電機及拖動基礎(chǔ)試卷和答案

1、電機與電力拖動基礎(chǔ)試卷一一、 填空題（每空1分，共20分）1、 他勵直流電動機的機械特性是指在 電動機處于穩(wěn)態(tài)運行 的條件下 轉(zhuǎn)速 和 電磁轉(zhuǎn)矩 的關(guān)系。2、直流電動機的起動方法有： 電樞回路串電阻 和 降壓起動 。 3、一臺接到電源頻率固定的變壓器，在忽略漏磁阻抗壓降的條件下，其主磁通的大小決定于 輸入電壓 的大小，而與磁路的 基本無關(guān)，其主磁通與勵磁電流成 正比 關(guān)系。4、變壓器帶負(fù)載運行時，若負(fù)載增大，其鐵損耗將 不變 ，銅損耗 增大 （忽略漏磁阻抗壓降的影響）。5、當(dāng)變壓器負(fù)載（2>0）一定，電源電壓下降，則空載電流I0 減小 ，鐵損耗PFe 減小 。6、采用 短矩繞組 繞組和

2、分布繞組 繞組可以有效的削弱諧波分量，同時使基波分量 減小 （增大和減?。?。7、當(dāng)s在 01 范圍內(nèi)，三相異步電動機運行于電動狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為 驅(qū)動性質(zhì) ；在 小于1 的范圍內(nèi)運行于發(fā)電機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為 制動性質(zhì) 。8、三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子不同可分為 籠型 和 繞線 兩類。 根據(jù)磁滯回線 剩磁 的大小，鐵磁材料分為硬磁材料和軟磁材料。 3. 電力拖動系統(tǒng)是由 電動機 拖動機械機構(gòu)工作的系統(tǒng)。 4. 直流電動機的勵磁方式包括 他勵 、并勵、串勵和 復(fù)勵 ，其中 他 勵直 流電動機更適合于電動機控制的場合。 5. 電機繞組有兩種形式，分別為 疊 繞組和 波 繞組。使用于高電壓的

3、為 波 繞組，使用于大電流的為 疊 繞組。 6. 直流電機電樞磁場對空載主磁場的影響稱為 電樞反應(yīng) 。 7. 直流電機在 主磁 極之間常安裝換向極改善換向。換向極的位置恰好也是 幾何 中性線的位置。 8. 從機械特性上看，第 一 象限為電動機的正向電動狀態(tài)，第 四 象限為電機的反向制動狀態(tài)。 9. 他勵直流電動機的機械特性為 硬 特性，串勵直流電動機的機械特性為 軟 特性。（硬、軟） 10.勵磁繞組斷線的他勵直流電動機，空載起動時，將出現(xiàn) 飛車 情況。 11.一臺三相變壓器的變比為 相 電壓之比。 12.額定電壓為440V/110V的單相變壓器，高壓邊漏電抗16W，折合到二次側(cè)后大小為 1W

4、。 15.多臺三相變壓器并聯(lián)運行時，應(yīng)該滿足的條件是聯(lián)結(jié)組號相同、額定電壓和變比相同、 短路阻抗 相同和阻抗角相同。 1. 三相交流繞組通入對稱的三相交流電流將產(chǎn)生 幅值（或轉(zhuǎn)速） 不變，空間旋轉(zhuǎn)的磁動勢。如果想要改變磁場的旋轉(zhuǎn)方向，可以通過改變 電流相序 來實現(xiàn)。 2. 某三相交流繞組，36個元件，2對極，60度相帶，若2，3，4號槽屬于A相帶，則14號槽屬于 C 相帶；若為120度相帶，且7號槽也屬于A相帶，則 14號槽屬于 C 相帶。 3. 三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，分為籠型異步電動機和 繞線 型異步電動機；同步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為 隱 極同步電動機和凸極同步電動機。 4

5、. 三相異步電動機Y132M-6，50Hz，轉(zhuǎn)差率為-0.2，則轉(zhuǎn)速為 1200r/min ，轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為 10Hz ，該電機處于 發(fā)電機（或回饋） 運行狀態(tài)。 5. 三相異步電動機參數(shù)測定實驗中，空載實驗的損耗包括定子銅損、 鐵損耗 和 機械損耗 。實驗過程中， 機械 損耗是不變損耗。 6. 異步電動機的轉(zhuǎn)差功率指的是 轉(zhuǎn)子銅損耗 ，定子電壓降低時，該功率值 增大 。 7. 根據(jù)集膚效應(yīng)的原理，采用深槽電機可以提高異步電動機的 起動 性能。 8. 異步電動機變頻調(diào)速中，基速以上的調(diào)節(jié)屬于恒 功率 調(diào)速。 9. 同步電機的運行方式包括發(fā)電機、電動機和 補償機 。 10. 在同步電機的勵磁系統(tǒng)中

6、，無刷勵磁系統(tǒng)指的是 旋轉(zhuǎn) 整流器勵磁系統(tǒng)。 11. 如果空載運行的同步發(fā)電機氣隙增大，而勵磁電流不變，端電壓將 降低 ；如果異步電動機氣隙增大，而電源電壓不變，功率因數(shù)將 降低 。 1. 單相交流繞組通入單相交流電流將產(chǎn)生 空間位置 不變，幅值變化的磁動勢。如果想要獲得恒定的磁場，可以在繞組中通入 直流電流 來實現(xiàn)。 2. 某三相交流繞組，24個元件，2對極，60度相帶，若3，4號槽屬于Z相帶，則14號槽屬于 A 相帶；若為120度相帶，且14號槽屬于A相帶，則14號槽屬于 A 相帶。 3. 三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，分為 籠型 異步電動機和繞線型異步電動機；同步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的

7、不同分為隱極同步電動機和 凸 極同步電動機。 4. 三相異步電動機Y132M-4，60Hz，轉(zhuǎn)差率為0.04，則轉(zhuǎn)速為 1728r/min ，轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為 24Hz ，該電機處于 電動機 運行狀態(tài)。 5. 三相異步電動機參數(shù)測定實驗中， 定子繞組電阻 為提前獲得的參數(shù)，參數(shù)測定實驗包括 空載 實驗和 堵轉(zhuǎn) 實驗。 6. 異步電動機的 轉(zhuǎn)差 功率指的是轉(zhuǎn)子銅損耗，變轉(zhuǎn)差調(diào)速中，轉(zhuǎn)差增大，則該損耗 增大 。 7. 根據(jù) 集膚效應(yīng) 的原理，采用深槽電機可以提高異步電動機的起動性能。 8. 異步電動機變頻調(diào)速中，如果向基速以下調(diào)節(jié)采用壓頻恒比方式，則屬于恒 轉(zhuǎn)矩 調(diào)速。 9. 同步發(fā)電機在正常勵磁（功

8、率因數(shù)為1）的基礎(chǔ)上增大勵磁電流，將輸出 滯后 的無功。 10. 在同步電機的勵磁系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)又被稱為 無 刷勵磁系統(tǒng)。二、判斷題（每題2分，共20分） 1、一臺直流發(fā)電機若把電樞固定，而電刷與磁極同時旋轉(zhuǎn)，則在電刷兩端仍能得到直流電壓。 （ 對 ） 2、直流電動機的人為特性都比固有特性軟 （錯）3、直流電動機串多級電阻起動，在起動過程中，每切除一級起動電阻時，電樞電流都會突變。 （對 ） 4、一臺變壓器原邊電壓U1不變，副邊接電阻性負(fù)載或接電感性負(fù)載，如負(fù)載電流相等，則兩種情況下，副邊電壓也相等。 （錯 ） 5、變壓器在原邊外加額定電壓不變的情況下，副邊電流大，導(dǎo)致原邊電流也大

9、，因此變壓器的主磁通也大 。（ 錯 ）6、交流發(fā)電機正常發(fā)電以后可以斷掉直流勵磁電源。 （ 錯 ）7、改變電流相序可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。 （ 對 ）8、不管異步電動機轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)，還是靜止，定、轉(zhuǎn)子磁通勢都是相對靜止的 （錯 ）9、三相異步電動機的最大磁通勢Tm 的大小與轉(zhuǎn)子電阻rm 阻值無關(guān)。（對 ）10、三相異步電動機的變極調(diào)速只能用在籠型轉(zhuǎn)子電動機上。（ 對 ）二、 簡答題（每題5分，共20分）1、 簡述異步測速發(fā)電機的剩余電壓誤差產(chǎn)生原因及解決辦法？ 答：由于加工、裝配過程中存在機械上的不對稱及定子磁性材料性能的不一致性，使得測速發(fā)電機轉(zhuǎn)速為零時，實際輸出電壓并不為零，此時的輸出

10、的電壓叫剩余電壓。剩余電壓的存在引起的測量誤差稱為剩余電壓誤差。減小剩余電壓誤差的方法是選擇高質(zhì)量各方向性一致的磁性材料，在機加工和裝配過程中提高機械精度，也可以通過裝配補償繞組的方法加以補償。2、 為什么采用短矩繞組可以改變電動勢波形？ 圖中實線表示表示整矩繞組情況，這時五次諧波磁場在線圈兩個有效邊中感應(yīng)電動勢大小相等，方向相反，沿線圈回路，正好相加。如果把節(jié)矩縮短1/5，如圖中虛線所示，兩個有效邊中五次諧波電動勢大小、方向都相等，沿回路正好抵消，合成電動勢為零。 3、試?yán)L出單相變壓器“T”型等效電路圖。 4、 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？ 答：必要條件：電動機的機械特性與負(fù)載特性必須

11、有交點，即Tem=TL.。充分條件：在交點的轉(zhuǎn)速以上存在Tem<TL.,而在交點的轉(zhuǎn)速以下存在Tem>TL.三、 計算題（第一題10分，第二、三題每題15分，共40分）1、 他勵直流電動機的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067,試問：（1）直接起動時的起動電流是額定電流的多少倍?（2）如限制起動電流為1.5IN，電樞回路應(yīng)串入多大的電阻？ 解：（1）直接起動的電流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6A Ist/IN=3283.6/207.5=15.8 （2）Ist1=1.5×IN=1.5×207.5=311.25A=UN/(Ra+

12、Rst) 由此可得：Rst=0.642、 一臺三相籠型異步電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=125KW，Nn=1460r/min,UN=380V，Y聯(lián)結(jié)，IN=230A，起動電流倍數(shù)ki=5.5，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst=1.1，過載能力T=2.2，設(shè)供電變壓器限制該電動機的最大起動電流為900A，問：（1）該電動機可否直接起動？（2）采用電抗器降壓起動，起動電抗xst值應(yīng)為多少？（3）串入（2）中的電抗器時能否半載起動？ 解：（1）直接起動電流為：Ist=kiIN=5.5×230A=1265A>900A 所以不能采用直接起動。 （2）定子串電抗器后，起動電流限制為900A 則：=Ist/I

13、st=1265/900=1.4 短路阻抗為：Zs=rs2+xs2 =UN/×Ist=380/×1265 =0.173 所以rs=0.3Zs=0.3×0.173=0.052 xs=Zs2-rs2 =0.1732-0.0522 0.165 應(yīng)串接電抗值： xst=2xs2+(2-1)rs2- xs=1.42×0.1652+(1.42-1)×0.0522 0.165=0.072 （3）串入xst=0.072時的起動轉(zhuǎn)矩為 Tst=1/2Tst=1/2kstTN1=1.42×1.1×TN=0.56TN 因為，Tst=0.56TN&g

14、t; TN=0.5 TN 所以可以半載起動3、 一臺三相異步電動機接到50HZ的交流電源上，其額定轉(zhuǎn)速nN=1455r/min，試求：（1）該電動機的極對數(shù)p；（2）額定轉(zhuǎn)差S（3） 額定轉(zhuǎn)速運行時，轉(zhuǎn)子電動勢的頻率。解：（1）因異步電動機額定轉(zhuǎn)差率很小，故可根據(jù)電動機的額定轉(zhuǎn)速nN=1455 r/min,直接判斷出最接近nN的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1=1500 r/min,于是 p=60f/n1=(60×50)/1500=2 或 p=60f/n160f/n=(60×50)/1455=2.06 取 p=2 （2）sN=(n1n)/n1=(15001455)/1500=0.03 （3）f