天津大学_442001[电机学]17秋离线考核

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天津大学_442001[电机学]17秋离线考核
电机学
要求：
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，满分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：
使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；
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；
上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”
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. 什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？(20分)
2. 一台笼型异步电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的，在输出同样转矩的情况下，下列物理量将如何变化？(20分)
（1）转速 ；           （2）转子电流 ；
（3）定子电流 ；       （4）定子功率因数 ；
（5）输入功率 ；       （6）输出功率 ；
（7）效率 ；   （8）起动转矩 ；   （9）最大电磁转矩 。
3. 变压器连接组(20分)
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；

根据变压器连接组，画出接线图和高、低压侧电动势相量图。


4.一台三相四极异步电动机，PN=28kW，UN=380V，电源频率f1=50Hz，定子绕组△接线，额定运行时cos 1=0.88，pcu1+pFe=2.0kW，pcu2=1.5kW，pmec+pad=1.2kW，试计算此时转差率s，效率 N，定子电流I1及转子电流频率f2。(20分)
5.有一台三相汽轮发电机， ， ， 接法， （滞后），作单机运行。由试验测得它的同步电抗为 。电枢电阻忽略不计。每相励磁电动势为 ，试求分下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质：(1)每相是 纯电阻；(2)每相是 纯电感；(3)每相是 电阻电容性负载。(20分)


第二组：
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)
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；

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)


第三组：
1. 脉振磁动势和旋转磁动势各有哪些基本特性？产生脉振磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有什么不同？(20分)
2.普通笼型异步电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大而起动转矩不大？但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？
(20分)
3.一台交流电机，定子槽数Z＝24，2p＝4，y1＝5，a＝2，每槽导体数为8.
(30分)
画出叠绕组展开图（只画一相）；
每相绕组串联有效匝数；
基波绕组系数及五次谐波绕组系数。

4.(30分)有一三相电机，Z=180，2p=10，a=1，y=15，每线圈匝数Nc=3，f=50Hz，基波每极磁通∅m1=0.113Wb，Bm1：Bm3：Bm5=1:0.2:0.1，三相绕组星形接法，试求：
每线圈的感应电动势Ec;
每相绕组的感应电动势EΦ；
线电动势E1。


第四组：
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）
额定运行时，发电机的定子电流I、每相励磁电势E0、功角θN；
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；


第五组：
在凸极同步发电机中，Xad和Xaq哪一个比较大，为什么？
请问，对于异步电机和同步电机，两者在结构上有哪些区别？（20分）
一台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 、转子磁动势 相对于转子的转速为 ，试填写下表中的空格。（20分）
p n1/r∙min-1 n/r∙min-1 f1/Hz f2/Hz s n2/r∙min-1
1   50  0.02
2  1000 50   
4   50  1
3、画出隐极同步发电机相量图，并标出 、 、 、功率因数角φ、内功率
因数角ψ，功角θ；（10分）
4、一台三相绕线型异步电动机，定子Δ形连接，其额定频率为50Hz，额定线电压UN=380V，额定转速nN=1430转/分，电机的参数为R1=0.2Ω， =0.2Ω， =1.0Ω， =1.0Ω，Xm=200Ω，Rm≈0。试求：（25分）
电机额定工作情况下的：定子相电压，极数，同步转速。
转差率、转子频率；
临界转差率、最大电磁转矩；
5、一台三相隐极同步发电机并联在电网上额定运行，SN=3000kVA，线电压UN=6.3kV，定子Y形连接，cosφN＝0.707（滞后），同步电抗Xt＝ Ω，定子电阻忽略不计，且不考虑磁路饱和的影响。试求：（25分）
1）给出阻抗基值、电流标幺值、电压标幺值；
2）计算电机额定运行时内功率因数角ψ、功角θ、励磁电动势 ；