2026年(电机与拖动)电机与拖动试题及答案

2026年(电机与拖动)电机与拖动试题及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.在直流电机中，电枢绕组中的电动势和电磁转矩的性质取决于电机的运行状态。当直流电机运行于电动机状态时，其电磁转矩的方向与电枢旋转方向的关系是（）。A.相同B.相反C.垂直D.无关2.一台他励直流电动机的额定数据为：=10kW，=220V，=A.45.5AB.53.4AC.22.7AD.100A3.变压器空载试验时，通常将低压侧加电压，高压侧开路，这是因为（）。A.低压侧电压低，比较安全B.低压侧励磁电流小，仪表量程容易选择C.高压侧电压高，容易造成绝缘击穿D.为了测量方便4.三相异步电动机定子绕组接通三相交流电源后，若转子被堵住不动，则此时电动机的转差率s为（）。A.0B.1C.∞D.小于15.深槽式和双笼型异步电动机为了改善启动性能，利用了（）原理。A.集肤效应B.电磁感应C.磁滞效应D.涡流损耗6.一台三相异步电动机，其旋转磁场转速=1500r/min，转子转速A.50HzB.2.5HzC.1.25HzD.0Hz7.同步发电机并网运行时，若要保持发电机的有功功率输出不变，而仅增加其励磁电流，则发电机的（）。A.功角δ减小，功率因数角ϕ增大B.功角δ增大，功率因数角ϕ减小C.功角δ减小，功率因数滞后D.功角δ不变，功率因数改变8.下列哪种调速方式属于他励直流电动机的恒转矩调速？（）A.电枢回路串电阻调速B.弱磁调速C.改变电源电压调速D.混合调速9.电力拖动系统中，电动机的机械特性与负载转矩特性的交点即为系统的稳定运行点。对于恒转矩负载，要使系统稳定运行，电动机的机械特性必须满足（）。A.>B.<C.=D.T10.伺服电动机的主要功能是将输入的电信号转换为电机轴上的（）。A.转速B.转矩C.角位移或角速度D.功率11.步进电动机的步距角与转子齿数、运行拍数m的关系是（）。A.=B.=C.=D.=12.在异步电动机的变频调速中，若要保持气隙磁通不变，则在改变频率的同时，必须（）。A.保持定子电压不变B.保持/为常数C.保持定子电流不变D.保持转子电阻不变13.直流电机电刷装置的主要作用是（）。A.连接电枢绕组与外电路B.产生主磁场C.改善换向D.减小电枢反应14.同步电机调相运行时，通常处于（）状态，向电网发出无功功率。A.过励B.欠励C.正常励磁D.空载15.旋转变压器是一种精密控制微电机，主要用于（）。A.测速B.角度测量或传输C.执行元件D.信号放大二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对得3分，部分选对得1分，有选错得0分）1.直流电动机常用的启动方法有（）。A.直接启动B.电枢回路串电阻启动C.降压启动D.转子串频敏变阻器启动2.三相变压器并联运行的条件包括（）。A.变比相等B.联结组别相同C.短路阻抗（短路电压）标幺值相等D.短路阻抗角相等3.三相异步电动机能耗制动的过程是（）。A.切断定子交流电源B.在定子绕组中通入直流电C.转子惯性旋转切割恒定磁场产生感应电流D.产生与转子转向相反的制动转矩4.下列关于同步电动机V形曲线（Ivs）的描述，正确的有（）。A.正常励磁点，功率因数cosB.过励区，定子电流超前，电机发出无功功率C.欠励区，定子电流滞后，电机吸收无功功率D.欠励严重时，电机可能进入不稳定区5.电力拖动系统中电动机的制动方法主要包括（）。A.反接制动B.能耗制动C.回馈制动（再生制动）D.机械制动三、填空题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.直流电动机的电枢电动势=Φn，其中称为电动势常数，对于一台已经制造好的电机，仅与________有关。2.他励直流电动机的机械特性方程n=T，当电枢电压U和磁通3.变压器空载运行时，由于励磁电流很小，空载损耗主要由________组成。4.三相变压器的联结组别通常采用时钟表示法，例如Y,5.异步电动机的电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的关系满足：::=1:6.异步电动机的最大转矩与定子电压的________次方成正比。7.同步发电机并网投入并联运行的理想条件是：发电机的电压幅值相、位、频率和________均与电网完全一致。8.同步电机的功角特性曲线中，电磁功率与功角δ之间的关系是：当δ=时，隐极同步电机发出的电磁功率为________。9.交流伺服电动机为了消除自转现象，其转子电阻设计得________（填“大”或“小”）。10.电力拖动系统的运动方程式为T=，其中G11.他励直流电动机进行弱磁调速时，通常使磁通Φ小于额定值，因此转速n将________额定转速。12.异步电动机的临界转差率与转子电阻成________比。13.某三相异步电动机的极对数p=2，电源频率f=14.在变频调速系统中，当频率低于额定频率时，通常采用________控制方式，以保持磁通恒定。15.直流电机换向极的作用是改善换向，换向极绕组必须与________绕组串联，且换向极的极性应顺电枢旋转方向与下一个主磁极极性相反。四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述直流电动机电枢反应的定义及其对电机运行的影响。2.试说明三相异步电动机启动电流大但启动转矩却不大的原因。3.比较他励直流电动机能耗制动和反接制动在能量转换关系上的主要区别。4.简述同步电动机无力矩启动（即不能自行启动）的原因及其常用的启动方法。5.什么是电动机的过载能力？异步电动机和同步电动机的过载能力分别由什么参数决定？五、计算分析题（本大题共4小题，共45分。要求写出必要的计算过程、公式和文字说明）1.（10分）一台他励直流电动机，额定数据为：=7.5kW，=220V，=41A(1)求电动机的固有机械特性方程；(2)若采用电枢回路串电阻调速，要求转速降至1000r/m2.（12分）一台三相变压器，=100kVA，/=6300/400V，Y,y0连接。空载试验数据（低压侧）：(1)计算励磁参数、（归算到高压侧）；(2)计算短路参数、（归算到高压侧）；(3)计算当变压器带额定负载，且负载功率因数cos=0.8（滞后）时的电压变化率ΔU3.（10分）一台三相四极异步电动机，额定数据为：=10kW，=380V，=50Hz，=1455r/(1)计算该电机的同步转速、额定转差率；(2)利用简化等效电路（忽略和），计算额定运行时的电磁功率和电磁转矩。4.（13分）某生产机械采用他励直流电动机拖动，电动机的数据为：=22kW，=220V，=115A(1)现采用能耗制动，制动初始电流限制为2，求制动开始瞬间的电枢回路总电阻及制动电阻；(2)若负载为位能性恒转矩负载，=0.8，试求能耗制动稳定后的转速。参考答案及详细解析一、单项选择题1.A解析：在电动机状态下，电磁转矩是驱动转矩，方向与转子旋转方向相同；在发电机状态下，电磁转矩是制动转矩，方向与转子旋转方向相反。2.B解析：输入功率=/=10000/0.853.A解析：空载试验电压为额定电压，高压侧额定电压很高，直接加在低压侧更安全，且低压侧励磁电流较大（相对于高压侧），便于测量。4.B解析：转差率s=(n)/5.A解析：深槽式和双笼型电机利用转子导条在启动时（s=6.B解析：转差率s=(15001450)/1500=50/1500=17.D解析：同步发电机并网运行，若保持有功功率不变，增加励磁电流（过励），功角δ会减小以保持=sinδ不变（因为增大），同时功率因数角ϕ8.C解析：改变电枢电压调速属于恒转矩调速。电枢串电阻调速也是恒转矩调速，但选项A和C中，C是更广泛且高效的方法。弱磁调速属于恒功率调速。9.A解析：电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是在平衡点处，电动机机械特性的斜率小于负载转矩特性的斜率，即<。对于恒转矩负载，=0，所以要求<0（即特性曲线是下倾的）。注意：题目选项A写的是大于，B是小于。若定义是平衡点附近的斜率关系，标准公式是<。故选B。（修正：原题选项A为>，B为9.B(修正选项选择)解析：系统稳定运行条件：在平衡点，若转速n升高，则T<；若n降低，则T>。即机械特性硬度要大于负载特性硬度（或者说更陡峭）。数学表达为<。对于恒转矩负载=010.C解析：伺服电机将电压信号转换为转轴的角位移或角速度，主要用于自动控制系统中的执行元件。11.A解析：步距角公式=，其中m为运行拍数，为转子齿数。12.B解析：气隙磁通≈。要使不变，需保持/为常数。13.A解析：电刷和换向器配合，将外部直流电引入（电动机）或引出（发电机）电枢绕组，实现旋转部分与静止部分的电路连接。14.A解析：同步电机作为调相机运行时，主要调节无功功率。过励时向电网发出感性无功功率，相当于电容。15.B解析：旋转变压器主要用于坐标变换、角度测量及传输。二、多项选择题1.BC解析：直流电动机启动电流=U/，由于2.ABC解析：变压器并联运行条件：变比相等、联结组别相同、短路阻抗标幺值相等。短路阻抗角相等对负载分配有影响，但通常不作为硬性禁止条件，只是理想情况。3.ABCD解析：能耗制动过程：断交流->通直流->产生恒定磁场->转子切割产生感应电流->产生制动转矩。4.ABCD解析：V形曲线描述了I随变化的规律。正常励磁点cosϕ=5.ABC解析：电气制动方法包括反接制动、能耗制动、回馈制动。机械制动属于物理刹车，不属于电机自身的电气制动运行状态。三、填空题1.电机结构（极对数p、电枢绕组总导体数N、支路对数a）2.固有（自然）3.铁耗（磁滞损耗和涡流损耗）4.0（或360）5.16.27.相位（或相序）8.最大值9.大10.飞轮矩11.高于12.正13.150014.恒压频比（U/15.电枢四、简答题1.答：直流电机负载运行时，电枢电流流过电枢绕组产生电枢磁动势，称为电枢反应。影响：(1)使气隙磁场发生畸变：物理中性线偏离几何中性线。在电动机中，物理中性线逆电枢旋转方向移动；在发电机中，顺旋转方向移动。(2)去磁作用：在磁路饱和时，电枢反应使每极磁通量减小，导致电机感应电动势和电磁转矩略有下降。(3)影响换向：由于磁场畸变，位于几何中性线处的换向元件中会产生感应电动势，不利于换向，可能产生火花。2.答：(1)启动电流大的原因：启动瞬间n=0,s=(2)启动转矩不大的原因：虽然启动电流大，但启动时功率因数cos=很低（因为≫）。电磁转矩T=Φcos，虽然大，但cos3.答：(1)能耗制动：将电动机的动能转化为电能消耗在电枢回路的电阻上。此时电机脱离电网，电能不再从电源输入，而是将系统的机械能转变为电能消耗在制动电阻和电枢电阻中。(2)反接制动：对于电源反接制动，电机仍接在电源上，且电源电压与反电动势顺向串联，此时电网输入的电能和系统的动能都转化为电能消耗在电枢回路电阻中。因此，反接制动能量损耗更大，且需限制电流。4.答：(1)原因：同步电机只有在同步转速下才能产生恒定的平均电磁转矩。启动时，定子旋转磁场以同步速旋转，转子静止（或惯性大），定子磁场快速扫过转子极靴，产生忽大忽小、方向正负交变的脉动转矩，平均转矩为零，故无法自行启动。(2)启动方法：主要采用异步启动法。在转子磁极表面上装有阻尼绕组（启动绕组）。启动时，励磁绕组通入适当的励磁电流（或串电阻闭合），利用阻尼绕组像异步电机一样产生异步转矩将转子加速至接近同步速，再通入直流励磁电流，利用同步转矩将转子牵入同步。5.答：(1)过载能力是指电动机所能承受的最大转矩与额定转矩的比值，用λ=/表示。它反映了电机短时承受冲击负载的能力。(2)异步电动机的过载能力由最大转矩倍数决定，即λ=(3)同步电动机的过载能力由功角特性决定，λ=，即取决于额定运行时的功角，而功角与励磁电流和电抗有关。五、计算分析题1.解：(1)计算电动势常数：=固有机械特性方程为：n其中=9.55n(2)计算串入电阻：负载转矩=0.8额定电磁转矩==故=0.8电流==人为机械特性方程（串电阻）：n代入n=1000×0.5=答：固有机械特性方程为n=1654.12.962.解：变比k=(1)励磁参数（归算到高压侧）：由空载试验（低