75℃):U K =3240V、I k =15.15A、P k =7490W。忽略励磁支路,假定R 1= R ’2、X 1σ=X ’2σ,求R 1、X 1σ、R 2、X 2σ。
答:Z k =Uk /Ik =3240/15.15= 213.861 (Ω)
R k =Pk / Ik 2 = 7490/15.152 = 32.633(Ω)
X k =sqr(Zk 2 – RK 2) = sqr(213.861^2-32.633^2)= 211.357(Ω)
R 1= R ’2= Rk /2 = 32.633/2 = 16.616(Ω)
X 1σ=X ’2σ = X k /2 = 211.357/2 = 105.678(Ω)
k=6600/6300= 1.04762
R 2= R ’2/k2= 16.616/1.047622 =15.140(Ω)
X 2σ=X ’2σ /k 2 = 105.678/1.047622 = 96.289(Ω)