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2014年陕西空军工程大学电机学考研真题(A卷).doc

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2014 年陕西空军工程大学电机学考研真题(A 卷) 考试科目: 电机学 (A 卷) 科目代码 801 说明:答题时必须答在配发的空白答题纸上,答题可不抄题,但必须写清题号,写在试题上 不给分; 考生不得在试题及试卷上做任何其它标记,否则试卷作废;试题必须同试卷一起交 回。 一、填空题(30 分,每题 2 分) 1.当外加电压大小不变而铁芯磁路中的气隙增大时,对直流磁路,则磁通 流 或基本不变) 2.变压器“T”形等值电路中,激磁感抗 Xm 对应于 激磁电阻 rm 对应于 漏感抗 X1 在 一定时是常数。 3.若想采用绕组短距的方式同时削弱三相异步电动机定子绕组中的五次和七次谐波磁势时, , 。对于已制成的变压器,激磁感抗 Xm 不是常数,它随 而变化, ,电感 ,电 。(填:增大、减小、不变 ;对交流磁路,则磁通 ,电感 ,漏感抗 X1 对应于 ,电流 应选绕组节距 y1 为 (设极距为)。 4.某三相四极电机中,有一个表达式为 F Fm cos(5t  7)的气隙磁势波,这表明:产 生该磁势波的电流频率为基波电流频率的 的转速为基波磁势转速的 ;在空间 倍;在电枢绕组中所感应的电势的频率为基波电势频率的 倍;该磁势的极对数为 倍。 5.如果一台三相异步电动机运行时转差率 s,则其电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的比 例是 Pe : P : PCu2 = 6.一台三相异步电动机的额定功率 PN 是指额定运行时的 7.同步发电机的功角有双重含义,一是 之间的夹角;二是 功率。 。 和 和 之间的夹角。 8.直流电机的电枢反应主要与 和 有 关 ; 同 步 发 电 机 的 电 枢 反 应 主 要 与 和 有关。 、 、 作用产生的力矩拉入同步。 9.两台同型号的同步发电机投入并联时,两台发电机电压的相位略有差值, 此时将其投入 并联后,两台发电机会靠 10.三级式无刷同步发电机是由同轴联接的 发电机输出电压的调节是通过调节 的激磁电流来实现的。 11.解决单相异步电动机起动问题的根本方法是 12.一台并激直流电动机,如果电源电压和励磁电流 I f 不变,当加上一恒定转矩的负载后, 发现电枢电流超过额定值。如果在电枢回路中接一电阻来限制电流,此方法 ,因为串 ,转速 n 将 入电阻后,电动机的输入功率 P1 将 ,电动机 的效率η将 13.异步电动机绕组折算和频率折算的充要条件是 14.单相变压器产生的磁势是 , 电枢电流 I a ,一般来说应采用增大 的方法。 ,以及 组成的, 。 。 磁势,转子绕组产生的磁势是 磁势,转子绕组产生的磁势是 磁 势 ; 三 相 异 步 电 动 机 定 子 绕 组 产 生 的 磁 势 是 磁势;同步发电机三相定子电枢绕组产生的磁势是 磁势。 15.一台串激直流电动机与一台并激直流电动机,都在满载下运行,它们的额定功率和额定 电 动 机 转 速 下 降 得 多 , 而 电流都相等,若它们的负载转矩同样增加 5%,则:
电动机的电流增加得多。 二、选择题(30 分,每题 2 分) 1.一个整距线圈通以随时间按正弦规律变化的交流电时,其基波磁势在空间的分布为 A.矩形波 B.正弦波 C.梯形波 D.尖顶波 2.一台变压器,如果使其电源电压和频率同时增大 2%,穿过铁芯线圈的主磁通将 A.增大 B.减小 C.基本不变 D.不确定 。 。 3.在直流电机中,公式 Ea  Cen 和 M  CMIa 中的是 。 。 A.主磁极每极磁通 B.每极合成磁通 C.每极电枢反应磁通 D.所有磁极的主磁通 4.对变压器的绕组来说,下列说法正确的是 A.因为低压绕组对绝缘的要求不高,故低压绕组放在外面,高压绕组放在里面 B.在电源变压器中,为了减少外界干扰,在原副绕组间加装屏蔽线 C.屏蔽线必须构成回路,否则会产生高压,导致变压器烧毁 D.以上都不正确 5.一台并激直流电动机,在保持转矩不变时,如果电源电压 U 降为 0.5U N , 忽略电枢反应 和磁路饱和的影响,此时电机的转速 A.不变 B.降低到原来转速的约 0.5 倍 C.升高 D.无法判定 6.异步电动机的功率因数 A.总是滞后的 B.总是超前的 C.负载较小时超前 D.负载较大时滞后 7.绕线式三相异步电动机,转子绕组串入起动电阻后, A.起动转矩增大,起动电流增大 B.起动转矩增大,起动电流减小 C.起动转矩增大,起动电流不变 D.起动转矩减小,起动电流增大 8.如果使鼠笼式三相异步电动机的转速下降 10% ,则该电机转子电流产生的旋转磁势相对 于定子的转速 A.上升 10% B.下降 10% C.上升 1/(110%) 。 。 。 。
D.不变 9.交流合成磁势幅值公式 的电流 I 为 。 A.某一相电流的最大值即幅值 B.某一相电流的有效值 C.某一线电流值 D. m1 相电流的相量和的模 10.某台三相异步电动机的转子电流与转子电势之间的相位差应取决于 。 A.定子磁势的转速 B.转子磁势相对于空间的转速 C.转子磁势相对于转子的转速 D.与转子磁势的转速无关 11.同步发电机稳态运行时,若所带负载为感性 cos 0.75,则其电枢反应的性质为 。 A.横(交)轴电枢反应 B.纵(直)轴去磁电枢反应 C.纵轴去磁与横轴电枢反应 D.纵轴助磁与横轴电枢反应 12.下列关于双反应理论说法正确的是 A.将电枢磁势分成纵轴和横轴两个磁势 B.凸极同步发电机采用了纵轴和横轴两个绕组 C.同步发电机中存在电枢反应和换向反应两种反应 D.以上都不正确 13.下面关于同步发电机电枢电抗 Xa 说法正确的是 A.因为 X a  Ea / I,所以 Ea 与 I 成正比 B. Xa 的值与电枢电流的大小无关 C. Xa 是每相绕组的参数,由每相绕组产生的磁场所经磁路的性质决定 D. Xa 是每相绕组的参数,由三相绕组共同产生的磁场所经磁路的性质决定 14. 三相异步电动机空载时基波主磁通的大小主要取决于 A.气隙大小 B.电源电压 C.电机铁芯材质 D.绕组的漏阻抗 15.一台并激直流电动机,若电刷顺电枢转向偏离几何中性线一个角度,设电机的电枢电流 保持不变,此时电动机转速 A.降低 B.保持不变 C.升高 D.无法确定 。 。 。
三、(10 分)自耦变压器与普通双绕组变压器相比的主要特点是,负载上的功率除了有电磁 感应功率外,还有由导线直接传导给负载的功率,试利用下图简要分析自耦变压器的功率传 递原理。 四、(5 分)直流电机的磁化曲线和空载特性曲线有什么区别?有什么联系? 五、(10 分)试推导直流电机电枢绕组的感应电势公式:Ea  Cen。 六、(5 分)什么是异步电动机的起动和调速?对异步电动机起动的基本要求是什么?异步 电动机的调速有哪几种基本方法? 七、(5 分)异步电机和同步电机的定义是依据转子的转速与定子旋转磁场的转速是否相同 而定义的,有转速差的存在是异步电动机转子绕组产生感应电势,进而产生电磁转矩转动的 基础,而同步发电机的转子与定子旋转磁场的转速之间不存在转速差,同步发电机的定子三 相绕组中却能产生感应电势。为什么?请结合其工作原理详细说明。 八、(5 分)三相异步电动机的定子三相绕组如果通入不对称三相交流电,可能会出现哪些 现象?为什么? 九、(10 分)试用数学分析法证明一个基波的脉振磁势可以分解成两个大小相等、转速相同、 转向相反的旋转磁势。 十、(10 分)试分别分析下列 5 种情况下,直流电动机的电枢电流和转速有何变化(假设 电机不饱和)。 ⑴ 电枢端电压减半,激磁电流和负载转矩不变; ⑵ 电枢端电压减半,激磁电流和输出功率不变; ⑶ 激磁电流加倍,电枢端电压和负载转矩不变; ⑷ 激磁电流和电枢端电压减半,输出功率不变; ⑸ 电枢端电压减半,激磁电流不变,负载转矩随转速的平方而变化。 十一、(10 分)案例:某一特殊用途的水泵,由三相异步电动机驱动,水泵的金属出水阀门 由泵内水压自动控制开启和关闭,即当泵内水压大于一定值时,将阀门顶开,水泵开始工作; 当泵内压力下降到一定值时,阀门在自身重力作用下,自行关闭,水泵停止工作。此水泵由 于电机烧坏,已闲置一段时间不用,几个月后更换三相异步电动机进行试运行,按下电动机 起动按钮,异步电动机开始起动,且能听到异步电动机转速上升的正常声音,但是几秒钟后, 异步电动机声音异常,明显感觉转速迅速下降,工作人员立即按压紧急停车按钮,终止起动。 事后查明:水泵金属出水阀门由于长时间不用,因锈蚀不能自由活动,工作人员及时按下停 车按钮,避免了异步电动机的烧毁。 请运用异步电动机相关知识(如机械特性)分析上述案例中异步电动机在按下起动按钮后的
工作过程,并说明如果工作人员没能及时按下紧急停车按钮,为什么可能烧毁异步电动机? 十二、(10 分)同步发电机突然对称短路时,定子绕组和转子绕组中会产生电流的周期分量 和非周期分量,请结合超导体磁链不变原理分析定子绕组和转子绕组中电流的周期分量和非 周期分量是如何产生的。 十三、(10 分)请简要说明实验室条件下如何获得同步发电机纵轴同步电抗 Xd 的不饱和值, 并简要说明原理。
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