电力拖动练习题及参考答案

电力拖动练习题及参考答案一、选择题1.直流电动机的电磁转矩与（）成正比。A.主磁通和电枢电流B.主磁通和励磁电流C.电枢电压和电枢电流D.电枢电压和励磁电流答案：A解析：直流电动机的电磁转矩公式为T=𝛷，其中是转矩常数，𝛷是主磁通，是电枢电流，所以电磁转矩与主磁通和电枢电流成正比。2.三相异步电动机的同步转速与（）有关。A.电源频率和磁极对数pB.电源电压和负载大小C.定子绕组的匝数D.转子绕组的电阻答案：A解析：三相异步电动机同步转速公式为=，其中是电源频率，p是磁极对数，所以同步转速与电源频率和磁极对数有关。3.他励直流电动机在电枢回路中串电阻调速时，其机械特性（）。A.硬度不变B.变硬C.变软D.不确定答案：C解析：他励直流电动机电枢回路串电阻调速时，随着串入电阻的增大，机械特性的斜率增大，特性变软。机械特性方程n=−，为串入电阻，串入电阻越大，转速降Δ4.三相笼型异步电动机采用星三角降压启动时，启动电流是直接启动电流的（）。A.B.C.倍D.3倍答案：A解析：三相笼型异步电动机直接启动时，线电流=；采用星三角降压启动时，线电流=，且=，所以=。5.直流电动机的调速方法中，（）调速可以得到恒功率调速特性。A.改变电枢电压B.改变励磁磁通C.电枢回路串电阻D.以上都不是答案：B解析：改变励磁磁通调速时，根据P=Tω，T=𝛷，ω=，当磁通𝛷减小时，转速二、填空题1.直流电动机的调速方法有改变电枢电压调速、______和电枢回路串电阻调速。答案：改变励磁磁通调速解析：这是直流电动机常见的三种调速方法，改变电枢电压调速可以实现平滑调速且具有恒转矩调速特性；改变励磁磁通调速可获得恒功率调速特性；电枢回路串电阻调速简单但调速范围有限且特性变软。2.三相异步电动机的转差率s=，其中是______，n是______。答案：同步转速；转子转速解析：同步转速=是旋转磁场的转速，转子转速n是电动机转子实际的转动速度，转差率s反映了转子转速与同步转速的差异程度，是分析三相异步电动机运行状态的重要参数。3.直流电动机的制动方法有能耗制动、______和回馈制动。答案：反接制动解析：能耗制动是将运行中的电动机电枢两端从电源断开，接到一个外加电阻上，把电动机的动能转变为电能消耗在电阻上；反接制动是改变电动机电枢电压或励磁电压的极性，使电动机产生与旋转方向相反的转矩；回馈制动是当电动机的转速高于同步转速时，电动机将机械能回馈给电网。4.三相异步电动机的启动方式有直接启动和______。答案：降压启动解析：直接启动是将电动机的定子绕组直接接入额定电压的电源上启动，这种方式简单但启动电流大；降压启动是在启动时降低加在电动机定子绕组上的电压，待电动机启动后再将电压恢复到额定值，以减小启动电流，常见的降压启动方法有星三角降压启动、自耦变压器降压启动等。5.他励直流电动机的机械特性方程为n=−βT，其中答案：理想空载转速；机械特性的斜率解析：由他励直流电动机的基本方程推导可得机械特性方程n=−T，令=为理想空载转速，即当电磁转矩T三、判断题1.直流电动机的电磁转矩方向与电枢电流方向和主磁通方向有关。（）答案：√解析：根据直流电动机电磁转矩公式T=2.三相异步电动机的转子转速总是低于同步转速。（）答案：√解析：三相异步电动机是依靠旋转磁场与转子绕组之间的相对运动产生感应电动势和电流，从而产生电磁转矩使电动机转动。如果转子转速等于同步转速，那么旋转磁场与转子绕组之间就没有相对运动，就不会产生感应电动势和电流，电动机也就无法转动，所以转子转速总是低于同步转速。3.他励直流电动机采用电枢回路串电阻调速时，调速电阻越大，转速越低。（）答案：√解析：由他励直流电动机机械特性方程n=−可知，当电枢电压U、主磁通𝛷和负载转矩T不变时，串入的调速电阻越大，转速n4.三相笼型异步电动机采用星三角降压启动时，启动转矩也是直接启动转矩的。（）答案：√解析：三相笼型异步电动机直接启动时，启动转矩=；采用星三角降压启动时，启动转矩=，因为=，所以=。5.直流电动机的回馈制动只能在电动机转速高于理想空载转速时才能实现。（）答案：√解析：回馈制动时，电动机的电磁转矩方向与旋转方向相反，电动机将机械能转换为电能回馈给电网。当电动机转速高于理想空载转速时，反电动势E=𝛷n大于电源电压U，电枢电流=四、简答题1.简述直流电动机的工作原理。答案：直流电动机是根据载流导体在磁场中受到电磁力的作用这一原理工作的。当直流电源通过电刷和换向器向电枢绕组供电时，电枢绕组中的导体就有电流通过。根据左手定则，载流导体在定子磁场中会受到电磁力的作用，这些电磁力对转轴形成一个电磁转矩，使电动机转子转动。换向器的作用是在电动机转动过程中，不断地改变电枢绕组中电流的方向，使电磁转矩的方向始终保持不变，从而保证电动机能够连续旋转。2.三相异步电动机有哪些调速方法？各有什么特点？答案：变极调速：通过改变定子绕组的接线方式来改变电动机的磁极对数p，从而改变同步转速=实现调速。特点是调速是有级的，调速范围不大，但设备简单、成本低、效率高，常用于不需要平滑调速的场合，如机床、电梯等。变频调速：改变电源频率来调节电动机的转速。特点是调速范围宽、平滑性好、效率高，可以实现恒转矩调速和恒功率调速，是一种比较理想的调速方法，但需要专用的变频设备，成本较高。改变转差率调速：包括绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速和电磁调速异步电动机调速等。绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速简单易行，但调速范围有限，特性变软，能耗大；电磁调速异步电动机调速装置结构简单、控制方便，但效率较低。3.简述直流电动机的制动目的和常用的制动方法。答案：制动目的：一是使电力拖动系统迅速停车，如机床在加工完成后需要快速停止；二是限制电动机的转速，如起重机在重物下降时需要限制下降速度，避免速度过快造成危险。常用制动方法：能耗制动：将运行中的电动机电枢两端从电源断开，接到一个外加电阻上，电动机的动能转变为电能消耗在电阻上，产生制动转矩使电动机停车。优点是制动平稳、能量消耗小；缺点是制动效果与转速有关，转速低时制动效果变差。反接制动：分为电源反接制动和倒拉反接制动。电源反接制动是改变电动机电枢电压的极性，使电动机产生与旋转方向相反的转矩；倒拉反接制动常用于位能性负载，如起重机下放重物时，通过改变电枢回路电阻使电动机反转。反接制动的制动转矩大、制动迅速，但能量消耗大，需要在电枢回路中串入限流电阻。回馈制动：当电动机的转速高于同步转速时，电动机将机械能回馈给电网，产生制动转矩。优点是能将能量回馈给电网，节能效果好；缺点是只能在特定的转速条件下实现。五、计算题1.一台他励直流电动机，额定功率=17kW，额定电压=220V，额定电流=额定运行时的电磁功率；额定转矩；理想空载转速。答案：首先求额定运行时的反电动势：根据=+，可得=电磁功率==额定转矩：根据=9550，可得=求理想空载转速：先求电动势常数𝛷=理想空载转速==2.一台三相笼型异步电动机，额定功率=30kW，额定电压=380V，额定转速=1470r直接启动时的启动电流和启动转矩；采用星三角降压启动时的启动电流和启动转矩。答案：求额定电流：根据=cos，对于一般三相异步电动机，假设cos直接启动时的启动电流==额定转矩=9550直接启动时的启动转矩==采用星三角降压启动时：启动电流==启动转矩