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武汉大学2017-2018学年电机(下)期末试卷

武汉大学电气工程学院

2017—2018学年第一学期期末考试试题

《电机学》(下)

姓名___________学号____________专业:__________年级_______

一、问答题(每题10分,共60分)

1.同步发电机电枢反应的性质取决于什么?某隐极式三相同步发电机同步电抗X t=1.0,回答下列情况下电枢反应的性质:(1)带三相对称纯电阻性负载,cosφ=1.0;(2)带三相对称纯电容性负载,容抗Xc=0.8;(3) 带三相对称纯电感性负载,感抗X L =0.7;(4)带三相对称纯电容性负载,容抗Xc=1.2。

2.并联于无穷大电网的隐极式同步发电机,运行于过励状态,当增大有功功率输出时欲保持无功功率不变,试用相量图分析此时功率角和励磁电流将如何变化?I和E0各按什么轨迹变化?

3.一台汽轮发电机在空载额定电压下发生三相突然短路。

(1)说明同步发电机突然短路电流很大的原因。

(2)突然短路电流为什么会衰减?衰减过程什么分量是主动的?什么分量是被动?

4.一台三相异步电动机带恒转矩负载额定运行,若电源电压下降太多,会产生什么严重后果?试说明其原因。如果电源电压下降,对异

步电动机的最大转矩T

max 、转速n、电磁转矩T

em

、每极磁通量Φ

1

及定子电流I

1

有何影响?

5. 一台三相绕线式异步电动机带恒转矩负载额定运行,增大转子回路电阻,则电动机的最大转矩T max 、起动转矩T st 、转速n 、 输入功率P 1 和效率η将如何变化?

6.普通笼型异步电动机在额定电压下起动时,为什么起动电流很大,而起动转矩并不大?有哪些降压起动方法?其适用于什么场合?

二、计算题(第1题20分,第2、3题各10分)

1.一汽轮发电机8.0cos ,5.10,31250=Y ==N N N kV U kW P ?接法,(滞后),每相同步电抗Ω=0.7t x ,电枢电阻可以忽略不记。该机连接于电压保持额定的无穷大电网。试求:

(1)当该机在额定状态下运行时的功率角、电磁功率、比整步功率及静态过载倍数。

(2) 若维持上述励磁电流不变,但输出有功功率减半时,功角

?θcos ,及功率因数比整步功率,电磁功率syn em P P 将变为多少?

2. 一台三相同步发电机,在空载电压为额定电压下,做持续三相、两相和单相对中性点短路实验,测得短路电流(标幺值)分别为:

*3k I =0.9;*2k I =1.2,*1k I =1.9,试求*X +、*X -和*0X 。

3.一台三相6极异步电动机,额定电压380V ,频率50Hz ,额定功率为28kW ,额定转速950r/min ,额定负载时 ,定子铜耗及铁耗共为2.2kW ,机械损耗和附加损耗共为1.1kW 。试求额定负载时:

(1)转差率;(2)转子电流的频率;(3)转子铜耗;(4)效率;(5)定子电流。

标答

一、问答题:

1.同步发电机电枢反应的性质取决于励磁电势和电枢电流的相位

差。(1)直轴去磁兼交磁;(2)直轴去磁兼交磁;(3)直轴去磁;

(4)直轴助磁交磁。

2.功率角增大,励磁电流增大。I沿垂直线AB变化,E0沿水平线

CD变化。

3.(1)限制突然短路电流的是直轴超瞬变电抗X d’’,而X d’’<

以突然短路电流比稳态短路电流大得多。

(2)因为绕组存在电阻,所以突然短路电流为什么会衰减。衰减过程中直流分量是主动的,交流分量是被动的。

4.因为T

max 正比于U

1

2,若U

1

下降太多,会使T

max

N

,导致电机停转。

如果U

1下降,则电动机的最大转矩T

max

下降,转速n下降,电磁

转矩T

em 不变,每极磁通量Φ

1

下降,以及定子电流I

1

增大。

5.增大转子回路电阻,则电动机的最大转矩T

max 不变,起动转矩T

st

增加,转速n减少、输入功率P

1

不变,效率η下降。

6.普通笼型异步电动机在额定电压下起动时,旋转磁场一同步转速

切割转子,感应较大的转子电势,产生较大的转子电流,所以定

子侧起动电流很大。由于起动时,s=1,X

2/R

2

较大,转子功率因

数较低,加上主磁通又降低,故起动转矩不大。

降压起动方法有定子串电抗器起动,自耦变压器降压起动,星-三角起动。适用于空载或轻载起动。

二、计算题:

1.