南京理工大学紫金学院课程考试答案

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南京理工大学紫金学院课程试卷答案

一. 填空题（10分，每空1分）

[1]从电磁角度来看，一个磁极对应电机圆周的电角度为 。

[2]为了使三相对称，通常令一个极域内每相所占的圆弧区域相等，这个区域称 。

[3] 异步电动机根据转子结构的不同可分为   鼠笼式     和     绕线式      两类。

[4] 绕线式异步电动机转子串入适当电阻起动时，起动转矩将  增加      ，起动电流将   减小  ，其原因是   提高了转子的功率因数       。  

[5] 汽轮同步发电机稳定极限角δ        .

 [6] 同步发电机与无穷大电网并联运行，过励时向电网发出  感性  无功功率，欠励时从电网吸收   感性   无功功率。

三. 简答题（4×5分）

1．为了得到三相对称的基波电势，对三相绕组安排有什么要求？

1、三相绕组的构成（包括串联的匝数、节距、分布等）应相同，而且三相绕组轴线在空间应分别互差1200电角度。

2、两相绕组通以两相电流是否会产生旋转磁势？单相绕组的磁势的振幅是多少？它具有什么性质？

两相绕组通以两相电流会产生旋转磁势。单相绕组的磁势是脉振磁势，振幅为：

3、异步电机转子静止与转动时，转子边的电量与参数有何变化？

答: 异步电机转子静止时转子边的电量与参数有E2、X2、I2他们的频率都是f1

异步电机转转动时转子边的电量与参数有E2s、X2s、I2s不仅他们的大小与转子静止时不等, 而且都是他们的频率f2=s f1.

4、同步电动机中的隐极式和凸极式各有什么特点？

答: 同步电动机的转子，按照它的磁极结构特点，可分为凸极式和隐极式两种。

（1）凸极式转子有明显凸出的磁极，凸极电机的特点是气隙不均匀，转子磁极中心附近气隙最小，磁阻也小。而在转子磁极的几何中线处气隙最大，磁阻也大，磁导最小。凸极式转子结构简单，制造方便，制成多极比较容易，但机械强度较低，所以它适用于低速、多极同步电机。同步电动机大多数也是容量较大、转速较低的凸极同步电机。

（2）隐极式转子则没有明显凸出的磁极，隐极式转子制造工艺比较复杂，但它的机械强度较好，适用于极数少、速度高的同步电机。

由于凸极式转子的结构和加工工艺比较简单，而且在过载能力和运行的稳定性方面都比隐极式转子好，所以除了高速的大容量的同步电动机采用隐极外，一般都采用凸极式。

三. 计算题（70分）

1、（13分）已知一台三相6极交流电机，定子是双层分布短距绕组，频率Hz，定子槽数槽，线圈节距（是极距），定子绕组Y接，线圈匝数匝，气隙基波每极磁通是Wb，绕组并联支路数。求：（1）基波绕组系数；（2）基波相电势；（3）基波线电势。

解： ， 1分

1分

每极每相槽数 1分

槽距角

基波分布因数 1分

(1) 基波绕组系数 1分

(2) 每相绕组串联匝数为 1分

相绕组基波电动势有效值

(V) 2分

（3）基波线电势有效值 (V) 2分

2．（12分）有一台三相6极异步电动机，Hz，，试求：（1）旋转磁势的转速；（2）额定转速；（3）转子转速为960r/min时的转差率s；（4）r/min时的转差率s；（5）启动瞬间的转差率s。

解： （1） 3分

（2） 3分

（3） 2分

（4） 2分

（5） 2分

3．（12分）有一台三相异步电动机，，，2p=4, , , 定子绕组为Y连接。额定运行的各项损耗分别为，，，,试求：（1）额定运行时的电磁转距；（2）额定运行时的输出转矩；（3）额定转速。

解：（1） 3分

2分

（2） 3分

2分

（3） 2分

4、 （12分）有一台汽轮发电机，PN=12500kW, UN=6600V,定子绕组Y接法，m=3, cosφN=0.8 (滞后)，XS=4.0Ω，发电机并网运行，输出额定频率f=50HZ时，求：⑴每相空载电势EO；⑵额定运行时的功角；⑶最大电磁功率PMmax; ⑷过载能力KM。

解：

5、（12分）有一台三相凸极同步发电机并网运行，额定数据为：SN=8750kVA,UN=10.5kV，定子绕组Y接法，cosφN=0.85 (滞后)，同步电抗Xd=16Ω，Xq=10Ω,电阻不计，试求：额定状态运行时，发电机的功角δ和每相励磁电势EO？

解：

（1） （2分）

（2分）

（2分）

（6分）

二. 填空题（10分，每空1分）

[1] 内功率因数角指的是（ ）之间的夹角，功角δ指的是（ ）之间的夹角。

[2]隐极同步发电机适合（ ）速旋转的（ ）发电机。

[3]水轮同步发电机稳定极限角δ          （填角度的大小范围）.

[4] 感应电动机运行时，总要从电源吸收一个 滞后 性质的无功电流。

[2] 同步发电机主磁极的极对数一定时，其  感应电动势的频率     与    电机的转速   之间有着严格不变的关系。  

[10] 三相异步电动机最大电磁转矩的大小与转子电阻值  无    关，起动转矩的大小与转子电阻    有     关（填有无关系）。

二. 简答题（4×5分）

1、 电角度的意义是什么？它与机械角度有怎样的关系？

电角度的意义是：转子在旋转时每经过一对磁极就相应地变化一个周期,即为360度电角度.

电角度是机械角度乘以磁极对数P。

2异步电动机调速方法有那些？

a) 异步电动机调速方法有那些？

依据公式：

（1） 变极调速

（2） 变频调速

（3） 改变机械特性曲线的形状（及改变S调速）

1 改变绕线式异步电机的转子外串电阻；

2 改变绕线式异步电机的转子外串附加电势——串级调速；

3 改变外施电压调速。

3异步电动机等效电路中/代表什么意义？能不能不用电阻而用一个电感或电容来表示？为什么？

、/ 称为模拟电阻，其消耗的功率等于总的机械功率。

其不能用电阻电阻而用一个电感或电容代替。

当0时，电机处于电动机状态，/>0，0' altImg='f7b9265a979e5ff3ab0a35138043cc53.png' w='179' h='43' class='_6'>，电机轴上输出机械功率；当S<0时，电机处于发电状态/<0, ,电机从轴上吸收机械功率；当S>1时，电机处于发电状态/<0,电机从轴上吸收机械功率

4三相同步发电机投入并联时应满足哪些条件？

（1） 双方应有相同的相序，

（2） 双方应有相同的电压

（3） 双方应有相等或接近与相等的频率。

三. 计算题（70分）

1. （12分）有一台三相同步发电机，，，，极，定子绕组Y接法，槽，匝，槽，槽， Hz，，试求：（1）单相绕组所产生的基波磁势幅值；（2）三相绕组所产生的合成磁势的基波幅值；

解 (1) 1分

1分

1分

1分

1分

1分

一相磁势幅值为

2分

(2) 三相合成磁势幅值为

2分

2．（12分）有一台三相异步电动机，输入功率，定子铜耗，铁耗，转差率s=0.015,试求：（1）电磁功率；（2）转子铜耗；（3）总机械功率。

解：（1） 4分

（2） 4分

（3） 4分

3．（12分）有一台三相异步电动机，，，2p=4, ,定子绕组为Y连接。额定运行的各项损耗分别为，，，机械损耗，附加损耗,试求：（1）额定运行时的额定转速；（2）额定运行时的输出转矩；（3）空载转矩；（4）电磁转距。

解：（1） 2分

3分

（2） 3分

2分

（3） 2分

4．（12分）有一台三相凸极同步发电机，电枢绕组Y接法，每相额定电压，额定相电流，（滞后），已知该机运行于额定状态，每相励磁电势，内功率因数角，不计电阻压降，试求：和各为多少？

解： 2分

2分

2分

2分

2分

5．（12分）一台凸极三相同步电动机，Y接法，，，，，额定功率因数（超前），同步电抗，，不计电阻压降，试求：（1）额定负载时空载电势E0及功率角δN；（2）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。

解：

（1） （1分）

（2分）

（2分）

（2分）

（2分）

（2） （2分）

（2分）

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/304135f44531b90d6c85ec3a87c24028905f8510.html