2026年电力及电机拖动模拟练习题及答案

2026年电力及电机拖动模拟练习题及答案1.直流他励电动机起动时，要求励磁回路先通电的根本原因是（）A.增大起动电流B.减小起动转矩C.保证足够大的起动转矩同时避免电枢电流过大D.防止电动机转速过低答案：C解析：直流他励电动机的电枢电动势平衡关系为U=Ea+IaRa，Ea=CeΦn，起动瞬间n=0，Ea=0，若励磁回路未通电，主磁通Φ极小，电枢起动电流Ia=U/Ra会远大于额定电流，极易烧坏电枢绕组；同时起动转矩Tst=KtΦIst，Φ过小时起动转矩不足，无法带动负载起动。因此起动时要求励磁回路先通满励磁，保证Φ足够大，既限制起动电流不超过允许值，又能获得足够的起动转矩，因此选项C正确，ABD错误。2.三相异步电动机降压起动与直接起动相比，起动转矩的变化规律是（）A.和定子端电压成正比减小B.和定子端电压平方成正比减小C.保持不变D.和定子端电压成反比减小答案：B解析：三相异步电动机的起动转矩公式为Tst=(m1U1²R2')/(2ω1[(R1+R2')²+(X1σ+X2σ')²])，可见Tst与定子端电压U1的平方成正比，降压起动时U1降低，因此起动转矩和U1平方成正比减小，例如星-三角起动时，定子相电压为直接起动的1/√3，起动转矩仅为直接起动的1/3，符合该规律，因此选项B正确。3.同步电动机无法自行起动的根本原因是（）A.励磁磁场恒定B.转子惯性过大C.定转子磁场相对转速太高，一个周期内平均起动转矩为零D.起动电流过大答案：C解析：同步电动机起动瞬间转子静止，定子通入三相交流电产生的旋转磁场以同步转速旋转，定转子磁场之间相对转速等于同步转速，磁场相互吸引、排斥作用交替进行，一个周期内正转矩和负转矩抵消，平均转矩为零，转子无法获得持续的起动转矩因此无法自行起动。选项A是同步电动机的特性但不是无法起动的根本原因，BD不是核心原因，因此选项C正确。直流他励电动机改变电枢电压调速的特点包括（）A.属于恒转矩调速方式B.可以实现无级平滑调速C.机械特性硬度保持不变D.只能从额定转速向下调节E.调速范围较大答案：ABCDE解析：改变电枢电压调速时，他励电动机保持励磁电流不变，主磁通Φ恒定，额定电枢电流下允许输出转矩恒定，因此属于恒转矩调速方式；电枢电压可以通过可控整流装置连续调节，能够实现无级平滑调速；机械特性斜率β=Ra/(CeCtΦ²)，Φ不变因此斜率不变，机械特性硬度不变；电动机电枢电压最高不能超过额定电压，因此最高转速为额定转速，只能实现额定转速以下的调速，调速范围远大于变电阻调速，因此五个选项均正确。关于三相异步电动机不同运行状态下的转差率s取值，下列说法正确的有（）A.电动机电动运行状态：0<s<1B.异步发电机运行状态：s<0C.电磁制动（反接制动）运行状态：s>1D.同步运行状态：s=0答案：ABCD解析：转差率定义为s=(n1-n)/n1，其中n1为同步转速，n为转子转速。电动运行时转子转速低于同步转速，大于0，因此0<s<1；异步发电机运行时转子转速高于同步转速，n>n1，因此s<0；反接制动运行时转子旋转方向与旋转磁场方向相反，n为负值，因此s=(n1-n)/n1=(n1+|n|)/n1>1；同步运行时转子转速等于同步转速，n=n1，因此s=0，四个选项均正确。直流电动机的电枢反应一定会使主磁场发生畸变，并且磁路不饱和时也会对主磁通产生去磁作用。（）答案：错误解析：电枢反应是电枢电流产生的电枢磁场对主磁场的影响，交轴电枢反应一定会使主磁场发生畸变，但只有当磁路饱和时，电枢磁场使增磁区域磁路饱和程度提高，增磁作用小于去磁区域的去磁作用，整体才会表现出去磁效应；当磁路不饱和时，增磁和去磁作用相互抵消，主磁通大小不变，不存在去磁作用，因此该说法错误。三相异步电动机的最大转矩与转子回路电阻无关，临界转差率与转子回路电阻成正比。（）答案：正确解析：三相异步电动机最大转矩公式为Tm=m1U1²/(2ω1(X1σ+X2σ'))，公式中不含转子电阻项，因此最大转矩大小和转子回路电阻无关；临界转差率公式为sm=R2'/(X1σ+X2σ')，可见sm与转子归算电阻R2'成正比，因此该说法正确。直流他励电动机拖动恒转矩负载稳态运行，降低电枢电压后，稳态时电枢电流保持不变。（）答案：正确解析：稳态运行时电磁转矩和负载转矩平衡，即T=TL，恒转矩负载TL保持不变，而T=KtΦIa，他励电动机励磁不变，Φ保持不变，因此Ia=TL/(KtΦ)，TL和Φ都不变，因此Ia也不变，该说法正确。一台直流他励电动机，额定参数为：额定功率PN=22kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=115A，额定转速nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω，忽略空载转矩，求：（1）额定负载运行时的电枢电动势EaN；（2）额定电磁转矩TN；（3）若电枢电压降至U=110V，电枢电流等于额定电流时的转速。解：（1）根据直流电动机电枢电动势平衡方程UN=EaN+INRa，可得：EaN=UN-INRa=220-115×0.1=208.5V（2）首先计算电势系数CeΦ=EaN/nN=208.5/1500=0.139V·min/r，转矩系数CtΦ=9.55CeΦ=9.55×0.139≈1.327，因此额定电磁转矩：TN=CtΦ·IN=1.327×115≈152.6N·m（3）当电枢电压U=110V，Ia=IN时，电枢电动势Ea=U-IaRa=110-115×0.1=98.5V，励磁不变所以CeΦ不变，因此转速：n=Ea/(CeΦ)=98.5/0.139≈708.6r/min一台三相四极笼型异步电动机，额定参数为：额定功率PN=10kW，额定电压UN=380V，定子绕组三角形联结，额定转速nN=1445r/min，定子电阻R1=1.2Ω，转子归算电阻R2'=1.2Ω，定子漏抗X1σ=2Ω，转子漏抗归算值X2σ'=2Ω，电网频率f=50Hz，忽略空载励磁电流，求：（1）额定转差率sN；（2）额定电磁转矩TN；（3）若要使起动转矩等于最大转矩，转子回路需要串入多大的归算电阻RΩ'。解：（1）三相四极异步电动机的极对数p=2，同步转速n1=60f/p=60×50/2=1500r/min，因此额定转差率：sN=(n1-nN)/n1=(1500-1445)/1500≈0.0367（2）定子绕组三角形联结，相电压U1=UN=380V，同步角速度ω1=2πn1/60=2π×1500/60=50π≈157.08rad/s，三相异步电动机电磁转矩公式为：T=(m1U1²R2'/s)/(2ω1[(R1+R2'/s)²+(X1σ+X2σ')²])代入m1=3，s=sN=0.0367，R2'/sN=1.2/0.0367≈32.7Ω，R1+R2'/sN=1.2+32.7=33.9Ω，X1σ+X2σ'=4Ω，可得：TN=(3×380²×32.7)/(2×157.08×(33.9²+4²))≈14158440/366060≈38.7N·m（3）