电机与电气控制期末试卷及答案

《电机与电气控制》期末统考模拟试卷C一、判断题（10×1=10分）一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。（）2、三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。（）3、交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。（）4、转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。（）5、三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。（）6、使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调一下即可。（）7、电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。（）刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。（）热继电器的作用是用于过载保护或短路保护。（）三相异步电动机在运行时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能继续运行，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。（）二、填空题（30×1=30分）变频调速中，为保持磁通不变，在改变频率的同时，要保持____等于常值。2、直流电动机的调速方法有：1）改变 ____调速、2）改变____调速、3）____调速等三种。3、同一结构直流电机因外部条件不同，即可当做____用，也可当做 ____用，这称为直流电机的可逆性。4、用Y-△降压起动时，起动电流为直接用△接法起动时的_____，所以对降低起动电流很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时____，因此只适用于空载或轻载启动。5、反接制动时，当电机转速接近于零时，应及时 ____ 防止___ 。6、自动开关即能通断电路，又能进行____ 、  ____等保护作用。  7、电磁式低压电器的基本结构是 ____ 、____ 、____。  8、熔断器又叫保险丝，用于电路的____保护，使用时应 ____接在电路中。  9、绕线式交流电机的调速方法有（指出三种）：____ 、____ 、____。10、交流电机的制动方法有： ____、____、____  。  11．改变三相异步电机的转向的方法有： ____。  12．直流电机反转的方法有：  ____、____、____。  13．短路环的作用是：____。  14．变压器的铁心用____ 制作。  15．直流电机中换向器和电刷作用是：____：____，____：____。三、简答题（8×4=32分）  1、交流接触器的主要作用是什么？交流电磁铁与直流电磁铁有哪些区别？  2、热继电器主要用于什么保护？在电路中如何连接？电机起动时，电流增大，热继电器会不会动作？为什么？  3、使用电流互感器和电压互感器应注意什么？4、直流电机的调速性能指标是什么？他励直流电机有几种调速方法？它们的特点如何？  5、三相变压器并联有什么条件？如果不满足并联条件时，会有什么后果？6变压器带负载时，二次侧电流加大，为什么一次侧电流也加大？  简述三相异步电动机的主要结构、各部分的任用及工作原理。  三相异步电动机直接起动有何特点？有何危害？三相异步电动机有哪几种降压起动方法？各有何特点？  四、分析与计算（2×9=18分）  1、交流异步电动机的转子转速和磁场转速能否相等。为什么？交流异步电动机的频率、极对数和同步转速之间有什么关系？试求额定转速为1460r/min的异步电机的极数和转差率。2、画出三相异步电动机的固有机械特性曲线和转子回路串电阻、降压调速的人工机械特性曲线（在同一个坐标中）。并在固有机械特性曲线上标出起动转矩、最大转矩、临界转差率、额定工作点。结合曲线简要说明三相异步电动机的调速方法。  参考答案判断题（10×1=10分）  × 2．×3．×4．× 5．√6．× 7．×8．√ 9．× 10．√  填空题（30×1=30分）  1、u/f  2、电枢串电阻、降低电枢电压、弱磁调速  3、发电机、电动机  4、1/3，1/3  5、去掉电源，反响启动  6、短路、过载  7、电磁机构、触点系统、灭弧装置短路、串联  9、变极调速、变频调速、转子串电阻调速  10、能耗制动、反接制动、回馈制动  11、改变电机的电源相序  12、改变电枢绕组电压极性，保持励磁绕组极性不变  改变励磁绕组电压极性，保持电枢绕组极性不变  13、减少交流线圈的震动  14、硅钢片  15、电动机：把外界的直流电转换为电枢中的交变电压，产生可以使电机恒定转动的转矩      发电机：把电枢中的交变电压转换为恒定输出的直流电简答题（8×4=32分）  交流接触器的主要作用是什么？交流电磁铁与直流电磁铁有哪些区别？  答：交流接触器的主要作用：用来频繁通断交流主电路及大容量控制电路的自动切换，具备低压释放功能。  交流电磁铁：铁心由硅钢片叠成，线圈制成粗短形，由线圈骨架把它和体铁心隔开，在铁心柱面有短路环。  直流电磁铁：铁心由整钢或工程纯铁制成，线圈制成细长形，无骨架。2．热继电器主要用于什么保护？在电路中如何连接？电机起动时，电流增大，热继电器会不会动作？为什么？  答：热继电器主要用于过载保护，它串联在主电路中，其常闭触点串联在控制电路中。电机起动时，电流增大，热继电器不会动作，因为热效应有累积性，有延时，短时的电流增大，不会产生很大的热量。  3、使用电流互感器和电压互感器应注意什么？（6分）  答：电压互感器使用注意：应注意将其外壳及二次绕组可靠接地。防止因高压方绝缘击穿时，将高压引入低压方，对仪表造成损坏和危及人身安全。不可以短路。电流互感器使用注意：使用时将它的外壳与二次绕组必须可靠接地，在二次绕组电路中装卸仪表时，必须先将二次绕组短路。不可以开路。  直流电机的调速性能指标是什么？他励直流电机有几种调速方法？它们的特点如何？答：直流电机的调速性能指标是：调速范围，静差率，调速的平滑性，调速的经济性以及调速时电动机的容许输出。  他励直流电机的调速方法：电枢串电阻调速，降低电枢电压调速，减弱磁通调速。  电枢串电阻调速：串入电阻后机械特性变软，转速稳定性差，电阻上的功率损耗较大，适合中小电机。  降低电枢电压调速：控制方便，可实现无级调速，平滑性好，电机的工作效率高，但成本贵，适合对调速性能要求较高的设备。  减弱磁通调速：需要的设备少，控制方便，可实现无级调速，平滑性好，但转速只能上调，特性软，减磁通多时，运行不稳定。  三相变压器并联有什么条件？如果不满足并联条件时，会有什么后果？  答：三相变压器并联条件：  并联三相变压器的变压比要相等，否则变压器绕组间会产生环流。  并联三相变压器的连接组别要相同，否则一二次侧绕组仍产生极大的环流。  并联三相变压器的阻抗电压相等，否则变压器承载不同。  并联三相变压器的短路阻抗比值相等。6变压器带负载时，二次侧电流加大，为什么一次侧电流也加大？  答：变压器的一二次侧绕组间有一个磁势平衡方程式：I1N1+I2N2=I0N1  也就是I1=I0+I1F所以当二次侧电流加大时相当于I1F加大，在I0不变的前提下，从而I1增大，也就是二次侧电流加大。  7、简述三相异步电动机的主要结构、各部分的任用及工作原理。  答：三相异步电动机的主要结构及各部分的作用有：  定子：机座、定子铁心、定子绕组。  机座:支撑固定定子铁心，同时作为电机磁路的一部分。  定子铁心: 电机磁路的一部分，放置定子绕组。  定子绕组:通入交流电时，产生旋转磁场。原理：定子绕组通三相交流电后，产生同步旋转磁场，切割转子绕组并在转子绕组内感应出转子电流，该电流与磁场相互作用，产生电磁转矩，带动转子旋转。只有转子转速与磁场转速不一致时，才能产生转矩，转子才能转动。  三相异步电动机直接起动有何特点？有何危害？三相异步电动机有哪几种降压起动方法？各有何特点？  答：三相异步电动机直接起动特点有：一方面在电源和线路上产生很大的压降，影响其它用户的使用；另外电流过大会引起电机发热，减少电机的使用寿命。  三相异步电动机降压起动方法有：定子串电抗器降压启动，星形——三角启动，自耦变压器启动，延边三角形启动。  定子串电抗器降压启动：能耗较大。  星形——三角启动：启动转矩小，适合轻载或空载启动。  自耦变压器启动：设备体积重，投资大。  延边三角形启动：节省金属，重量轻，接线复杂。分析与计算（3×6=18分）  交流异步电动机的转子转速和磁场转速能否相等。为什么？交流异步电动机的频率、极对数和同步转速之间有什么关系？试求额定转速为1460r/min的异步电机的极数和转差率。  解：不能，因为转差率是磁场平衡的基本条件。  交流异步电动机的频率、极对数和同步转速之间关系是：n1=60f1/p。  额定转速为1460r/min的异步电机的极数为2对极。  转差率为s=(n1-n)/n1  所以有s=(