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天大2019年秋学期考试《电机学》离线作业考核试题(资料)

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发表于 2019-9-26 10:14:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
谋学网
电机学
要求:
一、        独立完成,下面已将五组题目列出,请任选其中一组题目作答,
每人只答一组题目,多答无效,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,包括学号、姓名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. 定子绕组磁场的转速与电流频率和极对数有什么关系?一台50Hz的三相电机,通入60Hz的三相对称电流,如电流的有效值不变,相序不变,试问三相合成磁动势基波的幅值、转速和转向是否会改变?(15分)
2. 直流电机的感应电动势与哪些因素有关?若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V(等于额定电压),试问在下列情况下电动势变为多少?(20分)
(1)磁通减少10% ;
(2)励磁电流减少10%(考虑磁路饱和);
(3)转速增加20%;
(4)磁通减少10%,转速增加10%。
3. 试从物理意义上分析,若减少变压器一次侧线圈匝数(二次线圈匝数不变)二次线圈的电压将如何变化?(15分)
4. 设有一台10kV、2200/220V、单相变压器,其参数如下:r1=3.6Ω、r2=0.036Ω、xk=x1+x2’=26Ω,在额定电压下的铁芯损耗pFe=70W,空载电流I0为额定电流的5%。假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等,试求各参数的标么值,并绘出该变压器的T形等效电路和近似等效电路。(30分)
5. 一台三相四极交流电机,定子三相对称绕组A、B、C分别通以三相对称电流iA=10sinωtA、iB=10sin(ωt-120)A、iC=10sin(ωt-240)A,求:(20分)
    (1)当iA=10A时,写出各相基波磁动势的表达式以及三相合成磁动势基波的表达式,用磁动势矢量表示出基波合成磁动势的空间位置;
(2)当iA由10A降至5A时,基波合成磁动势矢量在空间上转过了多少个圆周?






第二组:
1.        试述同步发电机作为发电机和电动机运行时, 、 和 角的变化范围。
(30分)
2. 有一三相电机,Z=36、2P=6,a=1,采用单层链式绕组,试求:(20分)
(1)绕组因数KN1、KN5、KN7;         
(2)画出槽导体电动势星形图;
    (3)画出三相绕组展开图(只画A相);
3. 设有一额定容量为5.5kW,50Hz的三相四极异步电动机,在某一运行情况下,达到输入的功率为6.32kW,定子铜耗为341W,转子铜耗为237.5W,铁芯损耗为167.5W,机械损耗为45W,杂散损耗为29W,试绘出该电机的功率流程图,并计算这一运行情况下:(30分)
(1)电磁功率、内功率和输出机械功率,以及电机效率;
(2)转差率、转速
(3)电磁转矩和机械转矩各为多少?
4. 有一台三相异步电动机,UN=380V,三角形连接,起动电流倍数为6.5,起动转矩倍数为2,试求:(20分)
(1)应用星形-三角形起动,起动电流和起动转矩各为多少?
(2)应用自耦变压器起动,使起动转矩大于额定转矩的0.6倍,起动电流小于额定电流的3倍,此自耦变压器的低压抽头有80%、60%和40%三组,应该选哪一组抽头?





第三组:
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,PN=6kW,UN=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)






第四组:
1. 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度 。(20分)
2. 某绕线转子异步电动机,如果(1)转子电阻增加一倍;(2)转子漏电抗增加一倍;(3)定子电压的大小不变,而频率由50Hz变为60Hz,各对最大转矩和起动转矩有何影响?(20分)
3. 设有一三相电机,6极,双层绕组,星形接法,Z=54,y=7,Nc=10,a=1,绕组中电流f=50Hz,流入电流有效值I=16A,试求:旋转磁动势的基波、5次和7次谐波分量的振幅及转速、转向?(30分)
4. 设有一台50kVA,50 Hz,6300/400V,Yy连接的三相铁芯式变压器,空载电流I0=0.075IN,空载损耗p0=350W,短路电压uk*=0.055,短路损耗pkN=1300W。(30分)
        (1)试求该变压器在空载时的参数r0及x0,以及短路参数rk、xk,所有参
数均归算到高压侧,作出该变压器的近似等效电路。
        (2)试求该变压器供给额定电流且cosθ2=0.8滞后时的电压变化率及效率。






第五组:
1.        试说明转子绕组折算和频率折算的意义,折算是在什么条件下进行的?
(15分)
2.  忽略定子电阻,试分析在下列情况下电枢反应的性质。(20分)
(1)三相对称电阻负载;
(2)纯电容性负载 ,发电机同步电抗 ;
(3)纯电感性负载 ;
(4)纯电容性负载 ,同步电抗 。
3.一台三相变压器,高低压绕组同名端和高压绕组的首末端标记如图所示,试将改变压器联接成Yd7。(10分)

4. 一台串励直流电动机,PN=4.1kW,UN=110V,IN=50A,电枢回路各绕组电阻Ra=0.4Ω(包括电刷接触电阻),nN=1000r/min。不考虑磁路饱和的影响,试求:(25分)
1)        电动机的额定输出转矩;
2)        额定电流时的电磁转矩;
3)        当电机电流减小为20A时,电机的转速是多少?
5. 一台四极、380V、定子三角形连接的异步电动机,其参数为R1==4.47Ω,
=3.18Ω, =6.7Ω, =9.85Ω,Xm=188Ω,Rm忽略不计。试求:(30分)
1)        最大转矩及临界转差率;
2)        直接起动时起动电流和起动转矩;
3)        若该电机为绕线式异步电机,欲在起动瞬间电机具有最大转矩,则转子回路中应串入电阻值Rp为多少?


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