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【奥鹏】天大2021年春学期考试《电机学》离线作业考核试题

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. 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?

 

 

 

 

第二组:

1. 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通?它们之间有哪些主要区别?并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势?(30分)

2. 同步电机有哪几种运行状态,如何区分?(30分)

3. 一台交流电机定子采用双层叠绕组,其中定子槽数Z=36,极数2p=4,并联支路数a=2,节距y1=7,线圈匝数Nc=2,试求:(20分)

1) 画出叠绕组展开图(只画一相);

2) 每相绕组串联匝数;

 

 

 

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4. 一台并励直流发电机,PN=26kW,UN=230V,nN=960r/min,2p=4,单波绕组,电枢导体总数,Na=444,额定励磁电流IfN=2.592A,空载额定电压时的磁通0=0.0174Wb,空载损耗p0=0.4kW。电刷安装在几何中性线上,不计磁路饱和的影响,试求额定负载时:(20分)

4) 发电机的感应电动势E;

5) 发电机的电磁功率Pem、电磁转矩Tem及效率N;

 

 

 

 

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?

 

 

 

 

 

第五组:

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)

 

 

 

 

 

 

 

 

1   50  0.03

2  1000 50

1800  60 3

5 600 -500

3 1000    -0.2

4   50  1

 

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SN=31250kVA,

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

步电抗Xt=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θN;

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cos;

 

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