电机与拖动基础试题库及答案

《电机与拖动基础》试题库及答案

第一部分 直流电机

一、填空题：

1、直流电动机的工作原理是把能转化为能。直流发电机的工作原理是把能转化为能。（直流电；机械；机械；直流电）

2、直流发电机的工作原理用定则判断感应电动势的方向。直流电动机的工作原理用定则判断电磁力的方向。（右手；左手）

3、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)

4、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。 （E a 〈U ；E a 〉U ）

5、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式。（叠绕组；波绕组）

6、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。 （相反；相同）

7、电动势常数e C 与转矩常数T C 之间的关系为______。（T C =9.55e C ）

二、选择题

1、电机的电流小于额定电流，称为（ ）运行。（1） （1）欠载 （2）过载 （3）额定

2、电机的电流大于额定电流，称为（ ）运行。（2） （1）欠载 （2）过载 （3）额定

3、某直流电机它的电枢与二个励磁绕组串联和并联，那么该电机为( )电机。（3） （1）他励 （2）并励 （3）复励 （4）串励

4、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（ ）中。 （1） （1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组

5、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（ ） （3） （1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。 三、计算题

1、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:P N =3.5kW ，U N =220V ，I N =20A ，n N =1000r/min,电枢电阻R a =1Ω，△U b =1V ，励磁回路电阻R 1=440Ω，空载实验：当U=220V,n=1000r/min 时，I 0=2A ，试计算当电枢电流I a =10A 时,电机的效率（不计杂散损耗）。

解：励磁电流：220

0.5440

f f f

U I A A R ==

= 励磁损耗：22

2220110440

f

Cuf

f f

f U P R I W R ====

空载时：

输入功率：102202440P UI W W ==?= 励磁功率：110f P W =

电枢铜损耗：22

0() 2.25

Cua a a a f P R I R I I W ==-= 电刷接触损耗：2

221 1.5 3.0Cub a P UbI W W =?=??=

附加损耗：0ad P =

则：'

1324.75Cua

Cub mec Fe f ad P P P P P P P W +=----= 当10a I A =时，10.5a f I I I A =+= 输入功率：122010.52310P UI W W ==?=

22110100Cua a a P R I W W ==?=

110f P W =

2211020Cub b a P U I W W =?=??=

输出功率：211()1755.25Cua f Cub mec Fe P P P P P P P P P W =-∑=----+= 效率：2

1

100%75.98%P P η=

?= 2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N =6kW ，U N =230V ，n N =1450r/min ，R a =0.57Ω

（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻R f =177Ω，额定负载时的电枢铁损P Fe =234W ，机械损耗为P mec =61W ，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。

解：（1）26N P P kW ==

220

1.3177

f f f

U I A A R =

=

= 2299f f f P R I W ==

6000

26.1230

N N N P I A A U =

== 27.4a N f I I I A =+=

2

427.9Cua a a P R I W ==

所以 26726.9em Cua f P P P P W =++=

6726.9

44.32145060

em em P T N m N m π=

=?=??Ω

（2）17021.9em mec Fe P P P P W =++=

2

1

100%85.45%P P η=

?=

3、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N =23kW ，U N =230V ，n N =1500r/min ，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻R a =0.1Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V 的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n ；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。

解：230

457.7

N f f U I A A R =

== 3

2310100230

N N N P I A A U ?===

104a N f I I I A =+=

2

1081.6Cua a a P R I W ==

（1）240.4a N a a E U R I V =+=

0.1603a

e N

E C n Φ=

= 电动机运行：209.6a N a a E U R I V =-=

220220

'0.16030.1533230230

e e C C Φ=

Φ=?= 1367/min '

a

e E n r C =

=Φ （2）21.798em a a P E I kW ==

（3）3

21.79810152.2721367/60

em em P T N m N m π?=

=?=?Ω? 第二部分 直流电动机的电力拖动

一、填空题：

1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem

2、直流电动机的起动方法有_______。（降压起动、电枢回路串电阻起动）

3、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速）

4、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁）

二、选择题 1、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3）

（1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 2、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）

（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 3、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。

4、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）

（1）I 1I 2。 三、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？判断下图是否稳定？还有P79图3-13和P121 3-5.

（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足

em L

dT dT dn dn

<

）（a ）稳定 （b ）稳定 （c ）稳定 （d ）不稳定 （e ）不稳定 （f ）稳定

2．电力拖动运动方程的实用形式为

由电动机的电磁转矩T e 与生产机械的负载转矩T L 的关系： 1）当T e = T L 时， d n /d t = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的

这种运动状态被称为静态或稳态；

2）若T e ＞T L 时， d n /d t ＞0，系统处于正向加速或反向减速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /d t ＜0，系统处于正向减速或反向加速状态。

也就是一旦 d n /d t ≠ 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。

四、计算题：

1、一台他励直流电动机数据为：P N =7.5kW ，U N =110V ，I N =79.84A ，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =0.1014Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为0.8T N ，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？

T

n

n

T

n

a

c

b

T

n

d

e

T

n

f

T

n

t n

GD T T d d 3752L e =

-

解：（1）0.068N a N

e N N

U R I C n -Φ=

=

1528/min N a a

e N

U R I n r C -=

=Φ

（2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ

93.930.85N N

a N N N

I I I A ΦΦ=

==ΦΦ 1738/min N a a

e U R I n r C -=

=Φ

（3）不计空载转矩时，em L T T =，故：

0.80.80.955

38.2N

em N N

P T T N m n ==?=? 2

N a B

e N e T N

U R R n C C C +=

-ΦΦ 解得： 2.69B R =Ω

2、一台他励直流电动机数据为：P N =30kW ，U N =440V ，I N =100A ，n N =1000r/min ，电枢回路电阻R a =0.4Ω，求：

（1）电动机拖动位能性负载（T L =0.8T N ），采用能耗制动，要确保最大制动电流不超过2I N ，制动电阻应选多大？最后下放的稳定转速为多少？

（2）若串联同（1）一样的电阻，电动机拖动反抗性负载（T L =0.8T N ）采用电压反接制动，最后下放的稳定转速为多少？

（3）电动机拖动一位能性负载（T L =0.8T N ），在电压反接时作回馈制动下放，下放转速为1200r/min ，问电枢回路应串联多大的电阻？ 解：（1）0.4N a N

e N N

U R I C n -Φ=

=

0.80.880L N a N T T I I A =?==

440800.4

1020/min

0.4N a a A e N U I R n r C --?=

==Φ0.41020

0.4 1.6422100

e N A a N C n R R I ΩΦ?≥

-=-=Ω??

1.640.4

80408/min 0.4

a a e N R R n I r C Ω++=-

?=-?=Φ

（2）()440 2.0480

1508/min 0.4

N a a e N U I R R n r C Ω+++?=-

=-=-Φ

（3）04401100/min 0.4

N e N U n r C =

==Φ

0n n >

11()

0.1N a a e N

U I R R n R C ΩΩ++=

?=ΩΦ

第三部分 变压器

一、填空题：

1、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将_______，铜损耗将_______（忽略漏阻抗压降的影响）。 （不变；增加）

2、一台2kV·A,400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路测得I 0=2A ；P 0=20W ；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得I 0=_______A ，P 0=_______W 。（0.5；20）

3、变压器等效电路中的x m 是对应于_______电抗，r m 是表示_______电阻。 （主磁通的；铁心损耗的等效）

4、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_______和_______有关，而且还与三相绕组的_______有关。 （绕向；首末端标记；联结方式）

5、自耦变压器的特点在于一、二次绕组之间不仅有的联系而且有的联系。（磁；电）

6、使用仪用互感器时要注意：电压互感器一定要运行于状态，而电流互感器一定要运行于状态，并且二者均须可靠接地。（空载；短路）

二、选择题

1、变压器空载电流小的原因是：（3）

（1）一次绕组匝数多，电阻很大；（2）一次绕组的漏抗很大；（3）变压器的励磁阻抗很大；（4）变压器铁心的电阻很大。

2、变压器空载损耗：（4）

（1）全部为铜损耗；（2）全部为铁损耗； （3）主要为铜损耗；（4）主要为铁损耗 3、变压器的变比与原、副边的：（4） （1）电压成反比；（2）电流成正比；（3）匝数成反比 ；（4）电压成正比 4、某台三相变压器，容量是3000千伏安，如原边电压为10千伏，则原边电流约为( )安。（3）

（1）300；（2）86.6；（3）173.2；（4）60

5、变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流：（2）

（1）增加；（2）减少；（3）不变；（4）基本不变。 三、作图题 （P149-151 P160 4-6） 1、画相量图判定组别（a ）Yy6；（b ）Yd11；（c ）Yy0；（d ）Yd5

（a）（b）（c）（d）

第四部分异步电动机

一、填空题：

1、当s在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为

_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩）

2、三相异步电动机根据转子结构不同可分为_____________和_____________两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机）

3、一台6极三相异步电动机接于50H Z的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为_______r/min。（950；50）

4、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速_______，定子电流_______，最大转矩_______，临界转差率_______。（减小；增大；减小；不变）

5、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速_______，定子电流_______。（减小；增加）

6、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_______的等值电阻。（总机械功率）

二、选择题

1、如果某三相异步电动机的极数为4级，同步转速为1800转/分，那么三相电流的频率为：（2）

（1）50赫兹；（2）60赫兹；（3）45赫兹；（4）30赫兹

2、三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩：（1）

（1）下降；（2）增大；（3）不变；（4）不定。

3、改变三相异步电动机转向的方法是：（3）

（1）改变电源频率；（2）改变电源电压；（3）改变定子绕组中电流的相序；（4）改变电机的工作方式

三、计算题

1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：P N=10kW，U N=380V，I N=11.6A，定子为Y联结，额定运行时，定子铜损耗P Cu1=560W,转子铜损耗P Cu2=310W，机械损耗P mec=70W，附加