2025年大學(xué)第二學(xué)年（電氣工程及其自動(dòng)化）電機(jī)學(xué)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷1.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為5.5kW，額定電壓為380V，額定電流為11.6A，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min，功率因數(shù)為0.85。求該電動(dòng)機(jī)的額定效率。(5分，答題要求：寫出計(jì)算過程及結(jié)果)2.變壓器的變比為k，一次側(cè)電壓為U1，二次側(cè)電壓為U2，則U2與U1的關(guān)系是？(5分，答題要求：選擇正確答案)A.U2=kU1B.U2=U1/kC.U2=k2U1D.U2=U1/k23.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪些？(5分，答題要求：至少寫出三種)4.一臺(tái)三相變壓器，SN=100kVA，U1N/U2N=6300/400V，Y，yn0連接。求一次側(cè)、二次側(cè)的額定電流。(5分，答題要求：寫出計(jì)算過程及結(jié)果)第II卷1.簡(jiǎn)述三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。(10分，答題要求：詳細(xì)闡述)2.有一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=2.2kW，UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min，Ra=1Ω。求：(1)電動(dòng)機(jī)的額定電樞電動(dòng)勢(shì)EaN；(2)電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速n0；(3)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍D=2時(shí)的調(diào)速電阻Radd。(15分，答題要求：寫出計(jì)算過程及結(jié)果)3.某三相變壓器，SN=500kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，Y，y連接。在高壓側(cè)加額定電壓做空載試驗(yàn)，測(cè)得I0=5A，P0=3500W；在低壓側(cè)加額定電壓做短路試驗(yàn)，測(cè)得Ik=30A，Pk=8000W。求：(1)變壓器的變比k；(2)空載試驗(yàn)時(shí)的勵(lì)磁參數(shù)Rm、Xm；(3)短路試驗(yàn)時(shí)的短路參數(shù)Rk、Xk；(4)變壓器的效率η。(20分，答題要求：寫出計(jì)算過程及結(jié)果)4.材料：有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=7.5kW，UN=380V，IN=15.4A，nN=1440r/min，cosφN=0.88。現(xiàn)要將其用于拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=40N·m。已知電動(dòng)機(jī)的過載能力λ=2.2。問題：(1)電動(dòng)機(jī)能否直接啟動(dòng)？(2)若采用Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩各為多少？(20分，答題要求：寫出計(jì)算過程及結(jié)果，并對(duì)能否直接啟動(dòng)進(jìn)行分析)5.材料：一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，電樞回路電阻Ra=0.15Ω，勵(lì)磁回路電阻Rf=61Ω，額定負(fù)載時(shí)的附加損耗Pad=1kW，機(jī)械損耗Pmec=0.9kW。問題：(1)求額定負(fù)載時(shí)的電磁功率Pem；(2)求額定負(fù)載時(shí)的效率η。(20分，答題要求：寫出計(jì)算過程及結(jié)果)答案：第I卷：1.解：P1=√3UNINcosφ=√3×380×11.6×0.85≈5998.7W，ηN=PN/P1=5.5×1000/5998.7≈91.7%。2.B3.調(diào)壓調(diào)速、弱磁調(diào)速、改變電樞回路電阻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等。4.解：一次側(cè)額定電流I1N=SN/(√3U1N)=100×1000/(√3×6300)≈9.16A；二次側(cè)額定電流I2N=SN/(√3U2N)=100×1000/(√3×400)≈144.34A。第II卷：1.三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入三相對(duì)稱交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。2.(1)EaN=UN-INRa=220-12.5×1=207.5V；(2)n0=UN/CeΦ，Ce=（UN-INRa）/nN=207.5/1500=0.1383，n0=220/0.1383≈1591r/min；(3)D=n0/nmin，nmin=n0/D=1591/2=795.5r/min，Ea=CeΦnmin，Ia=（UN-Ea）/Ra，Radd=（UN/CeΦ）/Ia-Ra=（220/0.1383）/（（220-0.1383×795.5）/1）-1≈15.4Ω。3.(1)k=U1N/U2N=10/0.4=25；(2)Rm=