自动化基础试卷和答案

自考电机及拖动基础试题一、选择填空题括号内。每空1分，共30分)1.直流电机转子是由)、(b.电刷f.电枢绕组(在每小题的备选答案中，选出正确答案，并将正确答案的序号填在题干的()、(c.主磁极g.转轴)和()等组成。d.换向极h.轴承a.电枢铁心e.换向器i.机座2.直流电动机的电刷的功用是()。a.清除污垢b.引入直流电压、电流d.引出交流电压c.引出直流电压、电流3.直流电动机的电动势常数Ce是由()和()等决定的。c.电枢串联电阻Rada.电源电压Ub.负载电阻RLe.电枢表面导体数Nd.极对数Pf.磁通Φ4.发电机的用途是将()转换为(a.机械能b.电能5.直流电动机的机械特性是指电动机a.转差率Sb.主磁通d.电枢电流e.电磁转矩Tem6.他励直流电动机的理想空载转速n与()，电动机的用途是将()转换为()。()与()的关系。c.电机转速nIf.电源电压Ua)成正比，与()成反比。0a.ΦNb.Teme.Rac.UNd.CTf.Φ2N7.直流电动机的铁损是指电枢铁心的()损耗和()损耗。a.电枢绕组d.磁滞b.摩擦损耗e.电压损耗c.涡流f.杂散损耗8.直流发电机的理论基础是()定律。a.基尔霍夫b.全电流c.电磁感应d.欧姆RT9.他励直流电动机的机械特性的转速降落Δn=(。em)a.CTΦb.CeΦc.CeCTΦ)及(d.CeCTΦ210.凡是人为改变()、()中的任何一个或几个，则得到他励直流电动机的人为机械特性。a.Ub.Φc.Radg.Ced.Iae.Temf.nh.CT11.减弱磁通时，他励直流电动机理想空载转速n(0a.增加b.降低c.不变12.直流电动机的电磁转矩与电机转动方向一致时，电机处于()，机械特性斜率β()。)运行状态。a.制动b.发电c.电动)表示，单位为13.变压器的额定容量用(()。a.SNb.PNc.QNd.VA或kVAe.var或kvarf.W或kW14.我国规定的标准工业用电频率为()Hz。a.40b.50c.60d.10015.当频率f和电动机参数一定时，异步电动机的起动转矩T与()的平方成正比。1sta.外加电压Ub.负载功率PL1c.负载转矩Td.负载电阻rLL16.单相变压器经过绕组折算后的二次电压U=()U2。2Nb.N2a.12NN1c.NNd.NN21N21N21二、判断题(判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“╳”。每小题1分，共16分)1.直流电动机的换向极的作用是为了改变电动机的旋转方向。2.直流发电机和交流发电机都是将机械能转换为电能的装置。())(3.三相永磁同步电动机组成的伺服系统即使在接近零转速的情况下也能稳定输出额定转矩。()4.同步电动机与异步电动机都是交流电动机。()5.家用电器多采用单相异步电动机，一方面使用单相电源比较方便，另一方面它可以自行起动。()6.三相异步电动机反接制动时，其转差率S<1。(7.三相异步电动机的Y/△减压起动方)法，当正常运行时，定子绕组Y联结的电动机，起动时改接成△联结。()8.三相异步电动机转子回路串电阻，电动机的机械特性硬度不变，但最大转矩减小。()9.电枢回路串电阻，会使三相异步电动机过载能力变小，起动转矩增大。(10.降低定子电压U时，三相异步电动机人为机械特性硬度变硬。(11.三相异步电动机，当降低定子电压U时，对应同一转速的电磁转矩将与))1U成正比下降。112()12.减小三相异步电动机定13.当转差率S较小时，则三相异步电动机的电磁转矩与转差率14.三相异步电动机和直流电动机一样，其机械特性都可以用n=f(Tem)或S=f(Tem)表示。子电压U会使电动机过载能力λm下降。()1S成线性关系。()()15.有人说自耦变压器的绕组容量小于变压的额定容量，对吗?()16.电流互感器运行时，其二次侧绕组可以开路。(三、名词解释(每小题2分，共14分)1.理想空载转速n0)2.弱磁调速3.静差率δ4.固有机械特性5.同步转速n16.伺服电动机7.空载损耗四、简答题(每小题4分，共20分)1.对直流测速发电机的输出特性有何主要要求?2.电流互感器功用是什么?3.三相异步电动机的三种调速方法。4.单相异步电动机的结构。5.归纳三相异步电动机的异步运行和同步运行时其定子、转子如何接线。五、分析计算题(每小题10分，共20分)1.已知电枢控制的直流伺服电动机的机械特性为URaTemn=CCCC2eeT请回答：(1)各参数的物理意义(2)忽略电枢反应的影响，磁通Φ为常数时，分析并定性画出在控制电压UC不同(如UC1>UC2>UC3)时的机械特性n=f(Tem)曲线。(3)当改变Tem(Tem2>Tem1>Tem)时，分析并画出调节特性n=f(UC)。2.空载运行的单相变压器UN1=220V，f=50Hz,N1=300匝，试求：(1)主磁通的最大值。(2)当二次侧要得到40V电压时，求二次侧绕组的匝数。(3)如果一次绕组有±5%的分接头(即一次侧绕组的全匝数为N1±5%),求一次绕组各分接头上加额定电压时的二次电压值。自学考试电机及拖动基础试题一、选择填空题(本大题共16小题，每空1分，共30分)1.为了消除直流电机运行时在电刷和______之间产生的火花，在直流电机的主磁极间装有______。（）（）A.换向极D.辅助绕组E.励磁绕组F.电枢绕组2.直流电动机的电磁转矩Tem=______时，为理想空载转速速n。（）（）B.换向器C.极靴n,理想空载转速n额定负载转ooNA.0B.TNC.TLD.大于E.小于F.等于3.当φ1=φN、R=Ra时，当减少电枢电压U时，直流电动机的机械特性斜率β______，理想空载转速n______o。（）（）A.上升B.下降C.不变D.为零E.反向4.减弱磁通时，他励直流电动机的机械特性斜率β______，理想空载转速n______o。（）（）A.增大B.减少C.不变D.变负UR5.直流电动机机械特性方程式n=-Tem。（）（）________A.CeφB.CeIaC.CTφD.CeCφ2ＴE.Cφ2ＴF.Ceφ2dTemdn6.对于恒转矩负载，要使直流电动机拖动系统稳定运行的必要条件是______零，即dTem_____dTL。（）（）dndnA.大于E.反比于B.小于C.等于D.正比于7.直流电动机，电磁转矩与旋转方向一致时，电动机处于______运行状态，其机械特性处于象限；当电磁转矩与旋转方向相反时，为______运行状态，机械特性处于______象限。（）（）（）（）A.电动E.二、四B.制动F.一、二C.发电G.三、四D.一、三H.一、四I.二、三8.直流伺服电动机，其调节特性为n=______（）B.f(Uc)C.f(Ra)9.直流测速发电机，其输出特性应为A.f(Tem)D.f(φ)U=______（）aA.f(φ)B.f(n)C.f(Tem)D.f(Ia)10.单相变压器一次绕组感应电动势E=-j4.44______（）1A.fN1φmB.I1N1φmC.fN1U1D.I1N1U111.单相变压器二次绕组感应电动势E=-4.44______（）2A.fN2φmB.I1N2φmC.fN2U1D.I1N2U212.变压器涡流损耗是交变磁场作用下在铁心内部感应涡流而引起损耗，涡流损耗与铁心最大______和______的平方成正比，还与______的平方成正比。（）（）（）A.频率B.电压F.钢片厚度C.电流G.钢片长度D.功率E.磁密H.铁心体积13.变压器铁心的磁滞损耗与______的一次方和铁心最大______的平方成正比。（）（）D.功率A.电源频率E.磁密B.电源电压C.电源电流F.尺寸N14.已知自耦变压器变压比k=1，则其绕组容量是变压器额定容量的______倍。（）N21k1kD.1+1k2A.1+kB.1+C.1-15.异步电动机的旋转磁场转速n______转子转速n。（）1A.略高于B.略低于C.相同于D.远大于16.异步电动机转子回路串电阻的人为机械特性变软，最大转矩Tmax______，电动机的过载能力λm______，起动转矩Tse______。（）（）（）A.减少B.增加C.不变1分，共16分）×”。1.三相永磁同步电动机的定子铁心内装有接成星形或三角形的三相绕组，它的转子是由高磁能积的稀土等磁性材料制成的永磁式转子。（）2.磁阻电动机的转子是用永磁体或电磁铁制成的。（）3.单相变压器空载运行时，二次侧两端电压高，则输出功率最大。（）4.同步电动机的转速不随负载转矩的变化而变化，且与定子电流的频率有严格的比例关系。（）S=f(Tem),也可以用n=f(Tem)两种关系曲线表示。二、判断题（本大题共16小题，每小题判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“5.三相异步电动机的机械特性既可以用（）n较空载时有所下降，此时气隙旋转磁场以(n-n)的相16.当异步电动机负载运行时，转子转速对转速切割转子绕组。（）7.改变三相异步电动机的定子电压U，则气隙旋转磁场的同步转速n也跟着改变。（）118.为了提高异步电动机的功率因数，气隙应尽可能的小。（）9.为减小异步电动机的附加损耗及减小高次谐波磁通，气隙应大点比较好。（）10.三相异步电动机的额定功率P=3UI。（）NN1N1N11.如果异步电动机的转子和气隙磁场都以同一速度旋转时，则显然是转子转速加快，这样转子导体切割磁力线速度加快，则其感应电动势、电流和电磁转矩都变大。（）12.由于异步电动机的气隙磁场和转子都旋转，而直流电动机只有转子旋转，所以异步电动机比直流电动机的气隙要大。（）13.电压互感器负载运行时，应将二次绕组的两端和铁心可靠接地，以保证安全运行。（）14.电压互感器空载运行时，应将二次侧绕组短路，以防止二次侧的空载输出电压危及操作人员和电气设备安全。（15.由于一、二次侧绕组之间不存在电的直接联系，所以变化不会引起一次侧电流的变化。（）16.单相变压之比等于一、二次绕组匝数之比。（））单相变压器负载运行时，二次电流器空载运行时，一、二次绕组电压三、名词解释(本大题共7小题，每小题2分，共14分)1.恒转矩调速2.恒功率调速3.异步电动机4.变压器5.变转差率调速6.电磁转矩常数CT7.电动势常数Ce四、简答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分)1.为什么远距离传输电能须采用升压变压器?2.电流互感器使用时有3.三相笼型异步电动机常用减压4.两相交流伺服电动机控制方式。5.步进电动机的功用。五、分析计算题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)1.他励直流电动机在减弱磁通时的转速特性方程为哪些注意事项?起动方法。n=UNRICCaaee请分析：(1)各参数的物理意义。(2)分析理想空载转速n0，堵转电流Ik，斜率β随磁通φ值的变化(φ减弱时)。(3)并画出不同φ值时的转速特性曲线(φN＞φ1＞φ2三种情况)。2.已知一台三相异步电动机的额定功率PN=5.5kW，额定电压UN=380V，额定功率因数cosφN=0.84，额定效率ηN=0.9,旋转磁场同步转速n1=1500r/min,额定转速nN=1440r/min.求:(1)额定电流IN。(2)额定转差率SN。电机与电力拖动基础一、填空题（每空1分，共20分）1、他励直流电动机械特性是指在电动机和电磁转矩的起动方法有：电枢回路串电、一3台接到电通的大小决定于输入电磁通与励磁电流成正比关系。的机处于稳态运行的条件下转速的关系。2、直流电动机阻和降压起动。源频率固定的变压器，在忽略漏磁阻抗压降的条件下，其主磁压的大小，而与磁路的基本无关，其主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（φ>0˚）一定，电源电压下降，则空载电流I02减小，铁损耗P减小。Fe6、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0~1范围内，三相异步电动机运行于电动状态，时此电磁转矩性质为驱动性质；在小于1此时电磁转矩性质为制动性质。的范围内运行于发电机状态，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16，折合到二次侧后大小为1。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1.单相交流绕组通入单相交流电流将产生空间位置不变，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，A相带，则14号槽源电压不变，功率因数将降低。幅值变化的磁动则14号槽属于A相带；若为120度相带，且1~4号槽属于属于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）因数为1）的基础上增大励磁电流，将输出滞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U不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电1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T的大小与转子电阻r阻值无关。（对）mm10、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）一、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，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1/5τ，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T=TemL.。充分条件：在交点的转速以上存在T<T,而在交点的转速以下存在T>TemL.emL.二、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U=220V,I=207.5A,Ra=0.067Ω,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1.5I，电枢回NNN路应串入多大的电阻？解：（1）直接起动的电流I=U/Ra=220/0.067=3283.6AstN/I=32I83.6/207.5=15.8stN（2）I=1.5×I=1.5×207.5=311.25A=U/(Ra+Rst)st1N由此可得：Rst=0.64NΩ2、一台三相笼型异步电动机的额定数据为：P=125KW，N=1460r/min,U=380V，NnN数k=1.1，过载能力λ=2.2，stTY联结，I=230A，起动电流倍数k=5.5，起动转矩倍N设供电变压器限制i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