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第 3 章 直流电动机的过渡过程试题库 一 名词解释 1 电机的过渡过程 电机从一种稳定运行状态过渡到另一种稳定运行状态的过程 2 电机的动态特性 电力拖动系统过渡过程的变化规律和性能 3 调速范围 一定的负载转矩下 电动机可能稳定运行的最大转速与最小转速 之比 max n min n 4 调速的相对稳定性 负载转矩在给定的范围内变化时 允许速度变化的范围 5 调速的平滑性 在一定的调速范围内 相邻两级速度变化的程度即 1ii Kn n 或 1i Knn i 6 电动机的起动 就是电动机从静止状态过渡到某一稳定运行状态的过程 实际上也就 是转子的速度从零升速到某一稳定速度的过程 7 调速 是根据生产机械工艺要求 通过改变电气参数 人为改变电力拖动系统速度的 一种控制方法 8 制动 实质上就是指电动机从某一稳定运行状态减速到另一种稳定运行状态的过渡 过程 9 调速时的容许输出 是指电动机在某一转速下长期可靠工作时 所能输出的最大功率 和转矩 10 电气制动 就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动 特点是电动机的电磁 转矩方向与转速方向相反 为制动性质 二 单项选择题 1 在直流电动机的运行中 不能空载或轻载起动的电动机是 D A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 2 在直流电动机的运行中 不能空载运行的是 D A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 3 在直流电动机的运行中 不能轻载运行的是 D A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 4 在直流电动机的运行中 除了 D 都能空载或轻载起动 A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 5 在直流电动机起动时 电枢回路串电阻是为了 B A 增加起动转矩 B 限制起动电流 104 C 增加主磁通 D 减少起动时间 6 在直流电动机的运行中 除了 D 都能空载运行 A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 7 在直流电动机的运行中 除了 D 都能轻载运行 A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 8 在讨论直流电动机的工作特性时 没有理想空载转速的电动机应是 D A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 9 在讨论直流电动机的工作特性时 除了 D 都有理想空载转速 A 复励电动机 B 并励电动机 C 他励直流电动机 D 串励电动机 10 在并励直流电动机的起动控制中 要求的条件是 A A 先给励磁绕组通电 而后再给电枢绕组通电 B 先给电枢绕组通电 而后再给励磁绕组通电 C 可以同时给电枢绕组与励磁绕组通电 D 先给或后给哪个绕组通电 要根据实际情况具体问题具体分析 11 在直流电动机中机械特性最硬的一般为 B A 并励电动机 B 他励电动机 C 串励电动机 D 复励电动机 12 在直流电动机的调速控制中 电枢电压可以如下调整 A A 不能超过额定电压 B 能超过额定电压 C 有时能超过额定电压 D 只要绝缘允许 可以超过额定电压 13 在直流电动机的制动中不能用于回馈制动方法的电机是 C A 并励电动机 B 他励电动机 C 串励电动机 D 复励电动机 14 直流电机的制动中 一般都要在电枢中串电阻 不仅是限流作用的是 C A 能耗制动 B 电枢反接制动 C 倒拉反接制动 D 电磁抱闸制动 三 多项选择题 1 电力拖动系统动态分析的假设条件是 ABCD A 忽略电磁过渡过程 只考虑机械过渡过程 B 电源电压在过渡过程中基本不变 C 磁通量基本保持不变 D 负载转矩基本保持不变 2 直流电动机过渡过程的三要素是 ABC A 初始值 B 稳态值 C 电机的机电时间常数 D 电压 105 3 直流电动机的起动要求是 BCD A 电源电压必须稳定 B 起动电流要限制在一定范围内 C 起动设备要简单 可靠 D 要有足够大的起动转矩 4 直流电动机的起动方法有 ABC A 直接起动 B 降压起动 C 电枢串电阻起动 D 加减速机构的起动 5 直流电动机的降压起动方法有 BC A 直接起动 B 降低电枢电压的起动 C 电枢串电阻起动 D 加减速机构的起动 6 直流电动机的调速指标有 ABD A 技术指标 B 经济指标 C 运行指标 D 调速范围 7 直流电动机的调速的技术指标有 ABCD A 调速范围 B 调速的静差率 也称为静差度或相对稳定性 C 调速的平滑性 D 调速时的容许输出 8 直流电动机的调速的经济指标有 ABCD A 调速设备的投资 B 运行过程的能量损耗 C 维护费用 D 维修元器件的成本 9 直流电动机的调速一般可以采用的方法有 ABC A 电枢回路串接电阻的调速方法 B 改变电源电压的调速方法 C 改变电动机主磁通的调速方法 D 改变电动机结构的调速方法 10 直流电动机电气制动的方法一般有 ABCD A 电枢电源反接制动 B 能耗制动 C 回馈制动 D 倒拉反接制动 11 直流电动机电气制动的方法一般有 ABC A 反接制动 B 能耗制动 C 回馈制动 D 电磁抱闸制动 12 直流电动机机械制动的方法一般有 ACD A 液压抱闸制动 B 能耗制动 C 自然停车制动 D 电磁抱闸制动 13 直流串励电动机电气制动的方法一般有 AB A 反接制动 B 能耗制动 C 回馈制动 D 电磁抱闸制动 14 在直流电动机的制动中 一般都要在电枢中串电阻 限流作用的是 AB A 能耗制动 B 电枢反接制动 C 倒拉反接制动 D 电磁抱闸制动 106 四 判断题 错误用 正确用 1 电机调速时应做到恒转矩调速方式配恒转矩负载 2 电机调速时应做到恒功率调速方式配恒功率负载 3 对于风机型负载 采用电枢串电阻调速和降压调速要比弱磁调速合适一些 4 在实际中 针对于风机型 泵类 负载多采用交流变频调速方式 5 倒拉反接制动只能用于位能型负载的稳速下降过程 6 转速反向反接制动只能用于反抗型负载的制动 7 回馈制动时电机运行的速度一定大于理想空载转速 8 采用降低磁通的调速方式时 一般情况下 电机的转速升高 9 采用降低磁通的调速方式时 电机的转速升高 10 降低磁通的调速一般情况下 电机的转速降低 11 串励直流电动机的电气控制中 可以采用回馈制动 12 串励直流电动机的电气控制中 不可以采用再生制动 五 问答题 1 电力拖动系统动态分析的假设条件是什么 答 1 忽略电磁过渡过程 只考虑机械过渡过程 2 电源电压在过渡过程中基本不变 3 磁通量基本保持不变 4 负载转矩基本保持不变 2 电机速度过渡过程的三要素及其关系是什么 答 初始值 开始时的初始速度 稳态值 过渡过程结束后稳定运行的速度 时间常数 2 M 375 GD T 电机速度过渡过程中速度振荡一个周期的时间 三要素的关系为 速度 稳态值 稳态值 初始值 n ss n ss n is n M e t T 3 直流电动机起动线路控制的要求是什么 答 必须先保证有磁场 即先通励磁电流 而后加电枢电压 如果先加电枢电压 而后 有磁场 则会出现不能正常起动的问题 1 空载或轻载起动 出现 飞车 2 负载起动 会烧毁绕组 4 直流电动机起动性能的要求是什么 答 1 要 有 足 够 大 的 起 动 转 矩 2 起 动 电 流 要 限 制 在 一 定 范 围 内 a a aaa 0 4 7 UEUU N II RRR 3 起动设备要简单 可靠 5 电枢回路串电阻起动的特点是什么 答 1 电枢串接的附加电阻越大 电枢电流流过所产生的损耗就越大 K R K R 2 属于有级起动 主要是电阻连续变化困难引起的 3 只能用于容量较小 不频繁起动 也不长时间运行的电动机 107 4 实现方法简单 6 调速方法分为哪几种类型 答 1 机械调速方法 电机转子的速度没有变化 通过改变传动机构的速度比来实现 但机械变速机构较复杂 2 电气调速方法 电动机在一定负载情况通过改变电气参数 人为改变电力拖动系统速 度的一种控制方法 3 机械电气调速方法 机械调速变化有限 单靠电气上调速 控制系统可能较复杂 配 合调速能更好地满足生产设备调速的需要 7 调速与负载变化引起转速变化的区别是什么 答 1 调速一般是在某一不变的负载条件下 人为地改变电路的参数而得到不同的速度 调速与因负载变化而引起的转速变化是不同的 调速是主动的 它需要人为地改变电气参数 机械特性变化 2 负载变化而引起电机转速的变化 不是自动进行的 而是被动的 不机械特性变 8 调速的经济指标有哪些 答 1 调速设备的投资 调速方法不同技术含量不同 调速设备价格不同 2 运行损耗 调速方法不同 设备运行损耗不同 运行费用也不同 3 维护费用 调速方法不同 设备可靠性不同 则故障概率也不同 另外 故障影响生 产的成本 维修元器件的成本以及维护人员的成本等都在维护费用中 9 直流电动机电枢回路串电阻的调速性能的特点是什么 答 1 理想空载转速不变 只能在额定转速下调节 2 改变机械特性硬度 电阻大 特性软稳定性差 3 属于有级调速 调速的平滑性很差 4 串电阻越大 且运行时间越长 损耗也就越大 5 属于强电流调速 电枢回路的电阻变化 直接控制电枢电流变化 而电枢电路为主电 路 电枢电流一般来说要比励磁电流大 所以属于强电流调速 6 串电阻调速在电气控制上实现简单 操作方便可靠 7 属于恒转矩调速性质 因为在调速范围内 其长时间输出的额定转矩基本未变 8 只能用在调速平滑性要求不高 低速工作时间不长 容量较小的电动机 一般在采用 其他调速方法不值得的地方采用这种调速方法 10 直流电动机改变电源电压的调速性能的特点是什么 答 1 理想空载转速发生变化 随电源电压降低的而降低 2 理想空载转速随外加电压的平滑调节而改变 特性斜率不变 因此机械特性斜率硬 稳定性好 故调速的范围也相对大得多 3 调速是无级的 调速的平滑性很好 4 损耗较小 比较经济 5 降低电枢电压 属于强电流调速 6 电源成本 因采用电压可调的电源技术 所以电源装置结构上复杂 技术含量高 7 属于恒转矩调速性质 因为在调速范围内 其长时间输出的额定转矩基本未变 108 8 适用于对调速性能要求较高的中 大容量拖动系统以及自动化程度较高的系统 在冶 金 机床 轧钢 重型机床 龙门刨 精密机床 矿井提升以及造纸机等方面得到了广泛应用 11 直流电动机改变主磁通的调速性能的特点是什么 答 1 理想空载转速发生变化 理想空载转速与磁通成反比 即当磁通下降时 理想空 载转速上升 普通非调磁电动机的额定转速一般可高达 1 500r min 左右 但弱磁调节的专用电 机速度可更高 2 特性变软稳定性差 3 调速是无级的 调速的平滑性很好 4 损耗较小 比较经济 5 属于小电流调速 因励磁电流较小 调节控制中的控制电流也就较小 但可通过磁场 的变化间接地引起电枢电流变化 6 控制简单 容易实现 7 属于恒功率的调速方式 因为电动机发热所允许的电枢电流不变 所以电动机的转矩 随磁通的减小而减小 故这种调速方法是恒功率调节 8 可调磁电动机的设计是在允许最高转速的情况下降低额定转速以增加调速范围 适于 高转速工作 一般调速范围可达 1 2 1 3 或 1 4 常与调压调速联合使用 以扩大调速范 围 因而在生产中可得到广泛应用 12 直流电动机调速方法有几种 并对其进行比较 答 根据直流电动机的机械特性公式 a a ee RU n CC I 有三种调速方法 1 电枢回路串接电阻 方法简单 硬度下降 大容量设备不允许 电阻损耗大 2 改变电源电压 此方法节能 硬度较大 目前经常应用 但变压技术含量高 成本大 3 改变电动机主磁通 此方法硬度小 但能高于额定转速 以控制励磁电流 来控制电 动机的电枢电流 理论较好 但电动机为专用 体积较大成本高 13 试分析电动机的机械制动 电气制动 机械与电气联合制动的特点 答 1 机械制动 所谓机械制动 就是利用机械摩擦获得制动转矩方法的制动 机械制 动一般有自然停车和抱闸装置 自然停车 是切断设备的电源 靠设备转轴本身的摩擦以及风阻而使设备停下来的一 种制动方法 这种停车的方法停车时间很长 经常用在设备停止工作且安全要求不高的情况下 抱闸装置 是利用专用的机械装置 把转轴抱死一种制动方法 这种制动有电磁抱闸 与液压抱闸装置两种 这种停车的方法停车时间极短 对设备的冲击很大 一般使用在设备需 要停车且安全要求较高的情况下 2 电气制动 所谓电气制动 就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动 特点 是电动机的电磁转矩方向与转速方向相反 为制动性质 根据实现制动的方法和制动时电机内部能量传递关系的不同 电气制动的方法分为能耗制 动 回馈制动和反接制动三种 能耗制动 在切断电源停车时 利用电气控制方法将电枢组成闭合回路 将电枢储存 109 的惯性动能转换为电能 消耗在电枢回路电阻上的一种电气制动 这种制动停车的方法 制动 时间较长 可调 对设备冲击不大广泛用在机床设备上 回馈制动 再生制动 是利用电枢储存的机械惯性动能 克服电磁转矩 将机械惯 性动能转换成电能 馈送电源的一种电气制动 这种制动运行不一定就是完全为了停车 实际 上就是一种发电机运行方式 一般在调压调速 弱磁调速的机床设备上出现 或者是位能型负 载下降运行时采用 但都有一个特点 就是电机当前运行的速度大于理想空载转速 交流电机 中大于旋转磁场转速或同步速度 一般经常用在一般以位能型负载为主的负载上 如电力机车 下坡的运行中或起重设备的下降运行中 反接制动 有两种形式 一种是电源反接 电枢电压 制动 另一种是转速反向的反 接制动 倒拉反接制动 电源反接制动 是正在运行的电机 利用电气控制将其电枢回路的电源反接 电机一方面 从电源吸收能量 另一方面将电枢储存的惯性动能和吸收的能量一并转换为电能 消耗在电枢 回路电阻上的一种电气制动 这种制动方法 制动时间很短 可调 对设备的冲击较大 一般 用在容量较小电机正反转的机床设备 目的并不是停车 而是反向电动运行 转速反向的反接制动 倒拉反接制动 是利用电气控制方法 在电机起动时使电机的起 动电磁转矩小于负载下降的机械转矩 从而使电机拖动的位能型负载 在下降运行时不超过一 定速度的电气制动 这种制动方法目的并不是停车 而是限制位能型负载下降运行速度的限制 一般经常用在一般以位能型负载为主的负载上 如起重设备 电力机车等 3 机械与电气联合制动 在某些特殊的生产场合 需要同时用电气制动和机械制动 如 起重设备 下降时采用转速反向的反接制动 倒拉反接制动 停车时采用抱闸装置制动 14 电枢电压降压起动有哪些特点 答 1 由于 RK 0 损耗较小 比较经济 2 恒加速起动 可以保持起动过程电枢电流为最大允许值 并几乎不变和变化极小 从 而获得恒加速无级起动过程 3 电压电源技术的装置比较复杂 4 适用于自动化程度较高的情况 六 计算题 1 他励直流电动机的铭牌数据为 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 起动极数 N 13kWP 4m N 440VU N 33 5AI N 1500r minn 试计算起动电阻 答 电枢固有电阻 a R为 a 1 2R N NN 22 N 21 440 33 5 13000 0 3233 5 U IP I 776 起动电流选为 1N 2 4II 切换电流选为 2 1 2 N II 则起动切换比为 12 2II 根据 1 a n R R 即 4 1 2 0 776 R 则起动总电阻为 1 10 86R 所以起动电阻为 Q1a 10 860 776 10 06RRR 2 某他励直流电动机的铭牌数据为 额定功率 额定电压UN 160V 额定电 N 1 1kWP 110 流 额定转速 负载转矩为80 额定负载 试求 N 8 46AI N 1 000r minn 20 0V 1 在固有特性上的稳定转速 2 在电枢回路中串入的电阻为 求电动机的稳定转速 3 电枢电压降到10时 求降压瞬间电动机的电枢电流及稳定转速 4 当时 求电动机的稳定转速 N 80 答 1 在固有特性上的稳定转速 电枢固有电阻为 a R a 1 2R N NN 22 N 21 160 8 46 1100 1 328 46 U IP I 8 根据电动势平衡方程 则 NaNaeNNa UEI RCnI R e 1601 0008 46 1 8C 有 e C 0 145 根据电磁转矩公式 Ta TCI 当负载转矩为80 额定负载时 电枢电流 aN 80 6 77A II 则电动势平衡方程有 e 1606 77 1 8nC 则 1 0n 160nC 86n 158AI 02r min 2 在电枢回路中串入的电阻为 求电动机的稳定转速 20 根据电动势平衡方程 NaN UEI R a 有 e 6 77 1 820 所以 r min 3 电枢电压降到10时 求降压瞬间电动机的电枢电流及稳定转速 0V 瞬间转速不变 但稳定之后速度会减小 稳定转速 ea 1001 8 CnI 负载电流 a 6 77A I 606r minn 4 当时 求电动机的稳定转速 N 80 e 16080 1 8 6 77Cn 1 274r minn 3 一台他励直流电动机的铭牌数据为 额定功率 额定电压UN 220V 额定 电流 额定转速 电枢电阻 N 30kWP a 0 1R N 1 000r minn 试求额定负载时 N 1 电枢回路串入0 2 电阻时 电动机的稳定转速 2 将电源电压调至18时 电动机的稳定转速 5V 3 将磁通减少到 N 0 8 时 电动机的稳定转速 能否长期运行 答 1 电动势平衡方程 则 NaNaeNNa UEI RCnI R e 2201 000158 0 1C e C 0 204 则电枢回路串入0 2 电阻时 有 2200 204158 0 10 2 n 电动机的稳定转速为 111 805r minn 2 将电源电压调至18时 有 5V 1850 204158 0 1n 则电动机的稳定转速为 838r minn 3 将磁通减少到 N 0 8 时 有 2200 204 0 8158 0 1n 则电动机的稳定转速为1 250r minn 由于电机并非专用调磁电机 所以不能长期运行 4 他励直流电动机的铭牌数据为 额定功率 额定电压UN 160V 额定电流 额定转速 电枢电阻 N 2 2kWP a 0 8R N 16 5AI N 1 500r minn 电动机在转速反向的反接制动下 工作 转速 电枢电流600r n min14AI 试求 1 电枢电路内接的电阻 2 电网供给的电功率 3 从轴上输入的功率 4 在电枢电路电阻上消耗的功率 答 1 根据额定运行时电动势平衡方程 则 NaNaeNNa UEI RCnI R e 1601 50016 5 0 8C e C 0 097 转速反向的反接制动下有 160600 0 09716 5 0 8 R 则电枢回路内接的电阻为 12 42R 2 电网供给的电功率 1NN 160V 16 5A2 64kWPI U 3 从轴上输入的功率 2 1NaNNN 0 8 0 558kWPI EI UIR 4 在电枢电路电阻上消耗的功率 2 ZN 0 8 2 182 3kWPIR 5 一台Z3 61型他励直流电动机铭牌数据为 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 电枢电阻Ra 0 74 电动机工作在固有特性 上 试求 N 5 5kWP N 220VU N 30 3AI N 1 000r minn 1 在负载电流 N II 时 采取电枢反接的反接制动 要求最大制动电流为 N 1 5I 求电枢 回路串接的附加电阻 2 负载电流 N 0 5II 时 也采取电枢反接的反接制动 最大制动电流仍为 N 1 5I 求电枢 回路串接的附加电阻 答 1 根据 则 NaNaeNNa UEI RCnI R e 2201 00030 3 0 74C 得0 197 6 e C 112 负载电流 N II 时 采取电枢反接的反接制动 要求最大制动电流为 N 1 5I 需串电阻 Z R eZ 2201 00030 3 1 5 0 74 CR 则 Z 8 45R 2 负载电流 N 0 5II 时 正向运转的电势 a 22030 3 0 74 2E a 209 8VE 负载电流 N 0 5II 时 电枢反接制动 最大制动电流 N 1 5I 电枢回路串电阻 aZ 22030 3 1 5 0 74 ER Z 8 72R 113 第 4 章 单相变压器试题库 一 名词解释 1 变压器 是利用电磁感应原理 将某一数值交流电压或电流转为另一数值的交流电压 或电流 相同频率 的电磁转换装置 是进行电能传递的静止电器 2 主磁通 既交链一次绕组又交链于二次绕组的磁通 3 漏磁通 仅交链于自身绕组的磁通 4 标幺值 某一物理量的实际值与所选基值之间的比值 即 标幺值 实际值 基值 基值 一般选择为额定值 二 单项选择题 1 单相变压器欲获得正弦磁通 则励磁电流必须是 D A 正弦交流电流 B 三角波交流电流 C 方波交流电流 D 正弦与三次谐波综合的交流电流 2 单相变压器励磁电流为正弦交流电流 则磁通为 D A 正弦磁通 B 三角波磁通 C 方波磁通 D 正弦与三次谐波的磁通 3 变压器等效电路讨论中阻抗折算 下列式子正确的应是 C A 2 x Kx2 B 2 r Kr2 C 2 Z K2Z2 D 2 x Kr2 4 变压器等效电路讨论中阻抗折算 下列式子正确的应是 C A 2 Z KZ2 B 2 r Kr2 C 2 x K2x2 D 2 x Kr2 5 变压器等效电路讨论中阻抗折算 下列式子正确的应是 C A 2 Z KZ2 B 2 x Kx2 C K2r2 D 2 r 2 x Kr2 6 变压器绕组中的电动势有效值的相量形式为 B A E 4 44fN m B E j4 44fN m C 4 44fNK m D E j4 44fNE m KN 7 在变压器磁场理论的分析应用中 表明一次侧磁场 二次侧磁场 励磁磁场 三者的 关系为 B A 2m1 III B 21m III C D 2m1 0III 2m1 III 8 在变压器磁场理论的分析应用中 表明一次侧磁场 二次侧磁场 励磁磁场 三者的 关系为 B 114 A B 2m FFF 1m21 FFF C D 2m1 0FFF 2m1 FFF 9 单相变压器运行效率最高时应是 D A 不变损耗与机械损耗相等时 B 应是铁耗与铜耗相等时 C 铁耗与磁滞损耗相等时 D 可变损耗与不变损耗相等时 10 单相变压器铁心叠片缝隙增大 其他条件不变 则空载电流 B A 不变 B 增加 C 减少 D 负载性质决定增加减少 11 升压变压器 一次绕组的每匝电动势 A 二次绕组的每匝电动势 A 等于 B 大于 C 小于 D 根据负载性质决定大还是小 12 降压变压器 一次绕组的每匝电动势 A 二次绕组的每匝电动势 A 等于 B 大于 C 小于 D 根据负载性质决定大还是小 13 单相变压器在磁路不饱和情况下 通入正弦波形的励磁电流 二次侧的空载电压波形 为 A A 正弦波 B 尖顶波 C 平顶波 D 方波 三 多项选择题 1 变压器进行等效电路分析时 必须满足 AB A 等效前后磁动势平衡不能变 B 等效前后能量平衡不能变 C 二次侧电路向一次侧电路归算 等效前后二次侧的电流不能变 D 二次侧电路向一次侧电路归算 等效前后二次侧的电动势不能变 2 在单相变压器进行等效电路分析过程中 应确保 AB A 等效前后磁动势平衡不能变 B 等效前后能量平衡不能变 C 二次侧电路向一次侧电路归算 等效前后二次侧的电阻不能变 D 二次侧电路向一次侧电路归算 等效前后二次侧的电抗不能变 3 变压器进行等效电路时 必须满足 ABCD A 等效前后磁动势平衡不能变 B 等效前后能量平衡不能变 C 等效前后有功平衡不能变 D 等效前后无功平衡不能变 4 变压器进行等效电路时 必须满足 AD A 等效前后磁动势平衡不能变 等效前后能量平衡不能变 B 一次侧向二次侧电路归算 等效前后二次侧的电动势不能变 C 一次侧向二次侧电路归算 等效前后二次侧的电阻不能变 D 等效前后无功平衡不能变 5 影响变压器端电压下降的因素是 BCD A 变压器端电压本身的因素 B 变压器的内部短路阻抗j kkk Zrx 属于内因 115 C 负载电流 2 I 即 U 与 成正比 属于外因 D 负载的性质 即功率因数 属于外因 6 一般情况下变压器的负载中加入电容 可以使 ABC A 变压器端电压升高 B 变压器的功率因数提高 C 一般情况下 可以减少无功损耗 D 一般情况下 可减少有功损耗 7 一般情况下变压器的负载中加入电容 可以使 AB A 变压器端电压升高 B 变压器的功率因数提高 C 一般情况下 可以增加阻抗 D 一般情况下 可以减少阻抗 8 影响变压器二次侧端电压输出变化的因素是 ABCD A 电阻性负载 B 电感性负载 C 电容性负载 D 阻抗性负载 四 判断题 错误用 正确用 1 磁饱和现象会导致变压器中电流 磁通和电动势的波形畸变 2 磁饱和现象不会导致变压器中电流 磁通和电动势的波形畸变 3 磁饱和现象会导致变压器中磁通和电动势的波形畸变 4 磁饱和现象会导致变压器中电流和电动势的波形畸变 5 磁饱和现象会导致变压器中电流 磁通的波形畸变 6 磁饱和现象不会导致变压器中磁通和电动势的波形畸变 7 磁饱和现象不会导致变压器中电流和电动势的波形畸变 8 磁饱和现象不会导致变压器中电流 磁通的波形畸变 9 变压器端电压的变化与其负载的性质无关 10 单相变压器端电压的变化与其负载的性质有关 五 问答题 1 试说明变压器的应用 答 作为电能传输或信号传输的装置 变压器在电力系统和自动化控制系统中得到了广泛 的应用 1 在电力系统中 变压器是电能输配的主要电气设备 2 在电子线路中 变压器还用来耦合 传递信号 并进行阻抗匹配 3 从节能方面考虑 用高压输电较为经济 4 从输电电压等级方面考虑 电网电压等级有35 110 220 500kV 等 而发电机端电 压因受绝缘及制造技术上的限制 远远不能达到这样高的电压等级 5 从用电安全 降低用电设备的绝缘等级及降低制造成本方面考虑 必须用降压变压器 将输电线路上的高电压降低到配电系统的电压等级 然后再经过配电变压器将电压降低到用电 器的额定电压以供使用 大型动力负荷一般采用3kV或6kV 而小型动力负荷采用 380V 单 相动力负荷和照明采用220V 2 试分析变压器的分类 答 容量小的只有几伏安 容量大的可达到数十万千伏安 电压低的只有几伏 电压高的 可达几十万伏 如按变压器的用途来分类 几种应用最广泛的变压器为 116 1 电力变压器 供输配电系统中升压或降压用的变压器 这种变压器在工矿企业中用得 最多 是常见而又十分重要的电气设备 有单相和三相之分 2 特殊电源用变压器 如电炉变压器 电焊变压器和整流变压器 3 仪用互感器 供测量和继电保护用变压器 如电压互感器和电流互感器 4 试验变压器 供电气设备作耐压试验用的变压器 如做高压实验的高压变压器 5 调压器 能均匀调节输出电压的变压器 如自耦调压器 6 控制用变压器 用于自动控制系统中的小功率变压器 六 计算题 1 一台单相变压器 SN 1 000kVA U1N U2N 60 6 3kV fN 50Hz 空载及短路实验的结果 如下 实验名称 电压 V 电流 A 功率 W 电源加压侧 空载 6 300 10 1 5 000 低电压边 短路 3 240 15 15 14 000 高电压边 试计算 1 折算到高电压边的参数 实际值及标幺值 2 空载 短路以及满载时的铁耗和铜耗 3 满载副边侧额定电压时 计算电压变化率 4 满载且时的电压变化率及效率 2 cos0 8 答 1 匝数比k U1N U2N 60kV 6 3kV 9 5 电流额定值IN SN UN 则I1N 1 000kV A 60kV 100 6A I2N 1 000kV A 6 3kV 1 000 6 3A 空载实验时 2N m 20 6 300V 62 4 10 1A U Z I 则 22 mm 62 4 9 55 631Zk Z 00 m2 222 2020 5 000 49 10 1 PP rr II 则 22 mm 9 5494 410rk r 2222 mmm 62 44938 6xZr 则 22 mm 9 538 63 474x k x 短路实验时 1 k 1 3 240V 213 8 15 15A U Z I 22 1 14000 61 15 15 k k P r I 则 12 261 230 5 k rrr 117 22 22 30 5 9 50 34rrk 2222 213 861204 7 kkk xZr 12 2204 7 2102 4 k xxx 则 22 22 102 4 9 51 1xxk 22 111 2106 9 k ZxrZ 2 21 1 18ZZk 75 75 KK T rr T 选铜线 T 234 5 常温 25 则 75 75234 575 6118 9 2575 KK T rr T 阻抗标幺值 2 1N 1N 1N 60kV 3 6 1 000kV A U Z I 1 1 1N 106 9 29 7 3 6 Z Z Z 2 2N 2N 2N 6 3kV 0 03969 1000kV A U Z I 2 2 2N 1 18 29 7 0 03969 Z Z Z 空载时的电流标幺值 2 2 2N 10 1 6 63 1 000 6 3 I I I 功率标幺值 2 2 2N 5 000W 0 005 1 000kV A P P P 短路时的电压标幺值 1 1 1N 3 240V 0 054 60kV U U U 电流标幺值 1 1 1N 15 15 9 09 100 6 I I I 功率标幺值 1 1 1N 14000V 0 014 1 000kV P P P 2 空载时的铜耗为 22 Cu220 2 10 10 34W34 68W pI r 铁耗为 Fe2Cu2 500034 68 W4965 32WpPp 短路时的铜耗为 铁耗为0 满载时的铜耗为 22 Cu1 15 1561W14000W k pI r 2222 Cu2N 21N 1 1000 6 3 0 34W 100 6 30 5W47 455WpIrIr 铁耗与空载时基本相等 4965 32W 3 满载副边侧额定电压时 计算电压变化率 满载时 2222 202N2N 6 3 1000 1 18 6300 kV6 303kVUIZU 电压变化率 202 2N 6 3036 3 0 48 6 3 U UU U 4 满载且时的电压变化率及效率 2 cos0 8 电压变化率 1N21N2 2 1N cossin1000 61 0 8204 0 6 0 17 601000 kk U IrIx U 118 12 cos1000 0 8kW800kWPS 输入功率 铁耗为4965 32W 铜耗为 2222 Cu2N1N 1 1000 6 3 0 34W 100 6 30 5W47 455WpIrIr 2 效率为 1 1 800 4 96547 455 93 4 800 Pp P 2 有一台单相变压器 额定容量SN 100kV A 一次 二次额定电压U1N U2N 6 000 230V fN 50Hz 一次 二次线圈的电阻及漏抗为r1 4 32 r2 0 006 3 x1 8 9 x2 0 013 试求 折算到低压边的短路电阻 1 折算到高压边的短路电阻rk 短路电抗xk及阻抗zk 2 k r 短路电抗 k x 及阻抗 k z 3 求满载且 2 cos1 2 cos0 8 2 cos0 8 三种 U 情况下的电压变化率 0 答 1 变比 k U1N U2N 60 23 折算到高压边的 22 600 0 00634 29rk r 22 22 600 0 0138 85 23 xk x 22 23 短路电阻 12 4 324 29 8 61 k rr r 短路电抗 12 8 98 85 17 75 k xx x 2222 8 6117 7519 短路阻抗 73 kkk zrx 2 折算到低压边的 22 600 4 32 0 00635rr k 22 11 600 8 9 0 0131 23 xxk 11 23 短路电阻 短路电抗 12 0 006350 0063 0 01265 k rrr 12 0 01310 013 0 0261 k xxx 2222 0 02610 012650 029 短路阻抗 kkk zrx 1N21N2 2 1N cossin100 8 61 2 4 61000 kk U IrIx U 3 满载且 2 cos1 满载且cos 20 8 2 100 8 61 0 8 17 75 0 6 4 92 61000 U 满载且 8 2 cos 0 2 100 8 61 0 8 17 75 0 6 1 04 61000 U 知r1 2 19 r2 0 15 x1 15 4 x2 0 64 rm 1 250 xm 12 600 当时 N1 N2 876 260 二次电流I2 180A U2 6 000V 试求 T形等效电 I1 N N 876 260 3 一台单相变压器 已9 2 cos0 8 1 用T形等效电路和近似等效电路求U1 I1 2 画出路的相量图 答 1 用T形等效电路和近似等效电路求U1 k 12 2222 2 1015 4zrx 111 15 543 119 2222 222 0 150 9640 97 22 22 876 0 9711 01 260 zk z zrx 22 260 180 A 87 42AIIk 6 2222 1222 42 11 01 6000 V6017 8VEI zU 2222 mmm 12501260012662zrx m1m 6017 8 A0 475A 12662 IEz 2222 1m2 420 475 A42 003AII I 2222 11 11 42 003 15 543 6017 8 V6053VUI zE 2 略 120 第 5 章 三相变压器及其他用途变压器试题库 一 名词解释 1 同名端 绕于同一铁心柱 交链于同一磁通的绕组 感应电势的电位变化趋势相同 的端 2 自耦变压器 一次绕组与二次绕组共用一套绕组 靠自身磁场自己耦合自己的变压器 3 钳形电流表 利用电流互感器制作而成的检测电流的仪表 4 电焊机 利用变压器的工作原理 能够短时短路的焊接设备 二 单项选择题 1 一台三相降压变压器绕组连接标号为 D y11说明是 B A 一次侧三角形接法 其线电势滞后星形接法的二次侧线电势相位330 B 二次侧星形接法 其线电势滞后一次侧三角形接法的线电势相位330 C 一次侧星形接法 其线电势滞后二次侧三角形接法的线电压相位330 D 二次侧三角形接法 其线电压滞后一次侧星形接法的线电压相位330 2 一台三相降压变压器绕组连接标号为 Y d2说明是 B A 一次侧三角形接法 其线电压滞后星形接法的二次侧线电压相位60 B 二次侧星形接法 其线电势滞后一次侧三角形接法的线电势相位60 C 一次侧星形接法 其线电势滞后二次侧三角形接法的线电势相位60 D 二次侧三角形接法 其线电压滞后一次侧星形接法的线电压相位60 3 普通三相变压器中二次侧的额定电流一般为 A A I2N SN 3 U2N B I2N SN 3 U1 C I2N SN 3U1 D I2N SN U2N 4 普通三相变压器中一次侧的额定电流一般为 B A I1N SN 3 U2N B I1N SN 3 U1N C I1N SN 3U1 D I1N SN U2N 5 在三相心式变压器的结构中各相磁阻 B A 相等 B 不相等 中间相磁阻小 C 不相等 中间相磁阻大 D 两侧相磁阻小 6 在三相组式变压器的结构中 各相磁阻 A A 相等 B 不相等 中间相磁阻小 C 不相等 中间相磁阻大 D 两侧相磁阻小 7 多台变压器并联运行中危害最大的因素是 A A 环流 B 铁心不对称 C 阻抗不相等 D 电流不均 8 两台三相变压器并列运行中危害最大的因素是 A 121 A 环流 B 铁心不对称 C 阻抗不相等 D 电流不均 9 在仪表使用的电流互感器中 为了确保安全一般要注意电流互感器 B A 可以开路 B 不可以开路 C 可短路 类似相同类型的电压互感器 D 不可短路 10 仪表使用的电压互感器中 为确保安全一般要注意电压互感器 D A 可以开路 B 不可以开路 C 可开路类似类型相同的电流互感器 D 不可短路 11 三相变压器运行效率最高时应是 D A 不变损耗与机械损耗相等时 B 应是铁耗与铜耗相等时 C 铁耗与磁滞损耗相等时 D 可变损耗与不变损耗相等时 12 变压器运行效率最高时应是 D A 不变损耗与机械损耗相等时 B 应是铁耗与铜耗相等时 C 铁耗与磁滞损耗相等时 D 可变损耗与不变损耗相等时 13 在仪表互感器中 其中电压互感器属于 B A 升压变压器 B 降压变压器 C 改变电流频率大小的变压器 D 降流变压器 14 在仪表互感器中 其中电压互感器属于 B A 电流升高升压变压器 B 电流升高降压变压器 C 改变电流频率大小的变压器 D 降流降压变压器 15 在仪表互感器中 其中电流互感器属于 A A 升压变压器 B 降压变压器 C 改变电流频率大小的变压器 D 升流变压器 16 在仪表互感器中 其中电流互感器属于 D A 电流升高升压变压器 B 电流升高降压变压器 C 改变电流频率大小的变压器 D 降流升压变压器 17 电焊机有时需要根据工作情况调节电流大小 实际调节的是 C A 电源电压 B 二次侧的感应电动势 C 二次侧回路的电抗 D 一次侧回路的电抗 18 电焊机变压器在进行焊接工作时 C A 不允许二次侧短路 B 允许二次侧短路 C 允许二次侧短时短路 D 允许二次侧长时短路 三 多项选择题 1 多台变压器并列运行的应具有下列条件 ABC A 各变压器的一 二次侧额定电压以及匝比相同 B 各变压器的连接组标号相同 C 各变压器的阻抗相对值 即标幺值 应相等 D 各变压器一 二次侧的额定频率应相同 122 2 两台变压器并联运行时 一般应具有下列条件 ABC A 各变压器的一 二次侧额定电压以及匝比相同 B 各变压器的连接组标号相同 C 各变压器的阻抗相对值 即标幺值 应相等 D 各变压器一 二次侧的额定频率应相同 3 三台变压器并连运行时 一般应具有下列条件 ABC A 各变压器的一 二次侧额定电压以及匝比相同 B 各变压器的连接组标号相同 C 各变压器的阻抗相对值 即标幺值 应相等 D 各变压器一 二次侧的额定频率应相同 4 在特殊变压器中有自耦变压器的分析讨论 BD A 工作原理与普通单相变压器不一样 B 工作原理与普通单相变压器一样 C 在结构上与普通单相变压器一样 D 在结构上与普通单相变压器不一样 5 在电能计量往往需要扩大量程中 其中电压互感器属于 BC A 升压变压器 B 降压变压器 C 升流变压器 D 降流变压器 6 在仪表互感器中 其中电流互感器属于 AD A 升压变压器 B 降压变压器 C 升流变压器 D 降流变压器 7 电焊机变压器在进行焊接工作时 调节焊接电流大小 一般采用 AD A 可以调节工作磁通的大小 B 可以调节电源的频率 C 可以调节网上的电压 D 可以调节二次侧的阻抗 8 钳形电流表测量电流的原理 采用的是 AD A 升压变压器的原理 B 降压变压器的原理 C 升流变压器的原理 D 降流变压器的原理 9 在电压互感器的使用时 一般应注意下列事项 ABCD A 电压互感器的两端不允许短路 B 要注意保护电路 C 电压互感器接线极性要正确 D 要有接地装置 10 在电流互感器的使用时 一般应注意下列事项 ABCD A 电流互感器的两端不允许开路 B 要注意保护电路 C 电流互感器接线极性要正确 D 要有接地装置 四 判断题 错误用 正确用 1 三相变压器中零序电流不能存在于三角形联结的电路中 2 三相变压器中零序电流不能存在于星形联结的电路中 3 三相变压器中零序电流能存在于三角形联结的电路中 4 影响变压器并联运行的主要因数是环流 123 5 自耦变压器与普通变压器的结构上是一样的 6 互感器一般用于仪表的测量中 7 仪表用电压互感器与变压器的工作原理完全一样 8 电流互感器与电压互感器的工作原理是相同的 9 电流互感器与变压器的工作原理完全一样 10 钳形电流表利用的是电流互感器的工作原理 11 钳形电流表利用的是电压互感器的工作原理 12 钳形电流表实际上利用的是变压器的工作原理 13 在电焊变压器的工作中允许短时间的短路 14 在电焊变压器的工作中决不允许短路 15 交流弧焊机主要是借用了变压器的工作原理 16 在交流弧焊机的工作中 一般允许短时短路 17 在交流弧焊机的工作中 一般决不允许短路 五 问答题 1 简述变压器连接组的时钟表示法 答 分针表示一次侧电动势 单相变压器为相电动势 三相为线电动势 始终指向12点 不动 时针表示二次侧电动势 所指数值为二次侧电动势滞后一次侧电动势的相位数 也称连 接组别 一个相位数的单位为30 2 在三相变压器中联结组标号的含义是什么 Yn d6 答 一次侧 高压侧 星形接法 有中线 二次侧 低压侧 三角形接法 二次侧 低压 侧 线电动势滞后一次侧 高压侧 线电动势6 30 180 3 三相变压器中联结组标号的含义是什么 D d6 答 一次侧 高压侧 三角形接法 二次侧 低压侧 三角形接法 二次侧 低压侧 线 电动势滞后一次侧 高压侧 线电动势6 30 180 4 在三相变压器中联结组标号的含义是什么 Y yn6 答 一次侧 高压侧 星形接法 无中线 二次侧 低压侧 星形接法 二次侧 低压侧 线电动势滞后一次侧 高压侧 线电动势6 30 180 5 在三相变压器中联结组标号的含义是什么 Yn yn9 答 一次侧 高压侧 星形接法 有中线 二次侧 低压侧 星形接法 二次侧 低压侧 线电动势滞后一次侧 高压侧 线电动势9 30 270 6 三相变压器中联结组标号的含义是什么 D d4 答 一次侧 高压侧 三角形接法 二次侧 低压侧 三角形接法 二次侧 低压侧 线 电动势滞后一次侧 高压侧 线电动势4 30 120 7 在三相变压器中联结组标号的含义是什么 Y y0 答 一次侧 高压侧 星形接法 二次侧 低压侧 星形接法 二次侧 低压侧 线电动 势滞后一次侧 高压侧 线电动势0 30 0 8 在三相变压器中联结组标号的含义是什么 Y yn5 答 一次侧 高压侧 星形接法 二次侧 低压侧 星形接法 有中线 二次侧 低压侧 124 线电动势滞后一次侧 高压侧 线电动势0 30 0 9 三相变压器中联结组标号的含义是什么 D yn6 答 一次侧 高压侧 三角形接法 二次侧 低压侧 星形接法 二次侧 低压侧 线电 动势滞后一次侧