中南大学《电机及电力拖动》百题及答案复习必备.pdf

一、 选择题 1.变压器空载电流小原因是( ) A.一次绕组匝数，阻抗大 B.一次绕组漏抗大 C.变压器励磁阻抗大 D.变压器电阻大 2.变压器空载损耗( ) A.铜损耗 B.铁损耗 C.主要是铜损耗 D.主要是铁损耗 3.变压器原边接额定电源电压，副边接纯电阻负载，原边功率( ) A.有功功率 B.无功功率 C.有功功率和无功功率 D.0 4.变压器不考虑漏阻抗压降饱和影响，若原边电压铁芯不变，增加匝数，电枢电流( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.基本不变 5.一台变压器在()效率最高A.=1B.P0/PS=CnC.Pcu=PfeD.s=sm 6.三相异步电动机带恒转矩负载电源电压降低，待电动机稳定运行后，此时电机电磁转矩( ) A.减小 B.增加 C.不变 D.不一定 7.三相异步电动机空载电流比同容量变压器大是因为( ) A.异步电机旋转 B.损耗大 C.气隙 D.漏抗 8.三相异步电机空载，气隙磁通大小取决于( ) A.电源电压 B.气隙大小 C.定转子材质 D.定子漏阻抗 9.三相异步电机能画与变压器类似的等效电路是因为( ) A.定子或原边电流滞后于电源电压 B.气隙磁场在定转子或主要原 副边都感应电动势 C.都有主磁通或漏抗 D.从电网取得供电电压 10.三相异步电动机运行把两相反接，转子转速会( ) A.增加 B.减小至停转 C.减小至 0 后反向 D.减小至某一稳定转速 11.与固有机械特性相比人为机械特性最大转矩减小，sm 不变，则人为机械特性是异步电机的( ) A.定子串接电阻的人为机械特性 B.转子串电阻人为机械特性 C.降低电压人为机械特性 12.三相笼型数据 PN=20KW，UN=380V，m=1.15,KI=6,定子绕组三相连接当拖动额定负载电磁转矩转动时， 若供电变压器不超过 12IN，最好的启动方式是( ) A.直接启动 B.Y-D 启动 C.自耦 13.三相异步电机拖动额定电磁转矩负载运行，电源电压下降 10%，则电机电磁转矩( ) A.TNB.0.81TNC.0.9TN 14.三相绕线异步电机拖动起重机主钩提升重物，电机正向运行，在转子回路串接三相对称电阻下放重物， 电机运行状态是( ) A.能耗制动 B.反向回馈制动 C.倒拉反转 15.三相异步电机拖动恒转矩负载，当电机变极调速时，应采用() A.Y-Yy B.D-Yy C.正串 Y-反串 Y 16.三角形连接交流电机接三相电源，有一相断线，则内部产生的磁电势为() A.静止 B.脉动磁势 C.圆形磁势 D.椭圆形磁势 17.三相异步电机参数测定，需要损耗分离，分离( ) A.铜损耗，铁损耗 B.铁损耗,机械损耗 C. 机械损耗，附加损耗 D. 铜损耗，附加损耗 18.三相异步电机由单相电源供电，会发生( ) A.转速出现飞车 B.旋转速度大于三相供电时的一半 C.电磁转矩等于 0 D.起动转矩等于 0 19.针对三相异步电机变频调速，说法正确的是() A.属于恒转矩调速 B.属于恒功率调速 C.频率低需电压补偿 D.转速正比于频率 20发电机电刷在几何中性线上磁路不饱和，电枢反应( ) A.去磁 B.助磁 C.不去不助 21.他励电动机人为机械特性与固有机械特性相比，理想转速与斜率发生变化是( ) A.串电阻 B.降低电压 C.弱磁 22.他励电动机拖动恒转矩负载，电枢串电阻调速时，调速前后 I1，I2( ) A.I1I2 23.直流电动机换向极绕组必须和( ) A.和励磁绕组串联 B.补偿绕组并联 C.电枢绕组串联 24.直流电动机的额定功率是指( ) A.输入的功率 B.IN*UN C.输出的功率 D.电磁功率 25.三相异步电动机(除风机负载外)稳定运行的条件：s( ) A.Sm 26.异步电动机能 Y-D 降电压启动，必须采用的解法( ) A.Y B. C.Y- 27.单相一次绕组感应电动势等于 4.44() A.fN1m B.IN1m C.I1N1U1 28.三相异步电动机运行时转子转速( )旋转磁场 A.高于 B.低于 C.等于 29.下流属于直流电动机旋转部件是( ) A.主磁极 B.电枢 C.机座 D.电刷 30.并励直流发电机转速提高 20%，空载时电压提高( ) A.20% B.20% C.N2 时，U1U2,为 降压 变压器，N11C、0s1 当 s0 时，三相异步电动机工作在发电机状态；当 s1 时，三相异步电动机工作在电磁制动状态； 当 0s1 时，三相异步电动机工作在电动状态。 5、 直流电机空载、负载运行时，气隙磁场由什么建立？负载后电枢电动势用什么磁通计算？ 空载时的气隙磁场由励磁磁动势建立，负载时气隙磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。负载后 电枢绕组的感应电动势应该用合成气隙磁场对应的主磁通进行计算。 6、 三相绕线异步电机定子绕组接三相电源，转子绕组开路，电机能否转动？为什么？ 不能转动。因为转子三相绕组开路，转子电流为零，电磁转矩为零，电动机没有起动转矩，所以不能 7、 如何确定换相机的极性？换相机绕组为什么与电枢绕组串联？ 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。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。 8、 变压器电压过高为什么会烧坏？ 引起m 过大，使变压器中用来产生磁通的励磁电流（即空载电流 I0）大大增加而烧坏。 9、 三相异步电机为什么会转？怎样改变其转向？ （1）定子三相绕组通以三相对称交流电流产生一个以同步速 n1 转动的旋转磁场。转向与电流相序有 关。（2）转子绕组切割定子旋转磁场而感应电动势，其方向由”右手定则”确定，转子绕 组自身闭 合，便有电流通过。 (3)转子导体中的电流（有功分量）在定子旋转磁场作用下受到电磁力的作用， 其方向由”左手定则”确定， 这些力对转轴形成电磁转矩， 它与旋转磁场方向相同（即与相序一致） ， 于 是在该转矩驱动下，转子沿着转矩方向旋转，从而实现了能量转换。改变相序即可改变三相异步电动 机的转向。 10、 为什么采用短距绕组可以改变电势波形？ 采用短距绕组后，同一个线圈的两条边中的基波和谐波电动势的相位差都不再是 180?电角度，而是分 别相差和 v电角度（是短距角）。由于一个线圈的电动势是两条边的电动势的向量和，因此相比 于整组绕距，短距绕组的基波和谐波的电动势都要小些。由于谐波电动势的相位差要大于基波的，因 此，短距绕组对谐波电动势的削弱更明显，电动势的波形野因此得到了改善。 11、 画出单相变压器等效电路图 书 P119 同 17 12、 电力拖动系统稳定运行的条件？ （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 emL dTdT dndn ） 13、 举例 6 种可以实现三相绕线式异步电机调速方法 1、变频调速。即使用变频电源调速。 2、变极调速。、YY/接法变极调速。、YY/Y 接法变极调速。 3、改变转差率调速。、调压调速。、绕线电机转子串电阻调速。、绕线式电机串级调速。 14、 为什么三相对称绕组中经过三相对称电流会产生圆形旋转磁场？ 三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环并在其中产生感应电流。短路环 中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和无短路环部分产生的磁通量有了相位差，从而形成旋 转磁场。 15、 换向器和电刷各有什么作用？ 换向器的作用是接通电流并转换电流的方向。电刷的作用是电机（除鼠笼式电动机外）传导电流的滑 动接触体。在直流电机中，它还担负着对电枢绕组中感应的交变电动势进行换向（整流）的任务 16、 电流互感器作用，使用时应该注意什么？ 可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流， 用来进行保护、 测量等用途. 它的使用是串接在电流回路中，必须牢记，一是电流互感器二次侧不允许开路，二是电流互感器的二 次侧必须接地。 17、 画三相异步电机 T 型等效电路，并说明个符号物理意义 R1 代表定子绕组电路。X1 代表定子绕组漏电抗，对应定子的漏磁通。Rm 励磁电阻，是铁耗的等效电阻。 Xm 励磁电抗， 对应主磁通。 R2 折算到定子侧的转子绕组电阻。 X2 折算到定子侧的转子绕组漏抗。（1-s)/s*R2 代表与转子所产生的总的机械功率相对应的等效电阻。 18、 写出电力拖动系统运动方程式，分析其运行状态 电力拖动系统运动方程式为： 2 375 L GDdn TT dt 当上式0 为加速状态；0 为减速状态；0 时为 匀速或停止状态。 19、 直流电机调速方法有几种？向上调速用什么方法？向下调速用什么方法？ 有 3 种：1、改变电枢电压；2、改变激磁绕组电压（上调）；3、改变电枢回路电阻(下调)。 20、 证明三相对称绕组通过三相对称电流时，三相异步电机中会产生圆形旋转磁场 书 P163 21、 引起变压器空载电流增大的原因有哪些？ 电源频率下降，内部出现故障，变压器温度升高。 22、 三相异步电机直接启动是，为什么启动电流大而启动转矩不大？ 刚启动时，转子不动，定子旋转磁场切割转子导体的速度很大，转差率 s 最大，转子电动势 E 也最大， 因而启动电流很大。起动转矩不大的原因有两方面：一是因电磁转矩取决于转子绕组电流的有功分 量，启动时，s=1，转子漏电抗最大，转子侧功率因数很低（0.3 左右），因而启动时转子绕组电流有 功分量很小；二是启动电流大又导致定子绕组的漏阻抗压降增大，若供电电源容量小，还会导致电源 输出电压下降，其结果均使每极气隙磁通量下降，进而引起启动转矩的减小。 四计算题 1有一台笼形异步电动机，kWPN20，5 . 6 Nst II，如果变压器容量为 N S560kVA，问能 否直接起动？（4 分） 解：解：判断电机能否直接起动的依据是满足公式： N N N Q P S I I 44 3 5 . 6 NQ II，75. 7 204 560 4 3 44 3 N N P S 所以满足上面的公式，此电动机可以直接起动。 2并励电动机的 N U=220V， N I=122A， a R=0.15， f R=110， N n=960r/min。如保持额定转 矩不变，使转速下降到 750 r/min，求需在电枢电路中串入电阻 c R的阻值？（8 分） 解：解：串入电阻前：A R U I f N f 2 110 220 AIII fNa 1102122 VRIUE aaNa 5 .20315. 0110220 串入电阻调速后： 960 750 NNE E a a n n nC nC E E 因此VEa159 由于额定转矩不变， aTe ICT，所以 a I保持不变。 aaNa RIUE所以 51. 0 120 159220 a aN a I EU R 36. 015. 051. 0 aac RRR 3 3已知一台三相异步电动机的额定数据如下： N P=4.5KW, N n=950r/min, N =84.5%, N cos=0.8,起 动电流与云额定电流之比 st I/ N I=5，=2， 起动转距与额定转距之比 st T/ N T=1.4， 额定电压 220/380V， 接法星/三角， 1 f=50Hz。求（1）磁极对数p；（2）额定转差率 N s；(3)额定转距 N T；（4）三角形 联结和星形联结时的额定电流 N I；（5）起动电流 st I；（6）起动转距 st T。 解解： （1） pp f n 300060 1 1 ,当1p时，min/3000 1 rn 当2p时，min/1500 1 rn 当3p时，min/1000 1 rn 而min/950rnN， 所以取3p， 此时min/1000 1 rn （2）05. 0 1000 9501000 1 1 n nn S N N （3）mN n P T N N N 2 .45 950 4500 55. 955. 9 （4）三角形联结时A U P I NNN N N 1 .10 845. 08 . 03803 4500 cos3 星形联结时A U P I NNN N N 47.17 845. 08 . 02203 4500 cos3 （5）三角形联结时AII NQ 5 .501 .1055 星形联结时AII NQ 35.8747.1755 （6）mNTT NQ 4 .902 .452 4一台三相变压器，SN=5000kVA，U1N/U2N=35/10.5kV,Y，d 接法，求原、副方的额定电流。 A U S I N N N 48.82 10353 10500 3 3 3 1 1 A U S I N N N 9 .274 105 .103 10500 3 3 3 2 2 5 一台异步电动机，额定电压为 380V，在某一负载下运行时，测得输入功率为 4KW，线电流为 10A，求这 时电动机的功率因素？若输出功率为 3.2kw，问效率为多少？ 6 . 0103803/1043/cos cos3 3 1111 1111 NNNN NNNN IUP IUP %80104/102 . 3/ 33 1 NN PP 6 已知他励电动机的励磁电压和电枢电压为 220V，Ia=60A，n=1000r/min,Ra=0.25,Rf=150。求励磁电 流、电枢电势和电磁转矩。 励磁电流 A R U I f f f 47.1 150 220 电枢电势 VRIUE aaa 20525. 0602200 电磁转矩 205. 0 1000 25. 060220 n RIU C aa e 958. 1205. 055. 955. 9 eT CC mNICT aTem 47.11760958. 1 7 一台单相变压器，SN=5000kVA,U1N/U2N=10/6.3kV，试求原、副方的额定电流 A U S I N N N 500 1010 105000 3 3 1 1 A U S I N N N 65.793 103 . 6 105000 3 3 2 2 8 一台三相感应电动机，PN=75KW，nN=975r/min,UN=3000V，IN=18.5A，cos=0.87，fN=50Hz。试求（1） 电动机的极数是多少？（2）额定负载下的转差率 s 是多少？效率 n 是多少？ 解：（1）电动机的极数：2p=6 （2）转差率025. 0 1000 9751000 1 1 n nn S N N 效率%9087. 05 .1830003/1075cos3/ 3 NNNN IUP 9 见下一台他励直流电动机， N P=40KW， N U=220V， N I=207.5V， a R=0.067，(1)若电枢回路不串 电阻直接启动，则启动电流为额定电流的几倍？（2）若启动电流限制为 1.5IN，求电枢回路串入电阻大小。 解：（1） A R EU I a a ST 58.3283 067. 0 0220 82.15 5 .207 58.3283 N ST I I 即 15.82 倍 （2） 64. 0067. 0 5 .2075 . 1 0220 a ST a R I EU R 10 一台单相变压器额定容量 SN=250kVA,额定电压 U1N/U2N=10/0.4kV，试求一.二次侧额定电流 A U S I N N N 25 1010 10250 3 3 1 1 A U S I N N N 625 104 . 0 10250 3 3 2 2 11 一台三相异步电动机 PN=10kW，UN=380V，接法，n=1455r/min，cos=0.85，=0.88，求：额定转 差率 sN、额定电流 IN 和额定转矩 TN 。 mN n P T A U P I IUP n nn S N N N NNN N N NNNNN N N 6 .65 1455 1010 55. 955. 9 20 85. 088. 03803 1010 cos3 cos3 03. 0 1500 14551500 3 3 0 0 12.一台他励直流电动机，KWPN15，VUN110，AIN40，min/1000rnN， 1 . 0 a R，若该电机最大允许制动电流 N II8 . 1 max , Nz TT8 . 0，电动运行，若采用能耗制动停 车，电枢应串入多大电阻？ 例题：一台他励直流电动机，PN = 17 kW，UN =110V，IN = 185 A，nN = 1000 rmin，Ra = 0.036 。电动机 最大允许电流为 1