电力及电机拖动练习题与答案(附解析)

电力及电机拖动练习题与答案(附解析)一、选择题1.一台四极直流发电机，电枢绕组为单叠绕组，电枢导体总数为800根，额定转速为1500r/min，气隙每极磁通为0.02Wb，则其额定电动势为（）。A.200VB.400VC.600VD.800V答案：B解析：直流发电机电动势公式为=Φn，其中=（p为极对数，N为导体总数，a为并联支路对数）。单叠绕组a=p（四极则p=2，2.变压器空载运行时，一次侧施加额定电压，二次侧开路，此时一次侧电流称为（）。A.额定电流B.励磁电流C.短路电流D.负载电流答案：B解析：变压器空载时，二次侧开路，一次侧电流仅用于建立主磁通，称为励磁电流，主要包含有功分量（铁耗电流）和无功分量（磁化电流），数值约为额定电流的2%~10%。3.三相异步电动机的转差率s定义为（）。A.s=B.s=C.s=答案：C解析：转差率是同步转速与转子转速n的差值与同步转速的比值，反映转子与旋转磁场的相对运动，是异步电机运行状态的关键参数（电动状态0<s<1，发电状态s4.同步电动机正常运行时，转子转速（）同步转速。A.略高于B.等于C.略低于D.远低于答案：B解析：同步电动机的转子由直流励磁，其磁场与定子旋转磁场同步旋转，因此转子转速严格等于同步转速=，无转差。5.电力拖动系统中，当电动机电磁转矩与负载转矩满足（）时，系统处于稳定运行状态。A.=且>B.=且<C.>D.<答案：A解析：稳定运行需满足两个条件：（1）转矩平衡=；（2）干扰消除后能恢复平衡，即电磁转矩随转速的变化率大于负载转矩的变化率（>），确保转速偏移时转矩差能反向调节。二、计算题1.一台他励直流电动机，额定数据为：=22kW，=220V，=115A，=1500r解：（1）电枢电动势==（2）电磁功率==202.75×115=（3）输入功率==220×2.一台单相变压器，额定容量=50kVA，额定电压/=10kV/解：（1）变比k=（2）高压侧额定电流=，短路电阻=2Ω，短路电抗=15Ω。电压调整率公式ΔU3.一台三相异步电动机，额定数据为：=30kW，=380V（Y接法），=970r/min解：（1）异步电机额定转速略低于同步转速，970r/min接近1000r/min（对应p=3，==（2）额定转差率==（3）额定输入功率==≈33333.34.某电力拖动系统由电动机、减速箱和负载组成，各轴参数如下：电动机轴（轴1）：转速=1500r/min，飞轮矩G=2N·；减速箱高速轴（轴2）：转速=500r/解：多轴系统飞轮矩折算公式为G=G==2=2三、简答题1.直流电机的电枢反应是什么？对电机运行有何影响？答：电枢反应指电枢电流产生的磁场对主磁场的畸变和削弱作用。交轴电枢反应使气隙磁场发生畸变（前极端磁通密度增加，后极端减少），严重时可能导致换向器表面出现电位差；直轴电枢反应（仅当电刷偏离几何中性线时）会产生去磁或增磁效应（电动机正电刷偏移时去磁，发电机正电刷偏移时增磁），影响电机的电动势和电磁转矩。2.变压器的空载试验和短路试验分别在高压侧还是低压侧进行？目的是什么？答：空载试验通常在低压侧进行（高压侧开路），施加额定电压，测量空载电流和空载损耗，用于计算励磁参数（励磁电阻=，励磁电抗=），反映铁耗。短路试验在高压侧进行（低压侧短路），施加低电压使电流达额定值，测量短路电压和短路损耗，用于计算短路参数（短路电阻=，短路电抗=），反映铜耗。3.三相异步电动机的启动电流大但启动转矩小的原因是什么？常用的降压启动方法有哪些？答：启动时转子转速n=0，转差率s=1，转子感应电动势=s=（最大），转子电流=（大），定子电流随之增大（约为额定电流的5~7倍）。但启动转矩常用降压启动方法：定子串电阻/电抗启动、星-三角（Y-Δ）启动（仅适用于正常运行Δ接法的电机）、自耦变压器降压启动、软启动器启动。4.同步电动机为什么不能自行启动？如何实现启动？答：同步电动机转子为直流励磁的永磁体或电磁铁，定子旋转磁场以同步转速旋转。启动时转子静止，定子磁场与转子磁场的相对转速为，转子受到的平均电磁转矩为零（正负转矩交替，净转矩为0），无法自行启动。实现启动的方法：（1）异步启动法：在转子磁极上安装阻尼绕组（类似笼型转子），利用异步转矩使转速接近时，通入直流励磁，靠同步转矩拉入同步；（2）辅助电动机启动法：用小功率异步电动机拖动转子接近，再切换为同步运行；（3）变频启动法：通过变频器逐步升高电源频率，使定子磁场转速缓慢增加，转子被同步拖动。5.电力拖动系统的过渡过程中，转速变化的快慢由什么决定？如何缩短过渡过程时间？答：过渡过程的快慢由机电时间常数决定，=（G为总飞轮矩，为同步转速，为电磁转矩）。越大，过渡