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1、 r 重庆大学 电机学（1）第三次课堂测验 20122013 学年第一学期 考试方式：闭卷 测验日期：2012.12.14 测验时间：45 分钟 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得 分 一、单项选择题（每小题 2 分，共 20 分）1交流旋转电机要求定、转子的极对数 B 。A不等；B相等；C不可确定；D没有特别要求。2在感应电动机等效电路中，等效电阻（1-s）R2/s 上消耗的功率为 C 。A输入功率；B电磁功率；C总机械功率；D轴端输出的机械功率。3笼型三相感应电动机在额定状态下转速下降 10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速 A 。A不变；B上升 10
2、%；C下降 10%；D无法确定。4三相感应电动机电磁转矩的大小与 D 成正比。A总机械功率；B输出功率；C输入功率；D电磁功率。5一台三相感应电机，如果转差率 s0，则此时该电机的运行状态是 A 。A发电机；B电动机；C电磁制动；D无法确定。6三相感应电动机满载起动时的电流 C 空载起动时的电流。A大于；B小于；C等于；D无法确定。7一台额定频率为 50Hz、额定转速为 730r/min 的三相感应电动机，其极数为 D 。A2；B4；C6；D8。8一台 50Hz 的三相感应电机通以 60Hz 的三相对称电流，并保持电流的有效值不变，此时定子三相基波合成旋转磁势的幅值大小以及转速变化为 B 。A
3、减小，变大；B不变、变大；C减小、不变；D不变、不变。9一台接法的三相感应电动机，定子绕组一相断线时，它所产生的基波磁动势是 A 。A脉振的正弦波；B脉振的阶梯波；C旋转的正弦波；D旋转的阶梯波。10三相鼠笼感应电动机起动时，在电枢绕组中串入电阻，起动转矩 B 。A提高；B减少；C保持不变；D视电阻阻值而定。二、填空题（每空 1 分，共 20 分）1一个 p 对极的整距交流线圈，两个线圈边在空间相距的电角度为 180，机械角度为 180/p。2在三相对称绕组中通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势性质为 圆形旋转磁动势 ，其转向取决于 电流相序和绕组布置 ，其幅值取决于 绕组设计和电流大小 ，
4、其转速取决于 电流频率和极对数 。3基波节距因数物理含义是 线圈短距时的感应电动势对比于整距时应打的折扣，基波分布因数物理含义是 分布线圈相对于集中线圈合成电动势所打的折扣。4在感应电机等效电路参数计算时需要进行 频率归算 和 绕组归算 两种归算。5如果一台三相感应电动机的转差率为 0.02，那么转子铜耗占电磁功率的百分比为 2%，总机械功率占电磁功率的百分比为 98%。6三相感应电动机空载运行时，电机损耗包括 定子铜耗、定子铁耗、机械损耗 和 杂散损耗。7带恒转矩负载的三相绕线式感应电动机，在其它条件不变的情况下，适当增加转子回路的总电阻，一般会引起以下变化：临界转差率 增大，过载能力 不变
5、，起动转矩 增大，起动电流 减小。三、简答题（共 30 分）1感应电动机定子绕组与转子 p 绕组之间没有直接的联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载电机主磁通有无变化？为什么？（15 分）答：负载增加时，电动机转速下降，转差率上升（1 分），转子绕组切割磁力线的速度增加（1 分），转子感应电动势（1 分）、感应电流（1分）相应增加，则拖动性质的电磁转矩 Te增加（1 分），转子磁动势也增加（1 分）。由磁动势平衡关系，定子磁动势增加（1 分），定子 学院 电气工程学院 专业、班 年级 2009 学号 姓名 公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊 封
6、 线 密 电流上升（1 分），即从电网吸收的电功率增加（1 分），这一过程持续到电磁转矩与负载转矩平衡为止（1 分）。由上面分析可知，空载到满载的过程中，在 U1不变的情况下，I1的增加导致 I1Z1增加（1 分），使 E1减小（1 分），由114.44mwEfNK可知，主磁通会略有减小（3 分）。2试画出感应电动机的 T 型等效电路，标明各相量的参考方向，并简要说明各电阻上消耗功率的物理含义。（15 分）答：（7 分）定子电阻 R1上消耗的功率为定子绕组铜耗 pcu1（2 分），激磁电阻 Rm上消耗的功率为铁心损耗 pFe（2 分），转子电阻 R2上消耗的功率为转子绕组铜耗 pcu2（2 分
7、），附加电阻（1-s）R2/s 消耗的功率为实际电动机所产生的总机械功率 P（2 分）。四、计算题（共 30 分）1一台 Y 联接的三相同步发电机，p=1，Q=48 槽，采用三相双层叠绕组，线圈节距 y1=5/6，线圈匝数 Nc=1，并联支路数 a=2，基波频率f1=50Hz，基波磁通量 1=1.11Wb。试求：(1)基波节距因数 kp1；(2)基波分布因数 kd1；(3)基波绕组因数 kw1；(4)每相串联匝数 N；(5)基波相电动势E1；(6)基波线电动势 EL1。（14 分）解：（1）基波节距因数：1p15sin(90)sin(90)0.96596yk（2 分）（2）每极每相槽数：488
8、22 1 3Qqpm（1 分）槽距电角度：3603607.548paQ（1 分）基波分布因数：18 7.5sinsin22=0.95567.5sin8sin22dqakaq（2 分）（3）基波绕组因数：1110.96590.95560.9230wpdkkk（2 分）（4）每相串联匝数：22 1 8 182cpqNNa（2 分）（5）基波相电动势：1114.44=4.4450 8 0.9230 1.11=1819.6(V)wEfNk （2 分）（6）基波线电动势：Y 联接，对应基波线电动势L113=3151.6(V)EE（2 分）2一台三相 Y 接 4 极 50Hz 的感应电动机，已知 PN=7
9、5kW，UN=380V，IN=160A，R1=0.037，nN=1450r/min。设额定运行时输出转矩为电磁转矩的90%，pFe=2.1kW。试计算额定运行时的：(1)输出转矩；(2)电磁转矩；(3)电磁功率；(4)转差率；(5)转子铜耗；(6)定子铜耗；(7)输入功率；(8)功率因数。（16 分）解：（1）输出转矩32275 1060493.93(N.m)21450NNPPT（2 分）（2）电磁转矩2493.93548.81(N.m)0.90.9emTT（2 分）（3）电磁功率21500548.8186206.87(W)60ememsPT（2 分）（4）转差率150014501150030
10、s=0.0333（2 分）（5）转子铜耗2186206.872873.56(W)30cuempsP（2 分）（6）定子铜耗221133 1600.0372841.60(W)cuNpI R（2 分）（7）输入功率 112841.60210086206.8791148.47(W)cuFeemPppP（2分）减少保持不变视电阻阻值而定二填空题每空分共分一个对极的整距交流线圈两个线圈边在空间相距的电角度为机械角绕组布置其幅值取决于绕组设计和电流大小其转速取决于电流频率和极对数基波节距因数物理含义线圈短距时的感应机等效电路参数计算时需要进行频率归算和绕组归算两种归算如果一台三相感应电动机的转差率为那么转子铜耗占电 （8）功率因数1191148.47cos0.865533380 160NNPU I（2 分）减少保持不变视电阻阻值而定二填空题每空分共分一个对极的整距交流线圈两个线圈边在空间相距的电角度为机械角绕组布置其幅值取决于绕组设计和电流大小其转速取决于电流频率和极对数基波节距因数物理含义线圈短距时的感应机等效电路参数计算时需要进行频率归算和绕组归算两种归算如果一台三相感应电动机的转差率为那么转子铜耗占电