期末复习题电机拖动习题
填空题：
1.一台接到电源频率固定电源的变压器，在忽略阻抗压降条件下，其主磁通的大小决定于的大小。
2.变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗越，励磁电流越。
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。
4.直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。
5.当端电压电枢电势时，直流电机运行于电动机状态，当端电压
电枢电势时，直流电机运行于发电机状态。
6.当直流电动机的转速超过时，出现回馈制动。
7.三相异步电动机起动转矩与电源电压之间的关系是
8.当起动转矩等于最大转矩时，临界转差率等于。
9.变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗，铜损耗将。
10.三相异步电动机最大电磁转矩与转子回路电阻之间的关系是，临界转差率与转子电阻之间的关系是。
11.频敏变阻器的电阻值随转子转速上升而。
12.异步电动机处于电动状态时，其转差率的范围是。
13.某三相异步电动机的转速n N=960r/min，则其同步速度n0= ，转差率s= ，磁极对数P= 。
14.三相异步电动机改变转向的方法是。
15.他励直流电动机的固有机械特性是指在电压额定、磁通额定、
的条件下，和的关系。
16.三相异步电动机按照转子结构不同可分为两大类：和。
17.三相旋转磁势的转速与成正比，与成反比。
18.他励直流电动机的调速方法有：、、。
19.直流电机铭牌上的额定功率对发电机是指功率，对电动机是指功率。
20.当时，变压器的效率最高。
21.与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流大，还是变压器的空载电流大？。
22.当起动转矩等于最大转矩时，临界转差率等于。
23.若他励直流电动机运行时励磁断线，将会出现什么后果？
。
24.一台直流发电机额定数据为：额定功率P N=80kW，额定电压为U N=230V，额定转速n N=980r/min，该发电机的额定电流
为。
25.变压器的参数测定试验包括和两个试验。
26.电动机运行时，电枢电流I a的实际大小取决于。
27.他励直流电动机降低电源电压调速是有级调速还是无级调速？
。
28.在并励电动机中，电机电流I与电枢电流I a及励磁电流I L的关系是。
29.具有高起动转矩的笼型异步电动机有、
。
30.异步电动机机械特性的实用表达式为。
31.直流电动机的起动方法主要有、
等。
32.当直流电动机的转速超过时，出现回馈制动。
33.一台接到工频50Hz的变压器，在忽略阻抗压降的条件下，其主磁通的大小决定于的大小。
34.异步电动机的调速是现代交流调速技术的主要方向，它可以实现无级调速，应用于恒转矩和恒功率负载。
35.电动机有哪几种制动状态？
、、。
36.变压器能否改变直流电压？。
37.变压器的变比k等于。
38.他励直流电动机弱磁升速是属于有级调速还是无级调速？。
39.如何改变他励直流电动机的转向？、。
1
40.鼠笼式异步电动机用Y-△起动时，只用于正常运行时定子绕组为联接的异步电动机。
41.我国工业用电的标准频率为 Hz；三相交流异步电动机的输入功率P1= 。
42.三相交流异步电动机气隙旋转磁场的转速n0= 。
43.鼠笼式异步电动机功率低于7.5kW时，起动时允许用。
44.拖动恒转矩负载进行调速时，应采用调速方法，而拖动恒功率负载时应采用调速方法。
45.变压器等效电路中的X m是对应于电抗，R m是表示电阻。
46.星形－三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各变为直接起动的。
47.异步电动机转子串电阻调速属于调速方式。
48.异步电动机变极调速时，要保持其转向不变，应改变
。
49.变压器的工作原理是建立在定律的基础上的。
50.直流电动机起动的方法有，。
51.变压器在运行时其损耗基本不变，随负载的变化而变化。
52.他励直流电动机高速下放重物,应用_______________制动,低速下放重物,应用____________________和
___________________制动。
53.当异步电动机的等于时，效率为最高。
54.当电源电压一定时，异步电动机转速的随负载转矩的增大而，此时转子电流产生的转子磁动势与定子磁动势的
相对速度（填变化情况）。
55.直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是转矩。
56.不管异步电机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是。
简答题
1、异步电动机的铭牌为220/380V，Δ/Y接线，当电源电压为220V时应采用什么接线方式？
答：当电源电压为220V时应采用△接线；当电源电压为380V时应采用Y接线，此时不能采用Y-Δ起动，因为Y-Δ起动只适用于正常工作时定子绕组为△接线的异步电动机（。
2、直流电动机直接起动存在什么问题？如何解决？
答：存在的问题：起动瞬间的电枢电流将达到额定电流的10～20倍。过大的起动电流会使电动机换向困难，甚至产生环火烧坏电机；此外过大的起动电流还会引起电网电压下降，影响电网上其他用户的正常用电。
解决办法：必须把起动电流限制在一定的范围内，因此采取的起动方法有：
（1）电枢电路串电阻起动；（2）降压起动。
3、怎样改变他励直流电动机的旋转方向？
答：（1）保持电枢电压极性不变，改变励磁电压极性。
（2）保持励磁电压极性不变，改变电枢电压极性。
4、阐述他励直流电动机起动时为什么一定要先加励磁电压，后加电枢电压，否则会产生什么问题？
答：他励直流电动机起动时如果没有励磁电压，就没有反电势抵消电源电压，起动电流为I=U N/R a，过大的起动电流会使电机过热受损。先加励磁电压，后加电枢电压，I=(U N-E a)/R a，起动电流不大。
5．为什么通常把三相异步电动机机械特性的直线段认为是稳定运行段；而把机械特性的曲线段认为是不稳定运行段？曲线段是否有稳定运行点？
答：（1）大多数负载类型都是恒转矩负载，且恒转矩负载特性与电动机机械特性线性段的交点为稳定工作点，而也曲线段的交点为不稳定工作点。
（2）风机负载特性与电动机机械特性曲线段相交且在交点以上电磁转矩小于负载转矩时，该交点是稳定工作点，所以曲线段上也有稳定运行点。
6、“系统在减速过程中，电动机处于制动状态。”这句话对吗？为什么？
7、
8、绕线式异步电动机可以采用哪几种起动方法？
2
3
计算题：
1. 三相变压器额定容量为20kVA ，额定电压为10/0.4kV ，Y,y0联结，高压绕组匝数为3300匝，试求：（1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压侧的额定相电压，（3）低压绕组的匝数。 解：（1）高压侧额定电流I 1N =
N
N U S 13=
10
320?=1.15A
低压侧的额定电流I 2N =
N
N
U S 23=
4
.0320?=28.9A
（2）高压额定相电压U 1NP =
31N
U ＝
3
10
103
?=5773.5V ，
低压侧额定相电压U 2NP =3
4.0＝230V （2分）
（3）变比k =
N
N U U 21=
4
.010=25，低压绕组的匝数N 2=N 1/k=132
2、一台三相笼型异步电动机的数据为P N =11kW ，n N ＝1460r/min ，U N =380V ，αMT ＝2。如果采用变频调速，当负载转矩为0.8T N 时，要使n ＝1000r/min ，则f 1及U 1应为多少？ 解：（1）s N =
0n n n N
-＝
1500
1460
1500-＝0.027
（2）当负载转矩为0.8 T N 时,s B =0.8s N =0.8×0.027＝0.0216 n B =(1－s B ) n = (1－0.0216 )×1 500 =1467.6 r/min △n B = ( 1 500－1 467.6) r/min = 32.4 r/min
要使n C = 1 000 r/min ，则n 0' = (1 000＋32.4) r/min = 1 032.4r/min
f 1'=00n n 'f N =15004.1032×50=34.41Hz
U 1'=
N
f f 1'U N =
50
41.34×380=261.5V
3、一台直流他励电动机，P N =30 kW ，U N =440V ，n N =1000 r/min ，I N =78A ，电枢电阻R a =0.35Ω，计算：(1)全压起动的电流；(2)若限制起动电流不超过800A ，采用电枢串电阻起动法，最少应串入多大起动电阻？ 解：（1）I st = U N /R a =440/0.35=1257.14A (2) I st = U N /(R a +R )= 440/(0.35+R )≤800 得R ≥0.2Ω
4、有一台频率为50Hz 的三相4极异步电动机，在某一运行情况下，电源向电机输出的功率为6kW,，定子铜耗p cu1=300W ，铁耗p Fe =150W ，转子铜耗p cu2=200W ，机械损耗p mec =50W ，附加损耗p ad =30W ，求在这一运行情况下的效率、电磁功率、转差率、转速。 解：总损耗
效率
A
B C
T
n
T N
0.8T N O
4
电磁功率
转差率
同步转速n 1=
rpm P f
15002
50
6060=?=
转速 n =(1-s )n 1=(1-0.036)×1500=1446rpm
5、一台三相异步电动机，P N =7.5kW ，额定电压U N =380V ，n N =960r/min ，定子Δ接法，频率为50Hz 。额定负载运行时，
定子铜耗为474W ，，铁耗为231W ，机械损耗45W ，附加损耗37.5W ，计算其转子电流频率、机械功率、电磁功率和转子铜耗。 解: 转差率s =
04.01000
96010000
0=-=
-n n n
转子电流频率 f 2=sf 1=0.04×50=2Hz
机械功率 P M =P 2+（p m +p ad ）=7500+45+37.5=7583W 电磁功率 P e =
W s
P M 789804
.0175831=-=
-
转子铜耗 p cu2=sP e =0.04×7898W=316W
6．一台三相笼型异步电动机，n N =1450r/min ，I N =20A ，U N =380V ，定子Δ接，cos φ N =0.87，ηN =87.5%，起动电流倍数k sc ＝I st /I N =7，起动转矩倍数k sT =1.4，试求： （1）轴上输出的额定转矩；
（2）采用Y-Δ起动，起动电流为多少？能否半载起动？
解：（1）P 1＝3U N I N cos φ N ＝3×380×20×0.87＝11452.3W P N =ηN P 1 =0.875×11452.3＝10020.8W
T N =9.55
N
N n P =9.55
1450
8.10020 N ?M ＝66N ?M
（2）若采用Y-Δ降压起动
I stY =31I st =31k SC I N =3
1×7×20=46.67A
T stY =
3
1T st =
3
1k ST T N =
3
1×1.4×T N =0.47 T N
T stY 所以半载时，不能采用Y-Δ起动。 7、一台直流他励电动机，P N =30 kW ，U N =440V ，n N =1000 r/min ，I N =76A ，电枢电阻R a =0.377Ω，电动机拖动位能性负载T L =0.8T N 运行。若采用能耗制动以500rpm 的速度下放重物，电动机最大允许电流I max =2I N ，求电枢回路应串多大电阻？ 解：1000377 .076440?-=N E C φ＝0.4114 以能耗制动下放重物，R 2= a N E I n C 8.0φ76 8.05004114.0??= =3.383Ω 所串电阻为：R 1=R 2-R a =3.383—0.377=3Ω, （2分） 校验制动电流是否符合要求：n A ＝ N E a N N C R I U ?8.0-＝ 4114 .0377 .0768.0440??-=1024r/min 5 ∴制动开始瞬间电流为I a =2 R n C U A N E N Φ-＝123A ＝1.6I N <1.8I N ，可以采取此方法。 8、一台他励直流电动机，P N =10kW, P N =220V, I N =54A, n N =1000rpm, R a =0.5Ω，负载转矩为额定转矩。现在电枢中接入R =1.5Ω的电阻，求转速n 、静差率s 。 解：193.01000 545.0220=?-=-=N a a N E n R I U C φ N N E a I C R R n n φ+- =0C N E a N E I C R R C U φφ+- = 54193 .05.15.0193 .0220?+- = =1139.896－559.585=580r/min 静差率s= n n ?×100％= 0n n n -×100％1140 5801140-= ×100％=49.1％ 5、 一台三相变压器，S N =5600kVA ，U 1N / U 2N =35/6kV ，Y,d 接线，从短路试验（高压侧）得：U 1s =2610V 、I s =92.3A 、P s =53kW ， 计算短路参数（不必折算温度）。 解： Z S = S S I U 3 / 1= 3 .923 /2610=16.3Ω R S =23S S I P = 2 33 .92310 53??=2.07Ω X S = 2 2 S S R Z -=2 2 07 .23.16-=16.17Ω 6、三相变压器铭牌数据如下：S N =750kVA ， U 1N /U 2N =10000/400V ， Y/Δ接线，在高压侧做短路实验数据为：U s =380V ，I s =30A ，p s =4.6kW ，求变压器的短路参数（不必折算温度）。 解： k=4 .03/103/21= N N U U =14.43 Z s =30 3/3803 /=s s I U =7.313Ω， r k =2 230 3/46003/= k k I p =1.704Ω， x K = 2 2 2 2 704 .1313.7-= -k k r Z =7.112Ω， 7、三相变压器额定容量为20kVA ，额定电压为10/0.4kV ，Y,y0联结，高压绕组匝数为3300匝，试求：（1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压侧的额定相电压，（3）低压绕组的匝数。 解：（1）高压侧额定电流I 1N = N N U S 13= 10 320?=1.15A 低压侧的额定电流I 2N = N N U S 23= 4 .0320?=28.9A 6 （2）高压额定相电压U 1φN = 31N U ＝ 3 10 103 ?=5773.5V ， 低压侧额定相电压U 2φN =3 4.0＝230V （3）变比k =N N U U 21= 4 .010=25，低压绕组的匝数N 2=N 1/k=132 8、一台三相电力变压器的额定数据如下：s N ＝100kVA ，U 1N /U 2N =6.0/0.4kV ，Y,y 联接，f ＝50Hz ，不考虑室温的变化，其空载、短路实验数据如下： 实验名称 电压(V) 电流(A) 功率(W) 电源加在 空载 400 9.37 616 低压侧 短路 257.8 9.62 2010 高压侧 求折算到高压边的参数（假定S R R R 2 121='=，S X X X 2 12 1='=） ，并绘出相应的T 型电路图。 解：额定相电压分别为： 11600033 N N U U Φ==＝3464V 224003 3 N N U U Φ= = ＝230.9V 额定相电流分别为： 3 1110010 336000 N N N S I U Φ?= = ?＝9.62A 3 221001033400 N N N S I U Φ?= ?＝144.3A 变比为：123464230.9 N N U k U ΦΦ==＝15 （1） 由空载实验得折算到低压侧的励磁参数为： Z ’m = 37 .9340030 ?= I U =24.6Ω， R ’m =220037.936163?=I p ＝2.34Ω， X ’m = 2 22 234.264.24-= -m m R Z ＝24.53Ω 折算到高压侧的值为： Z m =k 2 Z ’m =152×24.6＝5544Ω R m =k 2 R ’m =152×2.346＝526.5Ω X m =k 2 X ’m =152×24.53＝5519Ω (2)短路参数计算：Z s =62 .938.2573?= s s I U ＝15.47Ω R s =2 3S S I p = 2 62 .932010?=7.24Ω， X s = 2 2S S R Z -=2 2 24.747.15-=13.67Ω 9、三相变压器的额定电压为U 1N /U 2N =6.3/0.4kV ，Y ，D 联结，今因工作需要，电源电压由6.3kV 变为10kV ，若保持低压 7 绕组的匝数为40匝不变，需要将高压绕组的匝数改为多少？ 解： 121014.4343 N N U k U = = = N 1=KN 2=14.4×40=576（匝） 9、有一台他励直流电动机，P N =40kW ，U N =220V ，I N ＝210A ，n N =1000r/min ，R a =0.078Ω，P ad =1%P N ，试求额定状态下的： (1) 输入功率P 1及总损耗ΣP ； (2) 电枢铜耗P cu a 、电磁功率P e 及空载损耗P 0； 解：输入功率P 1＝U N I N =220×210=462000W=46.2kW （2分） 总损耗ΣP=P 1－P 2= P 1－P N =46.2－40=6.2kW （2分） 铜耗P cu a =2 S I R a =2102×0.078＝3440W ＝3.44kW （2分） 电磁功率P e ＝P 1－P cua =46.2－3.44=42.76kW （或P e ＝E a I a =(U －I a R a )I N ）（2分） 空载损耗P 0=P e －P 2－P ad ＝42.76－40－0.4＝2.36kW （2分） （P 0=ΣP －P cuA －P ad =6.2－3.44－0.4＝2.36kW ） 10、SL-1000/35型铜线电力变压器S N ＝1000kVA ，U 1N /U 2N ＝35/0.4kV ，原副边Y 形接法，在室温25℃时做空载和短路实验，数据如下： 空载(低压边接电源) U 0=400V ，I 0=72.2A ，P 0=8.3kW 短路(高压边接电源) U S =2270V ，I S =16.5A ，P S =24kW ， 试计算折算到高压边的“T ”形等值电路参数(取R S75oc =θ ++23575235R S ) 解：∵变比k = 5.873 / 4.03/353 / 3/21== N N U U 励磁电阻：R m ＝20 02 3I P k ＝4060Ω（1分） 励磁阻抗：0 023 /I U k Z m =＝2 .723 /4005.872 ＝24500Ω 励磁电抗：X m ＝2 2 m m Z R -＝ 2 2 406024500 -＝24200Ω 短路阻抗：Ω== =4.795 .163 /22703 /S S S I U Z 短路电阻：R S =2 3/S S I P = 2 5 .163/24000＝29.4Ω 短路电抗：X S = 2 2 S S r Z -＝224.294.79-＝73.8Ω 折算到75℃：752357523525 S c R ?+= +×29.4＝35.1Ω Z S ＝ 2 2 22 7535.173.8S c S R X ?+=+＝81.7Ω ∴ R 1=' 2R ＝2 1.35＝17.6Ω，X 1=X 2?= 2 8.73＝36.9Ω 8 11、一台他励直流电动机，P N =21kW ，U N =220V ， I N =110A ，n N =1200r/min ，R a =0.12Ω，在额定负载下作电源反接制动，若反接制动转矩等于2T N ，求应在电枢中串入多大的电阻？ 解：（1）C E ΦN ＝ 1723 .01200 12 .0110220=?-= -N a a n R I U ， （2） 1723 .02200-= -= N E C U n φ= －1277r/min ， （3）T C C R T n n N T N E a ΦΦ- =--=12770βT 1723 .055.91723.012 .01277??- -= ＝－1277－0.423T ， （4）如果T ＝2T N ，可得I s ＝2I N ，且E a = C E ΦN n N =0.1732×1200=206.8V （5）应在电枢中串入R = 110 28.206220?+= +a a I E U =1.94Ω 12、一台他励直流电动机，P N =10kW ，U N =220V ，I N =53.8A ，n N =1500r/min ，R a =0.13Ω，试计算：(1)电动机直接起动时，最初起动电流；（2）若限制起动电流不超过100A ，采用电枢回路串电阻起动时应串入的最小起动电阻值。 解：(1)I a = U N /R a ＝220/0.13=1692.3A (2) R= U N / I amax －R a =220/100－0.13=2.07Ω 2.12 有一台Z 2-61型直流并励电动机，其铭牌数据为P N =10kW ，U N =220V ，I N =5 3.5A ，n N ＝1 500r/min ，请绘出 (1)固有机械特性； (2)电枢电路中串联1.2Ω电阻时的能耗制动与反接制动的机械特性。 解：1）只要求（T N ，n N ）（0，n 0）两点坐标。 Nm n P T N N N 67.639550 == 由3 210 1()0.312N E N N N a N N N a N U C n I R U I P R I =Φ+? ?-??==Ω?? 可解得0.14E N C Φ= 01571m in N E N U n r C = =Φ 所以：（T N ，n N ）（0，n 0）两点坐标分别为（63.67，1500）和（0，1571） 2) a 、能耗制动的机械特性方程为 2 a E T N R R n T C C +=- Φ 制动开始瞬间，1500min n r =，代入方程可得185.9T N m =- 所以能耗制动特性过（0，0）和（－185.9，1500）两点。 b 、电压反接制动的机械特性方程为 装 订 线 9 2N a E N E T N U R R n T C C C -+= - ΦΦ 制动开始瞬间，1500min n r =，代入方程可得380.5T N m =- 所以电压反接制动特性过（0，－1571）和（－380.5，1500）两点。 c 、电动势反接制动的机械特性方程为 2N a E N E T N U R R n T C C C += - ΦΦ 由于当63.67N T T N m ==时，1057.2min n r =， 可知串入1.2Ω的电阻无法进行电动势反接制动。 2.13 有一台Z 2-92型直流并励电动机，其铭牌数据为：P N =30kW ，U N =220V ，I N =161.5A ， n N =750r/min ，若轴上负载转T L =T N ，分别求出以下几种情况下的静差度、调速范围和稳定运行转速： (1)当电枢电路串联电阻R ad =0.7Ω时； (2)当电枢电压降为0.8U N 时； (3)当磁通减弱为额定值的2/3时。 解： 3 210 20.143 N N N a N U I P R I -?= ? ≈Ω 0.26N N a E N N U I R C n -Φ=≈ 0846/m in N E N U n r C = ≈Φ (1)当电枢电路串联电阻R ad =0.7Ω时，由于负载和磁通不变，则有a N I I = 稳定运行转速为 324m in N a ad N E N E N U R R n I r C C += - ≈ΦΦ 静差率为：000.62n n n δ-= = 调速范围：m ax m in 2.31n D n == (2)当电枢电压降为0.8U N 时，由于负载和磁通不变，则有a N I I = 稳定运行转速为0.8590m in N a N E N E N U R n I r C C = - =ΦΦ 00.8677m in N E N U n r C = ≈Φ 静差率为：000.13n n n δ-= = 调速范围：m ax m in 1.27n D n = = 10 (3)当磁通减弱为额定值的2/3时，则有32 a N I I = 稳定运行转速 31073m in 222 33N a N E N E N U R n I r C C = - ≈ΦΦ 01269m in 23 N E N U n r C = ≈Φ 静差率为：000.15n n n δ-= = 调速范围：m ax m in 1.43n D n == 2.15 上题中的电动机（P N =13kW ，U N =220V ，I N =68.7A ，n N =1500r/min ，R a =0.224Ω），降低电压调速，要求δ max =30%，求 (1)电动机带额定负载转矩时的最低转速和调速范围； (2)电源电压需调到的最低值； (3)电动机带额定负载转矩在最低转速运行时，电动机的输入功率及输出功率(忽略空载损耗)。 解：0.14N N a E N N U I R C n -Φ= ≈ 01571/m in N E N U n r C = ≈Φ （1）0min min 0max 0min 0min 30%N n n n n n n δ--= == 0m in 237/m in n r ≈ min 0min 0()166/m in N n n n n r =--≈ （2）m in 0m in 237m in E N U n r C = ≈Φ min 33.18U V = （3）1min 2.3N P U I kw =≈ m in m in m in 29550 1.449550 9550 N N N N N P n T n n P n P kW n = = = ≈ 2.17 一台他励直流电动机的P N =29kW ，U N =440V ，I N =76A ，n N =1 000r/min ，R a =0.376Ω。采用降低电源电压和减小磁通的 方法调速，要求最低理想转速n 0min =250r/min ，最高理想空载转速n 0max =1 500r/min ，试求： (1)该电动机拖动恒转矩负载T L =T N 时的最低转速； (2)该电动机拖动恒功率负载P L =P N 时的最高转速。 解：（1）0.41N N a E N N U I R C n -Φ= ≈ 11 01073/m in N E N U n r C = ≈Φ min 0min 0()177/m in N n n n n r =--= （2）0m ax 0.29N E U C n Φ= = a ：max 1419/m in N N a E U I R n r C -=≈Φ b ：m ax 955095501316/m in 9.550.2976 N N P P n r T = = ≈?? 2.19 一台他励直流电动机P N =13kW ，U N =220V ，I N =68.7A ，n N =1500r/min ，R a =0.195Ω。若提升某重物时，需要用电动机把重物停在空中不动，已知重物的负载转矩T L =T N ，问此时电动机电枢回路应串入多大电阻? 解：由题意可知，串电阻使重物停在空中不动， 电动机的机械特性线必然经过（0，n 0）和（T N ，0）两点， 2 0N a N E N E T N U R R T C C C += - ΦΦ N T N a N U C R R T Φ= - 而9.559.55 1.34N N a T N E N N U I R C C n -Φ=Φ=? ≈ 955082.77N N N P T N m n =? ≈ 则： 3.37N T N a N U C R R T Φ= -=Ω 2.20 某卷扬机由他励直流电动机拖动，电动机的数据为P N =11kW ，U N =440V ，I N =29.5A ， n N =730r/min ，R a =1.05Ω，下放 某重物时负载转矩T L =0.8T N 。 (1)若电源电压反接，电枢回路不串电阻，电动机的转速多少? (2)若用能耗制动下放重物，电动机转速绝对值最小是多少? (3)若下放重物要求转速为－380r/min ，可采用几种方法?电枢回路里需串入电阻是多少? 解：（1）由题意a ：2 0.8N a N E N E T N U R n T C C C -= - ?ΦΦ 0.8N a N E N E N U R n I C C -= - ?ΦΦ b ：0.8N a N E N U R I n C --= Φ 而 0.56N N a E N N U I R C n -Φ= ≈ 则830/m in n r ≈- 此时电动机工作在反向回馈制动状态。 （2） 0.844/m in a N E N R n I r C =-?≈-Φ 12 （3）下放重物可以采用能耗制动停止后未采取机械刹车措施进入反向回馈制动，电源反接制动停止后未断开电源 及采取机械刹车措施进入反向回馈制动，以及电动势反接制动和三种方式，其中电源反接制动进入反向回馈制动的最低转速为-830r/min ，不符合题意。 a ：能耗制动进入反向回馈 3800.8a N E N R R I C +-=-?Φ 3800.8E N a N C R R I Φ= - b ：电动势反接制动 3800.8N a N E N E N U R R I C C +-= - ?ΦΦ 3800.8N E N a N U C R R I +Φ= - 2.21 一台他励直流电动机拖动某起重机提升机械，他励直流电动机的P N =30kW ，U N =220V ，I N =158A ，n N =1000r/min ，R a =0.069Ω。当放下某一重物时，已知负载转矩T L =0.7T N ，若欲使重物在电动机电源电压不变时以n =－550r/min 下放，问电动机可能运行在什么状态?计算该状态下电枢回路应串入的电阻值是多少? 解：根据题意，电动机运行在电动势反接制动状态（倒拉反转反接制动） 2 5500.7N a N E N E T N U R R T C C C +-= -?ΦΦ 5500.7N a N E N E N U R R I C C +-= - ?ΦΦ 而 0.21N N a E N N U I R C n -Φ=≈ 则 550 2.960.7N E N a N U C R R I +Φ= -=Ω 3.18 有一台异步电动机，其技术数据为：P N =20kw ，U N =380V ，n N =1450r/min ，ηN =0.85，cos φN =0.8，起动电流 倍数k sc =6，起动转矩倍数k st =2，过载倍数k M =2，采用△接法，试求： (1)当负载转矩为125N·m 时，在U 1=U N 和U 1=0.8U N 时，电动机能否起动？ (2)采用Y-△起动，负载转矩为0.45 T N ，0.35 T N 时，电动机能否起动？ 解：1）9550131.72N N N P T N m n =? ≈ U 1=U N 时，T st = k st T N =263.44N·m >1.1T L ，可以起动； U 1=0.8U N 时，T st ′= 0.64 T st =168.60N·m >1.1T L ，可以起动； 2）Y-△起动，T st ′= 1/3 T st =87.81N·m <1.1T L ，不能起动； 3.19一台三相绕线式异步电动机的数据为：P N =22kW ，n N =1 460r/min ，，I 1N ＝43.9A ，E 2N =355V ，I 2N ＝40A ，K M ＝2。要使电 动机带额定负载时的转速调到1 050r/min ，转子每相应接多大的电阻？ 解：00 0.027N N n n s n -=≈ 2220.027355 0.143340 N N N s E R I ?= = ≈Ω? 转速调到1 050r/min 时，15001050 0.31500 s -= = 13 22 N R R s R s += 1.42R ≈Ω 3.20一台三相笼型异步电动机的数据为P N =11kW ，n N ＝1460r/min ，U N =380V ，K M ＝2。如果采用变频调速，当负载转矩为 0.8T N 时，要使n ＝1000r/min ，则f 1及U 1应为多少？ 解：基频以下变频调速，同步转速正比下降，且认为机械特性向下平移，当负载转矩不变时，可以认为转速降△n 不变。 调速前：000.027N N n n s n -=≈ 0.8N N N T s T s = 0.022s ≈ 0(1)1467/m in n s n r =-= △n =33 r/min 调速后：010********n =+=r/min 01134.430.6960 pn f H z f '= =≈ 10.69262.2N U U V == 3. 21一台绕线式异步电动机，P N ＝40kW ，U 1N ＝380V ，I 1N ＝76.3A ，n N ＝1440r/min ，E 2N =335V ，I 2N ＝76.6A ，K M ＝2.5，求： (1)拖动恒转矩负载T L =0.5T N ，运行于n ＝750r/min ，转子每相应串入的电阻； (2)额定状态下进行反接制动，要求起始制动转矩为2.5T N ，转子每相应串入的电阻。 解：1）000.04N N n n s n -= = 2220.043350.103376.6 N N N s E R I ?= = ≈Ω? 调速前： 10.5N N N T s T s = 解得10.02s = 调速后：215007500.51500 s -== 则： 222 1 R R s R s += 解得 2.4R =Ω 2） 2 [1] 0.19 M N M M s s k k =+ -= 电源反接制动：2M M M T T s s s s = '+' 起始制动时刻：T =－2.5T N 00 1.96N n n s n --==- 由52.5 1.961.96 N N M M T T s s --= '+' 解得： 1.96M s '= 由22 M M R R s R s '+= 解得0.93R ≈Ω 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？ 〈〈电机与电力拖动基础》试卷一 一、填空题（每空1分，共20分） 1、他励直流电动机的机械特性是指在电动机处于稳态运行的条件下转速和的 关系。 2、直流电动机的起动方法有：电枢回路串电阻和降压起动。 3、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏磁阻抗压降的条件下，其主磁通的大小决定于输入电压的大小, 而与磁路的基本无关，其主磁通与励磁电流成正比关系。 4、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将不变，铜损耗增大（忽略漏磁阻抗压降的 影响）。 5、当变压器负载（力2>0?）一定，电源电压下降，则空载电流I 0 减小，铁损耗Re减小。 6、采用短矩绕组绕组和分布绕组绕组可以有效的削弱谐波分量,同时使基波分量减小 （增大和减小）。 7、当s在0~1 范围内，三相异步电动机运行于电动状态,此时电磁转矩性质为驱动性质；在小 于1 的范围内运行于发电机状态,此时电磁转矩性质为制动性质。 8、三相异步电动机根据转子不同可分为笼型和绕线两类。 根据磁滞回线剩磁的大小,铁磁材料分为硬磁材料和软磁材料。 3. 电力拖动系统是由电动机拖动机械机构工作的系统。 4. 直流电动机的励磁方式包括他励、并励、串励和复励，其中他励直流电动机更适合于电动机控制的场 合。 5. 电机绕组有两种形式，分别为叠绕组和波绕组。使用于高电压的为波绕组，使用于大电流的为叠绕组。 6. 直流电机电枢磁场对空载主磁场的影响称为电枢反应。 7. 直流电机在主磁极之间常安装换向极改善换向。换向极的位置恰好也是几何中性线的位置。 8. 从机械特性上看，第一象限为电动机的正向电动状态，第四象限为电机的反向制动状态。 9. 他励直流电动机的机械特性为硬特性，串励直流电动机的机械特性为软特性。（硬、软） 10. 励磁绕组断线的他励直流电动机，空载起动时，将出现飞车情况。 11. 一台三相变压器的变比为相电压之比。 12. 额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗1敏J,折合到二次侧后大小为1Q 。 15.多台三相变压器并联运行时，应该满足的条件是联结组号相同、额定电压和变比相同、 短路阻抗相同和阻抗角相同。 1. 三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生幅值（或转速）不变,空间旋转的磁动势。如果想要改变磁场的 旋转方向，可以通过改变电流相序来实现。 2. 某三相交流绕组，36个元件，2对极，60度相带，若2, 3, 4号槽属于A相带，则14号槽属于C相带;若为 120度相带，且7号槽也属于A相带，则14号槽属于C相带。 3. 三相异步电动机根据转子结构的不同，分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机;同步电动机根据转子结构的 不同分为隐极同步电动机和凸极同步电动机。 4. 三相异步电动机Y132M-6, 50Hz,转差率为-0.2，则转速为1200r/min ，转子侧频率为10Hz，该电机处于发 电机（或回馈）运行状态。 5. 三相异步电动机参数测定实验中，空载实验的损耗包括定子铜损、铁损耗和机械损耗。实验过程中, 机械损 耗是不变损耗。 6. 异步电动机的转差功率指的是转子铜损耗，定子电压降低时,该功率值增大。 7. 根据集肤效应的原理，采用深槽电机可以提高异步电动机的起动性能。 8. 异步电动机变频调速中，基速以上的调节属于恒功率调速。 《电机及其应用》自测题 一、填空题 1、变压器的主要作用是将某一等级的交流(电压 )变换成另一等级的交流 (电 压)。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于(一次侧匝数)和( 二次侧匝数)之比。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压 (变比 )的装置，以便达到调节副 边 (电压 )的目的。 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( 线)电压和 (线)电流。 6、变压器空载时的损耗主要是由于(铁芯)的磁化所引起的(磁滞)和(涡 流 )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 (低压侧 )加压；短路试验一般在 ( 高压侧 )加压。 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm 就愈 (小)。 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(乘以变比 )、电流应 (除以变比 )、电阻 (或电抗 )应( 乘以变比的平方 )。 10、三相组式变压器各相磁路(彼此无关 )，三相芯式变压器各相磁路(彼此相关 )。 11、三相变压器组不能采用( Y/Y )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 (额定电压与变比相等 )、( 连接组别相同 )、( 短路阻 抗的百分数相等 )。 13、当三相变压器接成星形 (Y)时，其线电压是相电压的（ 3 )倍，线电流与相电 流 (相等)。 15、变压器在运行时，当 (不变损耗)和 ( 可变 )损耗相等时，效率最高。 、三绕组变压器的额定容量是指 (最大的线圈容量 : 3 I 线 U 线)。 17 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(小)。 20、电焊变压器实际上是一台(特殊)的降压变压器，它的外特性( 比较软 )， 短路电流 (不大)。 21、整流变压器的容量一般取一、二次绕组容量的(平均值 )，又称为 (计算容 量 )。 22、单相绕组的感应电势与(匝数)、(频率 )和 (每极磁通)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(减少)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(减 少 )的程度。 25、主极磁场非正弦分布引起的 (谐波电势 )，对相电势的大小影响 ( 很小 )，主要影 响了电势的 (波形 )。 29、一台 2p＝ 8 极电机的圆周的二分之一的电角度是( 720°)。 30、单相异步电动机的主、副绕组在空间位置上应相差(90°)电角度；三相异 第四章作业 4、7、 有一个三相单层整距绕组,极数2P =4,Q 1=24,支数a=1,画出绕组展开图并计算绕组因数。 解: 极距 12Q P τ= =24 4=6 每级每相槽数 q = 2Q pm =2443 ?=2 槽距角 1360p Q α?= =23603024 ?? =? 单层绕组节距因数 11y k = 单层绕组分布因数 1230 sin sin 220.96630sin 2sin 22 q q k q αα?= ==? 绕组因数 1110.966w y q k k k == 展开图(1)三相单层整距绕组可用短距线圈联成等元件式绕组,其实质仍就是整距的,但可节省端部铜线: 展开图(2)也可用整距线圈联成单叠链式绕组: 4、12如果在三相对称绕组中通入大小及相位均相同的电流sin m i I t ω=,此时三相合成磁动势基波的幅值及转速为多少？ 答:三相对称绕组在空间的分布相差0120电角度,当三相线圈通入电流为sin A B C i i i I t ω===时,在空间将产生三个互差0120电角度的矩形磁动势,用傅氏级数可以分解为基波与一系列谐波,在三相绕组里产生的基波磁动势为 11sin sin A f F t x φπωτ = 011sin sin(120)B f F t x φπ ωτ =- 011sin sin( 240)C f F t x φπ ωτ =- 其合成磁动势为 ?? ? ???-+-+=++=Φ)240sin()120sin(sin sin 11111οοx x x t F f f f f C B A τπτπτπω 可见基波合成磁动势幅值为零,不产生旋转磁场,所以转速也为零。 4、17 有一台1000kW 三相绕线型转子异步电动机,f=50Hz,电机的同步转速n s =187、5r/min ,U 1N =6kV ,Y 接法,cosφN =0、75,额定效率ηN =92%,定子为双层叠绕组,Q 1=288,y 1=8槽,每槽内有8根有效导体,每相有两条支路,已知电动机的励磁电流 I m =45%I N ,试求三相基波励磁磁动势。 解: 额定电流为 3 139.5N I A A === 极对数 165 .18750 6060=?== s n f p 极距 128892216Q p τ= ==? 每极每相槽数 1288 322163 Q q pm = ==?? 槽距角 00 013601636020288 p Q α?=== 基波绕组因数 0 1 111sin(/2) sin 900.9850.960.946sin(/2) w y q y q k k k ατ α===?= 每相串联匝数 1221634 1922 y pqN N a ???= = = 励磁电流 45%0.45135.962.75m N I I A A ==?= 每支路励磁电流 A I a I m 4.317 5.622 11≈?== 一、填空 1、三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成。定子是固定部分，用来产生旋转磁场；转子是转动部分，又分鼠笼式和绕线式两种，用来产生电磁力矩。 2、直流电机电枢绕组元件流过的电流是直流电流，流过正负电刷的电流是交流流电流。 3、直流电动机的不变损耗包括附加损耗，机械损耗和铁心损耗,直流电动机的可变损耗为铜耗__。 4、位能性负载的机械特性位于一、四象限，反抗性负载的机械特性位于一、三象限。 5、制动状态的特征是电磁转矩与转速方向相反，制动的作用是减速停车或发电反馈。 6、三相异步电动机的调速方法有变电压、串电阻、调频率三种。 7、使用电流互感器时，其二次侧绝对不能开路，否则，将出现大电压；使用电压互感器时，其二次侧绝不能短路， 否则，将出现大电流。 8、若将单相变压器原副绕组的匝数同时减少5%, 原绕组所加电压不变, 则其变比K将不变通Φm将增加___,空载电流I0 将增加,空载损耗P0将增加。 9、从同步电动机V形曲线看出，如果功率因数为领先时，励磁处于欠励情况，若略减小其励磁电流，其功率因数会减小，电枢电流会增加。 10、同步电动机的起动方式一般是先异步启动，然后再进入同步运行。 11、一个脉振磁势可以分解为两个转向相反,转速相同,大小相等的旋转磁势。 12、他励直流电动机带位能性负载额定运行时, 若要实现匀速下放重物,可采用(1)能耗制动,(2)转速反向反接制动,(3)回 馈制动三种方法实现。其中消耗能量最多的方法是能耗制动。 13、一台联结组为Yd11的三相电力变压器:：U1N/ U2N =110/10kV, 此变压器的变比K应等于 6.35 。 14、三相异步电动机采用分布短距绕组的主要目的在于改善磁动势和电动势的波形。 15、三相异步电动机等值电路中电阻r2上的功率代表了转子铜耗功率，(1-S)r2/S上的功率代表了转子轴上的机械功率。 16、转矩折算的原则是系统的传送功率不变,飞轮转矩折算的原则是实际系统与等效系统储存动能相等。 17、同步电动机负载转矩改变时，转速将不变，其功率角的大小将增加；同步电动机的起动方式一般是先异步启动，然后再进入同步运行。 18、直流电动机的额定功率是指轴上输出的机械功率，直流发电机的额定功率是指电枢两端输出的电功率。19、变压 器的负载电流增大时，其输出端电压将略有下降。 20、三相异步电动机定子绕组A-X，B-Y，C-Z在空间以顺时针排列互差120°，若通以电流i A=I m sinωt A，i B=I m sin(ω t+120°)A，i C=I m sin(ωt+240°) A , 则旋转磁场以逆时针方向旋转。若转子以顺时针方向转动，则电动机工作在制动状态。 21、变压器空载试验时输入的有功功率主要消耗在铁心上，短路试验时输入的有功功率主要消耗在绕组上。22、他励直流电动机调速的技术指标主要有(1)调速范围,(2)静差率,(3)平滑性_。 23、变压器的电源电压因故升高,其它条件不变时,该变压器铁心饱和程度将增加,空载电流I0将增大。 24、直流电机的U＞E a时运行于电动状态，U＜E a时运行在发电状态。 二、选择题（每小题1分，共5分） 1、某台鼠笼式三相异步电动机的额定电压为220/380伏，若采用星形—三角形换接降压起动，则起动时每相定子绕组的电 压是（B）。 A、110V B、127V C、220V D、380V 2、直流电动机的额定功率是指（ B ）。 A、额定运行时电动机输入的电功率 B、额定运行时电动机轴上输出的机械功率 C、额定运行时的电磁功率 3、把运行中的异步电动机三相定子绕组出线端的任意两相与电源接线对调，电动机的运行状态变为（C）。 A、反接制动 B、反转运行 C、先反接制动随后是反转运行 4、一台联结组为Y,d11的三相电力变压器: U1N/ U2N =110/10kV,此变压器的变比K应等于（A ）。 A．6.35 B.．7.73 C．11 5、三相异步电动机要保持稳定运行其转差率应（A）。 A、小于临界转差率； B、等于临界转差率； C、大于临界转差率； D、s>1 6、关于鼠笼式三相异步电动机转子电流，以下说法正确的是（C）。 A、转子中的感应电流频率与定子中的电流频率相同。 B、转子转速越高，转子电流越大. C、负载转矩增大时，转子电流相应增大。 D、负载转矩增大时，转子电流相应减小。 7．起重机在下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降，而不会象自由落体一样的落下，主要是电机此时处( C )。A、反接制动状 B、能耗制动状态 C、回馈制动状态 D、机械制动状态 8．三相异步电动机运行时输出功率大小取决于（A）。 A、轴上阻力转矩的大小； B、电源电压高低； C、定子电流的大小； D、额定功率大小； 9.变压器的负载电流增大时，其输出端电压将（Ｃ）。 A．上升B．不变C．略有下降D．三种情况都可能 三、回答下列问题（每小题5分，共20分） 1、他励直流电动机起动时未加励磁，会出现什么后果？如在运行中励磁回路突然断线，又会出现什么后果？ 答：未加励磁时，主磁极只有剩磁，与电枢电流作用产生很小的电磁转矩，不能克服负载转矩起动，故电枢回路没有反电动势，电枢电流很大。如不及时切断电源，对电刷、电枢绕组等会造成过热而损坏。若运行时磁路突然断开，主磁通迅速减小，转速将急速增加，造成“飞车”现象。 2、变压器原、副绕组没有电路的联系，可是当负载运行时，副边电流加大或减小的同时，原边电流也跟着加大或减小，这 是为什么？ 答：变压器原、副绕组没有电路的联系，但有磁耦合，通过电磁感应作用，变压器把电能从一次侧传递到二次侧，副边电流加大或减小的同时，原边电流也跟着加大或减小。 3、写出下列情况下系统的运动方程式，并说明系统运行于加速、减速还是匀速状态？（图中假设T 1为拖动转矩，T Z 为制动 转距）。 T 1 T Z T 1 T Z T 1 T Z T 1 T Z a) T1>T Z b)T1=T Z c) T1= T Z d) T Z>T1 a) -T1-T z=(GD2/375)dn/dt减速b) T1-T z=(GD2/375)dn/dt匀速 c) -T1-T z=(GD2/375)dn/dt 减速e) T1+T z=(GD2/375)dn/dt加速 4、三相异步电动机的定子绕组和转子绕组没有电路上的直接联系，为什么当负载转矩增加时，定子电流和输入功率会自动 增加？从空载到满载，主磁通有无变化？ 答：异步电动机原、副绕组没有电路的联系，但有磁耦合，通过电磁感应作用，异步电动机把电能转变成机械能通过转子输出，所以，负载转矩增加时，转子电流加大，同时，定子电流和输入功率也跟着加大。在额定电压时，电动机由空载到满载，定子电流I0也增加到额定值，考虑到定子漏阻抗压降影响，感应电动势E略有减小，磁通量也略有减少。 5、他励直流电动机在起动或工作时励磁绕组为何不能断开？ 答：若运行时磁路突然断开，主磁通迅速减小，转速将急速增加，造成“飞车”现象。 6、转子卡住不转，电流有何改变，对电动机有何影响？ 答：电流增加很快，相当电机短路，烧坏转子 7、三相异步电动机电压反接制动和转速反向反接制动有何异同？ 答：相同点：电磁转矩与转速n的方向相反。s=(n0+n)/n0>1；1 电机原理及拖动试题及答案 一、填空(每空1分，共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率SN=0.04，则额定转速为nN=_____、额定工作时，将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。 ＝＿＿＿、每极每相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角＝＿＿＿。 5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。 10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。 13. 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U1应随f1按______规律调节。 14、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。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。 二、判断正误(对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分) 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.( ) 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变 3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于7.5kW时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因 此变压器的主磁通也大。 11. ( ) 直流电动机的人为特性都比固有特性软。 电机拖动复习题 一、填空题（每题2分，共20分） 1. 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） 2.直流电动机的起动方法有、、。 (直接起动；降低转子端电压；转子回路串电阻) 3.直流电动机的调速有、、三种方法。 (转子串电阻调速；调压调速；弱磁调速) 4.直流发电机输出的额定功率是指。(出线端输出的电功率) 5. 单相罩极式异步电动机的转向_____ 。 (不可改变) 6.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，同步转速为r/min，额定运行时的转差率为。 (8；750；0.03) 7.三相异步电动机的最大转矩与转子电阻。(无关) 8.绕线式异步电动机一般采用的起动方法是。(转子回路串电阻) 9.双鼠笼异步电动机按起动和运行时的情况可将上笼称为。(起动笼) 10.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) 11.当电动机的转速超过时，出现回馈制动。(理想空载转速) 12.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) 13.一个脉振磁通势可以分解为两个和相同，而相反的旋转磁通势。(幅值；转速；转向) 14.三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) 15.三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) 16.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) 17.星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的倍。C 18.三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U1应随f1按规律调节。(正比) 19.他励直流电动机的机械特性是指和的关系。(转速；电磁转矩) 20.异步电动机变频调速中，基速以上的调节属于恒调速。(功率) 21.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。(Ea 〈U；Ea〉U) 22.当s在范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此时电磁转矩性质为；在的范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为。 (0~1；驱动性质；小于1；制动性质) 23.直流电动机改变线圈中电流方向是和完成的。(换向器电刷) 24.直流发电机把转换成。(机械能直流电能) 25.三相变压器的原、副绕组都可以接成。(星形或三角形) 26.交流异步电动机的转子绕组有和两种。(鼠笼型绕线型) 27.定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生。(旋转磁场) 28.同步电机可分为、和三类。(同步发电机同步电动机同步补偿机) 《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 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。 电机与拖动基础复习题 一、填空题 1、直流电机的基本原理是建立在电和磁相互作用的基础上，同一台直流电机既可以作为电动机运行，又能作为发电机运行的原理，称为电机的可逆原理。 2、发电机是将机械能转变为电能，而电动机是将电能转变为机械能， 3、换向器的作用，是发电机中，能使线圈中的交变电动势转换成电刷间的直流电动势；在电动机中，将外面通入电刷的直流电流转换成电枢线圈中所需的交变电流。 4、在直流电机中，电磁转矩是由电枢电流与气隙磁场相互作用产生的电磁力所形成的；其大小正比于每极磁通和电枢电流；方向由主磁场方向和电枢电流方向决定，只要改变其中的一个方向，电磁转矩的方向将随之改变，而两个方向同时改变时，则电磁转矩方向不变。 7、直流电动机按励磁方式可分为：他励、并励、串励和复励四种。 8、电力拖动系统一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备以及电源组成。 9、电动机从空载到额定负载时，转速下降不多，称为硬机械特性；转速下降较多，称为软机械特性。 10、无论直流发电机或直流电动机在工作时，电枢都有电动势和电流，把这两个量的乘积叫做电磁功率。 11、当直流电动机的动转矩（T-T L）等于零时，系统处于恒转速运行的稳态；动转矩大于零时，系统处于加速运动的过渡过程中；动转矩小于零时，系统处于减速运动的过度过程中。 12、异步电动机的电气制动有能耗制动、反接制动和回馈（再生）制动三种。 13、直流电动机的调速方法有电枢绕组回路串电阻调速、弱磁调速和降低电源电压调速三种方法。 14、在绕制多绕组变压器时，为了便于绕组与铁芯的绝缘，一般将高压绕组放在最外层，低压绕组或中压绕组放在内层。 15、变压器只能传递交流电能，而不能产生电能；它只能改变交流电压或电流的大小，不改变频率。 17、三相异步电动机分为鼠笼式和绕线式两种，主要由定子和转子两大部分组成，其中前者的作用是产生旋转磁场，后者的作用是带动其它机械设备旋转。 18、某三相异步电动机铭牌上标明：电压为660/1140V，接法为Y/Δ。当电源电压为660伏时，电动机应作Δ联接，为1140伏时应作Y联接。 19、电动机的转速由零上升到额定转速的过程叫做起动。电动机的直接起动电流是额定电流的4~7倍，一般将起动电流限制在2~2.5倍额定范围内。 20、只要改变磁极对数p、电源频率f、转差率s三个参数中的任一个，三相异步电动机的转速就会随着变化。 21、同步电动机的转子转速与旋转磁场的转速相同，与负载的大小无关。 22、只要调换三相电源的任何两相的相序，就可以改变旋转磁场的转向。 23、电动机在连续工作方式下，其额定功率应等于或略小于负载轴功率。 24、交流接触器中短路环的作用是减少其吸合时产生的振动和噪声。 25、速度继电器主要用于电动机反接制动控制电路中，当反接制动的转速下降到接近零时能自动及时切断电源。 电机及拖动基础试题及答案 电机与拖动试卷及参考答案 一、、填空题（每空1分，共30分） 1.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相反），因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。 2.接触器主要由（电磁机构）、（触点系统）、（灭弧装置）等三大部分组成。 3 .空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构）、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转180度）。 4、用丫-△降压起动时，起动电流为直接用△接法起动时的（1/3 ），所以对降低（起动电流）很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时（1/3 ）,因此只 适用于空载或轻载启动。 5、反接制动时，当电机转速接近于（0）时，应及时（切断电源），防止电机（反转）。 6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。 7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。 8、分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。 9 .单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。 10.熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。 二、判断题（每小题1分，共10分）。 （x ）1.一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均 可使用。 （x ）2.三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。 (X ) 3.交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。 (X )4.转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。 (X ) 5.三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。 (X ) 6.使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。 (X ) 7.电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。 (V ) 8.三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。 (V ) 9.刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。 (X ) 10.单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。 三、简述题(每小题5分，共15分) 1.直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？ ( 5分) 答：起动瞬间转速n=0,电动势E a=C e①n=0,最初起动电流I N U^R a。若直接起动，由于R a很小，1st会达到十几倍甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。 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 《电机与拖动基础》复习题 一、填空题（36分，每题2分，总共36分） 1、并励直流电动机改变转向的方法有 ， 。 2、直流电机单叠绕组的并联支路对数为 。 3、并励直流电动机在运行时励磁绕组断开了，电机将 。 4、一台50HZ 的三相电机通以60 HZ 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小 ，转速 ，极数 。 5、当三相异步电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率 为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 6、三相交流绕组产生的磁动势的性质是 ，其特点是幅值的大小 、转速的大小为 、转向是由 决定的、当哪相电流最大，三相合成基波圆形旋转磁动势就转至 。 7、三相异步电动机等效电路中的附加电阻 ' -2)1(R s s 上所消耗的电功率应等于 。 8、同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ； （3） 。 9、同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角； 二是 和 之间的夹角。 10、通过 和 实验可求取变压器的参数。 11、并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ， （3） 的要求。 12、直流发电机的电磁转矩是 转矩，直流电动机的电磁转矩是 转矩。 13、一台三相电力变压器N S =560KV A ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 14、他励直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速 ，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速 。 15、三相异步电动机转速为n ，定子旋转磁场的转速为n ，当n ＜n 是 运行状态；当 n ＞n 是 运行状态；当 n 与 n 反向时是 运行状态 16、三相同步发电机通过调节____ _____________可调节有功功率。 17、变压器由空载到负载，其主磁通φ 的大小____ ___________。 18、同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应。 二、问答题（每题4分，总共24分） 1、直流发电机感应电势与那些因素有关？若一台直流发电机空载电势是230伏，试问在下列情况下电势的变化如何？ （1） 磁通减少10％； 《电机与拖动基础》期末试卷2006.01 姓名：班级： . 满分：100分时间：90分钟 考生注意：选择题写在答题卡上，只交第二卷 第一卷（40分） 一、选择题（每题2分，计40分） 1.以下部件不属于直流电机定子组成部分的是（） A.主磁极 B.换向器 C.端盖 D.电刷装置 2.一般直流电机主磁极的铁心由（） A.优质硅钢片叠制而成 B.软铁块制作而成 C.钢板叠压而成 D.铁或钢铸成 3.直流电动机在旋转一周的过程中，某一电枢绕组元件（线圈）中所通过的电流方向（） A.改变一次 B.改变二次 C.改变三次 D.一直不变 4.直流电机的主磁场是指（） A.主磁极产生的磁场 B.电枢电流产生的磁场 C.换向极产生的磁场 5.直流电动机中的空载转矩等于 ( ) A.电磁转矩与输入转矩的差 B.输入转矩与电磁转矩的差 C.电磁转矩与输出转矩的差 D.输出转矩与电磁转矩的差 6.直流发电机中的空载转矩等于( ) A.电磁转矩与输入转矩的差 B.输入转矩与电磁转矩的差 C.电磁转矩与输出转矩的差 D.输出转矩与电磁转矩的差 7.他励电动机改变电源电压调速，是指（） A.改变励磁电压，电枢电压仍为额定值 B.改变电枢端电压，励磁电压仍为额定值 C.同时改变励磁、电枢端电压 8.直流电动机在主磁通Φ和电枢电压Ｕ不变，而负载转矩ＴＬ变小时，转速n,电枢电流I a和反电动势Ｅ的变化应是（） A.n增大，I a下降，Ｅ增大 B.n增大，I a增大，Ｅ增大 C.n增大，I a增大，Ｅ下降 D.n下降，I a下降，Ｅ下降 9.直流电动机在负载转矩ＴＬ和电枢电压Ｕ不变，主磁通变小时，转速n, 电枢电流I a和反电动势Ｅ的变化应是（）电机与拖动基础试题及答案
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《电机与拖动基础》期末试卷2006