电机与拖动基础试题及答案汇编
电机与拖动基础试题及答案(简答题)
简答题
1．变压器铁心为什么要用涂有绝缘的薄硅钢片叠成？若在铁心磁回路中出现较大的间隙，对变压器有何影响？
答：铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁损耗，用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心，可以大大减少铁损耗。若在铁心磁回路中出现较大的间隙，则主磁通所经过的铁心磁回路的磁阻就比较大，产生同样的主磁通所需要的励磁磁动势和励磁电流就大大增加，即变压器的空载电流会大大增加。
2．画出单相变压器负载时的各种磁通及其产生的感应电动势的关系图。
答：变压器负载时各种磁通及其产生的感应电动势的关系如下图：
3．为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗？为什么短路损耗可以近似看成铜损耗？
答：变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。
变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。
4．变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响？为什么要求Xm大、Rm小？答：Rm：变压器的励磁电阻，它是反应变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。Xm：变压器的励磁电抗，反应了主磁通对电路的电磁效应。Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降。
Xm越大、Rm越小时，主磁通一定时，铁耗越小，所以希望Xm大、Rm小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁阻小）、铁损小、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成。
5．根据电流互感器副边短路后的电磁关系，说明为什么不能开路。
答：开路后副边电流的去磁作用消失，原边电流全部用来励磁，使得铁心磁通过度饱和，畸变，铁心发热，原边副边感应出高电压，危险。
6．如果考虑变压器铁心饱和，变压器的励磁电流是什么波形？为什么？
答：尖顶波。变压器电压为正弦波，这就要求磁通也应该是正弦波，才会使得电压和电势大约相等。即U≈E=4.44fNφ。当磁路饱和时，正弦波的励磁电流只能产生平顶波铁心的磁通，只有尖顶波的励磁电流才能产生正弦波铁心磁通。7．简述并励直流发电机自励建压的条件
答：1）必须有剩磁。否则要充磁。2）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。3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。4）转速不能太低，转速应该达到额定转速。
8．并励电动机起动时，为什么电枢回路中串联的电阻取较大的值？而励磁回路中串联的电阻取较小的值？
答：直流电动机起动时，由于转速为0，Ea=0，电枢绕组的电阻很小。如电枢回路不串联电阻，全压起动时，起动电流I=U/Ra可达额定电流的几十倍，损坏电机。电枢回路中串联较大的电阻可使起动电流较低。起动过程中又要求有足够大的起动电磁转矩，T=CTΦIa，励磁回路电阻较小，励磁电流较大，磁通较大，将产生足够大的电磁转矩，电机很快转动起动，感应电势很快建立起来，使起动电流很快减小。
9．试分别画出他励直流电动机在改变电枢电压时和在转子回路中串电阻时的人为机械特性曲线。
答：改变电枢电压时的机械特性
图中U1>U2>U3
回路串电阻时机械特
图中R1 10．什么在直流电动机的电枢反接的反接制动时在电枢回路中要串接较大的电阻？ 答：在反接制动前，假定电动机的转速为n，则此时的电动机产生的反电势为Ea。在电枢电压反接制动时，由于电动机及机械负载的惯性作用，电动机的转速不会突变，仍然为n，即此时电动机产生的反电动势为Ea。有电动机的电压 平衡方程式可知，此时的电枢电流为： 电动机在电枢反接的反接制动开始时电枢电流很大。为了抑制电枢电流，应在电枢回路中串入较大的电阻，串入电阻 后的电枢电流为： 11．容量为几个千瓦时，为什么直流电动机不能直接起动而三相笼型异步电动机却可以直接起动？ 答：直流电动机的直接起动电流为Ist=uN/Ra，由于uN>>Ra（数值）,无论功率大小，Ist都将达到额定电流的十几倍，甚至几十倍，这是电动机本身所不能允许的，所以直流电动机不能直接起动。三相异步电动机在设计时通常允许直接起动电流为额定电流的5-7倍，加上供电变压器容量通常都能满足小功率三相异步电动机直接起动要求，所以几个千瓦的三相异步电动机可以直接起动。 12．直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在？ 答：电动机的电动状态特点是电动机所发出的转矩T的方向与转速n的方向相同，制动状态特点使电动机所发的转矩T的方向与转速n的方向相反。 13．并励直流电机起动时，电枢回路中的起动电阻R和励磁回路中的调磁电阻r各应处于什么位置？说出原因？ 答：电机起动时，要求大的起动转矩和小的起动电流。这就要求有强的励磁磁场，因此励磁回路电阻最小，即r处于最小位置。小的电枢电流，即电枢回路中的起动电阻R应该最大位置。 14．并励直流发电机自励发电的原理是什么？ 答：电机的微弱的剩磁产生较低的剩磁电势，剩磁电势加在励磁绕组上，产生励磁电流、磁场，若此时的磁场和原先 的剩磁磁场相同，它们就会加强，产生更大的磁场，进而产生更大的切割电势，电机就会起励，完成自励发电。15．什么叫转差率？转差率是怎样计算的？ 答：转差率就是同步转速n1和电动机转子转速n二者之差与同步转速n1的比值。 转差率用s表示，其计算式按照以上定义表示为： 16．三相异步电动机中的空气隙为什么必须做得很小？ 答：当三相异步电动机的空气隙较大时，对应的电抗Xm就较小，从等效电路可知，此时无论是空载还是负载运行，电动机的励磁电流都比较大，则对应的铜损耗和铁损耗都比较大，电动机的效率较低。因此，三相异步电动机定子和转子之间的空气隙必须做得很小，这样电动机的励磁电流才不会大，电动机的效率才较高。 17．电动机定子绕组通电产生的旋转磁场转速与电动机的极对数有何关系？ 答：定子绕组通电产生的旋转磁场转速，即同步转速n1，其大小由电网的频率f和电机极对数p决定，即n1=60f/p 我国电网频率为f=50Hz，当 p=1时，n1=3000r/min p=2时，n1=1500r/min p=3时，n1=1000r/min，等 18．同步电动机的气隙磁场，在空载时是如何激励的？在负载时是如何激励的？ 答：空载时，定子绕组中没有电流，气隙磁场是由转子绕组中直流电流激励的，负载以后，定子三相电流产生旋转磁动势，其基波以同步速度旋转，与转子相对静止。气隙磁场是由转子绕组中直流电流和定子绕组中三相交流电流共同激励的。 19．异步电动机运行时，为什么总是要从电源吸收滞后的无功电流？ 答：这是因为：一方面，异步电动机需要励磁电流来产生主磁通，对应参数为励磁电抗Xm，要从电源吸收滞后的无功电流；另一方面，对应定、转子漏磁通的参数为定、转子漏电抗X1和X2，也需从电源吸收滞后的无功电流，因此，异步电动机运行时总是需要从电源吸收滞后的无功电流，以满足这三个电抗的需要。 20．分别描述三相异步电机电压降低和转子回路串电阻后，起动转矩、最大转矩、临界转差率、同步转速的变化情况。答：电压降低，起动转矩平方关系下降；最大转矩平方关系下降，临界转差率不变，同步转速不变。转子回路串电阻，当临界转差率小于1时，起动转矩增加，最大转矩不变，同步转速不变。当临界转差率大于1时，起动转矩减小，最大转矩不变，同步转速不变。 21．如何根据转差率的数值来判断异步电动机的三种运行状态。 答：电动机工作状态：转子转速n应为0 发电机工作状态：转子转速n应大于同步转速n1，即n>n1，代入转差率公式可知，s<0。 电动机工作状态：转子转速n应和同步转速n1转向相反，即n<0，代入转差率公式可知，s>1。 22．说出异步电机的采用的启动方法及其原理。 答：降压起动：串电抗器、串自耦变压器。原理是降低定子绕组的电压，减小定子起动电流。转子回路串电阻、串频敏变阻器起动。原理是增加起动转矩，减小起动电流。 23．为什么三相异步电机的起动电流很大，起动转矩却不大？ 答：１）电机的漏阻抗小，起动时，所以起动电流大。 ２）定子阻抗压降大，导致励磁电势小，气隙磁通Φ小。 ３）转子电流频率高，电抗大，功率因数小。 根据，虽然电流很大，但转矩不大 24．分别描述三相异步电机电压降低和转子回路串电阻后，起动转矩、最大转矩、临界转差率、同步转速的变化情况。答：电压降低：起动转矩平方关系下降；最大转矩平方关系下降，临界转差率不变，同步转速不变。 转子回路串电阻：当临界转差率小于1时，起动转矩增加，最大转矩不变，同步转速不变。当临界转差率大于1时，起动转矩减小，最大转矩不变，同步转速不变。 25．为什么异步电动机工作时的转速总是小于同步转速？ 答：异步电动机工作时的转子转速总是小于同步转速，这是因为如果转子转速等于同步转速，则转子绕组与旋转磁场无相对运动，也就不能切割转子导条，此时转子导条中感应电动势为零，即导条中无感应电流，转子绕组中产生的电磁转矩为零。 26．为什么同步电机的气隙要比相同容量的感应电机的大？ 答：感应电机的励磁电流由电源供给，需要从电网吸取感性无功功率，如果气隙大，则励磁电流大，电机的功率因数 低，因此在机械容许的条件下，气隙要尽量小一些。同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励，气隙大，同步电抗小，运行稳定性高。 27．同步发电机怎样产生三相交流电能？同步电动机怎样将电能转换成机械能？ 答：同步发电机定子上有三相对称绕组，转子上励磁绕组通直流电流，产生磁场。当原动机拖动转子恒速旋转时，旋转磁场和定子有相对运动，在定子绕组感应电势。当发电机接负载时，输出三相交流电能。在同步电动机定子绕组上加三相对称电压，产生旋转磁场，在转子绕组上通直流电流，在转子同步转速下，旋转磁场吸引转子磁极一起运转，在转子上产生电磁转矩，输出机械功率。 28．简述同步电动机的异步起动过程？ 答：起动时，先把同步电动机的励磁绕组通过外部的限流电阻进行短接，然后把定子绕组接上三相交流电源。由于同步电动机转子上另有绕组，相当于绕线转子异步电动机，靠起动绕组所产生的异步转矩，电动机便起动起来。然后逐渐加速，待转速上升到接近于同步转速（约95％n0）时，将励磁绕组换接在励磁电源上，使转子建立励磁磁场，这样依靠定、转子磁场间相互作用所产生的同步转矩，便可以使转子转速达到同步转速，即所谓“牵入同步”，从而结束起动过程 29．同步电动机为何没有起动转矩？ 答：同步电机形成的旋转磁场作用在静止转子上，转子有惯性，不能立即跟随定子磁场转动，旋转磁场对转子所产生的力矩是交变的，时而往前牵引，时而往后拖拉，因而转子只在原位置前后振动，转子的平均电磁转矩为零。因此电机没有起动转矩，不能起动。 30．为什么说同步电动机的负载大小和功率角θ有关？ 答：当θ较小时，转子和旋转定子磁场产生的磁拉力主要在径向上，负载变大时，此时磁拉力不足，转子磁极和定子产生的旋转磁极位置会产生变化，θ增大，磁拉力增大，电机在新的工作点找到平衡。 31．简述同步电动机的工作原理 答：同步电动机的工作原理：在同步电动机的定子绕组中通入三相交流电后，在气隙中产生同步旋转的气隙磁场，相当于一旋转的磁极。在转子中通入直流电后，会在转子上产生一磁极，当转子和定子的等效磁极保持相对静止时，两对磁极相互吸引，从而拖动转子同步旋转。 32．试简述交流伺服电动机的工作原理。 答：当交流伺服电动机在系统中运行时，励磁绕组固定地接到交流电源上，当控制绕组上的控制电压为零时，气隙内磁场为脉振磁场，电动机无起动转矩；若有控制电压加在控制绕组上，且控制绕组内流过的电流和励磁绕组内流过的电流不同相，则在气隙内会建立一定大小的旋转磁场。因此电动机有了起动转矩，转子就立即旋转。当控制电压撤销时，由于伺服电动机本省具有克服自转的特性，伺服电动机立即停止下来，从而实现了伺服电动机能够根据控制电压来确定自己是否运行，达到了伺服的功能。 论述题 1、从三相异步电动机的等效电路入手，分析为什么三相异步电动机不宜长期轻载运行？ 答：从三相异步电动机的等效电路可知，当电动机轻载运行时，其转差率s很小，则其等效表征的机械输出功率电阻很大，该支路和励磁支路是并联的，它们的合成阻抗更多的表现为感抗，而电动机的定子漏抗和电阻很小，则电动机总的阻抗基本上是由励磁支路和转子支路所确定，因此总的电路表现为较大的感抗，电流滞后电压较多，输入电功率的功率因数低。那么在传递相同功率的情况下，输入电流较大，在绕组上的铜耗就较大，电动机运行的效率较低。在轻载这样的情况下长期运行，电动机的使用是不经济的。 2．试论述力矩式自整角机的基本工作原理 答：由于发送机和接收机的励磁绕组接在同一励磁电源上，当发送机和接收机的励磁绕组对于本身的同步绕组的偏转角出现失调角时，即θ＝θ1－θ2不为零时，那么发送机的励磁电流在三相同步绕组中感应的三相电动势和接收机励磁绕组在三相同步绕组中感应的电动势就不会相等，则会在发送机和接收机的三相同步绕组中产生环流电流，该环流电流和励磁电流相互作用而产生电磁力矩，推动接受机的励磁转子运动，直到接收机励磁绕组和同步绕组的偏转角等于发送机的偏转角，即θ＝0为止。此时发送机和接收机中同步绕组所感应的三相电动势是完全相等的，在发送机和接收机的三相同步绕组中没有环流电流，没有电磁力矩。因此，力矩式自整角机的接受机的励磁转角能够和发送机的励磁转角保持一致。 3．感应电动机定子绕组与转子绕组没有直接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，从空载到满载电机主磁通有无变化？ 答：负载增加时，由牛顿运动公式可知，电机转速将下降，转差率会上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增加，转子磁动势F2也增加。由磁动势平衡关系可知，定子磁动势会增加，定子电流I1会上升，从而维持磁动势的平衡。定子电流的增加，由于U1不变，这表明电机从电网吸收的电功率增加。这一过程直 到转子电流产生的转矩和负载转矩重新平衡为止。在U1不变的情况下，I1的增加导致I1Z1增加，使E1减小。由于I1Z1增加的部分同U1相比较小，故主磁通略有下降。 4．电动机的允许温升取决于什么？若两台电动机的通风冷却条件不同，而其他条件完全相同，它们的允许温升是否相等？ 答：电动机在实现能量变换的过程中，在电动机内部产生损耗并变成热量从而使电动机的温度升高。在电动机中，耐热最差的是绕组的绝缘材料。不同的绝缘材料，它能够长期使用的温度是不一样的，因此，电动机的允许温升主要取决于所采用的绝缘材料，电动机的选择与使用都以不以超过额定温升为原则。尽管两台电机的通风冷却条件不同，但只要绝缘材料相同，他们都能长期在相同的温度下运行（容许温升内）。两台电动机的通风冷却条件不同，只能影响到电机的散热情况，而不会改变电机的温升。 5、一台笼型感应电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏，改为铸铝的。如果输出同样转矩，电动机运行性能有什么变化？ 答：当三相异步电动机转子导条由铜导条改为铸铝导条后，由于铝的电阻率比铜的电阻率要大，相当于增大了电动机转子回路的电阻。由三相异步电动机的等效电路分析可知：当转子电阻增大时电动机起动时的电流将会减小；起动转矩最大；最大转矩不变；但临界转差率Sm将会增大。当电动机稳定运行后，如果负载转矩和未换铸铝时的一样没有变化，由于转子电阻增大，将会使稳定运行时的转差率S增大；电动机转速下降；同时，损耗在转子上的铜耗增大；电动机运行时效率下降。故从长期使用来说，采用铸铝转子的三相异步电动机，运行是不经济的。 6．什么是交流伺服电动机的自转？交流伺服电动机怎样克服自转现象？ 答：当交流伺服电动机的励磁绕组和控制绕组加上交流电压后，电动机的转子开始运转，运转以后，去掉控制绕组上的控制电压，伺服电动机仍然转动的现象叫做交流伺服电动机的自转。自转现象存在的原因是单相交流电动机虽然没有起动转矩，但起动起来后，就有电磁转矩存在，在交流伺服电动机中，采用增大转子电阻的办法来克服自转现象的 出现，即满足的条件，此时伺服电动机在单相运转时，产生的电磁转矩是负转矩，即当控制电压没有时，电动机受到负转矩而停止下来。 7．为什么变压器的空载电流同三相异步电动机空载电流相比较起来要小一些？ 答：激磁电流的大小与主磁路的磁阻密切相关，变压器的主磁路全部用导磁性能良好的材料构成，而异步电机是旋转电机，主磁路里除了有用导磁性能良好的硅钢片叠压而成的定子铁芯和转子铁芯，还有空气隙，气隙的长度尽管很小，但磁阻很大，这样异步电机主磁路的磁阻比相应的变压器的大，所以异步电机的激磁电流标么值（约0.2~0.5）比变压器的（约0.02~0.1）大得多。空载电流的主要成份是激磁电流，因此变压器空载电流的标么值比异步电机小得多。 8．直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？若忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从TL=0 和TL=TN两种情况加以分析）？ 答：直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上，这是因为主磁极靠外电源产生磁场。如果忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，由于励磁磁场存在剩磁，由公式T=CTфIa可知，电机产生了力矩，在力矩的作用下，电机开始旋转。当TL=0时，由于电机产生的力矩大于负载力矩（此时负载力矩为零），电机会不停地加速，理论上电动机转速将趋近于无限大，引起飞车，高速旋转将会损坏机械设备。当TL=TN时，由公式T=CTфIa可知，由于磁通ф很小，要产生大的力矩拖动负载，电动机电流将会大大增加而严重过载，烧毁电机。 9.一台笼型感应电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏，改为铸铝的。如果输出同样转矩，电动机运行性能有什么变化？ 答：当三相异步电动机转子导条由铜导条改为铸铝导条后，由于铝的电阻率比铜的电阻率要大，相当于增大了电动机转子回路的电阻。由三相异步电动机的等效电路分析可知：当转子电阻增大时电动机起动时的电流将会减小；起动转矩最大；最大转矩不变；但临界转差率Sm将会增大。当电动机稳定运行后，如果负载转矩和未换铸铝时的一样没有变化，由于转子电阻增大，将会使稳定运行时的转差率S增大；电动机转速下降；同时，损耗在转子上的铜耗增大；电动机运行时效率下降。故从长期使用来说，采用铸铝转子的三相异步电动机，运行是不经济的。 10．什么是交流伺服电动机的自转？交流伺服电动机怎样克服自转现象？ 答：当交流伺服电动机的励磁绕组和控制绕组加上交流电压后，电动机的转子开始运转，运转以后，去掉控制绕组上的控制电压，伺服电动机仍然转动的现象叫做交流伺服电动机的自转。自转现象存在的原因是单相交流电动机虽然没有起动转矩，但起动起来后，就有电磁转矩存在，在交流伺服电动机中，采用增大转子电阻的办法来克服自转现象的 出现，即满足的条件，此时伺服电动机在单相运转时，产生的电磁转矩是负转矩，即当控制电压没有时，电动机受到负转矩而停止下来。 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、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、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） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（??）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（??） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（??） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（??） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（??） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、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。 3、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。 4、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。 5、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。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（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 ） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =，U N =110V ，I N =，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =Ω，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，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？ 《电机及其应用》自测题 一、填空题 1、变压器的作用是将某一等级的交流( )变换成另一等级的交流( )。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于( )和( )之比。 3、电力变压器中的变压器油主要起( )、( )和( )作用。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压( )的装置，以便达到调节副边( )的目的。 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( )电压和( )电流。 6、变压器空载时的损耗主要是由于( )的磁化所引起的( )和( )损耗。 7、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在( )加压；短路试验一般在 ( )加压。 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm就愈( )。 9、若将变压器低压侧参数折算到高压侧时，其电势(或电压)应( )、电流应( )、电阻(或电抗)应( )。10、三相组式变压器各相磁路( )，三相芯式变压器各相磁路( )。 11、三相变压器组不能采用( )连接方法，而三相芯式变压器可以采用。 12、变压器并联运行的条件是( )、( )、( )。 13、当三相变压器接成星形(Y)时，其线电压是相电压的( )倍，线电流与相电流( )。 14、当三相变压器接成三角形(D)时，其线电压与相电压( )，线电流是相电流的( )倍。 15、变压器在运行时，当( )和( )损耗相等时，效率最高。 16、有两台变压器，额定电压分别为10kV／和／，两台变压器的变比差值△K为( )，若其它条件满足并联运行，根据计算结果， 这两台变压器( )并联运行。 17、三绕组变压器的额定容量是指( )。 18、自耦变压器与同容量的两绕组变压器比较，它的空载电流( )。 19、自耦变压器适用于一、二次侧( )相差不大的场合，一般在设计时，变比Ka( )。 20、电焊变压器实际上是一台( )的降压变压器，它的外特性( )，短路电流( )。 21、整流变压器的容量一般取一、二次绕组容量的( )，又称为( )。 22、单相绕组的感应电势与( )、( )和( )成正比。 23、线圈的短距系数表示了短距线圈比整距线圈产生的电势( )的程度。 24、线圈的分布系数表示线圈分布放置后，其合成电势比线圈集中放置时电势( )的程度。 25、主极磁场非正弦分布引起的( )，对相电势的大小影响( )，主要影响了电势的( )。 学年度第一学期 自动化系《电机与电力拖动基础》期末考试试卷（） 题 号 -一一 二二二 -三 四 五 、■ 六 总分 评阅人 签名 得 分 一、选择题（每小题 2分，共20分） 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. 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 12,那么：（2） （1 ） l 1 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、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、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） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（ ）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（ ） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（ ） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（ ） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（ ） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、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。 3、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。 4、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。 5、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。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（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 <） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 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？ 解：（1）0.068N a N e N N U R I C n -Φ== （2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ （3）不计空载转矩时，em L T T =，故： 解得： 2.69B R =Ω 第五部分 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） 《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、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) 2、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） 3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 4、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） 5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2） 6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用） 二、判断题 1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）（F） 2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（）（T） 3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F） 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F） 三、选择题 1、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 2、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。 3、如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（）。（2） （1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。 四、简答题 1、直流发电机的励磁方式有哪几种？ （他励；自励（包括并励，串励和复励）） 2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？ （使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。 《电机与拖动基础》期末试卷2006.01 姓名：班级： . 满分：100分时间：90分钟 考生注意：选择题写在答题卡上，只交第二卷 第一卷（40分） 一、选择题（每题2分，计40分） 1.以下部件不属于直流电机定子组成部分的是（） A.主磁极 B.换向器 C.端盖 D.电刷装置 2.一般直流电机主磁极的铁心由（） A.优质硅钢片叠制而成 B.软铁块制作而成 C.钢板叠压而成 D.铁或钢铸成 3.直流电动机在旋转一周的过程中，某一电枢绕组元件（线圈）中所通过的电流方向（） A.改变一次 B.改变二次 C.改变三次 D.一直不变 4.直流电机的主磁场是指（） A.主磁极产生的磁场 B.电枢电流产生的磁场 C.换向极产生的磁场 5.直流电动机中的空载转矩等于 ( ) A.电磁转矩与输入转矩的差 B.输入转矩与电磁转矩的差 C.电磁转矩与输出转矩的差 D.输出转矩与电磁转矩的差 6.直流发电机中的空载转矩等于( ) A.电磁转矩与输入转矩的差 B.输入转矩与电磁转矩的差 C.电磁转矩与输出转矩的差 D.输出转矩与电磁转矩的差 7.他励电动机改变电源电压调速，是指（） A.改变励磁电压，电枢电压仍为额定值 B.改变电枢端电压，励磁电压仍为额定值 C.同时改变励磁、电枢端电压 8.直流电动机在主磁通Φ和电枢电压Ｕ不变，而负载转矩ＴＬ变小时，转速n,电枢电流I a和反电动势Ｅ的变化应是（） A.n增大，I a下降，Ｅ增大 B.n增大，I a增大，Ｅ增大 C.n增大，I a增大，Ｅ下降 D.n下降，I a下降，Ｅ下降 9.直流电动机在负载转矩ＴＬ和电枢电压Ｕ不变，主磁通变小时，转速n, 电枢电流I a和反电动势Ｅ的变化应是（） 《电机与拖动基础》复习题 一、填空题（36分，每题2分，总共36分） 1、并励直流电动机改变转向的方法有 ， 。 2、直流电机单叠绕组的并联支路对数为 。 3、并励直流电动机在运行时励磁绕组断开了，电机将 。 4、一台50HZ 的三相电机通以60 HZ 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小 ，转速 ，极数 。 5、当三相异步电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率 为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 6、三相交流绕组产生的磁动势的性质是 ，其特点是幅值的大小 、转速的大小为 、转向是由 决定的、当哪相电流最大，三相合成基波圆形旋转磁动势就转至 。 7、三相异步电动机等效电路中的附加电阻 ' -2)1(R s s 上所消耗的电功率应等于 。 8、同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ； （3） 。 9、同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角； 二是 和 之间的夹角。 10、通过 和 实验可求取变压器的参数。 11、并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ， （3） 的要求。 12、直流发电机的电磁转矩是 转矩，直流电动机的电磁转矩是 转矩。 13、一台三相电力变压器N S =560KV A ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 14、他励直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速 ，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速 。 15、三相异步电动机转速为n ，定子旋转磁场的转速为n ，当n ＜n 是 运行状态；当 n ＞n 是 运行状态；当 n 与 n 反向时是 运行状态 16、三相同步发电机通过调节____ _____________可调节有功功率。 17、变压器由空载到负载，其主磁通φ 的大小____ ___________。 18、同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应。 二、问答题（每题4分，总共24分） 1、直流发电机感应电势与那些因素有关？若一台直流发电机空载电势是230伏，试问在下列情况下电势的变化如何？ （1） 磁通减少10％； 电机与拖动基础试题及答案(简答题) 简答题 1．变压器铁心为什么要用涂有绝缘的薄硅钢片叠成？若在铁心磁回路中出现较大的间隙，对变压器有何影响？ 答：铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁损耗，用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心，可以大大减少铁损耗。若在铁心磁回路中出现较大的间隙，则主磁通所经过的铁心磁回路的磁阻就比较大，产生同样的主磁通所需要的励磁磁动势和励磁电流就大大增加，即变压器的空载电流会大大增加。 2．画出单相变压器负载时的各种磁通及其产生的感应电动势的关系图。 答：变压器负载时各种磁通及其产生的感应电动势的关系如下图： 3．为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗？为什么短路损耗可以近似看成铜损耗？ 答：变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。 变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。 4．变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响？为什么要求Xm大、Rm小？答：Rm：变压器的励磁电阻，它是反应变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。Xm：变压器的励磁电抗，反应了主磁通对电路的电磁效应。Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降。 Xm越大、Rm越小时，主磁通一定时，铁耗越小，所以希望Xm大、Rm小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁阻小）、铁损小、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成。 5．根据电流互感器副边短路后的电磁关系，说明为什么不能开路。 答：开路后副边电流的去磁作用消失，原边电流全部用来励磁，使得铁心磁通过度饱和，畸变，铁心发热，原边副边感应出高电压，危险。 6．如果考虑变压器铁心饱和，变压器的励磁电流是什么波形？为什么？ 答：尖顶波。变压器电压为正弦波，这就要求磁通也应该是正弦波，才会使得电压和电势大约相等。即U≈E=4.44fNφ。当磁路饱和时，正弦波的励磁电流只能产生平顶波铁心的磁通，只有尖顶波的励磁电流才能产生正弦波铁心磁通。7．简述并励直流发电机自励建压的条件 答：1）必须有剩磁。否则要充磁。2）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。3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。4）转速不能太低，转速应该达到额定转速。 8．并励电动机起动时，为什么电枢回路中串联的电阻取较大的值？而励磁回路中串联的电阻取较小的值？ 答：直流电动机起动时，由于转速为0，Ea=0，电枢绕组的电阻很小。如电枢回路不串联电阻，全压起动时，起动电流I=U/Ra可达额定电流的几十倍，损坏电机。电枢回路中串联较大的电阻可使起动电流较低。起动过程中又要求有足够大的起动电磁转矩，T=CTΦIa，励磁回路电阻较小，励磁电流较大，磁通较大，将产生足够大的电磁转矩，电机很快转动起动，感应电势很快建立起来，使起动电流很快减小。 9．试分别画出他励直流电动机在改变电枢电压时和在转子回路中串电阻时的人为机械特性曲线。 答：改变电枢电压时的机械特性 《电机与拖动基础》模拟题 一．单项选择题 1．一台他励直流发电机由额定运行状态转速下降到原来的50%，而励磁电流、电枢电流都不变，则 B 。 A．端电压下降到原来的50% B．E a下降到原来的50% C．T下降到原来的50% D．E a和T都下降到原来的50% 2．恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为90N·m，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为 A 。 A．720 N·m B．90 N·m C．900 N·m D．80 N·m 3．电力拖动系统中已知电动机转速为1000 r/min，工作机构转速为100 r/min，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为150 N·m，电动机电磁转矩为20 N·m，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于 C 。 A．减速过程B．恒速 C．加速过程D．变速 4．一台绕线式三相异步电动机拖动起重机的主钩，若重物提升到一定高度以后，需要停在空中，在不使用抱闸等装置使卷筒停转的情况下，可以采用的办法是 D 。 A．切断交流电动机电源电压B．对调电动机定子任意两出线端 C．降低电动机电源电压D．在电动机转子回路中串入适当的三相对称电阻5．一台八极绕线式三相异步电动机拖动起重机的主钩，当提升某重物时，负载转矩T L=T N，电动机转速n N=710 r/min。忽略传动机构的损耗，现要以相同的速度把该重物下放，可以采用的办法是 D 。 A．降低交流电动机电源电压B．切除交流电源，在定子绕组通入直流电流 C．对调定子绕组任意两出线端D．转子绕组中串入三相对称电阻 6．恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为100N·m，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为 D 。 A．8000 N·m B．1000 N·m C．900 N·m D．800 N·m 7．电力拖动系统中已知电动机转速为1000 r/min，工作机构转速为100 r/min，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为180 N·m，电动机电磁转矩为20 N·m，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于 B 。 电机与拖动试卷及参考答案 一、、填空题（每空1分，共30分） 1．直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相反），因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。 2．接触器主要由（电磁机构）、（触点系统）、（灭弧装置）等三大部分组成。3．空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构）、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转180度）。 4、用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的（1/3）,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（1/3），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（0）时，应及时（切断电源），防止电机（反转）。 6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。 7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。 8．分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。 9．单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。 10．熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。 二、判断题（每小题1分，共10分）。 （×）1．一台额定电压为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， 《电机与拖动》试题题库 一、填空题 1.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相同。（填相同 或相反） 2.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相反，因此电磁转矩为阻（力）转矩；直流电动机中的电磁转 矩方向与转子的旋转方向相同，因此电磁转矩为拖动转矩。 3.直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励、复励四种。 4.直流电机是一种能量转换装置，具有可逆性，既可作发电机用，又可作电动机用。作发电机使用时，输入机械 功率，输出电功率；作电动机使用时，输入电功率，输出机械功率。 5.直流电机定子主磁极的作用是产生磁场。 6.直流电动机的电磁制动有能耗制动、反接制动、__回馈制动三种。 7.串励直流电动机的特点是：负载变化时励磁电流及主磁通同时该变，故负载变化时转速变化很大，电磁转距则 近似正比于电流的平方变化。 8.直流电动机的静差率越小，表明电动机转速的相对稳定性越___高___，也表明机械特性越___硬____。 9.可用下列关系来判断直流电机的运行状态：当___U>E____时为电动机状态，当___E>U___时为发电机状态。（填 写,; U E E U >>） 10.直流电机的电磁转矩是由每极气隙磁通Φ和电枢电流 a I共同作用产生的。 11.变压器主要由原边和付边两部分组成。 12.变压器空载试验一般在低压侧进行，而短路试验一般在高压侧进行。 13.变压器空载运行时功率因数很低，这是由于空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁耗和空载时所需的有 功功率。 14.变压器的空载损耗可以近似看成铁耗，负载损耗可以近似看成铜耗。 15.按照磁滞回线的形状不同，铁磁材料可分为软磁材料和硬磁（永磁）材料两大类。 16.铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和称铁心损耗。这部分损耗都将消耗有功功率，使铁心发热。 17.电流互感器运行时，在任何情况下都不允许副边开路，它可以看作是升压变压器；而电压互感器使用时，副边 不允许短路。 18.额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16Ω，这算到二次侧后大小为1Ω。 19.当三相异步电动机的转差率1 s=时，电动机处于停止（或起动）状态；当0 s<时，电动机处于发电运行状态； 当1 s>时，电动机处于电磁制动状态。当电动机拖动恒转矩负载，当满足运行条件01 s <<时，拖动负载获得稳定运行状态。 20.三相交流电机电枢绕组产生基波旋转磁势的条件是三相对称定子绕组中加入三相对称的交流电，其转速与通入 电流频率及电机极对数的关系是 1 60f n p = ____，若改变电流的相序，其转向相反。 21.三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般0.01-0.06在范围内。 22.异步电机中存在着二个转速：一个是旋转磁场转速，另一个是转子转速。 23.三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼式和绕线式两类；同步电动机根据转子结构的不同分为隐极式同步 电机和凸极式同步电动机。 24.三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生幅值（或转速）不变，空间旋转的磁动势。如果要改变磁场的旋 《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 = 电机与拖动基础总复习 试题类型 一、填空题 二、选择题 四、简答题 五、计算题 第一章直流电机原理 1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。 3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。 4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a等于极对数n p。 5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。☆ 6 直流电机的励磁方式：☆ ☆7直流电机的电枢电压方程和电动势： 直流电机电磁转矩 8 直流电动机功率方程 9直流电机工作特性☆ 10 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开☆ Φn C E e a =a T e ΦI C T =p P P p p p p P p p P P P ∑?+=+?+?+?+?=+?+?=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1a a a I R E U a += 一旦励磁电流I f = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。 11 自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件☆☆ （1）电机必须有剩磁，如果没有须事先进行充磁； （2）励磁绕组的极性必须正确，也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确； （3）励磁回路的电阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/I f不能太陡，否则如果伏安特性的斜率太陡，与发电机空载特性交点很低或无交点，就无法建立空载电压。总之，自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压，然后才能带负载运行。 12他励直流发电机的外特性☆ 随着电流的增大，其输出电压下降。这是因为：①随着发电机的负载增加，其电枢反应的去磁效应增强，使每极磁通量减小，导致电枢电动势下降。②电枢回路电阻上的电压将随着电流上升而增大，使发电机的输出电压下降。 13效率 他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流I a的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。当负载较小时，I a也较小，此时发电机的损耗是以 《电机与拖动》课程模拟试卷（五） 考试时间：90分钟 一、填空题（每空1分，共30分） 1、所谓电力拖动，就是用带动按给定的规律运动，来完成特 定的生产任务。除这两者之外，电力拖动系统还包括连结两者的、控制用的和。 答案：电动机、生产机械、传动机构、电气控制设备、电源 2、是一种静止的电气设备，可以通过电磁耦合的作用把电能或信 号从一个电路传递到另一个电路。根据绕组数目可以分为和；按相数可分为和。 答案：变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、单相变压器、三相变压器 3、三相异步电动机进行绕组折算的原则是。答案：保证在折算前后转子磁动势的幅值和空间位置保持不变 4、交流伺服电动机的控制方式有、和三种。 答案：幅值控制、相位控制、幅值-相位控制 5、一台三相变压器的额定容量为S N=60kV A，额定电压为U1N/U2N=1000/200V，原、副边绕组Y/ 接法，其变比为，原、副边额定电流为和。答案：2.89、34.64A、173.21A 6、一台直流电动机由额定运行状态转速下降到原来的80%，而励磁电流、电枢电流都不变，其电枢电动势变为原来的，电磁转矩为原来的。答案：80%、100% 7、无刷直流电动机由、和三大部分构成。 答案：电动机本体、位置传感器、电子换向器 8、变压器C1的电流标么值是0.8，变压器C2的电流标么值是1.0，其中是满载运行，是轻载运行。 答案：C2、C1 9、下图为单相变压器的功率流图，请在其中适当的位置填入：p Cu1、P 1、P M 、P 2和p Cu2。 答案：p Cu1、p Cu2、P 1、P M 、P 2（先上排后下排，从左至右） 10、水轮发电机转子结构多采用 ，汽轮发电机转子结构多采用 。 答案：凸极式、隐极式 二、计算题（共30分） 1、（18分）某直流他励电动机额定数据如下：P N =22[kW],U N ＝220[V ]，n N ＝1500[r/min ]，I N ＝115[A]，电枢回路总电阻Ra ＝0.1[Ω]，电枢回路中允许的最大电流I amax ≤2I N ，若运行于正向电动状态时，要求计算： （1）负载为反抗性恒转矩负载T L ＝0.9T N ，采用能耗制动过程停车时，电枢回路应串入的制动电阻最小值是多少? （2）负载为位能性恒转矩负载T L ＝0.7T N ，要求电动机运行在n 1＝－200r/min 匀速下放重物，采用能耗制动运行，电枢回路应串入的电阻值是多少？ （3）负载同（1），若采用电压反向的反接制动停车，应在电枢中串入的制动电阻最小值为多少? （4）负载同（2），电动机运行在n 2＝－980r/min 匀速下放重物，采用倒拉反转运行，电枢回路应串入的电阻值是多少？ （5）负载同（2），采用反向回馈制动运行，电枢回路不串电阻时，电动机转速是多少？ 答案及解析：（1） 2201150.1 0.1391500 N N a e N N U I R C n --?Φ= == （1分） 负载T L ＝0.9T N ，则正向电动运行时电枢电流 0.90.9115103.5a N I I A ==?= 由机械特性N a a e N e N U R n I C C = -ΦΦ （1分） 《电机与拖动基础》练习题 一．填空题： 1．三相异步电动机常用的制动方法是。 2．直流电机中电枢绕组的作用是产生，实现机电能量转换。 3．一台三相变压器的接线如图所示，则其联接组为。 4．当电源频率及电动机其他参数不变，三相绕线式异步电动机转子串入电阻时，其最大转矩T m，临界转差率S m，转速 n 。 5．同步电机按其转子的结构不同，可分为； 其阻尼绕组用于。 6．已知某直流电动机的机械特性1如图所示，该机分别与负载特性2和负载特性3配合时，平衡点A是平衡点，平衡点B是 平衡点。 7．一台磁极对数p为2的三相异步电动机定子绕组通入频率f1为50H Z的三相对称电流，其三相绕组所产生的合成基波磁势的转速n1= ， 旋转方向是。 8．一台三相异步电动机，已知电源频率f1=50H Z，定子每相绕组的串联匝数N1=24，基波绕组系数k w1=0.90，基波每极磁通Ф1=0.74Wb，则定子每相绕组中的基波相电动势有效值EФ1为。 9．一台三相异步电动机，已知f N=50H Z，P N=40kW，n N=1470r/min，U N=380V，λM=2.0，则其额定转差率S N= ，最大转矩T m= 。 10．三相同步电机的转子主要由组成。 11．单相异步电动机的基本类型有 。 12．同步电动机常用的起动方法有。二．三相异步电动机主要由哪几部分组成？试分析其工作原理。 三．计算题： 1．一台他励直流电动机，已知：P N=22kW，U N=220V，I N=115A，n N=1500r/min，R a=0.25?，拖动恒转矩负载T Z=0.7 T N，试求： （1）若电枢回路串入电阻1Ω，则稳定后的转速和电流； （2）若采用降低电压调速，使转速为300r/min，则端电压和稳定后的电流； （3）若将磁通和端电压都降低20%，则稳定后的转速和电流。 2．某车间有一台三相笼型异步电动机，已知额定数据为：P N=37kW，I N=72A，n N=985r/min，起动电流倍数K I=6.5，起动转矩倍数K M=1.8，车间变电所允许最大冲击电流为360A，生产机械要求起动转矩不得低于250N·m。试问： （1）此电动机能否采用全压起动？ 《电机原理及拖动》复习 一、名词解释 1、绕组元件：是两端分别与两个换向片相连接的单匝或多匝线圈。 2、直流电机的电磁转矩：是指电机在正常运行时，电枢绕组流过电流，这些载流导体在磁场中受力所形成的总转矩。 3、电力拖动系统的过渡过程：就是指拖动系统从一个稳定状态到另一个稳定状态中间的过程。 4、整流变压器：是作为整流装置的电源变压器，用来把电网电压转换成整流装置所需的电压。 5、能耗制动：能耗制动是指利用转子惯性转动切割磁力线而产生制动转矩，就是说把转子的能量消耗在转子回路的电阻上。 6、第一节距：一个元件两个有效边之间的距离，以所跨槽数表示。 7、直流电机的电枢电动势：是指直流电机正常工作时绕组切割气隙磁通产生的刷间电动势。 8、电力拖动系统：是由电动机、机械传动机构、生产机械的工作机构、电动机的控制设备以及电源等五部分组成的综合机电装置。 9、变压器的额定容量：是变压器的额定视在功率，三相变压器指的是三相总容量。 10、反接制动：反接制动是利用改变电动机定子绕组的电源相序、产生反向的制动转矩，而迫使电动机迅速停止转动的方法。 二、填空题 1、直流电动机改变线圈中电流方向是和完成的。 2、直流发电机把转换成。 3、他励直流电动机的调速方法 有、、。 4、三相变压器的原、副绕组都可以接成。 5、国际上规定标志三相变压器高、低压绕组线电势的相位关系用。 6、交流异步电动机的转子绕组有和两种。 7、定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生。 8、同步电机可分为、和三类。 9、对于同步发电机，按拖动它的原动机来分有和发电机等。 10、通常采用、、和等方法来校验电动机的发热。 11、主磁极的作用是产生。它由和组成。 12、、和常数是决定机械过渡过程的三要素。 13、三相变压器组是由按一定的方式联接起来组成的。 14、空间电角度是空间几何角度的倍，p是。 15、电压互感器在运行时副绕组绝对不允许。而电流互感器在运行时副边绝对不允许。 16、定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生。 17、鼠笼型电动机的起动方法有起动、起动两种。 18、异步电动机的调速有、、调速。 19、同步电动机的结构分有和两种。 20、同步电动机起动的方法有、、。 三、选择题 河南科技学院成人高等教育模拟考试 电机与拖动试题参考答案及评分标准（A ） 一、单项选择题（每小题2分，共20分） 1-5 C D C A A 6-10 B A B B D 二、多项选择题（每小题1分，共10分） 1、ABC 2、ABC 3、CD 4、ABCD 5、AC 三、判断题（每小题1分，共10分） 1-5、× √ × √ √ 6-10×× √ √ × 四、问答题（每小题10分，共40分） 1、直流电机中绕组的基本形式以及单叠绕组的基本特点是什么? 绕组的基本形式：单叠绕组、单波绕组；(2分) 单叠绕组的基本特点是：（1）所有元件组成一个闭合回路；(1分) （2）元件两端分别接在相邻两个换向片上；(1分) （3）一个极下所有上层边元件组成一条支路；(2分) （4）电刷对数等于极对数；(1分) （5）支路对数等于极对数；(1分) （6）电刷的位置：电刷所接换向片所接元件的边应处在相邻两磁极中间（对称元件处在磁极轴线下）。(2分) 2、在直流电动机电动、发电、制动三种运行状态下电磁转矩与转速的关系怎样? 什么因素决定直流电动机的电磁转矩? 电动运行状态下电磁转矩与转速的方向相同，拖动电枢旋转，电能变机械能；(2分) 发电运行状态下电磁转矩与转速的方向相反，源动机拖动电枢旋转克服电磁转矩，机械能变电能；(2分) 制动运行状态下电磁转矩与转速的方向相反，电磁转矩制动电枢旋转，把能量消耗在转子内的电阻上。(2分) 电磁转矩的公式a T I C T φ=，(2分)决定直流电动机的电磁转矩的因素是负载转矩；(2分) 3、在三相交流异步电动机的等效电路中（1—S ）2r '/S 代表什么？能不能不用电阻，而用电感、或电容代替？为什么？电机与拖动基础试题及答案
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