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电机学

要求：

一、 独立完成，下面五组题目中，请任选其中一组题目作答，满分100分；

二、答题步骤：

1. 使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；

2. 在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手写，包括中心、学号、姓名、科目、答题组数等基本信息和答题内容，请写明题号；

三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word

    文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；

1. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”

2. 文件容量大小：不得超过20MB。

提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！

题目如下：

第一组：

1. 什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？(20分)

2. 一台笼型异步电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的，在输出同样转矩的情况下，下列物理量将如何变化？(20分)

（1）转速；           （2）转子电流；

（3）定子电流；       （4）定子功率因数；

（5）输入功率；       （6）输出功率；

（7）效率；   （8）起动转矩；   （9）最大电磁转矩。

3. 变压器连接组(20分)

1） 根据变压器接线图，画出高、低压侧电动势相量图，并判断其连接组；

2） 根据变压器连接组，画出接线图和高、低压侧电动势相量图。

4.一台三相四极异步电动机，P_N=28kW，U_N=380V，电源频率f₁=50Hz，定子绕组△接线，额定运行时cos₁=0.88，p_cu1+p_Fe=2.0kW，p_cu2=1.5kW，p_mec+p_ad=1.2kW，试计算此时转差率s，效率_N，定子电流I₁及转子电流频率f₂。(20分)

5.有一台三相汽轮发电机，，，接法，（滞后），作单机运行。由试验测得它的同步电抗为。电枢电阻忽略不计。每相励磁电动势为，试求分下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质：(1)每相是纯电阻；(2)每相是纯电感；(3)每相是电阻电容性负载。(20分)

第二组：

1. 如何判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？它们的、、、、的方向有何不同？能量转换关系如何？(20分)

2. 试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？(10分)

3. 变压器连接组(20分)

1） 根据变压器接线图，画出高、低压侧电动势相量图，并判断其连接组；

2） 根据变压器连接组，画出接线图和高、低压侧电动势相量图。

4. 一台并励发电机，P_N＝6kW，U_N＝230V，n＝1450r/m，电枢回路电阻，励磁回路电阻，额定负载时的附加损耗W，铁耗W，机械损耗W，求额定负载下的输入功率、电磁功率、电磁转矩及效率。(25分)

5. 某工厂电力设备的总功率为4500kW，（滞后）。由于生产发展，欲新添一台1000kW的同步电动机，并使工厂的总功率因数提高到0.8（滞后），问此电动机的容量和功率因数应为多少？(25分)

第三组：

1. 脉振磁动势和旋转磁动势各有哪些基本特性？产生脉振磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有什么不同？(20分)

2.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不大？但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？

(20分)

3.一台交流电机，定子槽数Z＝24，2p＝4，y₁＝5，a＝2，每槽导体数为8.

(30分)

1） 画出叠绕组展开图（只画一相）；

2） 每相绕组串联有效匝数；

3） 基波绕组系数及五次谐波绕组系数。

4.(30分)有一三相电机，Z=180，2p=10，a=1，y=15，每线圈匝数N_c=3，f=50Hz，基波每极磁通_m1=0.113Wb，B_m1：B_m3：B_m5=1:0.2:0.1，三相绕组星形接法，试求：

（1） 每线圈的感应电动势E_c;

（2） 每相绕组的感应电动势E_Φ；

（3） 线电动势E₁。

第四组：

1.试述同步发电机投入电网的并联条件是什么？如果不满足，会发生什么后果？投入的方法有哪几种？(20分)

2. 三相异步电机的极对数、同步转速、转子转速、定子频率、转子频

率、转差率及转子磁动势相对于转子的转速之间的相互关系如何？

试填写下表中的空格。（25分）

3. 若把直流发电机的转速降低30％，问在他励方式下运行和并励方式下运行时，哪一种运行方式下空载电压降低得较多? 为什么？（25分）

4. 一台三相隐极同步发电机并联在无穷大电网上运行，额定容量S_N＝31250kVA，

  额定电压U_N＝10.5kV，定子绕组Y接，额定功率因数cosφ_N＝0.8（滞后），同

步电抗X_t＝7.0Ω，电枢电阻略去不计。试求：（30分）

1） 额定运行时，发电机的定子电流I、每相励磁电势E₀、功角θ_N；

2） 若该发电机的有功输出减小一半，励磁电流保持不变，求此时的功角θ

及cosj；

第五组：

1. 在凸极同步发电机中，X_ad和X_aq哪一个比较大，为什么？

请问，对于异步电机和同步电机，两者在结构上有哪些区别？（20分）

2. 一台三相异步电机的极对数、同步转速、转子转速、定子频率、转

子频率、转差率、转子磁动势相对于转子的转速为，试填写下表中的空格。（20分）

3、画出隐极同步发电机相量图，并标出、、、功率因数角φ、内功率

因数角ψ，功角θ；（10分）

4、一台三相绕线型异步电动机，定子Δ形连接，其额定频率为50Hz，额定线电压U_N=380V，额定转速n_N=1430转/分，电机的参数为R₁=0.2Ω，=0.2Ω，=1.0Ω，=1.0Ω，X_m=200Ω，R_m≈0。试求：（25分）

1） 电机额定工作情况下的：定子相电压，极数，同步转速。

2） 转差率、转子频率；

3） 临界转差率、最大电磁转矩；

5、一台三相隐极同步发电机并联在电网上额定运行，S_N=3000kVA，线电压U_N=6.3kV，定子Y形连接，cosφ_N＝0.707（滞后），同步电抗X_t＝Ω，定子电阻忽略不计，且不考虑磁路饱和的影响。试求：（25分）

1）给出阻抗基值、电流标幺值、电压标幺值；

2）计算电机额定运行时内功率因数角ψ、功角θ、励磁电动势；