电机与拖动基础试题库及答案
《电机与拖动基础》试题库及答案
选择题1
1、异步电动机气隙较大，则电动机的（C ）。
A励磁电流较小，功率因数较底；
B 励磁电流较大，功率因数较高；
C励磁电流较大，功率因数较低
D励磁电流较小，功率因数较高；
2、直流电动机的换向级的作用是（C）
A 产生主磁通 B产生换向电流 C 改变电流方向 D以上都不对
3、直流电动机的换向电流愈大，换向时火花（A）
A 愈强 B愈弱 C 不便 D以上都不对
4、频率为50Hz的四十八极交流电机，旋转磁势的转速为（D）r/min。
A．48 B．C．250 D．125
5、频率为40Hz的二十极交流电机，旋转磁势的同步转速为
（D）r/min。
A．2400 B．2000 C．120 D．240
6、串励直流电动机在一定的负载下运行，若电源电压有所降低，则转子的转速将会（A）
A 变大
B 保持不变 C变小 D以上都不对
7、直流电动机带上负载后，气隙中的磁场是（C）
A 由主级磁场和电枢磁场叠加而成的
B 由主级磁场和换向磁场叠加而成的
C 由主级磁场，换向磁场和电枢磁场叠加而成的
8、直流电动机中电枢的主要作用是（B）
A 改善直流电动机的换向
B 实现电能和机械能的转换
C 在气隙中产生磁通
D 产生气隙
9、改变电枢回路的电阻调速，只能使直流电动机的转速（B）
A 上升
B 下降
C 保持不变 D以上都不对
10、三相异步电动机当转差率为1时，此电动机为（C）状态
A 制动状态
B 同步运行状态
C 启动状态
D 以上都不是
11、变压器带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（B）
A 升高
B 降低
C 不变 D以上都不对
12、异步电动机要实现回馈制动，则应满足如下条件（D）
A 转子转速应小于旋转磁场转速，且同向
B转子转速应等于旋转磁场转速，且同向
C转子转速应小于旋转磁场转速，且反向
D转子转速应大于旋转磁场转速，且同向
13、三相异步电动机转子电阻增大时，电动机临界转差率Sm和临界转矩Tm应为（B）
A Sm减小，Tm增大
B Sm增大，Tm 不变
C Sm增大，Tm减小
D Sm减小，Tm减小
14、三相异步电动机定子电压下降时，电动机临界转差率Sm和临界转矩Tm应为（C）
A Sm不变，Tm不变
B Sm减小，Tm增大
C Sm不变，Tm减小
D Sm不变，Tm增大
15、三相异步电动机当转差率小于0时，此电动机为（D）状态
A 制动状态
B 电动状态
C 启动状态
D 发电状态
16、电力变压器的励磁阻抗表示下面哪一物理量（D）
A 输入功率
B 输出功率
C 铜耗
D 铁耗
17、单相绕组通以交流电时，其磁势为（D ）
A 圆形旋转磁势
B 椭圆磁势
C 无法确定
D 脉动磁势
18、电力变压器的作用是下面哪一物理量（B）
A 改变交流电电压和功率
B 改变交流电电压和交流电电流
C 改变交流电电压和频率
D 改变直流电电压和交流电电流
19、变压器的空载损耗（D ），短路损耗（ C ）。
A、全部为铜耗
B、全部为铁耗
C 、主要为铜耗 D、主要为铁耗
20、一台并励直流发电机，空载运行于某一电压下，如将其转速升高10%
则发电机的端电压将（ C ）。
A、升高10%，
B、不变，
C、升高>10%，
D、升高<10%
选择题2
1、金属切削机床产生的负载转矩是（C）
A 反抗性恒转矩负载机械特性
B位能性恒转矩负载机械特性
C 恒功率负载机械特性
D 通风机负载机械特性
2、三相异步电动机带恒转矩负载运行，如电源电压下降，电机的转速（A ），定子电流上升。
A 下降
B 不变
C 上升
D 以上都不对
3、异步电动机的转差率为
1
s时，电机运行于（ C ）状态。
A 发电机
B 电动机
C 电磁制动
D 静止
4、起重机类机械平移时产生的负载转矩是（A）
A 反抗性恒转矩负载机械特性
B位能性恒转矩负载机械特性
C 恒功率负载机械特性
D 通风机负载机械特性
5、起重机类机械提升和下放重物时产生的负载转矩是（B）
A 反抗性恒转矩负载机械特性
B 位能性恒转矩负载机械特性
C 恒功率负载机械特性
D 通风机负载机械特性
6.三相异步电动机当转子不动时，定转子的频率关系是( A )
=f2 ＜f2 C. f1＞f2 =0
7.若要使起动转矩Tst等于最大转矩Tmax应( C )
A.改变电压大小
B.改变电源频率
C.增大转子回路电阻
D.减小电机气隙
8.异步电动机的额定功率P N是指（ B ）
A.输入电功率
B.输出机械功率
C.输入机械功率
D.输出电功率
9.如果某三相异步电动机的极数为4级，同步转速为1800转/分，那么三相电流的频率为( B )
赫兹赫兹赫兹赫兹
10.一台直流电动机起动时，励磁回路应该( C )
A.与电枢回路同时接入
B.比电枢回路后接入
C.比电枢回路先接入
D.无先后次序
第一章直流电机
一、填空题：（2）
1、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U）
2、直流电动机的绕组常用的有_______和_______两种形式。（单叠绕组；单波绕组）
3、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同）
4、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流）
5、直流电动机的用途是将（电）能转换为（机械）能，直流发电机的用途是将机械能转换为电能。
6、直流电动机的用途是将电能能转换为机械能，直流发电机的用途是将（机械能）能转换为（电能）能。
7、直流电机的定子是由（主磁极）、（换向极）、机座和电刷装置等部件组成。
8、直流电机的定子部分是由主磁极、换向极、（机座）和（电刷装置）等部件组成。
9、直流电机的转子部分是由（电枢铁心）、（电枢绕组）和换向器组成。
10、直流电机的结构由两部分组成：静止部分称为定子，主要用来产生（磁通）；转动部分称为转子，通称（电枢）。
二、简答题
1、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联 (3)
答：使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。
2、直流电机有哪些主要部件各起什么作用(3)
答：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；转子：电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽
中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变）
3、 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T 有何区别它们是怎样产生的而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，a E 又有何区别它们又是怎样产生的
解：直流发电机的电磁转矩T 是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T 是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势Ea 大于电枢端电压U ，直流电动机的电枢电动势Ea 小于电枢端电压U ，电枢电动势Ea 都是运动导体切割磁场感应产生的。
4、他励直流电动机的工作特性是什么条件下求取有哪几条曲线
解：他励直流电动机的工作特性是在U=UN ，电枢回路不串附加电阻，励磁电流If= I fN 的条件下求取。有：n=f(P2)、T=f(P2)、η=f(P2)三条曲线。
5、何谓换向讨论换向过程有何实际意义
解：直流电机运行时，电枢绕组的线圈（元件）由一条支路经电刷短路进入另一条支路，该线圈中的电流方向发生改变，这种电流方向的改变叫换向。讨论实际的换向过程，了解影响换向的电磁原因，才能对症下药，实施改善换向的方法。
6、换向极的作用是什么它应当装在何处换向极绕组应当如何连接如果换向极绕组的极性接
反了，电机在运行时会出现什么现象
解：换向极的作用是改善换向，它应装在主磁极的几何中心线处，换向极绕组与电枢绕组串联，且使换向极磁通势的方向与电枢磁通势的方向相反。如果极性接错，使两种磁通势的方向相同，那就会更恶化换向，运行时后刷边的火花更大，甚至可能烧坏电刷和换向器。
7、什么是主磁通
在电机和变压器内，常把线圈套装在铁芯上。当线圈内通有电流时，就会在线圈周围的空间形成磁场，由于铁芯的导磁性能比空气好得多，所以绝大部分磁通将在铁芯内通过，这部份磁通称为主磁通。
8、直流发电机的励磁方式有哪几种（不出）
（他励；自励（包括并励，串励和复励））
9、如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同
解：用E a 与U 的关系来判断：直流发电机的E a >U ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 同方向，电磁转矩T 是制动性质的(方向与转向n 相反)，电流是流到电压U 的正端；直流电动机的U > E a ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 反方向，电磁转矩T 是驱动性质的(方向与转向n 相同)，电流是从电压U 的正端流出的。
10、直流电机的励磁方式有哪几种在各种不同励磁方式的电机中，电机输入（输出）电流I 与电枢电流I a 及励磁电流I f 有什么关系
解：直流电机的励磁方式有四种：他励、并励、串励、复励。以直流电动机为励：他励的I=I a （与I f 无关），并励的I= I a + I f ，串励的I= I a = I f ，复励的I= I a + I f 并 。
三、计算题 （1）
1、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kW ，UN=230V ，nN=1450r/min ，Ra=Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W ，机械损耗为Pmec=61W ，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。
解：（1）26N P P kW ==
220 1.3177
f
f f U I A A R === 2
299f f f P R I W == 600026.1230
N N N P I A A U === 27.4a N f I I I A =+=
2427.9Cua a a P R I W ==
所以 26726.9em Cua f P P P P W =++= 6726.944.321450
60
em em P T N m N m π==?=??Ω （2）17021.9em mec Fe P P P P W =++=
21
100%85.45%P P η=?= 2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N =23kW ，U N =230V ，n N =1500r/min ，励磁回路电阻Rf=Ω，电枢电阻R a =Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V 的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求
（1）转速n ；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。 解：230457.7
N f f U I A A R === 3
2310100230
N N N P I A A U ?=== 104a N f I I I A =+=
21081.6Cua a a P R I W ==
（1）240.4a N a a E U R I V =+= 0.1603a e N
E C n Φ== 电动机运行：209.6a N a a E U R I V =-=
220220'0.16030.1533230230e e C C Φ=
Φ=?= 1367/min '
a e E n r C ==Φ （2）21.798em a a P E I kW ==
（3）3
21.79810152.2721367/60
em em P T N m N m π?==?=?Ω? 3、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N =6kW ，U N =230V ，n N =1450r/min ，R a =Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻R f =50Ω，额定负载时的电枢铁损P Fe =234W ，机械损耗为P mec =61W ，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。
4、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N =6kW ，U N =230V ，n N =1450r/min ，R a =Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻R f =60Ω，额定负载时的电枢铁损P Fe =234W ，机械损耗为P mec =61W ，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。
5、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N =6kW ，U N =230V ，n N =1450r/min ，R a =Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻R f =70Ω，额定负载时的电枢铁损P Fe =234W ，机械损耗为P mec =61W ，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。
6、一台并励直流电动机，U N =220V ，I N =80A ，电枢回路总电阻R a =Ω,励磁回路总电阻R f =110Ω，附加损耗85.0,01.0==n s pN p η。试求：①额定输入功率P 1；②额定输出功率P 2；③总损耗p E ；④电枢铜损耗cua p ；⑤励磁损耗f p ；⑥附加损耗s p ；⑦机械损耗和铁心损耗之和o p 解：A I I I A R U I f N a f N f 78280 2110
220=-=-==== 1831.38W
149.6-440-219.02-2460 2460149601760060.1491496001.001.01496085.0176001760080220440110202.219036.07811122
22==---=+==-=-==?===?=?==?===?===?==∑∑s f cua Fe m o
N N S N N N N f f f a a cua
P P P p P P ：P W P P p ：W P ：p
W P ：P
W
I U ：P W R I ：P
W R I ：P 空载损耗总损耗附加损耗额定输出功率额定输入功率励磁损耗电枢铜耗η 7、一台他励直流电动机，额定数据为：m in,/1200%,90,220,10r n V U kW P N N N N ===-η电枢回路总电阻Ω=044.0a R 。试求：
1）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。
2）额定输出转矩和空载转矩。 解：N aN N N N
N N N N N I I A U P I I U P ==??==∴= 51.509
.02201010 3他励ηηΘ m
N T T T m N n P T m N n P T W
I E P V
R I U E R I E U N N N N N em a a em a N N a a a a ?=-=-=?=??==?=?=?==?===?-=-=∴+=96.758.7954.87 58.7955.91200
101055.9 54.8755.9120007.1100055.9 07.1100051.5078.217 78.217044.051.50220 03
Θ
8、一台他励直流电动机，额定数据为：min,/1250%,85,220,10r n V U kW P N N N N ===-η电枢回路总电阻Ω=044.0a R 。试求：
1）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。
2）额定输出转矩和空载转矩。
9、一台他励直流电动机，额定数据为：min,/1250%,85,220,15r n V U kW P N N N N ===-η电枢回路总电阻Ω=044.0a R 。试求：
1）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。
2）额定输出转矩和空载转矩。
10、一台他励直流电动机，额定数据为：min,/1250%,95,220,15r n V U kW P N N N N ===-η电枢回路总电阻Ω=044.0a R 。试求：
1）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。
2）额定输出转矩和空载转矩。
第二章 直流电动机的电力拖动
一、填空题： （2）
1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和Tem 的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；
2、直流电动机的起动方法有（）（）。（降压起动、电枢回路串电阻起动）
3、当电动机的转速超过（理想空载转速）时，出现再生制动，也被称为（回馈制动）。
4、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁）
5、他励直流电动机常用的电气制动方法 有（）（）和再生制动。（能耗制动、反馈制动）
6、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2）
7、直流电动机的调速方法有（改变电枢回路电阻）、（改变励磁回路电阻）和改变电枢电压三种。
8、直流电动机的调速方法有改变电枢回路电阻、（改变励磁回路电阻）和（改变电枢电压）三种。
9、直流电机的磁场是由（励磁磁场）和（电枢磁场）组成的合成磁场。
10、直流电机改善换向常用的方法为（选用适当的电刷）、移动电刷的位置和（加装换向磁极）。
二、简答题：
1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么
答：电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足
em L dT dT dn dn
< 2、何谓电动机的充分利用
答：所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。
3、什么是电力拖动系统它包括哪几个部分试举例说明。
解：电力拖动系统是由电动机拖动生产机械，并完成一定工艺要求的系统。它包含控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源等。如电风扇的电动机是原动机，单相交流电是它的电源，风扇叶片是它的机械负载，开关调速装置是它的控制设备，轴承是最简单的传动机构。
4、起动直流他励电动机时为什么一定先加励磁电压如果未加励磁电压，而将电枢接通电源，会发生什么现象
解：他励直流电动机起动时，先加励磁电压是保证磁路中有正常磁通，否则先加电枢电压，磁通仅为剩磁通是很小的，可能会发生转速太高的“飞车”现象。
5、他励直流电动机在什么条件下得到固有机械特性)(T f n =的一台他励电动机的固有机械特性有几条人为机械特性有几类有多少条
解：他励直流电动机在U=U N ，电枢回路不串入附加电阻，励磁电流I f = I fN （磁通Φ为额定磁通ΦN ）的条件下，稳定运行时得到固有机械特性)(T f n =的。一台他励直流电动机有一条固有机械特性；人为机械特性有降压、电枢回路串电阻、弱磁三大类，有无数条。
6、从运动方程式中，如何判定系统是处于加速、减速、稳定还是静止的各种运动状态
解：从运动方程式中，以正向运动为例，当T>T L 时，dn/dt>0，系统处于加速运动状态；当T 7、什么叫电气调速指标是什么他励直流电动机的调速有哪几种方法 解：电气调速是指：人为地改变电动机的参数，使新的人为机械特性与负载特性的交点变化，所得到的新的稳定转速。电气调速的指标有：调速范围、调速的相对稳定性、调速的平滑性、调速的经济性和调速时的容许输出；根据转速公式，他励直流电动机的调速方法有：降压、电枢回路串电阻、弱磁调速。 8、设有一台并励直流电动机接在一电源上，如把外施电源极性倒换，电动机的转向是否改变如何改变电动机的转向接在直流电源上的电动机若为串励直流电动机又如何 解：并励直流电动机的外施电源极性倒换，电枢电流和磁场的方向同时改变，电动机的转向不变。必须只能有一个方向改变，把其中一个绕组的极性改变。串励直流电动机同理。 9、他励直流电动机有几种制动方法，试说明它们之间有什么共同点 解：他励直流电动机有能耗制动、反接制动、再生制动的三种方法，共同的特点是电磁转矩T 与转速n 的方向相反，T 是制动性质的。 10、他励直流电动机有几种制动方法，试说明它们之间有什么共同点从电枢电压特点、机械特性方程和功率平衡关系来说明他们有什么不同 解：他励直流电动机有能耗制动、反接制动、再生制动的三种方法，共同的特点是电磁转矩T 与转速n 的方向相反，T 是制动性质的。能耗制动U=0，机械特性过原点，电枢不从电网吸收电功率，从轴上吸收机械功率；反接制动中的电源反接制动U=-U N ，机械特性过-n 0点，倒拉反接制动U=U N ，机械特性过n 0，电枢从电网吸收电功率，也从轴上吸收机械功率；反向再生制动U=-U N ，机械特性过-n 0，从轴上吸收机械功率，电枢向电网回馈电能。 三、计算题： （1） 1（2、3）、一台他励直流电动机数据为：P N =（、），U N =110V ，I N =，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻 （改变数字） 解：（1）0.068N a N e N N U R I C n -Φ== 1528/min N a a e N U R I n r C -==Φ （2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ 93.930.85N N a N N N I I I A ΦΦ===ΦΦ 1738/min N a a e U R I n r C -==Φ （3）不计空载转矩时，em L T T =，故： 0.80.80.95538.2N em N N P T T N m n ==?=? 2 N a B e N e T N U R R n C C C +=-ΦΦ 解得： 2.69B R =Ω 4、一台直流他励电动机，,115m in,/980,220,21A I r nN V U kW P N N N ====电枢电阻Ω=1.0a R 。计算： 1）全压起动时电流I st 。 2）若限制起动电流不超过200A ，采用电枢串电阻起动的最小起动电阻为多少采用减压起动的最低电压为多少 解：1）A R U I a N st 22001 .0220=== 2）Ω=-=-=11.0200 220a st N st R I U R 20V 0.1200 =?==a st st R I U 5、他励直流电动机，Ω=====202.0m in,/1000,94,220,18a N N N R r nN A I V U kW P ， 求在额定负载下：设降速至800r/min 稳定运行，外串多大电阻采用降压方法，电源电压应降至多少伏 解： 201.01000 202.094220 =?-=-=ΦN a a N N e n R I U C 1）Ω=-?-=-Φ-=428.0202.094 800201.0220a a N e pa R I C U R 2）V R I C U a N N e 79.179202.094800201.0=?+?=+Φ= 6、他励直流电动机，N a N N N T TL R r nN A I V U kW P 8.0,202.0m in,/1000,3.30,220,5.5=Ω=====。试求： 1）如果用能耗制动、倒接反接制动以400r/min 的速度下放位能负载，则应串入多大的制动电阻 2）电动机在反向再生制动运行下放重物，电枢回路不串电阻，求电动机的转速。 3）现用制动电阻R bk =10Ω，求倒拉反接制动的稳定制动电流和稳定转速。 解：194.01000 847.03.30220 =?-=-=ΦN a a N N e n R I U C 1) 能耗制动：Ω=-?-?-=-Φ-=35.2847.03 .308.0)400(194.00a bk N e bk R I n C U R 倒拉反接：Ω=-?-?-=-Φ-= 43.11847.08.03.30)400(194.0220a bk N e bk R I n C U R 2）min /85.1239194 .0847.08.03.30220r C R I U n N e a bk -=??--=Φ-= 3) 稳定制动电流：A I bk 3.308.0?= min /308.221194 .0)10847.0(8.03.30220)(r C R R I U n N e bk a bk -=+??-=Φ+-= 7、他励直流电动机，N a N N N T TL R r nN A I V U kW P 8.0,202.0min,/1100,3.30,220,5.6=Ω=====。试 求： 1）如果用能耗制动、倒接反接制动以450r/min 的速度下放位能负载，则应串入多大的制动电阻 2）电动机在反向再生制动运行下放重物，电枢回路不串电阻，求电动机的转速。 3）现用制动电阻R bk =11Ω，求倒拉反接制动的稳定制动电流和稳定转速。 8、一台他励直流电动机，Ω=====065.0m in,/1000,185,110,17a N N N R r nN A I V U kW P 已知电动机最大允许电流I max =1.8I N ，电动机拖动负载T L =电动运行。试求： 1）若采用能耗制动停车，则电枢回路应串多大电阻 2）若采用反接制动停车，则电枢回路应串多大电阻 解： 098.01000 065.0185110 =?-=-=ΦN a a N N e n R I U C 时的转速N T min /29.1024098.0065.01858.01108.0r C R I U n N e a N =??-=Φ-= 1）能耗制动瞬时N k -1.8I I 0 U m in;/29.1024===b r n Ω=-?-?-=-Φ-=236.0065.0185 8.129.1024098.00a bk N e bk R I n C U R 2）反接制动瞬时N bk N -1.8I I -U U m in;/29.1024===r n Ω=-?-?--=-Φ-=567.0065.0185 8.129.1024098.0110a bk N e bk R I n C U R 9、一台他励直流电动机，Ω=====065.0min,/1100,185,110,17a N N N R r nN A I V U kW P 已知电动机最大允许电流I max =1.8I N ，电动机拖动负载T L =电动运行。试求： 1）若采用能耗制动停车，则电枢回路应串多大电阻 2）若采用反接制动停车，则电枢回路应串多大电阻 10、一台他励直流电动机，Ω=====065.0min,/1150,185,110,17a N N N R r nN A I V U kW P 已知电动机最大允许电流I max =1.8I N ，电动机拖动负载T L =电动运行。试求： 1）若采用能耗制动停车，则电枢回路应串多大电阻 2）若采用反接制动停车，则电枢回路应串多大电阻 第三章 变压器 一、填空题： （2） 1、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏阻抗压降条件下，其主磁通的大小决定于_______的大小，而与磁路的_______基本无关，其主磁通与励磁电流成非线性关系。（外加电压；材质和几何尺寸；） 2、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗越_______，励磁电流越_______。 （越大；越小） 3、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将_______，铜损耗将_______（忽略漏阻抗压降的影响）。 （不变；增加） 4、当变压器负载（φ2>0°）一定，电源电压下降，则空载电流I 0_______，铁损耗P Fe _______。（ 减小；减小） 5、一台2kV·A,400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路测得I 0=2A ；P 0=20W ；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得I 0=_______A ，P 0=_______W 。（；20） 6、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就_______，短路电流就_______。（大；小） 7、变压器等效电路中的x m 是对应于_______电抗，r m 是表示_______电阻。 （主磁通的；铁心损耗的等效） 8、两台变压器并联运行，第一台先达满载，说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台_______。 （小） 9、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_______和_______有关，而且还与三相绕组的_______有关。 （绕向；首末端标记；联结方式） 10、变压器空载运行时功率因数很低，这是由于___ 和 ____。（空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁损耗）和（空载时铜损耗所需的有功功率） 二、简答题 1、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗 答：变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。 变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。 2、电源频率降低，其他各量不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。 答：据114.44m U fN ≈Φ可知，当f 降低时，()m m B Φ增加，铁心饱和程度增加，励磁电流增加，励磁电抗减小。 3、变压器的原、副边额定电压都是如何定义的 答：原边额定电压是指规定加在一次侧的电压。副边额定电压是指当一次侧加上额定电压时，二次侧的开路电压。 4、变压器并联运行的条件是什么哪一个条件要求绝对严格 答：变压器并联运行的条件是：（1）各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同； （2）各变压器的联结组别必须相同；（3）各变压器的短路阻抗（或短路电压）标值相等，且短路阻抗角也相等。 5、变压器的主要组成部分是什么各部分的作用是什么 解：变压器的主要组成部分是铁心和绕组。铁心是变压器的磁路，绕组是变压器的电路。 6、变压器与三相异步电动机的本质差别 答：异步电动机的主磁场是旋转磁场，而变压器的主磁场是脉动磁场，异步电动机转子是旋转的，转子频率与定子不同，而变压器原、副边是静止的，感应电动势均是同频率的，变压器只有能量传递，而异步电动机既有能量传递，又有能量转换 7、变压器是根据什么原理工作的它有哪些主要用途 解：变压器是根据电磁感应原理工作的，它主要有变压、变流、变换阻抗的作用。可作为电力变压器、仪用互感器、电子线路中的电源变压器等。 8、变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成为什么要交错装叠 解：铁心作为变压器的磁路，应该是用导磁性能好的硅钢片叠成，交错装叠的目的是使各层磁路的接缝互相错开，以减小接缝处的气隙和磁路的磁阻，从而减小励磁电流，提高运行时的功率因数。 9、变压器的主要组成部分是什么各部分的作用是什么 解：变压器的主要组成部分是铁心和绕组。铁心是变压器的磁路，绕组是变压器的电路。 10、变压器主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同在等效电路中如何反映它们的作用 解：变压器主磁通Φ通过铁心闭合，同时交链一次、二次绕组，并产生感应电动势Ｅ1和Ｅ2，如果二次绕组与负载接通，则在电动势作用下向负载输出电功率，所以主磁通Φ起着传递能量的媒介作用；另有一小部分漏磁通主要由非磁性材料（空气或变压器油等）形成闭路，只与一种绕组交链，虽感应漏电动势，但不参与能量传递。在等效电路中， X m是反映主磁通磁化能力的励磁电抗，r m是反映主磁通交变时产生铁耗对应的励磁电阻；X1或X’2是反映漏磁通对应的漏电抗。 第四章三相异步电动机 一、填空题：（2） 1、当s在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；（0～１；驱动性质） 2、当s在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。；（－∞～０；制动性质） 3、三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ____和__ _____两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机） 4、一台6极三相异步电动机接于50H Z的三相对称电源；其s=，则此时转子转速为 _______r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min。（950；50） 5、三相异步电动机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（主磁通；转子电流的有功分量） 6、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速_______，定子电流_______，最大转矩_______，临界转差率_______。（减小；增大；减小；不变） 7、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速_______，定子电流_______。（减小；增加） 8、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_______的等值电阻。（总机械功率） 9、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在_______范围内。（～） 10、对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变） 四、简答题 1、异步电动机等效电路中的附加电阻（1-s）/s*r‘2的物理意义是什么能否用电抗或电容代替这个附加电阻为什么 答：异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率（1-s）/s*r‘2I’2来代替总机械功率（包括轴上输出的机械功率和机械损耗、附加损耗等）。因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性质。因此，从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻。 2、异步电动机中的空气隙为什么做得很小 答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。 3、三相异步电动机的旋转磁场是怎样产生的 解：三相异步电动机的旋转磁场是三相对称电流通入三相对称定子绕组而产生的。 4、若三相异步电动机的转子绕组开路，定子绕组接通三相电源后，能产生旋转磁场吗电动机会转动吗为什么 解：若三相异步电动机的转子绕组开路，定子绕组接通三相电源后，能产生旋转磁场，转子绕组上感应电动势，但没有电流产生，所以没有电磁转矩产生，电动机不会转动。 5、何谓异步电动机的转差率异步电动机的额定转差率一般是多少起动瞬时的转差率是多少转差率等于零对应什么情况，这在实际中存在吗 解：转差(n 1 －n )与同步转速n 1的比值称为转差率。异步电动机的额定转差率s N 一般为%～5%。起动瞬时的转差率s =1，转差率s =0，是理想空载状态，这在实际中不存在。 6、异步电动机的机械负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加 解：异步电动机的机械负载增加时，转速会下降，转子电磁转矩要增大，转子电流增加，根据磁通势平衡方程式，定子磁通势要增加，因此定子电流也要跟着增加。 7、三相异步电动机在空载时功率因数约为多少为什么会这样低当在额定负载下运行时，功率因数为何会提高 解：三相异步电动机在空载时功率因数约为，因为空载电流主要为建立旋转磁场的无功电流。当在额定负载下运行时，转子输出额定机械功率，定子从电网吸收的有功电功率也要增加，因此功率因数会提高。 8、为什么异步电动机的功率因总数是滞后 解：因为三相异步电动机要从电网吸收感性无功电流建立旋转磁场，对电网来说异步电动机永远是一个感性负载，即功率因总数是滞后。只不过空载时，功率因数低些，负载时功率因数高些。 9、一台三相异步电动机，s N =，，问此时通过气隙传递的电磁功率有百分之几转化为转子铜耗有百分之几转化为机械功率 解：此时通过气隙传递的电磁功率有百分之二转化为转子铜耗。有百分之九十八转化为机械功率。 10、拆修异步电动机时重新绕制定子绕组，若把每相的匝数减少5%，而额定电压、额定频率不变，则对电动机的性能有何影响 解：每相的匝数减少，额定电压、额定频率不变，磁通增加，空载电流增加，运行时功率因数降低；磁通增加还导致铁耗增加，效率降低。 三、计算题 （1） 1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：P N =10kW ，U N =380V ，I N =，定子为Y 联结，额定运行时，定子铜损耗P Cu1=560W,转子铜损耗P Cu2=310W ，机械损耗P mec =70W ，附加损耗P ad =200W ，试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。 解：（1）2210.58em mec ad Cu P P P P P kW =+++= 2/0.0293N Cu em s P P == 1(1)1456/min N N n s n r =-= （2） 0 1.77mec ad P P T N m += =?Ω （3）2265.59N P T N m ==?Ω （4）2067.36em T T T N m =+=? 2、已知一台三相异步电动机，额定频率为150kW ，额定电压为380V ，额定转速为1460r/min ，过载倍数为，试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机能否带动额定负载起动。 解：（1） 9550 981.2N N N P T N m n ==? 2355m m N T T N m λ==? 根据额定转速为1460r/min ，可判断出同步转速1n =1500 r/min ，则额定转差率为 110.027N N n n s n -= = (0.124 m N m s s λ== 转子不串电阻的实用表达式为： 247100.1240.124m m m T T s s s s s s = =++ （2）电机开始起动时，s=1，T=Ts ，代入实用表达式得： 471057510.1240.1241s T N m = =?+ 因为s N T T <，故电动机不能拖动额定负载起动。 3、一台三相异步电动机的m in /960,50r n Hz f N N ==，该电动机的极对数和额定转差率是多少另有一台4极三相异步电动机，其s N =，那么它的额定转速是多少 解：因异步电动机额定转速n N 略低于但很接近于对应的同步速，因此选择1000r/min 的同步速， 其极对数为 额定转差率： 对4极s N =的电动机： 47505060601=?==n f p 04.0100096010001 1=-=-=n n n s N N n N =n 1(1－s )=1500×(1－r/min=1425r/min 4、一台三相异步电动机输入功率为,s=，定子铜耗为425W ，铁耗为210W ，试计算电动机的电磁功率P em 、转差功率p Cu2和总机械功率P m 。 解：电磁功率：P em =P 1-p Fe -p Cu1=8600-210-425=7965W 转差功率：p Cu2=sP em =×7965= 总机械功率P m = P em - p Cu2== 5、有一台Y 联结的4极绕线转子异步电动机，P N =150kW ，U N =380V ，额定负载时的转子铜耗P Cu2=2210W ，机械损耗P m =3640W ，杂散损耗P s =1000W,试求额定负载时： 1）电磁功率P em 、转差率s 、转速n 各为多少 2）电磁转矩T 、负载转矩T N 、空载转矩T 0各为多少 解：1）kW p p p P P s m cu N em 85.155164.221.21502=+++=+++= 0142.085 .155210.22===em cu N p p s m in /7.1478)0142.01(1500)1(1r s n n N =-=-= 2） m N n P T em ?=?==245.9921500 15585055.955.91 m N n P T N N N ?=?==1.9697.147815000055.955 .9 m N T T T N ?=-=-=145.231.969245.9920 第五章 三相异步电动机的电力拖动 一、填空题 1、三相异步电动机根据转子结构不同可以分为(笼型异步电动机)和(绕线型异步)电动机。 2、三相异步电动机额定频率为50Hz ，额定转速为1455 r/min ，其极数为 （ 4 ）转差率为（）。 3、额定频率为50Hz 的四极三相异步电动机，额定转差率为（），额定转速为（1440）r/min 。 4、额定频率为50Hz 的三相异步电动机额定转速为725r/min ，该电机的极数为（8），同步转速为（750r/min ）。 5、额定频率为50Hz 的三相异步电动机额定转速为725r/min ，额定运行时的转差率为 （），转子电流频率为（）。 6、三相异步电动机短路试验目的是测试（短路阻抗）（转子电阻）和定、转子电抗、 7、按电机的功用分，电机有四种类型：（发电机）、（电动机）、变压器、控制电机。 8、按电机的功用分，电机有四种类型：发电机、电动机、（变压器）、（控制电机）。 9、按电机的功用分，电机有四种类型：（发电机）、电动机、（变压器）、控制电机。 10、按电机的功用分，电机有四种类型：发电机、（电动机）、（变压器）、控制电机。 一、简答题 1、电网电压太高或太低，都易使三相异步电动机的定子绕组过热而损坏，为什么 解：电网电压太高，磁通增大，空载电流大增，超于额定电流，绕组过过热而损坏；电网电压太低，磁通太小，同样的负载转矩下，转子电流大增，定子电流也跟着大增，也超于额定 电流，绕组过过热而损坏。 2、为什么三相异步电动机的额定转矩不能设计成电动机的最大转矩 解：三相异步电动机的额定转矩不能设计成电动机的最大转矩，因为如果额定负载时发生短时过载，负载转矩大于额定转矩，电磁转矩已设计成最大转矩不能再增加，此时电磁转矩小于负载转矩，电动机降速而停机。 3、三相异步电动机的电磁转矩与电源电压大小有什么关系如果电源电压下降20%，则电动机的最大转矩和起动转矩将变为多大若电动机拖动额定负载转矩不变，问电压下降后电动机的主磁通、转速、转子电流、定子电流各有什么变化 解：三相异步电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比。如果电源电压下降20%，则电动机的最大转矩和起动转矩将降为原来的64%。若电动机拖动额定负载转矩不变，电压下降后电动机的主磁通下降、转速下降、转子电流增加、定子电流增加。 4、为什么绕线转子异步电动机转子串接合适电阻即能减小起动电流，又能增大起动转矩 解：绕线转子异步电动机转子串接电阻即能减小起动电流，串得合适，转子电流虽然下降，但转子上的功率因数提高，总体转子电流的有功分量提高，根据电磁转矩的物理表达式，起动转矩是增大的。如果转子电阻串得过大，转子电流太小，转子上的功率因数再高，转子电流的有功分量也会下降，则起动转矩变得下降了。 5、为什么说变频调速是笼型三相异步电动机的调速发展方向 解：变频调速平滑性好，效率高，机械特性硬，调速范围宽广，只要控制端电压随频率变化的规律，可以适应不同负载特性的要求。是异步电动机尤为笼型电动机调速的发展方向，随着电力电子技术、计算机控制技术的发展，使变频调速得到了广泛应用的保证（变频器实现）。 6、三相异步电动机基本工作原理 答：三相异步电动机定子对称的三个绕组接入三相交流电源，电动机的三个绕组就流过对称的三相电流产生旋转磁场，转子绕组与旋转磁场相对切割运动，产生了感应电动势，转子闭合的绕组中流过感应电流，根据载流导体在磁场中受电磁力的作用原理，转子电流受到旋转磁场的电磁力的作用而产生电磁转矩，于是转子就转动起来。 7、为什么在减压起动的各种方法中，自耦变压器减压起动性能相对最佳 解：在减压起动的各种方法中，如果电网限制的起动电流相同时，用自耦变压器减压起动将获得较大的起动转矩，可带动较重的负载起动，这就是自耦变压器减压起动的主要优点之一。另起动自耦变压器的二次绕组一般有三个抽头，用户可根据电网允许的起动电流和机械负载所需的起动转矩进行选配，较灵活。 8、绕线转子异步电动机串频敏变阻器起动是如何具有串电阻起动之优点的，且比串电阻起动要平滑 解：绕线转子异步电动机串频敏变阻器起动时，瞬时转子频率最高，频敏变阻器的铁耗最大（频敏变阻器铁心的钢片厚），等效的串入转子的电阻大，所以具有转子串电阻调速的优点：减小起动电流，又能增大起动转矩。同时随着转速的上升，转子频率的降低，频敏变阻器的铁耗随频率的平方下降而下降，转子等效电阻随之无级减小，起动平滑（稳）。 9、现有一台桥式起重机，其主钩由绕线转子电动机拖动。当轴上负载转矩为额定值的一半时，电动机分别运转在s=和s=，问两种情况各对应于什么运转状态两种情况下的转速是否相等从能量损耗的角度看，哪种运转状态比较经济 解：电动机分别运转在s=和s=，电动机分别运行于倒拉反接制动状态和反向再生制动状态，均为稳定下放重物。两都的转速相等，前者112.1)2.21(n n n -=-?=，后者112.1))2.0.(1(n n n -=---=。从能量损耗的角度看，再生制动状态比较经济，因它可以向电网馈送电能。 10、在变极和变频调速从高速档到低速档的转换过程中，有一制动降速过程，试分析其原因； 绕线转子电动机转子串电阻，从高速到低速的降速过程中有无上述现象为什么 解：在变极和变频调速从高速档到低速档的转换过程中，可能会有一制动降速过程，这是因为，调速瞬间，若新的同步速高于转速，n>n 1,出现回馈制动的降速过程（机械特性在第II 象限）。绕线转子电动机转子串电阻，从高速到低速的降速过程中无上述现象，因机械特性在第I 象限，不会出现n>n 1的状况。 、计算题 （1） 1、有一台绕线转子异步电动机的额定数据为：,380,11V U kW P N N == A I V E r n N N N 7.46,155m in,/71522===，过载能力9.2=m λ，欲将该电动机用来提升或下放重物，轴上负载为额定，略T 0，试求： 1）如果要以300r/min 提升重物，转子应串入的电阻值。 2）如要以300r/min 下放重物，转子应串入的电阻值。 3）如要以785r/min 下放重物，应采用什么制动方式，需串入的电阻值。 4）若原以额定转速提升重物，现用电源反接制动，瞬时制动转矩为2T N ，转子中应串入的电阻值。 解： Ω=??==-=09.0047.07 .463155 047.07507157502r s N N L T T = 1）Ω=?-?-=-=06.109.0)11 047.0750300 750()1(2r s s R g p 电动状态 2）Ω=?-?--=-=59.209.0)11 047.0750) 300(750()1(2r s s R g bk 倒拉反接制动 3）用再生制动经济： min /78535750r n -=--= )047.0750 )785(750(-=----=s 0)11 047.0047.0(2=-?--=r R bk 所以不需串入电阻 4）Ω=?-?-=-=78.109.0)1047 .02047.02()1(2r s s R g bk 电源反接制动 2、一台三相笼型异步电动机的数据为P N =40kW,U N =380V,n N =2930r/min,ηN =, cosΦN =，k i =, k st =，定子绕组为三角形联结，供电变压器允许起动电流为150A ，能否在下列情况下用Y —△降压起动 （1）负载转矩为;(2)负载转矩为。 解：额定电流 A A U P I N N N N N 44.7985.09.0380310340cos 3=????== ?η 直接起动电流A A I k I N I st 43744.795.5=?== 采用Y-Δ降压起动时 起动电流：A A A I I st st 1507.1454373131π=?==' 起动转矩：N N N st st st T T T k T T 4.02.1313131=?=?==' 可见：（1）当N L T T 25.0=时，可以起动；（2）当N L T T 5.0=时，不能起动。 3、一台20kW 电动机，起动电流与额定电流之比为，其电源变压器容量为560kVA,能否全压起动另有一台75kW 电动机，其Ist/IN=7，能否全压起动 对20kW 的电动机 根据经验公式 该机的全压起动电流倍数小于电网允许的起动电流倍数，所以允许全压起动。 对75 kW 的电动机 根据经验公式 该电动机的全压起动电流倍数大于电网允许的起动电流倍数，所以不允许全压起动。可采用减压起动。 (不要)4、某厂的电源容量为560 kVA ，一皮带运输机采用三相笼型异步电动机拖动，其技术数据为，P N =40kW ，联结，全压起动电流为额定电流的7倍，起动转矩为额定转矩的倍，，要求带的负载起动，试问应采用什么方法起动 解：解 由题意，I st /I N =7，T st / T N = 1)试用全压起动 由经验公式 因电网容许的起动电流倍数<全压起动电流倍数，故不能全压起动。 2)试用电抗器减压起动 起动电流需降低的倍数 串电抗器后的起动转矩 可见起动转矩无法满足要求，故不能采用串电抗器起动。 3)试用Y —减压起动 725.410 4041056043电动机容量4电源总容量4333<=???+=?+647.125.47'=??==N N st st I I I I k N N N st st T T T k T T 8.066.0647 .18.122 <=?==N N N st st I I I I I 25.433.2373 <=?==N N N st st T T T T T 8.06.038.13 <=?==5.675.7102041056043电动机容量4电源总容量433 3>=???+=?+726.210754105604344333<=???+=?+电动机容量电源总容量 虽起动电流<电网容许值，但起动转矩不符合要求，不能采用。 4)试用自耦变压器减压起动 因为 即 所以 5、有一台绕线转子异步电动机额定数据为：,380,55V U kW P N N == A I V E r n N N N 159,212m in,/58222===，过载能力8.2=m λ，定子Y 联结，该机用于起重机拖动系统（略T 0）试求： 1）已知电动机每转时主钩上升1m ，现要求拖动该额定负载重物以8m/min 的速度上升，求应在转子每相串入的电阻值。 2）若转子电阻串入Ω的电阻，求电动机的转速。 解：Ω=??==-=023.003.0159 3212 03.06005826002r s N N L T T = 1）上升转速 528.0600 2.283600 min /2.28384.35=-= =?=s r n Ω=?-?=-=3818.0023.0)1103.0528.0()1(2r s s R g p 2） 552.0103.0023 .0023.04.022=??+=?+=g P s r r R s m in /8.268600)552.01()1(1r n s n =?-=-= 6、一台△联结的4极三相异步电动机，m in /1470,380r n V U N N == Hz f X X r r N 50,06.0,072.0'21'21=Ω==Ω==试求：全压起动时的定子电流（略空载电流）及 其功率因数、起动转矩倍数；Y/△起动时的起动电流、起动转矩。 解：全压起动时的定子电流、功率因数： A X X r r U I N st 84.893)2.02.0()072.0072.0(380)()(222'212'21=+++=+++= ?φ相 求起动转矩倍数： 02.01500 1470150011=-=-=n n n s N N 25.478.08.1≥≥k 283.15.1≥≥k 77.0167.0≤≤k 取标准抽头： ()3384 .0)2.02.0()072.0072.0(072.0072.0)(cos 222 212'21' 211=++++++++=X X r r r r ?)()()2 212'211'22112X X s r r f s r pU m T N +++=π 第二部分??直流电动机的电力拖动 一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem 2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动） 3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（??）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（??） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（??） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（??） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（??） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。 5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）（1）I 1I 2。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负 载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足em L dT dT dn dn ） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =，U N =110V ，I N =，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？ 《电机与拖动》试题题库 一、填空题 1.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向，直流电动机电磁转矩的方向 和电枢旋转方向。（填相同或相反） 2.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向，因此电磁转矩为 转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向，因此电磁转矩为转矩。 3.直流电动机的励磁方式有、、、四种。 4.直流电机是一种能量转换装置，具有可逆性，既可作发电机用，又可作电动机 用。作发电机使用时，输入功率，输出功率；作电动机使用时，输入功率，输出功率。 5.直流电机定子主磁极的作用是。 6.直流电动机的电磁制动有、、三种。 7.串励直流电动机的特点是：负载变化时励磁电流及主磁通同时改变，故负载变 化时变化很大，电磁转距则近似正比于变化。 8.直流电动机的静差率越小，表明电动机转速的相对稳定性越，也表明 机械特性越。 9.可用下列关系来判断直流电机的运行状态：当时为电动机状态，当时 为发电机状态。（填写,; U E E U >>） 10.直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。 11.变压器主要由和两部分组成。 12.变压器空载试验一般在侧进行，而短路试验一般在侧进行。 13.变压器空载运行时功率因数很低，这是由于。 14.变压器的可以近似看成铁耗，可以近似看成铜耗。 15.按照磁滞回线的形状不同，铁磁材料可分为和材料两大类。 16.铁心中的和之和称。这部分损耗都将消耗有功功率，使 铁心发热。 17.电流互感器运行时，在任何情况下都不允许副边，它可以看作是； 而电压互感器使用时，副边不允许。 18.额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16Ω，这算到二次侧后 大小为。 19.当三相异步电动机的转差率1 s=时，电动机处于状态；当0 s<时，电动机处于状态；当1 s>时，电动机处于状态。当电动机拖动恒转矩负载，当满足运行条件时，拖动负载获得稳定运行状态。 20.三相交流电机电枢绕组产生基波旋转磁势的条件是，其转速与通 入电流频率及电机极对数的关系是，若改变电流的相序，其转 向。 21.三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在范围内。 22.异步电机中存在着二个转速：一个是转速，另一个是转 速。 23.三相异步电动机根据转子结构不同可分为和两类；同步电动机根 据转子结构的不同分为同步电机和同步电动机。 24.三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生不变，空间旋转的磁动 势。如果要改变磁场的旋转方向，可以通过改变来实现。 25.一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f = 50Hz的对称交流电流，其合成磁动 势为磁动势，该磁动势的转速为 r/min。 26.一台6极三相异步电动机接于50Hz的三相对称电源，其 s =0.05，则此时转 子转速为 r/min，定子旋转磁动势转速为 r/min。 27.三相异步电动机参数测定实验中，空载实验的损耗包括、 和。实验过程中，是不变损耗。 28.三相异步电动机的转差功率指的是，定子电压降低时，该功率值。 29.额定频率为50Hz的三相异步电动机的额定转速为725 r/min，该电机的极数 为 _ ，同步转速为 r/min，额定转差率为，转子电流频率 Hz。 和U关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当30、可用E a _______时为发电机状态。 31、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。 《电机及其应用》自测题 一、填空题 1、变压器的作用是将某一等级的交流( )变换成另一等级的交流( )。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于( )和( )之比。 3、电力变压器中的变压器油主要起( )、( )和( )作用。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压( )的装置，以便达到调节副边( )的目的。 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( )电压和( )电流。 6、变压器空载时的损耗主要是由于( )的磁化所引起的( )和( )损耗。 7、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在( )加压；短路试验一般在 ( )加压。 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm就愈( )。 9、若将变压器低压侧参数折算到高压侧时，其电势(或电压)应( )、电流应( )、电阻(或电抗)应( )。10、三相组式变压器各相磁路( )，三相芯式变压器各相磁路( )。 11、三相变压器组不能采用( )连接方法，而三相芯式变压器可以采用。 12、变压器并联运行的条件是( )、( )、( )。 13、当三相变压器接成星形(Y)时，其线电压是相电压的( )倍，线电流与相电流( )。 14、当三相变压器接成三角形(D)时，其线电压与相电压( )，线电流是相电流的( )倍。 15、变压器在运行时，当( )和( )损耗相等时，效率最高。 16、有两台变压器，额定电压分别为10kV／和／，两台变压器的变比差值△K为( )，若其它条件满足并联运行，根据计算结果， 这两台变压器( )并联运行。 17、三绕组变压器的额定容量是指( )。 18、自耦变压器与同容量的两绕组变压器比较，它的空载电流( )。 19、自耦变压器适用于一、二次侧( )相差不大的场合，一般在设计时，变比Ka( )。 20、电焊变压器实际上是一台( )的降压变压器，它的外特性( )，短路电流( )。 21、整流变压器的容量一般取一、二次绕组容量的( )，又称为( )。 22、单相绕组的感应电势与( )、( )和( )成正比。 23、线圈的短距系数表示了短距线圈比整距线圈产生的电势( )的程度。 24、线圈的分布系数表示线圈分布放置后，其合成电势比线圈集中放置时电势( )的程度。 25、主极磁场非正弦分布引起的( )，对相电势的大小影响( )，主要影响了电势的( )。 电机与拖动期末复习题 机密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2016年秋《电机与拖动》期末考试复习题 ☆注意事项：本复习题满分共：400分。 一、单项选择题 1、我国规定变压器的标准工频为（）。 A．100Hz B．60Hz C．50Hz D．1000Hz 2、当异步电机运行于电动机状态时，转子转速与同步转速（），且其数值（）同步转速。 A．同方向，大于B．同方向，小于 C．反方向，大于D．反方向，小于 3、从变压器的空载试验可以求出（）。 A．铁损耗B．铜损耗 C．阻抗电压D．短路阻抗 4、一台三相四极异步电动机，额定转差率是0.04，若 电源频率是50Hz，则电动机的转速为（）。 A．1440r/min B．1450r/min C．1000r/min D．950r/min 5、一台4极三相异步电动机定子槽数为24，极距（ ）。 A．4 τ= B．6 τ= C．8 τ= D．12 τ= 6、同步电机的转子绕组为（）。 A．单叠绕组B．波绕组 C．励磁绕组D．电枢绕组 7、当异步电机处于发电机状态时，其（）。 A．电磁转矩为负，转速为正 B．电磁转矩为正，转速为负 C．电磁转矩和转速均为正 D．电磁转矩和转速均为负 8、单相绕组磁动势的基波和各次谐波有相同的脉动频率，都决定于（）。 A．电流的频率 B．电压的频率 C．阻抗的频率 D．绕组的频率 9、同步电动机异步起动时，可以采用（）的方法来 限制起动电流。 A．直接起动 B．减压起动 C．变频起动 D．软起动 10、异步电动机的调速方法中，只能有级调速的是（ ）。 A．变极调速 B．变频调速 C．变转差率调速D．变极调速和变频调速 1． C 2． B 3． A 4． A 5． B 6． C 7． A 8． A 9． B 10． A 11、变压器中最主要的部件指的是铁心和（）。 A．油箱 B．储油柜 C．绕组 D．散热器 学年度第一学期 自动化系《电机与电力拖动基础》期末考试试卷（） 年级专业自动化班级学号姓名 注：1、共120分钟，总分100分 2、此试卷适用自动化专业本科 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 2．直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2） （1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 3．他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那么：（2） （1）I1 ①电源电压；②气隙大小；③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。 7．三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：② ①升高；②下降一直到停转；③②下降至零后再反向旋转；④下降到某一稳定转速。 8．三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于：② ①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压；②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通；④它们都由电网取得励磁电流。 9．三相异步电动机的与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：（3） （1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。 10．一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机的电磁转矩：（1） （1）T em =T N ;(2) T em =0.81 T N ;(3) T em =0.9T N 。 二、填空题：（共20分） 1、（4分）他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem ） 2、（2分）三相变压器的联结组别不仅与绕组的_______和_______有关，而且还与三相绕组的_______有关。 （绕向；首末端标记；联结方式） 3.当s 在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩） 4.三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ____和__ _____两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机） 5.一台6极三相异步电动机接于50H Z 的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为_______r/min ，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min 。（950；50） 6. 对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变） 7. 三相异步电动机的过载能力是指______。 (N m T T /) 8. 拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其转差率s 在_______范围内时，电动机都能稳定运行。 (m s 0) 9. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U 1应随f 1按_______规律调节。 (正比) 第二部分 直流电动机的电力拖动 一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem 2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动） 3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（ ）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（ ） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（ ） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（ ） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（ ） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。 5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）（1）I 1I 2。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足em L dT dT dn dn <） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =7.5kW ，U N =110V ，I N =79.84A ，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =0.1014Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为0.8T N ，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？ 解：（1）0.068N a N e N N U R I C n -Φ== （2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ （3）不计空载转矩时，em L T T =，故： 解得： 2.69B R =Ω 第五部分 异步电动机 一、填空题： 1、当s 在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩） 《电机与拖动基础》试题库及答案 第一部分直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻) 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U） 3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同） 5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2） 6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用） 二、判断题 1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）（F） 2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（）（T） 3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F） 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F） 三、选择题 1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。（1） （1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组 2、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）（3） （1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。 3、如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（）。（2） （1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。 四、简答题 1、直流发电机的励磁方式有哪几种？ （他励；自励（包括并励，串励和复励）） 2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？ （使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。 电机与拖动基础试题及答案(简答题) 简答题 1．变压器铁心为什么要用涂有绝缘的薄硅钢片叠成？若在铁心磁回路中出现较大的间隙，对变压器有何影响？ 答：铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁损耗，用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心，可以大大减少铁损耗。若在铁心磁回路中出现较大的间隙，则主磁通所经过的铁心磁回路的磁阻就比较大，产生同样的主磁通所需要的励磁磁动势和励磁电流就大大增加，即变压器的空载电流会大大增加。 2．画出单相变压器负载时的各种磁通及其产生的感应电动势的关系图。 答：变压器负载时各种磁通及其产生的感应电动势的关系如下图： 3．为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗？为什么短路损耗可以近似看成铜损耗？ 答：变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。 变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。 4．变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响？为什么要求Xm大、Rm小？答：Rm：变压器的励磁电阻，它是反应变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。Xm：变压器的励磁电抗，反应了主磁通对电路的电磁效应。Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降。 Xm越大、Rm越小时，主磁通一定时，铁耗越小，所以希望Xm大、Rm小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁阻小）、铁损小、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成。 5．根据电流互感器副边短路后的电磁关系，说明为什么不能开路。 答：开路后副边电流的去磁作用消失，原边电流全部用来励磁，使得铁心磁通过度饱和，畸变，铁心发热，原边副边感应出高电压，危险。 6．如果考虑变压器铁心饱和，变压器的励磁电流是什么波形？为什么？ 答：尖顶波。变压器电压为正弦波，这就要求磁通也应该是正弦波，才会使得电压和电势大约相等。即U≈E=4.44fNφ。当磁路饱和时，正弦波的励磁电流只能产生平顶波铁心的磁通，只有尖顶波的励磁电流才能产生正弦波铁心磁通。7．简述并励直流发电机自励建压的条件 答：1）必须有剩磁。否则要充磁。2）并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同。3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。4）转速不能太低，转速应该达到额定转速。 8．并励电动机起动时，为什么电枢回路中串联的电阻取较大的值？而励磁回路中串联的电阻取较小的值？ 答：直流电动机起动时，由于转速为0，Ea=0，电枢绕组的电阻很小。如电枢回路不串联电阻，全压起动时，起动电流I=U/Ra可达额定电流的几十倍，损坏电机。电枢回路中串联较大的电阻可使起动电流较低。起动过程中又要求有足够大的起动电磁转矩，T=CTΦIa，励磁回路电阻较小，励磁电流较大，磁通较大，将产生足够大的电磁转矩，电机很快转动起动，感应电势很快建立起来，使起动电流很快减小。 9．试分别画出他励直流电动机在改变电枢电压时和在转子回路中串电阻时的人为机械特性曲线。 答：改变电枢电压时的机械特性 《电机与拖动》试题 及答案 直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻) 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U） 3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同） 5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2） 6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用） 二、判断题 1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）（F） 2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（T） 3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F） 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F） 《电机与拖动》试题库 第一部分直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是主磁路存在剩磁励磁绕组并联到电枢两端的极 性正确_;_励磁回路的总电阻必须小于该转速下的临界电阻值。（主磁路存在剩磁；并联在 电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻） 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当u>E a时为电动机（o 电机与拖动复习提纲 一、填空判断题 1、确定感应电势的方向用什么定则？确定电磁力的方向用什么定则, 确定电流产生磁通 的方向用什么定则？ 2、直流电机的运行状态有哪几种？各是什么条件？ 3、直流电机的励磁方式分为哪几种？ 4、在直流电机中，电磁转矩是由什么与什么相互作用而产生的电磁力所形成的？ 5、一直流电动机拖动一台他励直流发电机，当电动机的外电压，励磁电流不变时，增加发电机的负载，则电动机的电枢电流Ia将怎样变化？转速n将怎样变化？（增加，减少或不变） 6、既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为什么磁通，仅和一侧绕组交链的磁通为什 么磁通？ 7、旋转磁场是在三相对称绕组中通以什么而产生的？ 8、三相单层绕组在每一个槽内只安放一个线圈边，所以三相绕组的总线圈数等于槽数的多少？ 9、三相感应电机转速为，定子旋转磁场的转速为，当时为什么运行状态；当 时为什么运行状态；当与反向时为什么运行状态？ 10、一台三相八极异步电动机的电网频率50HZ，空载运行时转速为735转/分，此时转 差率为多少？当转差率为0.04时，转子的转速为多少？ 11、三相异步电动机，如使起动转矩到达最大，此时应该怎样？转子总电阻值约为多 少？ 12、直流电机电枢绕组元件流过的电流是什么电流，流过电刷的电流是什么电流？（直流、交流） 13、直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。将机械能转换为电能的是什么，将电能转换为机械能的是什么。 直流电机的损耗可分为：由各类摩擦引起的机械损耗、涡流损耗之和的铁耗、励磁回路铜耗、附加损耗和另外哪两种损耗？ 14、凡是由电动机拖动生产机械，并完成一定工艺要求的系统，都称为什么？ 15、他励直流电动机制动方式有哪三种？ 16、他励直流电动机三种调速方法中属于恒转矩调速的方法有哪两种，恒功率调速方法 有哪种？ 17、每个磁极沿定子铁心内圆所占的范围称为什么？ 18、三相双层绕组在每个槽内要安放两个不同线圈的线圈边，所以三相绕组的总线圈数 与槽数的关系为怎样的？ 19、一台三相八极异步电动机的电网频率50HZ，空载运行时转速为735转/分，此时转 差率为多少；当转差率为0.04时，转子的转速为多少。 20、三相异步电机运行时转差率为0.03，转子为0.6kW，机械功率为多少KW，电磁功 率为多少kW。 21、电磁转矩和负载转矩的大小相等，则直流电机稳定运行对不对？ 22、恒功率负载转矩特性在不同的转速下负载功率保持不变，恒功率调速，指在调速过 电机与拖动 绪论一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应 2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉 3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。 5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目 6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比 7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空 1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。 3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 5、把电能转换机械能的电机称为电动机; 把机械能转换电能的电机称为电发电机。 三、判断题 1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（√） 2、棱次定律表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（√） 3、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（×） 4、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（×） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述 有电流必定产生磁场，即“电生磁” ；磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” ;载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力” 第一章直流电机的原理与结构 一、名词解释 （一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条支路，元件中的电流方向改变的过程。 3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置 6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置 （三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空 1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。 第一章 1 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速 N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123=?== （2）KW P P N N N 37.14835 .012 1== = η 1 . 3 一台直流电机,已知极对数p= 2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。 解：（1）第一节距 54 242221=-=±= εp Z y ,为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少 解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为 a E =29?10=290V ; 每一条支路的电阻为 Ω=?=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω=== 45.14 8 .54R R a 机 密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2016年秋《电机与拖动》期末考试复习题 ☆ 注意事项：本复习题满分共：400分。 一、单项选择题 1、我国规定变压器的标准工频为（ ）。 A ．100Hz B ．60Hz C ．50Hz D ．1000Hz 2、当异步电机运行于电动机状态时，转子转速与同步转速（ ），且其数值（ ）同步转速。 A ．同方向，大于 B ．同方向，小于 C ．反方向，大于 D ．反方向，小于 3、从变压器的空载试验可以求出（ ）。 A ．铁损耗 B ．铜损耗 C ．阻抗电压 D ．短路阻抗 4、一台三相四极异步电动机，额定转差率是0.04，若电源频率是50Hz ，则电动机的转速为（ ）。 A ．1440r/min B ．1450r/min C ．1000r/min D ．950r/min 5、一台4极三相异步电动机定子槽数为24，极距（ ）。 A ．4τ= B ．6τ= C ．8τ= D ．12τ= 6、同步电机的转子绕组为（ ）。 A ．单叠绕组 B ．波绕组 C ．励磁绕组 D ．电枢绕组 7、当异步电机处于发电机状态时，其（ ）。 A ．电磁转矩为负，转速为正 B ．电磁转矩为正，转速为负 C ．电磁转矩和转速均为正 D ．电磁转矩和转速均为负 8、单相绕组磁动势的基波和各次谐波有相同的脉动频率，都决定于（ ）。 A ．电流的频率 B ．电压的频率 C ．阻抗的频率 D ．绕组的频率 9、同步电动机异步起动时，可以采用（ ）的方法来限制起动电流。 A ．直接起动 B ．减压起动 C ．变频起动 D ．软起动 10、异步电动机的调速方法中，只能有级调速的是（ ）。 A ．变极调速 B ．变频调速 C ．变转差率调速 D ．变极调速和变频调速 1． C 2． B 3． A 4． A 5． B 6． C 7． A 8． A 9． B 10． A 11、变压器中最主要的部件指的是铁心和（ ）。 A ．油箱 B ．储油柜 C ．绕组 D ．散热器 12、从变压器的短路试验可以求出（ ）。 A ．铁损耗 B ．额定铜损耗 C ．电压比 D ．励磁阻抗 13、电枢反应是指（ ）。 A ．励磁磁场对电枢磁动势的影响 B ．励磁磁场对电枢电动势的影响 C ．电枢磁动势对励磁磁场的影响 D ．电枢磁动势对电枢磁场的影响 14、笼型异步电动机转子的极对数（ ）定子绕组的极对数，而与转子导条的数目（ ）。 A ．恒大于，无关 B ．恒小于，无关 C ．恒等于，无关 D ．恒等于，有关 15、一台直流电机2p=6，绕成单叠绕组形式，它的支路对数是（ ）。 A ．4 B ．3 C ．2 D ．1 16、异步电动机接通电源开始起动时，（ ），此时的电磁转矩称为起动转矩。 A ．0,0n s >= B ．0,1n s >= C ．0,1n s == D ．0,0n s == 17、隐极同步发电机的功率角在0°～90°范围内时，（ ）。 A ．功率角越大，电磁功率越大 评卷人得分 2009~2010学年度第二学期期末考核试卷 （A 卷） 《电机与拖动》 一、选择题（共9题，每题2分，共18分） 1. 下列不属于三相异步电动机基本结构的是（ ） (A)换向极 (B)转子铁心 (C)定子铁心 (D)转子绕组 2. 直流电机的调速方法不包括（ ） (A) 改变极对数 (B)改变电枢供电电压 (C) 改变电枢回路外串电阻 (D)改变电动机主磁通 3. 下列不属于同步电机的启动方法的是（ ） (A)分相启动 (B)辅助电动机启动 (C)异步启动 (D)变频启动 4.用交流法测定变压器的同名端，如右图所示：若则（ ） (A)1,2为同名端 (B)3,4为同名端 (C)1,4为同名端 (C)1,3为同名端 5. 有一步进电机，工作在单三拍方式下。已知转自齿数Z 为40，相数N 为3则该电机的步距角为（ ）度 (A) 1.5 (B) 3 (C) 4.5 (D) 6 6.三项异步电动机特性图中启动工作点的坐标是（ ） (A), (B), (C), (D)， 7.对一台确定的步进电机而言，其步距角决定于（ ） 评卷人得分 (A)电源脉冲的频率 (B)电源脉冲的幅值 (C)电机的通电方式 (D)电机的负载大小 8.不属于直流电机的人为机械特性图形的是（ ） 9.下列不属于笼型电机降压启动的是（ ） (A)定子串电阻启动 (B) Y-Δ启动 (C)自耦变压器启动 (D)频敏变阻器启动 二、填空题（共12题，每空1分，共40分） 1.他励电机制动有___________、___________和__________三种制动方法。 2.在电力拖动系统中，当T M 与n 同向时，T M 为____；当T L 与n 反向时，T L 为____。（填正或负） 3.一台笼型异步电动机额定功率P=25KW ，启动电流与额定电流之比为6，在600KVA 下_______直接启动。（填可以或不可以） 4.反应式步进电机的通电方式有_____________、_____________和 ___________三种。 5.伺服电机将输入的____转换成_____________________________。 6.直流伺服电机的控制方式有______和_______。交流伺服电机控制方 法有_______、_____和___________。 7.直流电机的励磁方式有_______、__________、_______和_______四 种。 电机及拖动试题(一) 一、单项选择题 1、在直流电机的公式E a=C eΦn以及T e=C TΦI a中，Φ指的是( ) A、每极合成磁通量 B、所有磁极总磁通量 C、主磁通每极磁通量 D、每对极合成磁通量 2、造成他励直流电动机固有机械特性是一条略微下垂的直线原因是 （） A、负载转矩 B、电源电压 C、气隙磁通 D、电枢电阻降压 3、一台50Hz三相感应电动机的转速n=720r/min,则该电机的极数以及同步转速为（） A、4极，1500r/min B、6极，1000r/min C、8极，750r/min D、10极，600r/min 4、一台50Hz三相感应电动机的拖动额定恒转矩负载运行时，若电源电压下降10%，则此时电动机的电磁转矩T a为（） A、T aN B、0.81T aN C、0.9T aN D、＞T aN 5、在三相感应电动机等效电路中，其中附加电阻（1-s)/(sR2＇)上所消耗的电功率等于（） A、输出功率P2 B、输入功率P1 C、电磁功率P m D、总机械功率PΩ 6、一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s运行，当转子边串入电阻R=2R2＇（R已折算到定子边0,测得转差率将为（）A、等于原先的转差率s B 、三倍等于原先的转差率s C、两倍等于原先的转差率s D、无法确定 7、如果有一台三相感应电动机运行在转差率s=0.25的工况下，此时通过气隙传递的功率有（） A、25%的转子铜耗 B、75%是转子铜耗 C、75%是输出功率 D、全机械功率 8、三相感应电动机与电磁转矩的大小成正比的是（） A、电磁功率 B、输出功率 C、输入功率 D、全机械功率 9、电机气隙应取尽可能小的主要目的是（） A、减小附加损 B、提高功率因素 C、减小电机体积 D、提高运行可靠性 10、不能作为降低鼠笼型异步电动机堵转电流的方法是（） A、降低电源电压 B、定子边串接电抗 C、定子绕组接法 D、绝缘等级 11、绕线式异步电动机转子串电阻调速的机械特性所具有的特点是 （）A、串接电阻越大，堵转转矩越小B、最大转矩提高 C、转差率与转子总电阻成正比 D、串接电阻越大，堵转转矩越小 12、已知一台直流电动机的额定数据如下：额定功率P N=160KW，额定电压U N=220V，额定效率ηN=90%，额定转速ηN=1500r/min，则该电机的额定电流为（） A、0.539安 B、0.08安 C、727安 D、808安 13、一台他励直流电动机的额定功率P N=20KW，额定电压U N=220v,电机与拖动基础试题及答案
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