電機與拖動基礎試題庫及答案

《電機與拖動基礎》試題庫及答案

第一部分??直流電機

一、填空題：

1、直流電動機的工作原理是把能轉(zhuǎn)化為能。直流發(fā)電機的工作原理是把能轉(zhuǎn)化為能。（直流電；機械；機械；

直流電）

2、直流發(fā)電機的工作原理用定則判斷感應電動勢的方向。直流電動機的工作原理用定則判斷電磁力的方向。

（右手；左手）

3、并勵直流發(fā)電機自勵建壓的條件是□（主磁路存在剩磁；并聯(lián)在電樞兩端的勵

磁繞組極性要正確，使勵磁電流產(chǎn)生的補充磁通方向與剩磁磁通方向相同；勵磁回路的總電阻必須小于臨界電阻）

4、可用下列關系來判斷直流電機的運行狀態(tài)，當——時為電動機狀態(tài)，當——時為發(fā)電機狀態(tài)。（Ea

〈U；Ea〉U）

5、直流發(fā)電機的繞組常用的有和兩種形式。（疊繞組；波繞組）

6、直流發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向,直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向

0（相反；相同）

7、電動勢常數(shù)Q與轉(zhuǎn)矩常數(shù)C?之間的關系為。（耳=9.55Q）

二、選擇題

1、電機的電流小于額定電流，稱為（）運行。（1）

（1）欠載（2）過載（3）額定

2、電機的電流大于額定電流，稱為（）運行。（2）

（1）欠載（2）過載（3）額定

3、某直流電機它的電樞與二個勵磁繞組串聯(lián)和并聯(lián)，那么該電機為0電機。（3）

（1）他勵（2）并勵（3）復勵（4）串勵

4、直流發(fā)電機主磁極磁通產(chǎn)生感應電動勢存在于（??）中。（1）

（1）電樞繞組；（2）勵磁繞組；（3）電樞繞組和勵磁繞組

5、直流發(fā)電機電刷在幾何中線上，如果磁路不飽和，這時電械反應是（??）（3）

（1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。

三、計算題

1、一臺并勵直流電動機，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=3.5kW,UN=220V,IN=20A,n^lOOOr/min,電樞電阻&=1Q,AUb=lV,

勵磁回路電阻Ri=440Q,空載實驗：當U=220V,n=1000r/min時，I°=2A,試計算當電樞電流I產(chǎn)10A時，電機的效

率（不計雜散損耗）。

U220

解：勵磁電流：1「==f=——A=0.5A

f

Rf440

U22202

勵磁損耗：P=RI-=^=—=110W

Cuffff

Rf440

空載時：

輸入功率：《="o=220X2W=440W

勵磁功率：Pf=UQW

電樞銅損耗：PCua=RaC=Ra（I0-Ifr=2.25W

電刷接觸損耗：PCub=2\UbI^-2x1x1.5W=3.0W

附加損耗：Pad=0

則：以,+/=4-號-以-2-以=324.75W

當/°=10A時，/=，+1f=10.5A

輸入功率：《=U7=220xl0.5W=2310W

輸出功率：P_^pp_p_p_p_1755.25W

2=Pi=xcuafcuh+PFJ=

效率：〃=々xlOO%=75.98%

2、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下:PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57Q（包括電刷接觸電阻）,

勵磁回路總電阻Rr=177Q,額定負載時的電樞鐵損P/234W,機械損耗為PmxGlW,求：（1）額定負載時的電磁

功率和電磁轉(zhuǎn)矩。（2）額定負載時的效率。

解：（1）P2^PN^6kW

所以&,=鳥+2四+與=6726.9皿

⑵-=&+%+/=7021.9W

3、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=23kW,UN=230V,nN=1500r/min,勵磁回路電阻Rf=57.5Q,電

樞電阻Ra=O.1Q,不計電樞反應磁路飽和?，F(xiàn)將這臺電機改為并勵直流電動機運行，把電樞兩端和勵磁繞組兩端

都接到220V的直流電源：運行時維持電樞電流為原額定值。求（1）轉(zhuǎn)速n；（2）電磁功率；（3）電磁轉(zhuǎn)矩。

解」，=冷碧…A

⑴E0=UN+R,=240.4V

電動機運行：Ea=UN-RaIa=209.6V

⑵9=E，=2L798kW

21.798xlQ3

⑶&=裳N-m=152.27N-m

2萬x1367/60

第二部分??直流電動機的電力拖動

一、填空題：

1、他勵直流電動機的固有機械特性是指在條件下，和的關系。（U=UN、@=<DN,電

樞回路不串電阻；n；Tem

2,直流電動機的起動方法有。（降壓起動、電樞回路串電阻起動）

3、當電動機的轉(zhuǎn)速超過時，出現(xiàn)回饋制動。（理想空載轉(zhuǎn)速）

4、拖動恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)負載進行調(diào)速時，應采調(diào)速方法，而拖動恒功率負載時應采用調(diào)速方法。（降

壓或電樞回路串電阻；弱磁）

二、選擇題

1、他勵直流電動機的人為特性與固有特性相比，其理想空載轉(zhuǎn)速和斜率均發(fā)生了變化，那么這條人為特性

一定是：（3）

（1）串電阻的人為特性；（2）降壓的人為特性；（3）弱磁的人為特性。

2、直流電動機采用降低電源電壓的方法起動，其目的是：（2）

（1）為了使起動過程平穩(wěn)；（2）為了減小起動電流；（3）為了減小起動轉(zhuǎn)矩。

3、當電動機的電樞回路銅損耗比電磁功率或軸機械功率都大時，這時電動機處于：（2）（1）能耗制動狀

態(tài)；（2）反接制動狀態(tài)；（3）回饋制動狀態(tài)。

4、他勵直流電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載進行串電阻調(diào)速，設調(diào)速前、后的電樞電流分別為L和I,那么：（2）

（1）Ii<I2；（2）L=L；⑶I,工蟀

三、簡答題：

1、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？判斷下圖是否穩(wěn)定？還有P79圖3T3和P1213-5.

（電動機的機械特性與負載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點，且在交點處，滿足

巴以〈”）（a）穩(wěn)定（b）穩(wěn)定（c）穩(wěn)定（d）不穩(wěn)定（e）不穩(wěn)定（f）穩(wěn)定

dndn

2.電力拖動運動方程的實用形式為2

2

TTGDdn

l—1=----------

由電動機的電磁轉(zhuǎn)矩北與生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩〃的關系：eL375dt

1）當北=北時，d〃/dt=O,表示電動機以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)或靜止不動，電力拖動系統(tǒng)的這種運動狀態(tài)被稱為靜

態(tài)或穩(wěn)態(tài)；

2）若北時，dn/dt>0,系統(tǒng)處于正向加速或反向減速狀態(tài)；

3）若北<乳時，dz7/dt<0,系統(tǒng)處于正向減速或反向加速狀態(tài)。

也就是一旦dn/dtWO,則轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，我們把這種運動狀態(tài)稱為動態(tài)或過渡狀態(tài)。

四、計算題：

1、一臺他勵直流電動機數(shù)據(jù)為：P產(chǎn)7.5kW,UN=11OV,IN=79.84A,nN=1500r/min,電樞回路電阻R,=0.1014Q,

求：(1)U=UN,中=。條件下，電樞電流L=60A時轉(zhuǎn)速是多少？(2)U=UN條件下，主磁通減少15%,負載轉(zhuǎn)矩

為TN不變時，電動機電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？(3)U=UN,①=?N條件下，負載轉(zhuǎn)矩為0.8TN,轉(zhuǎn)速為(一800)

r/min,電樞回路應串入多大電阻？

解：(1)Q①產(chǎn)ULR3=0.068

nN

(2)7；不變時，圖“不變，即G①/N=Cr①〃

(3)不計空載轉(zhuǎn)矩時，Tem^TL,故:

解得：RB=2.69Q

2、一臺他勵直流電動機數(shù)據(jù)為：PN=30kW,UN=440V,IN=100A,nN=1000r/min,電樞回路電阻Ra=O.4Q,求：

(1)電動機拖動位能性負載(TL=0.8TN),采用能耗制動，要確保最大制動電流不超過2h,制動電阻應選

多大？最后下放的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為多少？

(2)若串聯(lián)同(1)一樣的電阻，電動機拖動反抗性負載(TL=0.8TN)采用電壓反接制動，最后下放的穩(wěn)定

轉(zhuǎn)速為多少？

(3)電動機拖動一位能性負載(TL=0.8R),在電壓反接時作回饋制動下放，下放轉(zhuǎn)速為1200r/min,問電

樞回路應串聯(lián)多大的電阻？

TT_R[

解：⑴CQN=N_"N=0.4

nN

/C、UNK&+RQ)440+2.04X80,.

(2)n=——-——2———=--------------------=-115C0MO8r/min

Tj440

(3)&=———=----=HOOr/min

30.4

第三部分??變壓器

一、填空題：

1、變壓器帶負載運行時，若負載增大，其鐵損耗將,銅損耗將（忽略漏阻抗壓降的影響）。

（不變；增加）

2、一臺2kV-A,400/100V的單相變壓器，低壓側(cè)加100V,高壓側(cè)開路測得I0=2A；P0=20W；當高壓側(cè)加400V,

低壓側(cè)開路，測得1。=A,P產(chǎn)W。（0.5；20）

3、變壓器等效電路中的x“是對應于電抗，rm是表示電阻。（主磁通的；鐵心損耗的等效）

4、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別不僅與繞組的和有關，而且還與三相繞組的有關。（繞向；

首末端標記；聯(lián)結(jié)方式）

5、自耦變壓器的特點在于一、二次繞組之間不僅有的聯(lián)系而且有的聯(lián)系。（磁；電）

6、使用儀用互感器時要注意：電壓互感器一定要運行于狀態(tài)，而電流互感器一定要運行于狀態(tài)，并且二者

均須可靠接地。（空載；短路）

二、選擇題

1、變壓器空載電流小的原因是：（3）

（1）一次繞組匝數(shù)多，電阻很大；（2）一次繞組的漏抗很大；（3）變壓器的勵磁阻抗很大；（4）變壓器

鐵心的電阻很大。

2、變壓器空載損耗：（4）

（1）全部為銅損耗；（2）全部為鐵損耗；（3）主要為銅損耗；（4）主要為鐵損耗

3、變壓器的變比與原、副邊的：（4）

（1）電壓成反比；（2）電流成正比；（3）匝數(shù)成反比；（4）電壓成正比

4、某臺三相變壓器，容量是3000千伏安，如原邊電壓為10千伏，則原邊電流約為（）安。（3）

（1）300；（2）86.6；（3）173.2；（4）60

5、變壓器中，不考慮漏阻抗壓降和飽和的影響，若原邊電壓不變，鐵心不變，而將匝數(shù)增加，則勵磁電流:

（2）

（1）增加；（2）減少；（3）不變；（4）基本不變。

三、作圖題（P149-151P1604-6）

1、畫相量圖判定組別（a）Yy6；（b）Ydll；（c）YyO；（d）Yd5

(a)(b)(c)(d)

第四部分??異步電動機

一、填空題：

1,當S在范圍內(nèi)，三相異步電機運行于電動機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為；在范圍

內(nèi)運行于發(fā)電機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為o（0-1；反電動勢；一8?0；制動轉(zhuǎn)矩）

2、三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構不同可分為和兩類。（籠型異步電動機和繞

線型異步電動機）

3、一臺6極三相異步電動機接于50Hz的三相對稱電源；其s=0.05,則此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為r/min。（950；

50）

4、一臺三相異步電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負載運行，若電源電壓下降，則電動機的轉(zhuǎn)速,定子電流,

最大轉(zhuǎn)矩,臨界轉(zhuǎn)差率。（減?。辉龃?；減??；不變）

5、三相異步電動機電源電壓一定，當負載轉(zhuǎn)矩增加，則轉(zhuǎn)速,定子電流。（減??；增加）

6、三相異步電動機等效電路中的附加電阻是模擬的等值電阻。（總機械功率）

二、選擇題

1、如果某三相異步電動機的極數(shù)為4級，同步轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分，那么三相電流的頻率為：（2）

（1）50赫茲；（2）60赫茲;（3）45赫茲；（4）30赫茲

2、三相異步電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負載運行，如果電源電壓下降，當電動機穩(wěn)定運行后，此時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩:

（1）

（1）下降；（2）增大；（3）不變；（4）不定。

3、改變?nèi)喈惒诫妱訖C轉(zhuǎn)向的方法是：（3）

（1）改變電源頻率；（2）改變電源電壓；（3）改變定子繞組中電流的相序；（4）改變電機的工作方式

三、計算題

1,已知一臺三相四極異步電動機的額定數(shù)據(jù)為：PvlOkW,IV380V,IN=11.6A,定子為Y聯(lián)結(jié)，額定運行時,

定子銅損耗Pc『560W,轉(zhuǎn)子銅損耗Pw310W,機械損耗P/=70W,附加損耗KrfOOW,試計算該電動機在額定負載

時的：（1）額定轉(zhuǎn)速；（2）空載轉(zhuǎn)矩；（3）轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩；（4）電磁轉(zhuǎn)矩。

p+p

（2）~也=1.77N?小

°Q

(3)T2=^=65.59N-m

（4）Tem—Tr,+T0-61.36N-m

2、已知一臺三相異步電動機，額定頻率為150kW,額定電壓為380V,額定轉(zhuǎn)速為1460r/min,過載倍數(shù)為

2.4,試求：（1）轉(zhuǎn)矩的實用表達式；（2）問電動機能否帶動額定負載起動。

TN=9550生=98L2N?冽

解：（1）〃N

根據(jù)額定轉(zhuǎn)速為1460r/min,可判斷出同步轉(zhuǎn)速"i=1500r/min,則額定轉(zhuǎn)差率為

轉(zhuǎn)子不串電阻的實用表達式為：

（2）電機開始起動時，s=l,T=Ts,代入實用表達式得：

因為T'<T故電動機不能拖動額定負載起動。

第五部分??異步電動機的電力拖動

一、填空題：

1、拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行的三相異步電動機，其轉(zhuǎn)差率s在——范圍內(nèi)時，電動機都能穩(wěn)定運行。（0-sQ

2、三相異步電動機的過載能力是指-（Tm/TN）

3、星形一三角形降壓起動時，起動電流和起動轉(zhuǎn)矩各降為直接起動時的倍。（3）

4、三相異步電動機進行能耗制動時，直流勵磁電流越大，則補始制動轉(zhuǎn)距越。（大）

5、三相異步電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載進行變頻調(diào)速時，為了保證過載能力和主磁通不變，則5應隨我按

規(guī)律調(diào)節(jié)。（正比）

二、選擇題

1、與固有機械特性相比，人為機械特性上的最大電磁轉(zhuǎn)矩減小，臨界轉(zhuǎn)差率沒變，則該人為機械特性是異

步電動機的：

（1）定子串接電阻的人為機械特性；（2）轉(zhuǎn)子串接電阻的人為機械特性；（3）降低電壓的人為機械特性。

2、與固有機械特性相比，人為機械特性上的最大電磁轉(zhuǎn)矩不變，臨界轉(zhuǎn)差率增大，則該人為機械特性是異

步電動機的：

(1)定子串接電阻的人為機械特性；(2)轉(zhuǎn)子串接電阻的人為機械特性；(3)降低電壓的人為機械特性。

3、一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為R=20kW,U-380V,AT=1.15,k,=6,定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)。當拖動

額定負載轉(zhuǎn)矩起動時，若供電變壓器允許起動電流不超過12L,最好的起動方法是：

(1)直接起動；(2)Y一△降壓起動；(3)自耦變壓器降壓起動。

4、一臺三相異步電動機拖動額定轉(zhuǎn)矩負載運行時，若電源電壓下降10%,這時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩：

(1)Tem=TN；(2)Ten,=0.81TN；(3)Ten,=0.9TNO

5、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機拖動起重機的主鉤，提升重物時電動機運行于正向電動狀態(tài)，若在轉(zhuǎn)子回路串

接三相對稱電阻下放重物時，電動機運行狀態(tài)是：(3)

(1)能耗制動運行；(2)反向回饋制動運行；(3)倒拉反轉(zhuǎn)運行。

6、三相異步電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載，當進行變極調(diào)速時，應采用的聯(lián)結(jié)方式為：

(1)Y—YY；(2)△—YY；(3)正串Y一反串Y。

7、三相異步電動機拖動恒功率負載，當進行變極調(diào)速時，應采用的聯(lián)結(jié)方式為：

(1)Y—YY；(2)△—YY；(3)正串Y一反串Y。

三、計算題

一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為PN=40kW,UN=380V,nN=2930r/min,k=0.9,cos①N=0.85,L=5.5,kst=l.2,定

子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，供電變壓器允許起動電流為150A,能否在下列情況下用Y一△降壓起動？

(1)負載轉(zhuǎn)矩為0.25TN;(2)負載轉(zhuǎn)矩為0.5TN。

/=_____PN40x103

A=19MA

解：額定電流向VZNCOS為6x380x0.9x0.85

直接起動電流1st=kjN=5.5x79.444=437A

采用丫-△降壓起動時

I'=-/s=-x437A=145.7A^150A

起動電流：33

起動轉(zhuǎn)矩:""Eg】?34K

可見：（1）當時，可以起動；（2）當OnSS。時，不能起動。

2、一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為PN=43.5kW,UN=380V,nN=1450r/min,IN=100A,定子繞組采用△形接

法，Ist/lN=8,法/TN=4,供電變壓器允許起動電流為400A,負載轉(zhuǎn)矩為345N?m。試求：

（1）可否直接啟動;

（2）可否采用Y-△啟動，為什么？

解：（1）直接啟動

直接啟動時的啟動電流

=*X/N=8X100A=800A額定轉(zhuǎn)矩

1N

p435

TN=9550上=9550x上3N?m=286.5N直接啟動時的啟動轉(zhuǎn)矩

nN1450

Tst=豈?。=4x286.5N?機=1146N?m由于直接啟動時的啟動電流/“=800A〉400A，故不能直接啟

TN

動。

（2）Y-△啟動

啟動電流/口=1x1=‘*80（）71=266.74<4004啟動轉(zhuǎn)矩（；=—xT=—x1146?m=3S2N?m

33si3oc3

所以可以采用Y-△啟動。

第六部分?？同步電機

一、填空題：

1、同步電機工作在電動機狀態(tài)時，定子邊接電源，轉(zhuǎn)子邊通過電刷和集電環(huán)接電源，轉(zhuǎn)子軸上聯(lián)結(jié)機械負

載。三相交流；直流

2、同步發(fā)電機正常情況下并車采用，事故狀態(tài)下并車采