电机学
要求：
一、 独立完成，下面已将五组题目列出，任选一组作答，多答无效，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. 完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;
2. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;
3. 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. 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：
（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）；
(20分)
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：
（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？
(30分) 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：
（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？
(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
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。
(20分) 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.
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。 (30分) 4. 有一三相电机，Z=180，2p=10，a=1，y=15，每线圈匝数Nc=3，f=50Hz，基波每极磁通 m1=0.113Wb，Bm1：Bm3：Bm5=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Ec;
（2） 每相绕组的感应电动势EΦ；
（3） 线电动势E1。
(30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。
（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。
(30分) 第五组：
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？
（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 。
(20分) 3. 变压器连接组
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。
(20分) 4. 一台三相四极异步电动机，PN=28kW，UN=380V，电源频率f1=50Hz，定子绕组△接线，额定运行时cos 1=0.88，pcu1+pFe=2.0kW，pcu2=1.5kW，pmec+pad=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)
要求：
一、 独立完成，下面已将五组题目列出，任选一组作答，多答无效，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. 完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;
2. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;
3. 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. 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：
（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）；
(20分)
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：
（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？
(30分) 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：
（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？
(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
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。
(20分) 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.
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。 (30分) 4. 有一三相电机，Z=180，2p=10，a=1，y=15，每线圈匝数Nc=3，f=50Hz，基波每极磁通 m1=0.113Wb，Bm1：Bm3：Bm5=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Ec;
（2） 每相绕组的感应电动势EΦ；
（3） 线电动势E1。
(30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。
（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。
(30分) 第五组：
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？
（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 。
(20分) 3. 变压器连接组
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。
(20分) 4. 一台三相四极异步电动机，PN=28kW，UN=380V，电源频率f1=50Hz，定子绕组△接线，额定运行时cos 1=0.88，pcu1+pFe=2.0kW，pcu2=1.5kW，pmec+pad=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)
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