(2025年)电力拖动练习题及参考答案

(2025年)电力拖动练习题及参考答案一、选择题（每题2分，共20分）1.他励直流电动机稳定运行时，若仅降低电枢电压而保持励磁电流不变，其转速将（）。A.升高B.降低C.不变D.先升后降2.三相异步电动机的同步转速n₀与电源频率f、极对数p的关系为（）。A.n₀=60f/pB.n₀=120f/pC.n₀=60p/fD.n₀=120p/f3.下列调速方式中，属于恒转矩调速的是（）。A.三相异步电动机变极调速B.他励直流电动机弱磁调速C.三相异步电动机变频调速（基频以下）D.绕线式异步电动机转子串电阻调速4.他励直流电动机采用能耗制动时，需将电枢从电源断开并（）。A.串入反向电压B.并联电阻C.串入电阻D.短接5.三相笼型异步电动机直接启动时，启动电流约为额定电流的（）。A.1-2倍B.3-4倍C.5-7倍D.8-10倍6.绕线式异步电动机转子串频敏变阻器启动时，随着转速升高，频敏变阻器的等效电阻（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减7.直流电动机的机械特性曲线是指（）。A.n=f(T)B.T=f(Iₐ)C.n=f(Iₐ)D.U=f(Iₐ)8.三相异步电动机运行在电动状态时，转差率s的范围是（）。A.s<0B.0<s<1C.s=1D.s>19.下列制动方式中，不能用于三相异步电动机的是（）。A.反接制动B.回馈制动C.能耗制动D.弱磁制动10.他励直流电动机电枢回路串电阻调速时，若负载转矩不变，电枢电流将（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减二、填空题（每空1分，共20分）1.电力拖动系统的运动方程式为______，其中T为______，T₀为______，J为______。2.三相异步电动机的转子绕组分为______和______两种类型。3.他励直流电动机的调速方法有______、______和______。4.三相异步电动机的额定转差率sₙ一般约为______，启动转差率sₛ=______。5.直流电动机的电磁转矩公式为T=______，其中Φ为______，Iₐ为______。6.绕线式异步电动机转子串电阻调速时，电阻越大，机械特性越______，转速越______。7.三相异步电动机变频调速时，基频以上调速属于______调速，基频以下调速需保持______恒定以维持磁通不变。8.他励直流电动机采用电枢回路串电阻启动时，启动电阻应______切除，以限制启动电流不超过______倍额定电流。三、判断题（每题1分，共10分）1.他励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组并联，因此励磁电流受电枢电压影响。（）2.三相异步电动机的转子转速永远小于同步转速，否则无法产生电磁转矩。（）3.弱磁调速适用于他励直流电动机，可实现高于额定转速的调速，属于恒功率调速。（）4.三相笼型异步电动机变极调速时，只需改变定子绕组的接线方式即可改变极对数。（）5.能耗制动时，异步电动机需从电网断开并通入直流电流，产生制动转矩。（）6.电力拖动系统的稳定运行条件是电动机机械特性与负载特性有交点，且在交点处电动机机械特性的斜率大于负载特性的斜率。（）7.绕线式异步电动机转子串频敏变阻器启动的优点是启动平滑，无需逐级切除电阻。（）8.他励直流电动机电枢电压低于额定电压时，若负载转矩超过额定转矩，会导致电枢电流超过额定值，可能损坏电机。（）9.三相异步电动机回馈制动时，转子转速高于同步转速，电机向电网回馈电能。（）10.直流电动机的换向问题主要由电枢反应引起，与转速无关。（）四、计算题（共40分）1.一台他励直流电动机的额定数据为：Pₙ=15kW，Uₙ=220V，Iₙ=79.8A，nₙ=1500r/min，电枢电阻Rₐ=0.2Ω。求：（1）额定运行时的反电动势Eₙ；（2）额定电磁转矩Tₙ；（3）若负载转矩为0.8Tₙ，电枢回路串入0.5Ω电阻，求稳定运行时的转速n。（10分）2.一台三相异步电动机的额定数据为：Pₙ=30kW，Uₙ=380V，Iₙ=57.5A，nₙ=970r/min，f=50Hz，cosφₙ=0.88，ηₙ=0.9。求：（1）同步转速n₀；（2）额定转差率sₙ；（3）额定输入功率P₁ₙ；（4）额定转矩Tₙ。（10分）3.一台他励直流电动机拖动恒转矩负载运行，额定转速nₙ=1000r/min，电枢电压U=Uₙ=220V，电枢电流Iₐ=Iₙ=40A，电枢电阻Rₐ=0.5Ω。若将电枢电压降至180V，求稳定运行时的转速n（假设磁通不变，负载转矩不变）。（8分）4.一台三相笼型异步电动机的额定功率Pₙ=11kW，额定电压Uₙ=380V，额定电流Iₙ=22.6A，额定转速nₙ=1460r/min，启动电流倍数Kᵢ=7，启动转矩倍数Kₜ=1.4，额定转矩Tₙ=71.9N·m。若采用Y-Δ降压启动，求：（1）启动电流Iₛᵧ；（2）启动转矩Tₛᵧ；（3）是否可用于负载转矩为50N·m的场合？（12分）五、综合题（共10分）设计一个三相异步电动机的正反转控制电路（要求包含接触器互锁和按钮互锁），并说明：（1）电路中各电器元件的作用；（2）互锁的实现方式及目的；（3）保护环节的设置（如过载保护、短路保护）。参考答案一、选择题1.B2.B3.D4.C5.C6.B7.A8.B9.D10.C二、填空题1.T-T₀=J(dn/dt)；电磁转矩；负载转矩；转动惯量2.笼型；绕线型3.改变电枢电压；改变励磁电流；电枢回路串电阻4.0.01-0.05；15.CₜΦIₐ；每极磁通；电枢电流6.软；低7.恒功率；电压频率比（U/f）8.逐级；2-2.5三、判断题1.×（他励直流电动机励磁绕组独立供电）2.√（异步电动机靠转差产生感应电流）3.√（弱磁调速时功率近似不变）4.√（改变定子绕组接线可改变极对数）5.×（异步电动机能耗制动需通入直流，笼型需定子通入直流）6.√（稳定运行需机械特性交点处斜率满足条件）7.√（频敏变阻器随频率降低自动减小电阻）8.√（电压降低时，若负载转矩不变，电枢电流需增大）9.√（回馈制动时转子转速高于同步转速）10.×（换向问题与转速、电流均有关）四、计算题1.（1）Eₙ=Uₙ-IₙRₐ=220-79.8×0.2=204.04V（2）Tₙ=9.55Pₙ/nₙ=9.55×15000/1500=95.5N·m（3）负载转矩T=0.8Tₙ=76.4N·m，由T=CₜΦIₐ，磁通不变时Iₐ=0.8Iₙ=63.84A转速n=(U-Iₐ(Rₐ+R))/CₑΦ，CₑΦ=Eₙ/nₙ=204.04/1500≈0.136n=(220-63.84×(0.2+0.5))/0.136≈(220-44.69)/0.136≈175.31/0.136≈1289r/min2.（1）n₀=60f/p，nₙ=970r/min接近1000r/min（p=3时n₀=1000r/min），故n₀=1000r/min（2）sₙ=(n₀-nₙ)/n₀=(1000-970)/1000=0.03（3）P₁ₙ=Pₙ/ηₙ=30/0.9≈33.33kW（4）Tₙ=9.55Pₙ/nₙ=9.55×30000/970≈295.4N·m3.负载转矩不变，T=CₜΦIₐ不变，磁通Φ不变，故Iₐ=Iₙ=40A原CₑΦ=(Uₙ-IₐRₐ)/nₙ=(220-40×0.5)/1000=200/1000=0.2降压后转速n=(U'-IₐRₐ)/(CₑΦ)=(180-40×0.5)/0.2=(180-20)/0.2=160/0.2=800r/min4.（1）直接启动电流Iₛ=KᵢIₙ=7×22.6=158.2A，Y-Δ启动时Iₛᵧ=Iₛ/3≈52.73A（2）直接启动转矩Tₛ=KₜTₙ=1.4×71.9≈100.66N·m，Y-Δ启动时Tₛᵧ=Tₛ/3≈33.55N·m（3）负载转矩50N·m＞Tₛᵧ≈33.55N·m，故不可用Y-Δ启动。五、综合题控制电路设计：主电路：三相电源→熔断器FU→接触器KM1主触点（正转）/KM2主触点（反转）→热继电器FR→电动机M。控制电路：电源L1→停止按钮SB1→正转启动按钮SB2（常开）→KM1线圈→FR常闭→电源L2；同时SB2并联KM1辅助常开触点（自锁）。反转启动按钮SB3（常开）→KM2线圈→FR常闭→电源L2，SB3并联KM2辅助常开触点（自锁）。KM1和KM2的辅助常闭触点互相串联在对方线圈回路中（互锁）。（1）元件作用：FU（短路保护）、KM1/KM2（主触点通断电源，辅助触点实现自锁互锁）、FR（过载保护）、S