电机及拖动基础试卷和答案.doc

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 电磁转矩 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（20）一定，电源电压下降，则空载电流I0 减小 ，铁损耗PFe 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 01 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 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。 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16W，折合到二次侧后大小为 1W 。 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。 9. 同步电机的运行方式包括发电机、电动机和 补偿机 。 10. 在同步电机的励磁系统中，无刷励磁系统指的是 旋转 整流器励磁系统。 11. 如果空载运行的同步发电机气隙增大，而励磁电流不变，端电压将 降低 ；如果异步电动机气隙增大，而电源电压不变，功率因数将 降低 。 1. 单相交流绕组通入单相交流电流将产生 空间位置 不变，幅值变化的磁动势。如果想要获得恒定的磁场，可以在绕组中通入 直流电流 来实现。 2. 某三相交流绕组，24个元件，2对极，60度相带，若3，4号槽属于Z相带，则14号槽属于 A 相带；若为120度相带，且14号槽属于A相带，则14号槽属于 A 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-4，60Hz，转差率为0.04，则转速为 1728r/min ，转子侧频率为 24Hz ，该电机处于 电动机 运行状态。 5. 三相异步电动机参数测定实验中， 定子绕组电阻 为提前获得的参数，参数测定实验包括 空载 实验和 堵转 实验。 6. 异步电动机的 转差 功率指的是转子铜损耗，变转差调速中，转差增大，则该损耗 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，如果向基速以下调节采用压频恒比方式，则属于恒 转矩 调速。 9. 同步发电机在正常励磁（功率因数为1）的基础上增大励磁电流，将输出 滞后 的无功。 10. 在同步电机的励磁系统中，旋转整流器励磁系统又被称为 无 刷励磁系统。二、判断题（每题2分，共20分） 1、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。 （ 对 ） 2、直流电动机的人为特性都比固有特性软 （错）3、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时，电枢电流都会突变。 （对 ） 4、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等。（错 ） 5、变压器在原边外加额定电压不变的情况下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大 。（ 错 ）6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。 （ 错 ）7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。 （ 对 ）8、不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的 （错 ）9、三相异步电动机的最大磁通势Tm 的大小与转子电阻rm 阻值无关。（对 ）10、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（ 对 ）二、 简答题（每题5分，共20分）1、 简述异步测速发电机的剩余电压误差产生原因及解决办法？ 答：由于加工、装配过程中存在机械上的不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时的输出的电压叫剩余电压。剩余电压的存在引起的测量误差称为剩余电压误差。减小剩余电压误差的方法是选择高质量各方向性一致的磁性材料，在机加工和装配过程中提高机械精度，也可以通过装配补偿绕组的方法加以补偿。2、 为什么采用短矩绕组可以改变电动势波形？ 图中实线表示表示整矩绕组情况，这时五次谐波磁场在线圈两个有效边中感应电动势大小相等，方向相反，沿线圈回路，正好相加。如果把节矩缩短1/5，如图中虚线所示，两个有效边中五次谐波电动势大小、方向都相等，沿回路正好抵消，合成电动势为零。 3、试绘出单相变压器“T”型等效电路图。 4、 电力拖动系统稳定运行的条件是什么？ 答：必要条件：电动机的机械特性与负载特性必须有交点，即Tem=TL.。充分条件：在交点的转速以上存在TemTL.三、 计算题（第一题10分，第二、三题每题15分，共40分）1、 他励直流电动机的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067,试问：（1）直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍?（2）如限制起动电流为1.5IN，电枢回路应串入多大的电阻？ 解：（1）直接起动的电流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6A Ist/IN=3283.6/207.5=15.8 （2）Ist1=1.5IN=1.5207.5=311.25A=UN/(Ra+Rst) 由此可得：Rst=0.642、 一台三相笼型异步电动机的额定数据为：PN=125KW，Nn=1460r/min,UN=380V，Y联结，IN=230A，起动电流倍数ki=5.5，起动转矩倍数kst=1.1，过载能力T=2.2，设供电变压器限制该电动机的最大起动电流为900A，问：（1）该电动机可否直接起动？（2）采用电抗器降压起动，起动电抗xst值应为多少？（3）串入（2）中的电抗器时能否半载起动？ 解：（1）直接起动电流为：Ist=kiIN=5.5230A=1265A900A 所以不能采用直接起动。 （2）定子串电抗器后，起动电流限制为900A 则：=Ist/Ist=1265/900=1.4 短路阻抗为：Zs=rs2+xs2 =UN/Ist=380/1265 =0.173 所以rs=0.3Zs=0.30.173=0.052 xs=Zs2-rs2 =0.1732-0.0522 0.165 应串接电抗值： xst=2xs2+(2-1)rs2- xs=1.420.1652+(1.42-1)0.0522 0.165=0.072 （3）串入xst=0.072时的起动转矩为 Tst=1/2Tst=1/2kstTN1=1.421.1TN=0.56TN 因为，Tst=0.56TN TN=0.5 TN 所以可以半载起动3、 一台三相异步电动机接到50HZ的交流电源上，其额定转速nN=1455r/min，试求：（1）该电动机的极对数p；（2）额定转差S（3） 额定转速运行时，转子电动势的频率。解：（1）因异步电动机额定转差率很小，故可根据电动机的额定转速nN=1455 r/min,直接判断出最接近nN的气隙旋转磁场的同步转速n1=1500 r/min,于是 p=60f/n1=(6050)/1500=2 或 p=60f/n160f/n=(6050)/1455=2.06 取 p=2 （2）sN=(n1n)/n1=(15001455)/1500=0.03 （3）f2=sNf1=0.0350HZ=1.5 HZ1.（本题10分）某他励直流电动机的额定数据为PN=54kW，UN=220V，IN=270A，nN=1150r/min，请估算感应电动势再画出固有机械特性。2.（本题8分）画图判断变压器的联结组号。如果将副边的首端和尾端调换，又是什么联结组号？3.（本题7分）画出直流电动机结构原理图，标出感应电动势、励磁电流、电枢电流的方向，确定换向极极性及换向极绕组电流方向。（假设转子逆时针旋转）电机与电力拖动基础试卷二1、异步电动机转子材质变差（既导磁性能变差），其他条件不变，则励磁电流将 ，励磁电抗将 。2、异步电动机主磁通磁路中存在空气隙，故其漏抗标幺值比同容量变压器要 ，励磁电抗标幺值比同容量变压器要 。3、异步电动机外加电源电压不变，若每相绕组匝数减少，气隙中每相磁通将 ，空载电流 。4、一台三相6极的异步电动机，其，则转子转速为 ，转子磁动势相对于转子转速为 ，转子磁动势相对于定子转速为 ，定子磁动势相对转子的转速为 ，定子磁动势相对转子磁动势的转速为 5、一台异步电动机接到频率为电源上，转差率为，转速为，转子以逆时针方向旋转，则转子电流频率 ，转子电流产生的基波磁动势以 的转速朝 时针方向切割转子绕组。6、异步电动机的频率折算，就是用一个 等效转子来代替实际 的转子，使转子电路的频率与定子电路的频率 。7、异步电动机的频率折算是通过在电机的转子绕组串一个电阻值为 的附加来实现的，此串联电阻所消耗的功率代表了电动机的 功率。8、一台异步电动机的额定转差率为0.02，由经传递到转子侧的电磁功率中的 部分供给转子铜损， 部分供给总的机械功率。9、异步电动机接入三相交流电源，空载运行时每极磁通的主要取决于 。 （A）电源电压； （B）磁路饱和程度； （C）气隙大小； （D）定子绕组漏阻抗大小。10、一台异步电动机，在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会 。 （A）升高； （B）下降，一直到停转； （C）下降到零后，再反向旋转；（D）下降到某一稳定转速。11、异步电动机空载电流比同容量变压器大，其原因是 。 （A）异步电动机的损耗大； （B）异步电动机是旋转的； （C）异步电动机气隙较大；（D）异步电动机漏抗较大。12、同容量异步电动机的励磁电抗比变压器小，是因为异步电动机 。 （A）磁路过饱和； （B）主磁通磁路存在气隙； （C）定子绕组匝数减少； （D）转子旋转结果。13、当异步电动机转速下降时，转子电流产生的转子基波磁动势相对于定子绕组的转速 （A）增大； （B）减小； （C）不变 （D）不定。14、关于漏磁通正确的概念是 。 （A）漏磁通与机电能量转换有关，对电机的电磁性能有较大影响； （B）漏磁通与机电能量转换有关，对电机的电磁性能无影响。 （C）漏磁通与机电能量转换无关，对电机的电磁性能有较大影响。 （D）漏磁通与机电能量转换无关，对电机的电磁性能无影响。15、异步电动机的空气隙愈大，则电动机 。 （A）励磁电流愈大，功率因数愈高； （B）励磁电流愈小，功率因数愈低； （C）励磁电流愈大，功率因数愈低 ； （D）励磁电流愈小，功率因数愈高。16、异步电动机等效电路中的电阻上消耗的功率为