天大2022年春季学期考试《电机学》离线作业考核（手写）

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电机学
要求：
天津大学2022年春季学期离线考核
一、独立完成，下面已将五组题目列出，任选一组进行作答，每人只答一组题目，多答无效，100分；
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“Word972003”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.试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度。(20分)
2.某绕线转子异步电动机，如果（1）转子电阻增加一倍；（2）转子漏电抗增加一倍；（3）定子电压的大小不变，而频率由50Hz变为60Hz，各对最大转矩和起动转矩有何影响？(20分)
3.设有一三相电机，6极，双层绕组，星形接法，Z=54，y=7，Nc=10，a=1，绕组中电流f=50Hz，流入电流有效值I=16A，试求：旋转磁动势的基波、5次和7次谐波分量的振幅及转速、转向？(30分)
4.设有一台50kVA，50Hz，6300/400V，Yy连接的三相铁芯式变压器，空载电流I0=0.075IN，空载损耗p0＝350W，短路电压uk*＝0.055，短路损耗pkN＝1300W。(30分)
（1）试求该变压器在空载时的参数r0及x0，以及短路参数rk、xk，所有参
数均归算到高压侧，作出该变压器的近似等效电路。
（2）试求该变压器供给额定电流且cosθ2=0.8滞后时的电压变化率及效率。
第二组：
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)    奥鹏作业
（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)
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cos1=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)
第三组：
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）
1500.03
2100050
1800603
5600500
310000.2
4501
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&#61546；
第四组：
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&#615100=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)
1）发电机的感应电动势E；
2）发电机的电磁功率Pem、电磁转矩Tem及效率&#61544N；
第五组：
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)
1）画出叠绕组展开图（只画一相）；
2）每相绕组串联有效匝数；
3）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=10.20.1，三相绕组星形接法，试求：
（1）每线圈的感应电动势Ec
（2）每相绕组的感应电动势EΦ；
（3）线电动势E1。

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