08-09-2 南京工程学院 电机学 B试卷评分标准及参考答案

南京工程学院（B）

试题评分标准及参考答案

2008 / 2009 学年第 2 学期

共4页 第 1 页

课程所属部门： 电力工程学院 使用班级： 除监控071外电力院07级各班

课程名称： 电机学A（上） 制 作 人：李祖明 09 年 6 月 25 日

一、填空题（本题20空，每空1分，共20分） 1、铁心；绕组； 2、小于1或<1；一次； 3、正弦；（近似）正弦（或略为平顶）； 4、增大；增大； 5、联结组别；短路电压百分数或短路阻抗标幺值； 6、6/7；5/6； 7、100；相反； 8、1000；45； 9、发电机；电动机； 10、无关；（平方）成正比。 二、单项选择题（在括号中填写编号，本题5小题，每小题2分，共10分） 1、（1）；2、（2）；3、（4）；4、（4）；5、（1）； 三、图形题（本题3小题，共22分） 1、【解】根据左边的电路图，可画出右边的电压相量图，所以连结组左图为Y,y4；右图为Y,d3。 ABCAABCAXzYxZybcXyzYxZcOoaOoCaBcab bca CbB 评分标准：每小题的电压相量图3分，高压侧1分、低压侧2分；连结组别1分。 2、（1）单层叠绕组；（2）5；（3）9；（4）2；（5）30?；（6）0.966 （各1分） 3、（1）错；（2）对；（3）错；（4）对；（5）错；（6）对；（7）对；（8）对 （各1分）

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四、简答题（本题5小题，每小题4分，共20分） 共4页 第 2 页

?2?1?KE?2 （1分）?2?2， （1分）??E??1I1、【解】 E； I； K?2?2 （1分） ???K2Z2?，ZL??K2ZL （1分）??KUZ2； U 2、【解】这是因为：一次绕组接通直流电源将产生恒定的主磁通?m和一次漏磁通?1?（1分），一次绕组的主电动势E1和漏电动势E1?都等于0，则一次电压方程变成U1?I1r1（1分），由于电压不变而电阻r1很小，可见一次绕组电流很大（1分），有烧毁绕组的危险，但是二次绕组没有电流，所以不能接（1分）。 3、【解】无论是变压器还是异步电动机，输出功率和各种损耗都是交流电源供应的。异步电动机输出的是机械功率；而其工作时需要主磁通以及会产生定、转子漏磁通，这就需要向电源吸收感性无功功率，因此异步电动机的功率因数总是滞后的（2分）。 变压器工作时同样需要主磁通，也同样会产生一、二次漏磁通，因此，其一次侧同样需要向电源吸收感性无功功率。与异步电动机不同的是，变压器供应的是电气负载，而负载性质则可能有感性、纯电阻性和容性三种（1分），若容性负载的无功功率大于激励磁通所需的感性无功功率时，电源就需要提供容性无功功率，其功率因数便是超前的（1分）。 4、【解】定子通电后，产生以同步速n1?60f旋转的磁场（1分），它切割闭合（即短路）的转子绕组产p生转子电动势和电流（1分），转子电流（产生的磁场）与定子磁场相互作用产生电磁力F及电磁转矩M，电磁转矩克服负载转矩作功（1分），驱动转子沿着旋转磁场方向以转速n转动。（1分）。 5、【解】从等效电路角度看，绕组用超导体材料制作时，转子电阻为0，模拟电阻1?s?，内r2?0（1分）s?2机械功率PΩ?M?Ω?m1I2或者： 1?sr??0（1分），电磁转矩M?0（1分），异步电动机将无法转动（1分）。 2sr2?s由电磁转矩表达式M?pm1U12r???)2]2?f1[(r1?2)2?(x1??x2s知（1分），绕组用超导体材料制作时，转子电阻为0（1分），电磁转矩M?0（1分），异步电动机将无法转动（1分）。

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五、计算题（本题2小题，共28分） 1、【解】依据条件得 SN100kVA??5.77A 一次额定电流I1N?3U1N3?10kV2U1N?U1N(10000V)2???1000? 一次阻抗基准值Z1B?I1NSN100?103VA⑴参数计算（用标幺值计算，共10分） 共4页 第 3 页

p3kWIKI1NU500V**?K??0.03 ??1，UK?K??0.05， pKSN100kVAI1NI1NU1N10kVp1.5kWU400***?0??0.015 ?0.05，p0空载数据：U0?0??1，I0SN100kVAU2N400*短路数据：IK?*激磁阻抗：rm**p0U00.0151***2*2?*2??6z???20，xm，?zm?rm?19.079 m2*I00.05I00.05**pKUK0.030.05***2*2?*2?2?0.03，zK?*??0.05，xK?zK?rK?0.04 1IK1IK将激磁阻抗和短路阻抗的标幺值乘以高压侧阻抗基准值Z1B，即为折算到高压侧的阻抗值： *短路阻抗：rK*?rm?rmZ1B?6?1000?6000??*?xm?xmZ1B?19.079?1000?19079? ?z?z*Z?20?1000?20000?m1B?m*?rK?rKZ1B?0.03?1000?30??*?xK?xKZ1B?0.04?1000?40? ?z?z*Z?0.05?1000?50?K1B?K⑵一次侧加额定电压、流过功率因数cos?1?0.8滞后的额定电流情况下（8分） *?I1?I*2?I*0Z*K**?1?1?1?0??1，则I依题意设U?0.8?j0.6?1??36.87? ***参见右图的标幺值等效电路，Zm?rm?jxm?20?72.54?，则 ?*U1Z*m?*U2Z*L*?1U1*?I0?*??0.05??72.54??0.015?j0.0477 计算电路 Zm20?72.54?***?2?1?0I?I?I?0.8?j0.6?(0.015?j0.0477)?0.785?j0.5523?0.9598??35.13? *****?2?1?2U?U?I(rK?jxK)?1?(0.785?j0.5523)(0.03?j0.04) ?0.9544?j0.0148?0.9545??0.89? *?1?0.9545?0.0455 电压变化率?U?1?U2 评分标准：（1）共10分：包括已知条件在内的参数计算共6分，每种参数各3分；阻抗标幺值（含基准）4分 （2）共8分：求出二次侧电流给5分，求出电压变化率给3分

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2、【解】在额定状态下，依题意有 输入功率PUNINcos? N?3?380?54?0.89?31632.1W 1?3效率?N?共4页 第 4 页

P N28?103??0.885 （2分） P31632.11定子铜耗pCu1?3I12r1?3?542?0.15?1312.2W （1分） 内机械功率P??P2?p0?PN?p0?28?0.35?28.35kW=28350W 电磁功率P??P1?pCu1?pFe?31632.1?1312.2?1153.2?29166.7W 转子铜耗pCu2?P??P??29166.7?28350?816.7W （2分） 额定转差率sN?pCu2816.7??0.028 （1分） P?29166.7转子频率f2?sNf?0.028?50?1.4Hz （1分） 同步转速n1?60f60?50??1500r/min p2额定转速nN?(1?sN)n1?(1?0.028)?1500?1458r/min （2分） 电磁转矩M?9.55P?28350?9.55??185.7N?m （1分） nN1458

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