电机与拖动韩冰欣答案01.doc

01级本科期末考试试卷（闭）课程：电机与拖动 任课教师：韩兵欣 考试时间：120分钟电气工程系：电0101 班 姓名： 学号： 题 号12345678总 分满 分得 分评卷教师签名一、 填空题（20分）1. 变压器理想并联运行时，期望：在并联组空载时，各变压器之间无环流，以避免环流铜耗；若环流过大，还会烧坏变压器。负载时，各变压器能合理地负担负载，即负载应按其容量大小成正比地分配。要达到变压器理想并联运行的要求，需要满足下列诸条件。即：各变压器的一、二次侧额定电压相同；各变压器的联接组标号相同；各变压器阻抗电压的相对值彼此相等。2. 电机圆周在几何上分成3600，这个角度称为机械角度。如有导体去切割磁场，经过一对N、S磁极，则在导体中产生的感应电动势变化一个周期，即3600电角度，因此一对磁极占有的空间是3600电角度。若电机有p对磁极，电机圆周按电角度计算就是p3600，而机械角度总是3600，因此，电角度=p机械角度。3. 电枢磁通势对励磁磁通势所产生的气隙磁场的影响称为电枢反应。补偿绕组与电枢绕组串联，因此补偿绕组的磁通势与电枢电流成正比，并且补偿绕组的连接使得其磁通势方向与电枢磁通势方向相反，以保证在任何负载情况下随时抵消电枢磁通势，从而减少由电枢反应引起的气隙磁场畸变。4. 他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场（即先通励磁电流），然后再加电枢电压。5. 生产机械要求的调速范围D代表机械可能的最大转速nmax与最小转速nmin之比，或最大与最小线速度（vmax与vmin）之比，即6. D=nmax/nmin=vmax/vmin7. 相对稳定性的程度用静差率%来表示。其定义为：在同一条机械特性上运行时，电动机由理想空载加到额定负载，所出现的转速降nN与理想空载转速之比。用百分数表示为8. %=nN/n0100%=(n0-nN)/n0100%9. 降压调速时，从高速到低速，容许输出转矩是常数，称为恒转矩调速方法，而容许输出功率则正比于转速。弱磁调速时的容许输出功率为常数，称为恒功率调速方式；而容许输出转矩则与转速成反比。10. 复励直流电动机有两个励磁绕组，一个是串励绕组CQ，另一个是它励绕组TQ，两绕组的励磁磁动势方向一般是相同的，即是所谓的积复励接法。二、 判断题（20分）1. 电力拖动系统稳定运行的必要条件是： （ ）（1） 电动机的机械特性与负载转矩特性具有交点；（2） 电力拖动系统允许的充分条件是dn/dt0（或dT/dndTz/dn）。2. 他励直流电动机起动时，必须先保证有电枢电压，然后再加励磁磁场（即励磁电流）。( )3. 他励直流电动机有两种运行状态，即（1） 电动运行状态：其特点是电动机转矩T的方向与旋转方向（转速n的方向）相同，此时电网向电动机输入电能，并变为机械能以带动负载。 （ ）（2） 制动运转状态：其特点是电动机转矩T的方向与旋转方向（转速n的方向）相反，此时，用电动机吸收机械能，并转化为电能。 （ ）4. 降压调速时，从高速到低速，容许输出转矩是常数，称为恒转矩调速方法，而容许输出功率则正比于转速。（ ）5. 弱磁调速时的容许输出功率为常数，称为恒功率调速方式；而容许输出转矩则与转速成反比。（ ）6. 改变定子的磁极对数，可使电动机的同步转速n0=60f/p改变。从而使异步电动机的转速得到调节。改变定子的磁极对数，通常采用改变定子绕组的联结方法。这种电动机一般采用鼠笼型转子，其转子的极对数自动地与定子极对数相对应。（ ）7. 在他励直流电机中，励磁磁场是恒定的，电枢电流也是恒定的。（ ）8. 三相交流异步电动机的转子磁极对数、电流相数是恒定不变的。（ ）三、 选择题（20分）1. 某三相电力变压器额定容量SN=500kVA，额定电压U1N/U2N=10000/400V，D/Y11接法，负载运行时忽略励磁电流，低压边电流为808.3A时，高压边电流应是a. 808.3Ab. 56Ac. 18.67Ad. 32.33A2. 一台三相鼠笼式异步电动机PN=20kW，UN=380V，KT=1.15，KI=6，定子绕组D接法。当拖动额定负载起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12IN，最好的起动方法是a. 直接起动，b. YD起动c. 自耦变压器起动d. 定子串电抗器起动。3. 一台三相异步电动拖动额定恒转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机电磁转矩a. M=MN，b. M=0.81MNc. M=0.9MNd. MMN4 拖动恒转矩负载的三相异步电动机，若保持E1/f1=常数，当f1=50Hz， n=2900rpm，若降低频率到f1=40Hz时，电动机转速则为a. n=2900rpmb. n=2320rpmc. n=2300rpmd. n=2400rpm5 三相异步电动机从基速向下变频调速时，若要求调速过程中达到的最大转矩不变，那么在改变频率的同时应使a. 定子电压不变b. 定子电压与频率成正比变化c. 定子边电动势与频率成正比变化d. 定子电压升高。四、 计算题（40分）1. 一直流他励电动机铭牌数据为：PN=7.5kw，UN=220V，IN=40A，nN=1000r/min，Ra=0.5。当电源电压降低到180V时，电动机拖动额定负载转矩的转速和电枢电流各为多少？（电机与拖动学习指导pp40，例24）解：电动机的CeNCeN=(UN-INRa)/nN=(220-400.5)/1000=0.2理想空载转速n0=UN/CeN=220/0.2=1100rpm额定转矩时转速降落nN=n0-nN=1100-1000=100rpm降低电压到180V时的理想空载转速n0=Un0/UN=1801100/220=900rpm降低电压后拖动额定转矩时的转速n=n0-nN=900-100=800rpm降低电压后拖动额定转矩时的电流Ia=IN=40A2. 一台三相四极笼型异步电动机，额定电压UN=380V，额定转速为nN=1440r/min ，定子绕组为三角形联接，电动机参数如下：定子每相漏阻抗 r1=0.4，x1=2.0，转子每相漏阻抗的折算值r2=0.4，x2=2.0，励磁阻抗rm=4.6，xm=48，试绘制三相异步电动机的一相“T”形等效电路，并用T形等效电路求：（1） 额定转差率sN；（2） 定子额定电流I1N；（3） 额定功率因数cos1N；（4） 额定运行时电机的总损耗p;（5） 额定输出功率P2N；（6） 额定运行时的效率。（电机与拖动学习指导pp118例52）解：（1） 额定转差率SNsN=(n1-nN)/n1=(1500-1440)/1500=0.04（2） 定子额定电流I1N：转子回路每相漏阻抗的折算值z2：z2=r2/sN+jx2=0.4/0.04+j2.0=10+j2.0=10.211.310励磁阻抗zm为zm=rm+jxm=4.6+j48=48.2284.530z2与zm并联阻抗z2zm/(z2+zm)=(10.211.31048.2284.530)/（10+j2+4.6+j48）=491.8495.840/52.0922.120=8.75+j3.55总阻抗zz=z1+z2zm/(z2+zm)=0.4+j2+8.75+j3.55=9.15+j5.55=10.7031.240设相电压U1=38000V为参考向量，则定子电流I1N为I1N=U1/z=380/00/10.7031.240=35.5-31.240A转子电流I2为，根据U1=-E1-I1z1，E1=E2，E2=I2z2所以I2=(-U1+I1z1)/z2=(-38000+35.5-31.240(0.4+j2)/10.211.310=(-380+35.5-31.240(2.0478.690)/10.211.310=(-380+72.4247.450)/10.211.310=(-380+48.97+j53.35)/10.211.310=(-331.03+j53.35)/10.211.310=335.3170.840/10.211.310=32.87159.530A励磁电流I0为I0=(U1-I1z1)/zm=(38000-72.4247.45)/48.2284.530=(380-48.97-j53.35)/48.2284.530=(331.03-j53.35)/48.2284.530=335.3-9.160/48.5384.530=6.95-93.690A（3） cos1Ncos1N=cos31.240=0.855（滞后）（4） 总损耗p定子铜损耗pcu1pcu1=3I1N2r1=335.520.4=1512.3W转子铜损耗pcu1pcu2=3I22r2=332.8720.4=1296.5W铁损耗pFepFe=3I02rm=36.9524.6=666.6W总损耗pp= pcu1+pcu2+pFe+pm+ps=1512.3+1269.5+666.6+