本一08-09电机学下试卷

第1页共6页福州大学2008～2009学年第一学期考试A卷课程名称《电机学（下）》考试日期2008/12/18考生姓名学号专业或类别题号一二三四五六七八总分累分人签名题分304030100得分考生注意事项：1、本试卷共6页，请查看试卷中是否有缺页。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。一、填空题(每小题1分，共30分)得分评卷人1、汽轮发电机的原动机为汽轮机，转子转速较___________，极对数较_________，采用_____________极式结构。2、同步发电机中，阻尼绕组起抑制转子______________的作用，同步电动机和补偿机中，阻尼绕组主要作为______________使用。3、为维持同步发电机的__________不变，必须随有功负载的变化调节___________；为保持同步发电机的___________不变，必须随无功负载的变化相应地调节____________。4、同步电机的内功率因数角ψ=90º时，电枢反应磁动势作用在__________（交轴、直轴）上，起_________（助磁、去磁）作用，为保持气隙磁场不变，必须使发电机运行在_____________（过励、欠励）状态。5、同步发电机带电阻电感性负载运行，卸去负载后，呈________（去磁、助磁）作用的电枢反应将随着电枢电流同时消失，因此端电压就会________（下降、上升）。6、同步电机的短路比是一个重要参数，当发电机有较大短路比时，其dx________（较大、较小），负载引起的端电压的变化__________，稳定性________（较差、较好）。第2页共6页7、增大原动机的输入功率，同步发电机输出的有功功率________，无功功率________。若要求只改变有功功率，则必须在增大输入功率的同时，适当________励磁电流。8、欠激运行的同步发电机其内功率因数角ψ的范围为______________，它将向电网输送________性的无功功率。9、三相凸极同步发电机，电枢绕组匝数减少，dx数值____________；电机气隙减小，dx数值____________；电机铁心饱和程度提高，dx数值_____________；激磁绕组匝数增加，dx数值_____________；电机转速增加，dx数值_____________。（增大、减小、不变）10、利用三相同步发电机___________特性曲线和___________特性曲线可以测定不饱和同步电抗；利用三相同步发电机___________特性曲线和___________特性曲线可以测定饱和同步电抗。11、同步发电机短路运行时，其电枢电流只有_______轴分量，它所产生的电枢反应为纯粹的_____磁作用。短路特性的形状为_________线。12、用灯光黑暗法判定同步发电机是否可以并入电网时，如发现灯光轮流亮灭（灯光旋转），说明两者的___________不一致，如发现灯光闪烁速度较快，说明两者的___________差别较大，如发现灯光不能完全熄灭，说明两者的___________差别较大，理想的并网时刻是在灯光______________________时。13、比较下列各种情况下运行时同步电机的稳定性：短路比较大_________短路比较小，过励状态下运行__________欠励状态下运行，轻载状态下运行__________满载状态下运行，直接接到电网_________通过外电抗接到电网。（大于、等于、小于）14、请为直流电机的下列导磁部件分配合适的材料：主磁极选用____________，转子铁芯选用____________，定子磁轭选用____________。（导磁钢板、导磁钢片、硅钢片）15、直流电机的电枢磁势为____________波，电枢磁通密度波形曲线呈____________形。16、直流发电机电刷从交轴位置逆着旋转方向移动一个小角度，此时直轴电枢反应磁势adF的方向与主磁极极性方向______________，起__________磁作用。17、并励发电机在额定转速下不考虑磁路饱和，在下列情况下空载电压将如何变化：⑴每极磁通减少10%，空载电压减少________10%；⑵励磁电流减少10%，空载电压减少_____________10%；⑶励磁回路电阻减少10%，空载电压增加_____________10%。（大于、等于、小于）18、直流电动机的调速方法有：（1）_____________________________________________，（2）_________________________________，（3）_________________________________。第3页共6页二、简答作图题(每小题8分，共40分)得分评卷人1、试作一左行单叠直流绕组的展开图，并画出磁极和电刷的位置（2p=4，Z=K=20）2、试从物理概念上分析为什么同步发电机的短路特性是一条直线？1234567891011121314151617181920第4页共6页3、同步发电机单独供给一对称负载且保持转速不变时，定子电流的功率因数由什么决定？发电机与大电网并联运行时，定子电流的功率因数又由什么决定？4、做直流发电机实验时，若并励直流发电机的端电压升不起来，应该如何处理？5、设正常运行时，一并励直流电动机的电阻压降为外施电压的5%，现励磁回路发生断路，设负载转矩为额定值不变，试问下列两情况下该机的电流和转速？（1）当剩磁为每极磁通的10%；（2）当剩磁为每极磁通的1%。第5页共6页三、计算题(每小题15分，共30分)得分评卷人1.一台隐极式电机：SN=31250kVA，UN=10.5kV，Y接法，cosθN=0.8（滞后），定子每相同步电抗XS=7.0Ω，ra不计,发电机并联运行于无穷大电网。试求：(1)当发电机在额定状态下运行时，功角δN；三相总电磁功率PM；静态过载倍数KM各为多少？(2)发电机原来在额定状态下运行，现仅将其励磁电流加大10%,功角δN；三相总电磁功率PM；功率因数cosθ将变为多少？（不考虑磁路饱和影响）第6页共6页2.一台四极82kW、230V、970r/min的并励发电机，电枢电路总电阻ra=0.0259Ω,并励绕组每极有78.5匝，四极串联后的总励磁电阻rf=22.8Ω,额定负载时，并励电路串入3.7Ω的调节电阻，一对电刷压降2△Ub=2V,基本铁耗及机械损耗PFe+Pmec=4.3kW,附加损耗Pad=0.005PN。试求：额定负载时，发电机的输入功率，电磁功率，电磁转矩和效率，画出功率流程图。第1页共6页福州大学2008～2009学年第一学期考试B卷课程名称《电机学（下）》考试日期考生姓名学号专业或类别题号一二三四五六七八总分累分人签名题分304030100得分考生注意事项：1、本试卷共6页，请查看试卷中是否有缺页。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。一、填空题(每小题1分，共30分)得分评卷人1、水轮发电机的原动机为水轮机，转子转速较___________，极对数较_________，采用_____________极式结构。2、________极同步电机的转子绕组为分布绕组，其转子磁动势的空间分布波形为___________波，__________极同步电机的转子绕组为集中绕组，其转子磁动势的空间分布波形为_____________波。3、同步电机的内功率因数角ψ=270º时，电枢反应磁动势作用在__________（交轴、直轴）上，起_________（助磁、去磁）作用，为保持气隙磁场基本不变，必须使发电机运行在_____________（过励、欠励）状态。4、过励运行状态的同步发电机其内功率因数角ψ的范围为______________，它将向电网输送________性的无功功率。5、一台凸极同步发电机有以下参数：X，Xad，Xd，Xaq。它们中间最大的是：___________，其次为__________，再次为___________，最小的是___________。6、同步电机最主要的用途是作为___________（电动机、发电机、补偿机）运行，而还有一种较特殊的应用，专门用来向电网输送__________功率的称为同步补偿机。第2页共6页7、同步电机的电枢漏磁通主要包括两个部分：________________和_______________。8、同步发电机短路时，电机磁路处于____________（饱和、不饱和）状态，因此其磁势和磁通之间为____________（线性、非线性）关系。9、并入电网的同步发电机，增加原动机的输入功率，发电机输出的有功功率___________，输出的感性无功功率___________；增大同步机的励磁，发电机输出的有功功率___________，输出的感性无功功率___________。（增大、减小、不变）10、一台四极直流电机，换向片数为20，虚槽为____________，构成右行单叠绕组，则合成节距为____________，第一节距为____________，并联支路数为______________。11、直流电机电刷间的电动势是_____________的，电枢导体的感应电动势是___________的。（直流，交变）12、直流电机的电枢反应使得发电机的前极尖下的磁通密度___________，后前极尖下的磁通密度___________。13、直流电动机电刷从交轴位置逆着旋转方向移动一个小角度，此时直轴电枢反应磁势adF的方向与主磁极极性方向______________，起__________磁作用。14、直流电动机的起动方法有：__________________起动，_________________________起动和______________起动。15、直流电动机的制动方法有：____________制动、___________制动和__________制动。二、填空题(每小题8分，共40分)得分评卷人1、画出同步电机的时空矢量图，说明当Ψ=120o时，电机的运行状态？电机的励磁情况？电枢反应的性质？电网与电机的功率交换情况？第3页共6页2、比较在下列情况下同步电机的稳定性，并简单说明原因：（1）当有较大的短路比或较小的短路比时；（2）在过励状态或欠励状态运行时；（3）在轻载或满载状态运行时；（4）直接接至电网或通过外电抗接至电网时。3、同步发电机并网运行时，试根据同步发电机的有功、无功功角特性曲线图，说明当同步发电机的原动机输入增加时，发电机向电网输出的有功和无功功率如何变化？第4页共6页4、一台六极直流电机原为单波绕组，如改制成单叠绕组，并保持元件数、每元件匝数、每槽元件数不变，问该电机的额定容量是否改变？5、一台并励直流电动机带恒转矩负载运行，现减少励磁回路电阻，试说明电动机的电磁转矩T，电枢电流Ia，感应电势Ea和转速n的变化趋势，并说明原因？第5页共6页三、计算题(每小题15分，共30分)得分评卷人1.一台三相凸极式水轮发电机数据如下：额定功率NP=7000千瓦，额定电压NU=11千伏，额定频率Nf=50赫芝，额定功率因数Ncos=0.8（滞后），Y接法，dx=17欧，qx=9欧，不计ar，当发电机满载运行时求：(1)各同步电抗的标么值凸极式(2)作出电势相量图,求激磁电势0E和功角第6页共6页2.一台并励直流发电机：PN=9KW，UN=115V，电枢电阻ra=0.07Ω，略去电刷压降，励磁回路电阻：Rf+rf=33Ω，试求：(1)在额定转速下测得空载电压U0=129.1V，求此时励磁电流If0=?(2)在额定负载下，端电压UN=115V时电枢电流IaN=？感应电势Ea=?(3)试求该发电机的电压变化率为多少？第7页共6页