天大2021年春学期考试《建设工程法规》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，请按照学院平台指定的做题组数作答，每人只答一组题目，多答无效，100分；
平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；
例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题；
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；
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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