2025年大學(xué)電機(jī)與電器（電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.電機(jī)設(shè)計(jì)中，電磁負(fù)荷的選擇直接影響電機(jī)的性能，以下關(guān)于電磁負(fù)荷說法正確的是A.電磁負(fù)荷越高，電機(jī)效率越高B.電磁負(fù)荷越高，電機(jī)功率密度越大C.電磁負(fù)荷越低，電機(jī)發(fā)熱越小D.電磁負(fù)荷越低，電機(jī)成本越低答案：B2.對于直流電機(jī)的電樞繞組，采用波繞組時(shí)A.并聯(lián)支路數(shù)等于極對數(shù)B.并聯(lián)支路數(shù)等于2C.并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)D.并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)的一半答案：B3.電機(jī)設(shè)計(jì)中，計(jì)算磁路時(shí)，為了簡化計(jì)算，通常忽略A.鐵磁材料的磁滯損耗B.鐵磁材料的渦流損耗C.氣隙磁場的諧波分量D.漏磁通答案：D4.異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻增大時(shí)，其最大轉(zhuǎn)矩A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小答案：C5.同步電機(jī)的電樞反應(yīng)主要是指A.電樞電流產(chǎn)生磁場對主磁場的影響B(tài).電樞電壓產(chǎn)生電場對主磁場的影響C.電樞電阻產(chǎn)生熱量對主磁場的影響D.電樞電感產(chǎn)生感抗對主磁場的影響答案：A6.電機(jī)設(shè)計(jì)中，繞組系數(shù)是用來衡量A.繞組感應(yīng)電動勢的大小B.繞組磁動勢的大小C.繞組空間分布和時(shí)間相位對電動勢的影響D.繞組電阻的大小答案：C7.直流電機(jī)的換向極作用是A.改善電機(jī)的調(diào)速性能B.改善電機(jī)的啟動性能C.改善電機(jī)的換向性能D.改善電機(jī)的過載能力答案：C8.異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率是指A.同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值B.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的比值C.同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的比值D.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之和的比值答案：A9.電機(jī)設(shè)計(jì)中，計(jì)算電機(jī)效率時(shí)，需要考慮的損耗不包括A.銅損耗B.鐵損耗C.機(jī)械損耗D.輻射損耗答案：D10.對于三相變壓器，其聯(lián)結(jié)組別是用來表示A.高低壓繞組的連接方式B.高低壓繞組的匝數(shù)比C.高低壓繞組的相序關(guān)系D.高低壓繞組的同名端關(guān)系答案：C第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每空2分，共20分）1.電機(jī)設(shè)計(jì)的基本要求包括性能要求、可靠性要求、______要求和經(jīng)濟(jì)性要求。答案：工藝性2.直流電機(jī)的勵磁方式有他勵、并勵、______和復(fù)勵。答案：串勵3.異步電機(jī)的調(diào)速方法主要有改變極對數(shù)調(diào)速、______調(diào)速和改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。答案：變頻4.同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與______成正比，與極對數(shù)成反比。答案：電源頻率5.電機(jī)的發(fā)熱主要是由______、鐵損耗和機(jī)械損耗引起的。答案：銅損耗6.變壓器的變比等于______與______之比。答案：高壓繞組匝數(shù)；低壓繞組匝數(shù)7.電機(jī)設(shè)計(jì)中常用的電磁計(jì)算方法有______和______。答案：解析法；數(shù)值計(jì)算法8.異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式有______和______兩種。答案：鼠籠式；繞線式9.同步電機(jī)的功角是指______與______之間的夾角。答案：勵磁電動勢；端電壓10.電機(jī)的絕緣材料按耐熱等級可分為______、______、B級、F級、H級和C級。答案：Y級；A級三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述電機(jī)設(shè)計(jì)中電磁負(fù)荷選擇的原則。答案：電磁負(fù)荷的選擇應(yīng)綜合考慮電機(jī)的性能要求、發(fā)熱、成本等因素。既要保證電機(jī)有較高功率密度和效率，又要使電機(jī)在合理溫度范圍內(nèi)可靠運(yùn)行。同時(shí)要結(jié)合材料特性和制造工藝，在滿足性能前提下降低成本。例如，在一定范圍內(nèi)提高電磁負(fù)荷可減小電機(jī)體積，但過高會使發(fā)熱增加，需權(quán)衡利弊選擇合適電磁負(fù)荷。2.說明直流電機(jī)電樞反應(yīng)的影響及改善措施。答案：電樞反應(yīng)會使主磁場發(fā)生畸變，導(dǎo)致氣隙磁場不對稱，使換向困難，產(chǎn)生火花等。改善措施有裝置換向極，利用換向極磁場抵消電樞反應(yīng)磁場對換向的影響；合理設(shè)計(jì)主極磁場分布，削弱電樞反應(yīng)的不良影響；采用補(bǔ)償繞組，抵消電樞反應(yīng)磁通勢。3.分析異步電機(jī)的效率特性，并說明如何提高異步電機(jī)效率。答案：異步電機(jī)效率特性與負(fù)載有關(guān)，輕載時(shí)，銅損耗小但鐵損耗占比大，效率低；重載時(shí)，銅損耗增大，效率先升高后降低。提高效率措施有合理設(shè)計(jì)電機(jī)參數(shù)，使電機(jī)在常用負(fù)載下運(yùn)行在高效區(qū)；采用節(jié)能型繞組，降低銅損耗；優(yōu)化磁路設(shè)計(jì)，降低鐵損耗；改善制造工藝，減少機(jī)械損耗；合理選擇運(yùn)行方式，避免電機(jī)長期輕載或過載運(yùn)行。四、計(jì)算題（20分）材料：有一臺三相異步電動機(jī)，額定功率Pn=10kW，額定電壓Un=380V，額定轉(zhuǎn)速nN=1460r/min，額定效率ηN=0.88，額定功率因數(shù)cosφN=0.85。問題：求該電機(jī)的額定電流In。答案：根據(jù)公式Pn=√3UnIncosφηN，可得In=Pn/(√3UncosφηN)=10000/(√3×380×0.85×0.88)≈20.9A。五、論述題（20分）材料：在電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，新型材料和技術(shù)不斷應(yīng)用于電機(jī)設(shè)計(jì)中。問題：請論述新型材料和技術(shù)對電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的推動作用，以及在實(shí)際應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)。答案：新型材料和技術(shù)對電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展有諸多推動作用。新型磁性材料可提高電機(jī)效率和功率密度，使電機(jī)性能提升。先進(jìn)制造技術(shù)能提高電機(jī)制造精度和質(zhì)量。例如，采用新型電工鋼