《武漢大學電氣考研復試必備電機學(下)_期末A(答案).doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。

1、A武漢大學電氣工程學院2011—2012學年第一學期期末考試試題《電機學》（下）姓名學號專業(yè)：電氣工程及其自動化班號_____一、填空題(每題5分，共40分)1．同步發(fā)電機電樞反應的性質取決于電樞磁動勢基波Fa與勵磁磁動勢基波Ff1的空間相對位置，這一相對位置僅與勵磁電動勢和電樞電流之間的相位差有關，當為一任意銳角，用雙反應理論分析電樞反應磁通和電樞反應磁動勢兩個矢量是否同相?由于凸極電機交、直軸磁路不對稱，直軸氣隙小、交軸氣隙大，因此直軸磁路的磁阻小于交軸磁路的磁阻。根據(jù)磁路的歐姆定律，磁通等于磁動勢除以磁阻，因此，故φa與Fa不同相與它所感應的電動勢是否還相差？由于

2、Ead∝φad，Ead∝φad，因此Ea滯后于φa90°。2、水輪發(fā)電機要用阻尼繞組，而汽輪發(fā)電機卻可以不用，原因是水輪機一般為凸極結構，為使轉子產(chǎn)生異步轉矩，即能異步啟動，加阻尼繞組；汽輪發(fā)電機采用隱極轉子結構，轉子由整塊鋼鍛造而成，在電機不對稱運行以及動態(tài)運行過程中，整塊轉子感應的渦流能夠起到水輪發(fā)電機(采用凸極結構)的阻尼繞組電流的作用，因此汽輪發(fā)電機可以不用阻尼繞組。3、同步發(fā)電機的外功率因數(shù)決定于電機的負荷性質，內(nèi)功率因數(shù)角決定于電機的負荷性質及電機參數(shù)，功角決定于電機的輸入功率或勵磁電流大小。4、同步發(fā)電機并列的方法有兩種：一種是準確同步法，另一種是自同步法。

3、兩種方法的根本差異是并網(wǎng)前先加激磁的為準確同步法，后加激磁的為自同步法。5、同步發(fā)電機定子突然短路電流中周期性分量之所以要衰減的原因是繞組實際存在電阻，導致非周期分量衰減，與之對應的另外一側繞組中的周期分量要隨之衰減，其非周期性分量衰減的原因是由于定子繞組本身的電阻引起。6、同步發(fā)電機的氣隙越大，則越小、增加、越小，電機制造成本增高，以及靜態(tài)穩(wěn)定性能變好。7、試比較他勵和并勵直流發(fā)電機電壓變化率的大小:并勵直流發(fā)電機電壓變化率更大，其原因為并勵發(fā)電機的勵磁電流If隨端電壓U的下降而下降，從而導致每極磁通減小，感應電勢和電壓進一步減小。8、直流電機電樞電動勢的表達式為，電

4、磁轉矩的表達式為；直流電動機電磁轉矩的性質為拖動轉矩；兩個電機常數(shù)之間滿足CE/CT=3.1415/30關系。二、計算題和問答題（60分）1、（8分）為什么從空載特性和短路特性不能測定交軸同步電抗？并說明如何測定直軸不飽和電抗值？答：凸極同步發(fā)電機的電動勢方程為，三相短路時，由于發(fā)電機的電樞電阻遠小于同步電抗，短路電流可以認為是純感性的，即，，，。所以由空載特性測出和短路特性測出可求出直軸同步電抗。由于短路情況下的電樞磁動勢基本上是一個純?nèi)ゴ抛饔玫闹陛S磁動勢，使氣隙合成磁動勢很小，對應的氣隙合成磁通很小，電機磁路處于不飽和狀態(tài)，這時求出的是的不飽和值。由于，不能從空載和短

5、路特性求出。2、（8分）畫出凸極同步發(fā)電機失去勵磁時的電動勢相量圖，并推導其功角特性，此時θ代表什么意義？答：忽略電樞電阻，凸極同步發(fā)電機失去勵磁時的電壓方程式為，向量圖如圖所示。功角特性推導如下：由于，滯后于90°，與重合，因此，此時θ為電樞磁場與轉子直軸之間的夾角。3、（12分）有一臺三相1500kW水輪發(fā)電機，額定電壓為6300V，Y形連接，額定功率因數(shù)（滯后），已知參數(shù)，，電樞電阻可略去不計，試繪出相量圖并計算發(fā)電機在額定運行狀態(tài)時的勵磁電動勢。解1：,，則。將參考向量改為，則有，，則故解2：，，，，4、（12分）一臺汽輪發(fā)電機，額定功率因數(shù)（滯后），，電樞電阻可

6、以忽略不計，額定負載時的勵磁電動勢，該發(fā)電機并聯(lián)在額定電壓的無窮大電網(wǎng)上，不考慮磁路飽和程度的影響，若保持額定運行時的勵磁電流不變，當輸出有功功率減半時，求定子電流標幺值和功率因數(shù)各等于多少？解：額定運行時，由得，勵磁電動勢輸出功率保持額定功率運行時勵磁電流不變，不變，輸出有功功率減半時，電磁功率減半，即根據(jù)功角特性，，此時的功率角為，，功率因數(shù)(滯后)5、（10分）有一臺凸極同步電動機接到無窮大電網(wǎng)，電動機的端電壓為額定電壓，，，額定負載時電動機的功率角，額定負載時的勵磁電動勢，計算時定子電阻和所有的損耗忽略不計，試求：（1）求在額定勵磁電動勢下電動機的過載能力；（2）

7、轉子失去勵磁時，求電動機的最大輸出功率（標幺值）。解：(1)額定勵磁電動勢情況下的功角特性為額定電磁功率：令，有效解，由此得到最大電磁功率為：過載能力(2)轉子失去勵磁，即時，當時，電動機的輸出功率最大。6、（10分）有一臺他激直流電動機，，，，，。試求額定狀態(tài)下：①輸入功率和總損耗；②銅耗和電磁功率；③額定電磁轉矩、輸出轉矩和空載轉矩。解：(1)輸入功率總損耗(2)銅耗：電磁功率(3)額定電磁轉矩輸出轉矩空載轉矩