电机与拖动考试样题及答案.pdf

复习题 1 一、 1、一台三相变压器，其额定容量为 N S，一次侧额定电压为 N U1，则其一次侧额定电流为 _。 2、为了试验时的安全及仪表选择的方便，变压器开路试验一般在 侧做。 3、直流电动机带上负载时，电枢磁动势会影响主磁场，这样现象称为 。 4、一台直流电机，其电枢感应电动势为 a E，端电压为U，若有UEa，则可知该电机运 行于 状态。若有UEa，则可知该电机运行于 状态。 5、幷励直流发电机能够自励和建立电压的前提是 。 6、对电动机起动，其基本要求是 、 、起动设备简单经济。 7、一台三相异步电动机，接在 50Hz 工频电网上，额定转速为 1350 转/分，定子槽数 Q=60， 绕组为双层，Y 形联接，节距 1 y为 12 个槽，则可知该电机的额定转差率等于 ，主极磁场在定子绕组内感应电动势的基波绕组系数为 。 8、三相异步电动机的等效电路中，附加电阻的表达式是 ，其物理含义 是 。 9、直流电动机的调速方法有串电阻、调压、弱磁等 3 种，其中，能把电机从额定转 速往下调的方法是 ，能把电机从额定转速往上调的方 法是 。 10、为消除铁磁材料的剩磁，必须在材料上加上一定的反向外磁场，此反向外磁场强度称为 _。 11、一台变压器二次侧的额定电压为 12V，带上负载运行，测得负载上电压也为 12V，由此 推断所带负载性质必为_性。 12、在直流电动机中，电刷和换向器的作用是_，在大功率 直流电动机中，为改善换向，一般在定子的几何中性线处安装_。 13、铁心材料一般有两种损耗，当置于交变磁场中被反复磁化，引起的损耗称为 _，涡流在铁心中的损耗，称为_。 二、 1、 幷励直流发电机的端电流I、 电枢电流 a I以及励磁电流 f I， 这 3 者的关系式为( )。 A、 af III B、III af C、III fa D、 af III 2、三相异步电机在某运行状态下其转差率为 s=0.5，则可知该电机运行于( )状态。 A、电动机 B、发电机 C、电磁制动 D、理想空载 3、已知一台三相异步电动机接在 50Hz 工频电网上，额定转速为 800 转/分，则可知转子绕 组感应电流形成的旋转磁场相对于定子绕组形成的旋转磁场的速度为 ( )转/分。 A、800 B、1000 C、200 D、0 4、一台他励直流电动机，带动额定恒转矩负载，运行于稳定状态。现要对其进行制动，采 用电压反接法，同时在电枢回路里串入一定大小的电阻，若不采用抱闸，则以下说法正确的 是（ ） 。 A、该电机制动结束后，其稳态工作点必定处于机械特性曲线的第三象限 B、该电机制动结束后，其稳态工作点必定处于机械特性曲线的第四象限 C、该电机制动结束后，其稳态工作点有可能处于机械特性曲线的第二或三象限 D、该电机制动结束后，其稳态工作点有可能处于机械特性曲线的第三或第四象限 5、三相交流异步电动机产生正向圆形旋转磁场的基波磁动势的幅值是（ ） 。 A、F=0.9W1I1kW1/P B、F=1.35W1I1 kW1/P C、F=1.7W1I1 kW1/P D、F=2.35W1I1 kW1/P 6、一台三相变压器，已知其联结组别为 Y/-5，则正确的联结组别示意图为（ ） 。 A、 B、 C、 D、 7、一台额定一次电压为 220V、额定频率为 50Hz 的变压器，将其接入额定频率为 60Hz 的 电网使用（其他条件不变） ，则以下说法正确的是（ ） 。 A、变压器铁心中通过的主磁通将减小 B、建立磁通所需的励磁电流将增大 C、变压器的短路阻抗将变小 D、涡流损耗将减少 8、直流电动机的额定功率指（ ） 。 A、转轴上吸收的机械功率 B、转轴上输出的机械功率 C、电枢端口吸收的电功率 D、电枢端口输出的电功率 9、三角形联接的交流三相异步电动机采用降压起动时，相比于直接起动，起动电流 和起动转矩分别减少至直接起动的（ ）倍。 A、1/3，1/3 B、1/3，1/3 C、1/3，1/3 D、1/3,1/3 10、直流电机具有可逆性。以下说法错误的是（ ） 。 A、作电动机运行时，其电磁转矩起拖动（和转动方向相同）作用 B、作发电机运行时，其电磁转矩起制动（和转动方向相反）作用 C、原来在一个外部恒定转矩的拖动下稳定运行于发电机状态，若将外部转矩反向，则从发 电机状态进入电动机状态 D、原来拖动一个恒定负载稳定运行于电动机状态，若去除负载，同时在外部施加一个和电 机转动方向相同的外部转矩，则从电动机状态进入发电机状态 三、 一台额定功率 PN6kW 的并励直流发电机，额定电压 UN=230V，额定转速 nN=1450rmin， 电枢回路总电阻 Ra=0.816， 励磁回路总电阻 Rf = 310.4。 已知机械损耗和铁损耗之和 pmec pFe=430W，附加损耗为 0.01 PN，求额定负载情况下各绕组的铜损耗、电磁功率、总损耗、 输入功率及效率各为多少？ 四、 一台直流他励电动机，其技术数据为：额定功率kWPN22，额定电压VUN220，额 定电流AIN115，额定转速min/1500rnN，电枢回路总电阻1 . 0 a R，励磁电压 保持额定值不变（ eT CC55. 9） ，忽略空载转矩 T0 ，拖动额定位能性恒转矩负载运行 于额定状态。求： 1、该电动机的固有机械特性方程)(Tfn ； 2、若要求把转速从额定状态转速降到 1000r/min，采用降低电源电压的方法，则应该把电压 降到多少？ 3、现从额定状态进行电压反接制动，最大制动电枢电流为 N I2，求此时电枢回路所应串接 的电阻值。 五、 一台三相电力变压器的额定容量为 SN=750kVA， 额定电压 U1N/U2N =10000/400V， Y / Y 接法。 已知每相短路电阻 Rk=1.40，短路电抗 Xk =6.48。每相负载阻抗为 ZL=0.20+j0.07。计 算： 1、画出该变压器的简化等效电路； 2、变压器一次、二次侧电流（一次、二次侧电压和电流，没有特别指出为相值时，均为线 值） ； 3、二次绕组电压 U2（线电压） ； 4、输入和输出的有功功率，以及变压器的效率。 六、 某鼠笼式三相异步电动机的额定技术数据如下：PN=11kW，UN=380V，IN=21.8A， nN=2930r/imn，过载系数m=2.2， f150Hz，拖动 TL=0.8TN的恒转矩负载稳定运行（忽略 空载转矩） （提示：该题可能用到异步电机机械特性的实用表达式） 。求： 1、 临界转差率 Sm 是多少？ 2、 该电动机的稳定转速为多少？ 3、 若降低电源电压到 0.8UN，则达到新的稳态时电动机的转速为多少？ 4、若降低频率到 0.8 f140Hz，并保持 U1/f1常数，则达到新的稳态时电动机的转速为多 少？ 复习题 1 答案 一、 1， N N U S 1 3 2，低压 3，电枢反应 4，发电机，电动机 5，铁心有剩磁 6，起动转矩大，起动电流小 7，0.1，0.91 8， 2 1 r s s ，该电阻上消耗的功率代表实际电机中产生的总机械功率 9，串电阻和调压，弱磁 10，矫顽磁力 11, 容 12，机械逆变，换向极 13，磁滞损耗，涡流损耗 二、1，C 2，B 3，D 4，D 5，D 6，D 7，A 8，B 9，D 10，C 三、 解：先计算额定电流 A U P I N N N087.26 230 106 3 励磁电流 A R U I f N f 741. 0 4 .310 230 电枢绕组电流 AIII fNaN 828.26741. 0087.26 电枢回路铜损耗 WRIp a aN Cua 3 .587816. 0828.26 22 励磁回路铜损耗 WRIp f fCuf 4 .1704 .310741. 0 22 电磁功率 WIRIUIEP aaaaaem 4 .6811828.26)816. 0828.26230()( 总损耗 ppCuapmec pFe +pCufpad =587.3+430+170.4+0.016000 1247.7W 输入功率 P1=P2+p 6000+1247.7=7247.7W 效率为 %78.82 7 .7247 6000 %100 1 2 P P 四、 解： 1、电势系数 1500 1 . 0115220 N aNN Ne n RIU C0.139 转矩系数 CTN9.55 CeN=9.550.139=1.327 理想空载转速 139.0 220 0 Ne N C U n =1582.73 r/min 机械特性斜率 327.1139.0 1.0 2 NTe a CC R =0.54 固有机械特性方程式为 n=n0-T=1582.730.54T 2、降压前额定转速降落 min/73.82150073.1582 0 rnnn NN 降压后，转速降落不变，则降压后的理想空载转速 min/73.108273.821000 01 rnnn N 降低后的电源电压 VU n n U N 5 .150220 73.1582 73.1082 0 01 1 3、制动前瞬间电枢感应电动势 Ea=UN-INRa=220-1150.1=208.5V 制动开始后瞬时，要求 Ia=2IN=115 2=-330A 根据新的电压平衡方程 )(RRIEU aaaN 即 198. 11 . 0298. 11 . 0 330 5 .208220 a a aN R I EU R 五、 解： 1、变压器的简化等效电路如下： 1 U 2 U 1 I 2 I L Z = = 21 rrrk 21 xxxk 变压器的变比为 25 3/400 3/10000 3/ 3/ 2 1 N N U U k 负载阻抗 29.19212. 007. 02 . 0jZL 75.43125)07. 020. 0(252 2 jjZkZ LL 采用简化型等效电路，从一次侧看进去每相总阻抗 67.2101.13675.4312548. 64 . 1jjXjRjXRZZZ LLkkLk 一次电流 A Z U I N 45.42 01.136 3/100003/ 1 1 二次电流 AkII25.106145.4225 12 2、二次电压（亦指线值） VZIU L 7 .389212. 025.106133 22 3、一次功率因数角 67.21 1 一次功率因数 93. 067.21coscos 1 输入有功功率 WIUP N 3 1111 108 .68393. 045.4210000732. 1cos3 输入无功功率 VarIUQ N 3 1111 103 .271369. 045.4210000732. 1sin3 二次功率因数 94. 029.19coscos 2 输出有功功率 WIUP 3 2222 103 .67394. 025.10617 .389732. 1cos3 输出无功功率 VarIUQ 3 2222 104 .23633. 025.10617 .389732. 1sin3 4、效率 %46.98%100 8 .683 3 .673 %100 1 2 P P 六、 解： 1、 固有临界转差率为 额定转差率0233. 0 3000 29303000 1 1 n nn sn 097. 012 . 22 . 20233. 01 2 2 mmNm ss 2、稳定转速 首先计算出稳定运行时的转差率 s s s s T T m m Nm L 2 ，即 s s T T N N 097. 0 097. 0 2 . 22 8 . 0 ，可得 S0.0194 因此电动