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1
目錄
I 考試目標........................................................................................ 2
II 考試形式和試卷結構 ..................................................................2
III 考試內容..................................................................................... 2
IV. 題型示例及參考答案.................................................................4
2
全國碩士研究生入學統一考試
電機學考試大綱
I 考試目標
《電機學》是為我校招收電氣工程碩士生而設置的具有選拔性質的考試科目。其目的
是科學、公平、有效地測試考生是否具備攻讀相關專業碩士學位所必須的基本素質、一般能
力和培養潛能，以利用選拔具有發展潛力的優秀人才入學，為國家的經濟建設培養具有創新
精神和較強工程能力的高層次、寬口徑高級工程技術人才。
具體來說。要求考生：
了解變壓器、直流電機、感應電機和同步電機的典型結構，掌握其基本工作原理、基
本方程式、穩態運行性能、基本實驗方法及操作技能，對電機的額定值、性能指標、參數大
小等有明確的工程概念，既掌握各類電機的共同點，又能認識它們的個性和特點，形成對電
機的一個較系統和完整的認識。重點掌握分析電機穩態、對稱、基波運行時的基本方法，深
入理解電機中主磁場的作用及能量的轉換關系；能正確建立電機中的電動勢、磁動勢、功率
和轉矩平衡方程式及等效電路，能熟練運用方程式、等效電路和相量圖及復數運算法、歸算
法去分析和解決電機運行中的實際問題。
II 考試形式和試卷結構
一、試卷滿分及考試時間
試卷滿分為 150 分，考試時間 180 分鐘。
二、答題方式
答題方式為閉卷、筆試。允許使用計算器，但不得使用帶有公式和文本存儲功能的計算
器。
三、試卷內容與題型結構
1、簡答題（5~6 題，共 30 分）
2、計算題（5~6 題，共 120 分）
III 考試內容
第一章 磁路
1、考試內容
（1）磁路的基本定律；（2）常用的鐵磁材料。
2、要求
了解鐵磁材料的性質，掌握磁路計算的方法。
第二章 變壓器
3
1、考試內容
（1）變壓器的結構和額定值；（2）空載運行、負載運行；（3）基本方程、等效電路；
（4）參數測定；（5）三相變壓器；（6）標幺值；（7）運行特性；（8）并聯運行；（9）特種
變壓器。
2、要求
了解變壓器的基本結構、運行原理，理解基本方程、等效電路，掌握有關等效電路和
性能特性的計算，掌握參數測定方法，了解三相變壓器的磁路特點及影響，掌握三相變壓器
的聯接組，掌握并聯運行的條件及有關的計算，了解三繞組變壓器、自耦變壓器的分析方法
及有關結論，了解儀用互感器的使用特點。
第三章 直流電機
1、考試內容
（1）基本結構、工作原理；（2）直流電樞繞組；（3）直流電機的磁動勢和磁場；（4）
感性電動勢和電磁轉矩；（5）基本方程；（6）運行特性；（7）換向。
2、要求
了解直流電機的基本結構、運行原理及各種繞組的聯接規律，理解空載和負載時的磁
場，了解各種勵磁方式，掌握并勵發電機自勵建壓的條件，理解基本方程和運行特性，掌握
感應電動勢、電磁轉矩以及涉及基本方程和運行特性的有關計算，了解改善換向的方法。
第四章 交流繞組及其電動勢和磁動勢
1、考試內容
（1）交流繞組的構成及分類；（2）三相雙層繞組、三相單層繞組；（3）交流繞組中的
感應電動勢；（4）單相繞組通正弦電流時的磁動勢；（5）通三相電流時三相繞組的磁動勢。
2、要求
了解交流繞組的構成原則，掌握三相繞組的展開圖，掌握交流繞組感應電動勢的計算，
掌握單相繞組通入交流電和三相繞組通入三相電流所產生的磁動勢的性質及有關計算。
第五章 感應電機
1 考試內容
（1）結構和運行狀態；（2）磁動勢和磁場；（3）電壓方程、等效電路；（4）功率方程、
轉矩方程；（5）參數測定；（6）轉矩—轉差率曲線；（7）工作特性；（8）單相感應電動機。
2、要求
了解感應電機的結構和運行原理，理解感應電機的三種運行狀態，理解感應電機的磁
動勢和磁場，掌握其電壓方程、等效電路、功率方程、轉矩方程及有關的計算，掌握電磁轉
矩的計算及有關結論，理解參數測定方法及工作特性，理解單相感應電動機的原理并掌握有
關結論。
第六章 同步電機
4
1 考試內容
（1）基本結構、運行狀態；（2）同步發電機的磁場；（3）同步發電機的電壓方程、相
量圖、等效電路；（4）同步發電機的功率和轉矩方程；（5）同步電機的參數測定；（6）同步
發電機的運行特性；（7）同步發電機的并網運行；（8）同步電動機與同步調相機；（9）同步
發電機的不對稱運行；（10）同步發電機的三相突然短路。
2、要求
了解結構、原理，掌握電壓方程、同步電抗、相量圖、雙反應理論及有關計算，了解
各種運行特性及參數測定方法，了解同步發電機并網條件和方法，掌握有功功率和無功功率
的調節方法、功角特性、穩定判據及有關的計算，掌握同步電動機的分析方法及有關計算，
了解同步電動機的起動方法，了解同步調相機的工作原理，掌握同步發電機不對稱運行和突
然短路的分析方法和有關結論。
參考書
《電機學》（第二版），湯蘊璆、史乃.機械工業出版社，2003 年 3 月
IV. 題型示例及參考答案
一、回答下列問題：（30分，每題6分）
1、變壓器空載運行時，是否要從電網取得功率？這些功率屬于什么性質？起什么作
用？為什么小負荷用戶使用大容量變壓器無論對電網和用戶均不利？
2、做直流發電機實驗時，若并勵直流發電機的端電壓升不起來，應該如何處理？
3、感應電動機運行時，定子電流的頻率是多少？由定子電流產生的旋轉磁動勢以什么
速度 切割定子和轉子？由轉子電流產生的旋轉磁動勢基波以什么速度切割定子和轉子？
兩個基波磁動勢的相對運動速度多大？
二、一臺三相變壓器，原、副方額定電壓 1
2
10 / 3.15N
N
U
kV
U
? ， ?/Y －11 連接，匝電壓為
14.189 伏，副方額定電流 2 183.3N AI ? 。
試求（1）原副方線圈匝數；
（2）原線圈電流及額定容量；
（3）變壓器運行在額定容量且功率因數為 2
Cos? ? 1、0.9（超前）和 0.85（滯后）三
種情況下的負載功率。（30 分）
三、一臺三相異步電動機，額定電壓為 V380 ，Y 聯接，頻率為 Hz50 ，額定功率為 kW28 ，
5
額定轉速為 min/950 r ，額定負載時的功率因數為 88.0 ，定子銅損耗及鐵損耗共為 kW2.2 ，
機械損耗為 kW1.1 ，忽略附加損耗，計算額定負載時的：（1）轉差率；（2） 轉子銅損耗；
（3） 效率；（4）定子電流；（5）轉子電流的頻率。（20 分）
四、有一三相對稱 交流繞組，通入下列三相交流電流：
（1）
?
?
?
?
?
???
???
?
)120314sin(141
)120314sin(141
314sin141
ti
ti
ti
c
b
a
（2）
?
?
?
?
?
?
?
?
0
314sin141
314sin141
c
b
a
i
ti
ti
（3）
?
?
?
?
?
????
????
?
)30314sin(122
)60314sin(4.70
314sin141
ti
ti
ti
c
b
a
試定性分析其合成磁動勢的性質（包括轉向）。（30 分）
參考答案
一、回答下列問題：（30分）
1、答：要從電網取得功率（1 分），供給變壓器本身功率損耗（1 分），它轉化成熱能
散逸到周圍介質中。（1 分）小負荷用戶使用大容量變壓器時，在經濟技術兩方面都不合理。
對電網來說，由于變壓器容量大，勵磁電流較大，而負荷小，電流負載分量小，使電網功率
因數降低，輸送有功功率能力下降，對用戶來說，投資增大，空載損耗也較大，變壓器效率
低。（3 分）
2、答 并勵直流發電機的端電壓升不起來，可按下述步驟進行處理，先檢查一下線路
和儀表接法是否正確，（2 分）然后：①檢查電機轉速是否達到額定轉速（1 分）；②調節勵
磁回路所串電阻，使勵磁回路電阻小于臨界電阻（1 分）；③把勵磁繞組兩端對調接在電樞
繞組兩端，使勵磁磁通與剩磁磁通方向一致（1 分）；④若電機沒有剩磁，則應給電機充磁
（1 分）。
3、答 定子電流的頻率為 1
f ，（1 分）轉子電流的頻率為 12
sff ? ，定子磁動勢以 1
n 速度切
割定子，以（ nn ?1 ）速度即 1
sn 速度切割轉子；（2 分）轉子磁動勢也以 1
n 速度切割定子，
6
以 1
sn 速度切割轉子。（2 分）定、轉子基波磁動勢同步旋轉，相對靜止。（1 分）
二、解：
（1）原方 1
10
5.7735
3
N kVU ? ? ?
副方 2 3 . 1 5N kVU ? ?
所以
1
1 407
14.189
NU
TW
?
? ?
2
2 222
14.189
NU
TW
?
? ? （10 分）
（2）額定容量 223 NN NS U I?
3 3.15 183.3 1000N KVAS ? ? ? ?
1
1
1000
57.74
3 3 10
N
N
N
S
AI
U
? ? ?
?
（10 分）
（3）因 2
2 N
C o sSP ??
所以當 2Cos? ? 1 時
2P ? 1000 W
當 2Cos? ? 0.9 時
2P ? 1000×0.9＝900 W
當 2Cos? ? 0.85 時
2P ? 1000×0.85＝850 W （10 分）
三、解
（1） 05.0min;/1000
60
1
11
1
?
?
???
n
nn
sr
p
f
n N
N （4 分）
（2） kWpPP 1.292
??? ??
7
?????
?
? ?
53.1;63.30
1
2 eNcu
N
e
Psp
s
P
P （4 分）
（3）
%3.85%100
83.32
1
2
11
???
????
P
P
kWppPP
N
Fecue
?
（4 分）
（4） A
CosU
P
I
N
67.56
3 1
1
1
??
?
（4 分）
（5） Hzsff 5.212
?? （4 分）
四、答： （1）iA、iB、iC 為三相對稱電流，則三相對稱繞組通入三相對稱電流產生圓形旋
轉磁動勢，轉向與相序一致（A-B-C）。（10 分）
（2）原三相電流正方向如圖（a）所設：
（a） （b）
因 iC=0, W 相相當于開路，則 A、B 兩相繞組串聯，又 iA= -iB，則 A、B 兩相電流方
向如圖（b）所示。它相當于一相繞組通入一相正弦交流電流，故其合成磁動勢為脈動磁動
勢。（10 分）
（3） iA 、iB、iC 為三相不對稱電流，故合成磁動勢為橢圓形旋轉磁動勢。轉向為
A--C--B---A。 （10 分）
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