最新电机与拖动期末试题及答案
《电机与拖动》试题
及答案
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。
升高
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U
0（）。（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。
换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。）
3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同？并说明影响曲线形状的因素。
（并励直流发电机的外特性比他励的软。
他励：影响因素有两个
(1)随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；
(2) 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。
并励：影响因素有三个
(1) 随着Ia 增加，IaRa 增加，使U 下降；
(2) 随着Ia 增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通φ减少，电枢电动势Ea 减少，最后使端电压U 下降。
(3) 两端电压下降，磁通φ下降，电枢电动势Ea 进一步减少，端电压U 进一步下降。）
4、一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电动机状态工作，此时电磁转矩方向是否变？旋转方向是否改变？
（电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。） 五、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：2221 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 ==?=
2
2110100Cua 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 =+=
2427.9Cua 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、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）
二、判断题
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
1 2 ；（2）I 1 =I 2 ；(3)I 1 >I 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。) 五、计算题： 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= = 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 第三部分 变压器 一、填空题： 1、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏阻抗压降条件下，其主磁通的大小决定于_______的大小，而与磁路的_______基本无关，其主磁通与励磁电流成_______关系。（外加电压；材质和几何尺寸；非线性） 2、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗越_______，励磁电流越_______。（越大；越小） 3、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） 4、当变压器负载（φ2>0°）一定，电源电压下降，则空载电流I _______， 铁损耗P Fe _______。（减小；减小） 5、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 =20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I =_______A，P =_______W。 （0.5；20） 6、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就_______，短路电流就_______。（大；小） 7、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） 8、两台变压器并联运行，第一台先达满载，说明第一台变压器短路阻抗标 么值比第二台_______。（小） 9、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） 10、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损耗和空载时铜损耗所需 的有功功率） 二、判断题 1、一台变压器原边电压U 1 不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负 载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等（）。（F） 2、变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流 也大，因此变压器的主要磁通也大（）。（F） 3、变压器的漏抗是个常数，而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少（）。 （T） 4、自耦变压器由于存在传导功率，因此其设计容量小于铭牌的额定容量（）。（T） 5、使用电压互感器时其二次侧不允许短路，而使用电流互感器时二次侧则不允许开路（）。（T） 三、单项选择题 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、一台变压器原边接在额定电压的电源上，当副边带纯电组负载时，则从原边输入的功率：③ ①只包含有功功率；②只包含无功功率； ③既有有功功率，又有无功功率；④为零。 4、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。 5、一台变压器在（）时效率最高。③ ①β=1；②P 0/P S =常数；③P Cu =P Fe ；④S=S N 四、简答题 1、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗？ （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。） 2、电源频率降低，其他各量不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。 （据114.44m U fN ≈Φ可知，当f 降低时，()m m B Φ增加，铁心饱和程度增加，励磁电流增加，励磁电抗减小。） 3、变压器的原、副边额定电压都是如何定义的？ （原边额定电压是指规定加在一次侧的电压。副边额定电压是指当一次侧加上额定电压时，二次侧的开路电压。） 4、变压器并联运行的条件是什么？哪一个条件要求绝对严格？ （ 变压器并联运行的条件是：（1）各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；（2）各变压器的联结组别必须相同；（3）各变压器的短路阻抗（或短路电压）标幺值相等，且短路阻抗角也相等。 五、作图题 1、画相量图判定组别：如右图（a ）所示 (图略,组别Y,y4) 2、画相量图判定组别： 如右图（b ）所示 (图略,组别Y,d11) 六、计算题 a 1、三相变压器额定容量为20kV ·A ，额定电压为10/0.4 kV ，额定频率为50H Z ，Y ，y0联结，高压绕组匝数为3300。试求：（1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压绕组的额定电压；（3）绘出变压器Y ，y0的接线图。 解：（1 ）1 1.16N I A = = 228.87N I A = = （2 ）1 5.774NP U kV = = 20.231NP U kV = = 2、一台S N =100kV ·A ，U 1N /U 2N =6/0.4 kV ，Y ，y0联结的三相变压器，I 0%=6.5%，P 0=600W ，u s =5%，P SN =1800W ，试求：（1）近似等效电路参数标么值；（2）满载及cos φ2=0.8（滞后）时的二次端电压和效率；（3）产生最大效率时的负载电流及cos φ2=0.8(φ2>0°)时的最大效率。 解：（1）由空载试验数据求励磁参数 **0 1 15.38m Z I == * *0*20 1.42m P R I == *15.31m X == 由短路试验数据求短路参数 **0.05S S Z U == **0.018SN S SN N P R P S === *0.467S X == （2）** 22(cos sin )100% 4.24%S S U R X β???=+?= 22(1)383N U U U V =-?= 202 20(1)100%97.1%cos SN N SN P P S P P βηβ?β+=-?=++ （3 ）0.577m β= = 22m N m I I A ββ== 0 max 20 2(1)100%97.5%cos 2m N P S P ηβ?=- ?=+ 第四部分 交流电机的绕组、电动势和磁动势 一、填空题： 1、一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50Hz 的三相对称交流电流，其合成磁通势为_______磁通势。(圆形旋转) 2、采用_______绕组和_______绕组可以有效地削弱谐波分量，同时使基波分量_______（增加、减小）。 (叠;波;增加) 3、一个脉振磁通势可以分解为两个_______和_______相同，而_______相反的旋转磁通势。 (幅值;转速;转向) 4、三相对称绕组的构成原则是_____ __;____ _;__ _ _。(各相绕组的结构相同;阻抗相等;空间位置对称（互差120度电角度）) 二、是非题 1、两相对称绕组，通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势。（） (T) 2、改变电流相序，可以改变三相旋转磁通势的转向。（） (T) 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） 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 的三相对称电源；其s=0.05，则此时 Z 转子转速为_______r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min。（950；50；0） 4、三相异步电动机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（主磁通；转子电流的有功分量） 5、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） 6、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） 7、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） 8、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在_______范围内。（0.01～0.06） 9、对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变） 二、判断题 1、不管异步电机转子是旋转还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的（）。（T） 2、三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗（）。（T） 3、三相异步电动机的最大电磁转矩T m 的大小与转子电阻r 2 阻值无关（）。 （T） 4、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。（）（T） 5、三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（）。（T） 三、选择题 1、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。 2、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因：③ ①异步电动机是旋转的；②异步电动机的损耗大；③异步电动机有气隙；④异步电动机有漏抗。 3、三相异步电动机空载时，气隙磁通的大小主要取决于：① ①电源电压；②气隙大小；③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。 4、三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于：② ①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压；②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通；④它们都由电网取得励磁电流。 5、三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：② ①升高；②下降一直到停转；③②下降至零后再反向旋转；④下降到某一稳定转速。 四、简答题 1、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？ （空载时，10I I ? ? =，而000a r I I I ???=+，其中，0a I ? 为有功分量电流，用来供给空载损耗；0r I ? 为无功分量电流，用来建立磁场。由于00a r I I ?? <<，所以空载电流基本上是一无功性质的电流，因而电动机的功率因数很低。） 2、异步电动机等效电路中的附加电阻' 21s R s -的物理意义是什么？能否用电 抗或电容代替这个附加电阻？为什么？ （异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻，用转 子电流在该电阻所消耗的功率''2 221s R I s -来代替总机械功率（包括轴上输出的机 械功率和机械损耗、附加损耗等）。因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性 质。因此， 从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻。） 3、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？ （异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。） 五、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 ，附加损耗P ad =200W ，试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。 解：（1）2210.58em mec ad Cu P P P P P kW =+++= 2/0.0293N Cu em s P P == 1(1)1456/min N N n s n r =-= 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？ 电机与拖动简答题 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 1. 三相异步电动机有机械制动和电气制动两类方法。 2.三相绕线式异步电动机通常采用在转子绕组中串接变阻器或频敏变阻器起动方法。 3.主磁通：在铁心内通过的磁通。 4.漏磁通：在部分铁心和铁心周围的空间存在的少量分散的磁通。 5. 直流发电机的励磁方式有：他励；自励（包括并励，串励和复励）。 6.单相罩极式异步电动机的特点：起动转矩小，电动机转向不可改变。 7.常用的控制电机有：伺服电机、测速电机、自整角电机、旋转变压器、力矩电机。 8. 软磁材料可用于制造电机铁心;硬磁材料可用于制造永久磁铁. 9.直流电动机的固有机械特性:当直流电动机的电枢电压和磁通均为额定值，且电枢没有串联电阻时的机械特性。 10.直流并励发电机自励的条件是什么？ 答：直流并励发电机自励的条件是：1）电机必须有剩磁，如果电机已经失磁，可用其他直流电源激励一次，以获得剩磁。2）励磁绕组并联到电枢的极性必须正确，否则绕组接通后，电枢中的电动势不但不会增大，反而会下降，如出现这种情况，可将励磁绕组与电枢出线端的连接对调，或者将电枢反转。3）励磁回路中的电阻要小于临界值。 11.直流电动机的调速方法有几种，各有何特点？ 答：直流电机调速方法有三种（以他励直流电动机为例）：（1）改变电枢端电压：转速特性为一组平行下移的直线，特点是空载转速随电枢电压的下降而减小。（2）在电枢回路中串电阻：转速特性为一组空载转速不变的直线，特点是所串电阻要消耗功率，电动机转速随所串电阻的增加而下降。（3）改变所串的励磁回路的电阻值：弱磁调速的特点是电动机转速只能上升而不能下降。 12.何为电枢反应？电枢反应的性质是由什么决定的?电枢反应对气隙磁场有什么影响？对电机运行有什么影响？ 答：电枢磁势的基波对励磁磁势的基波的影响称为电枢反应。电枢反应的性质取决于负载的性质和电机内部的参数。电枢反应使气隙磁场波形畸变，并呈去磁性。电枢反应对直流发电机影响其端电压，对直流电动机影响其电磁转矩和转速。 13.变压器并联运行的条件有哪些? 哪一个条件要求绝对严格？变压器为什么要并联运行? 答：（1）并联运行的条件是：各台变压器的额定电压与变比相等；各台变压器的连接组别必须相同；各台变压器的短路阻抗的百分数要相等。（2）其中连接组别相同这一条必须严格遵守。（3）变压器并联运行时，可以根据负载的变化投入相应的容量和台数，提高变压器的运行效率。如果某台变压器发生故障需要检修时，可以把它从电网中切除，其它变压器继续运行，保证电网的正常供电。并联运行还可以减少备用容量。 14.直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么样的后果？ 答：起动瞬间转速n=0，反电动势E a=C eΦn=0，最初起动电流 () N N a a I U E R =-。若直接起动，由于R a 很小，当直接起动时，起动电流可能增大到额定电流的十多倍使换向恶化，严重时产生 《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，直流电动机电磁转矩的方向 和电枢旋转方向。（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，因此电磁转矩为 转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向，因此电磁转矩为转矩。 3.直流电动机的励磁方式有、、、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，输入功率，输出功率；作电动机使用时，输入功率，输出功率。 5.直流电机定子主磁极的作用是。 6.直流电动机的电磁制动有、、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改变，故负载变 化时变化很大，电磁转距则近似正比于变化。 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，也表明 机械特性越。 9.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。（填写,; U E E U >>） 10.直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。 11.变压器主要由和两部分组成。 12.变压器空载试验一般在侧进行，而短路试验一般在侧进行。 13.变压器空载运行时功率因数很低，这是由于。 14.变压器的可以近似看成铁耗，可以近似看成铜耗。 15.按照磁滞回线的形状不同，铁磁材料可分为和材料两大类。 16.铁心中的和之和称。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，它可以看作是； 而电压互感器使用时，副边不允许。 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。 19.当三相异步电动机的转差率1 s=时，电动机处于状态；当0 s<时，电动机处于状态；当1 s>时，电动机处于状态。当电动机拖动恒转矩负载，当满足运行条件时，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，其转速与通 入电流频率及电机极对数的关系是，若改变电流的相序，其转 向。 21.三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在范围内。 22.异步电机中存在着二个转速：一个是转速，另一个是转 速。 23.三相异步电动机根据转子结构不同可分为和两类；同步电动机根 据转子结构的不同分为同步电机和同步电动机。 24.三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生不变，空间旋转的磁动 势。如果要改变磁场的旋转方向，可以通过改变来实现。 25.一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f = 50Hz的对称交流电流，其合成磁动 势为磁动势，该磁动势的转速为 r/min。 26.一台6极三相异步电动机接于50Hz的三相对称电源，其 s =0.05，则此时转 子转速为 r/min，定子旋转磁动势转速为 r/min。 27.三相异步电动机参数测定实验中，空载实验的损耗包括、 和。实验过程中，是不变损耗。 28.三相异步电动机的转差功率指的是，定子电压降低时，该功率值。 29.额定频率为50Hz的三相异步电动机的额定转速为725 r/min，该电机的极数 为 _ ，同步转速为 r/min，额定转差率为，转子电流频率 Hz。 和U关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当30、可用E a _______时为发电机状态。 31、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。 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（） 年级专业自动化班级学号姓名 注：1、共120分钟，总分100分 2、此试卷适用自动化专业本科 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I1和I2，那么：（2） （1）I1 ①电源电压；②气隙大小；③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。 7．三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：② ①升高；②下降一直到停转；③②下降至零后再反向旋转；④下降到某一稳定转速。 8．三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于：② ①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压；②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通；④它们都由电网取得励磁电流。 9．三相异步电动机的与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：（3） （1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。 10．一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机的电磁转矩：（1） （1）T em =T N ;(2) T em =0.81 T N ;(3) T em =0.9T N 。 二、填空题：（共20分） 1、（4分）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、（2分）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） 3.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） 4.三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） 5.一台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 ，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min 。（950；50） 6. 对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变） 7. 三相异步电动机的过载能力是指______。 (N m T T /) 8. 拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其转差率s 在_______范围内时，电动机都能稳定运行。 (m s 0) 9. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U 1应随f 1按_______规律调节。 (正比) 《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( )。 电机与拖动期末复习题 机密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2016年秋《电机与拖动》期末考试复习题 ☆注意事项：本复习题满分共：400分。 一、单项选择题 1、我国规定变压器的标准工频为（）。 A．100Hz B．60Hz C．50Hz D．1000Hz 2、当异步电机运行于电动机状态时，转子转速与同步转速（），且其数值（）同步转速。 A．同方向，大于B．同方向，小于 C．反方向，大于D．反方向，小于 3、从变压器的空载试验可以求出（）。 A．铁损耗B．铜损耗 C．阻抗电压D．短路阻抗 4、一台三相四极异步电动机，额定转差率是0.04，若 电源频率是50Hz，则电动机的转速为（）。 A．1440r/min B．1450r/min C．1000r/min D．950r/min 5、一台4极三相异步电动机定子槽数为24，极距（ ）。 A．4 τ= B．6 τ= C．8 τ= D．12 τ= 6、同步电机的转子绕组为（）。 A．单叠绕组B．波绕组 C．励磁绕组D．电枢绕组 7、当异步电机处于发电机状态时，其（）。 A．电磁转矩为负，转速为正 B．电磁转矩为正，转速为负 C．电磁转矩和转速均为正 D．电磁转矩和转速均为负 8、单相绕组磁动势的基波和各次谐波有相同的脉动频率，都决定于（）。 A．电流的频率 B．电压的频率 C．阻抗的频率 D．绕组的频率 9、同步电动机异步起动时，可以采用（）的方法来 限制起动电流。 A．直接起动 B．减压起动 C．变频起动 D．软起动 10、异步电动机的调速方法中，只能有级调速的是（ ）。 A．变极调速 B．变频调速 C．变转差率调速D．变极调速和变频调速 1． C 2． B 3． A 4． A 5． B 6． C 7． A 8． A 9． B 10． A 11、变压器中最主要的部件指的是铁心和（）。 A．油箱 B．储油柜 C．绕组 D．散热器 《电机与拖动》参考答案 2-1 （1） 切削功率: W FV P s m d n V r j j j n n L f f 38009.1*2000/9.1215.0*6067.241*22*602min /67.2412*5.1*21450321========= ππ （2） 电动机输出功率：W P P L 6.52129 .0*9.0*9.038003212===ηηη （3） 系统总飞轮转矩： 22222222 322212 22212212 22.55.425.03.05.05.32*5.1*295.1*27.2225.3m N j j j GD j j GD j GD GD GD d c b a =+++=+++=+++= （4） 电动机电磁转矩： M N j j j FD T T L .29.349 .0*9.0*9.0*2*5.1*22/15.0*20002/3213213212====ηηηηηη （5） 不切削时的电动机电磁转矩： 忽略损耗时的电动机电磁转矩 M N j j j FD T .252 *5.1*22/15.0*20002/'3212=== 传动机构阻转矩：M N T T T .29.92529.34'220=-=-= 加速时电动机转矩：M N dt dn GD T T .19800*375 55.429.937520=+=+= 2-2 （a ） 减速dt dn GD T T L 3752=- （b ） 减速dt dn GD T T L 3752=-- （c ） 加速dt dn GD T T L 3752=+ （d ） 减速dt dn GD T T L 3752=-- 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） 第二章 直流电动机的电力拖动 2.1 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系 统。一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 2.5 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a =0时的转速， 即 。实际上若I a =0，电动机的电磁转矩T em =0，这 时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流I a0（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小，克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T 0很小，此所对应的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载转速为简单地说，I a =0是理想空载，对应的转速n 0称为理想空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实 际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 Φ=N e N C U n 0T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 0 200ΦΦΦΦ-=-=' 2.7答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 2.8 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械 特性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（T em =T L ）处， 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,T em 《电机与拖动》试题 及答案 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） 《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。 第一章 1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速 N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η= A U P I N N N N 83.131862 .022010253 =??== η （2） KW P P N N N 29862 .025 1== =η 1 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速 N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123=?== （2）KW P P N N N 37.14835 .012 1== =η 1 . 3 一台直流电机,已知极对数p= 2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。 解：（1）第一节距 54 2 42221=-=±= εp Z y ,为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少? 解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为 a E =29?10=290V ; 每一条支路的电阻为 Ω=?=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω=== 45.14 8 .54R R a 当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向 器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为 V E a 5801058=?= 每一条支路的电阻为 Ω=?=6.112.058R 电刷间的电阻为 Ω===8.52 6.112R R a 1 . 5 已知一台直流电机的极对数p= 2 ,元件数S= Z = K=21 ,元件的匝数c N =10 ,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1 . 42 × 2 10-Wb,转速n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少? 解：单波绕组并联支路对数a=1, 电枢总导体数420102122=??==C SN N 电枢电动势 V n a pN E a 8.198********.11 604202602=?????=Φ=- 1 . 6 一台直流电机,极数 2 p=6 ,电枢绕组总的导体数N=400 ,电枢电流a I =10 A ,气隙每极磁通Φ=0 . 21 Wb 。试求采用单叠绕组时电机的电磁转矩为多大?如把绕组改为单波绕组, 电机与拖动复习提纲 一、填空判断题 1、确定感应电势的方向用什么定则？确定电磁力的方向用什么定则, 确定电流产生磁通 的方向用什么定则？ 2、直流电机的运行状态有哪几种？各是什么条件？ 3、直流电机的励磁方式分为哪几种？ 4、在直流电机中，电磁转矩是由什么与什么相互作用而产生的电磁力所形成的？ 5、一直流电动机拖动一台他励直流发电机，当电动机的外电压，励磁电流不变时，增加发电机的负载，则电动机的电枢电流Ia将怎样变化？转速n将怎样变化？（增加，减少或不变） 6、既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为什么磁通，仅和一侧绕组交链的磁通为什 么磁通？ 7、旋转磁场是在三相对称绕组中通以什么而产生的？ 8、三相单层绕组在每一个槽内只安放一个线圈边，所以三相绕组的总线圈数等于槽数的多少？ 9、三相感应电机转速为，定子旋转磁场的转速为，当时为什么运行状态；当 时为什么运行状态；当与反向时为什么运行状态？ 10、一台三相八极异步电动机的电网频率50HZ，空载运行时转速为735转/分，此时转 差率为多少？当转差率为0.04时，转子的转速为多少？ 11、三相异步电动机，如使起动转矩到达最大，此时应该怎样？转子总电阻值约为多 少？ 12、直流电机电枢绕组元件流过的电流是什么电流，流过电刷的电流是什么电流？（直流、交流） 13、直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。将机械能转换为电能的是什么，将电能转换为机械能的是什么。 直流电机的损耗可分为：由各类摩擦引起的机械损耗、涡流损耗之和的铁耗、励磁回路铜耗、附加损耗和另外哪两种损耗？ 14、凡是由电动机拖动生产机械，并完成一定工艺要求的系统，都称为什么？ 15、他励直流电动机制动方式有哪三种？ 16、他励直流电动机三种调速方法中属于恒转矩调速的方法有哪两种，恒功率调速方法 有哪种？ 17、每个磁极沿定子铁心内圆所占的范围称为什么？ 18、三相双层绕组在每个槽内要安放两个不同线圈的线圈边，所以三相绕组的总线圈数 与槽数的关系为怎样的？ 19、一台三相八极异步电动机的电网频率50HZ，空载运行时转速为735转/分，此时转 差率为多少；当转差率为0.04时，转子的转速为多少。 20、三相异步电机运行时转差率为0.03，转子为0.6kW，机械功率为多少KW，电磁功 率为多少kW。 21、电磁转矩和负载转矩的大小相等，则直流电机稳定运行对不对？ 22、恒功率负载转矩特性在不同的转速下负载功率保持不变，恒功率调速，指在调速过 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 第1章 电磁学基础知识 1.1 简答题 1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dt di L e ?-=、dt d e ψ-=、dt d N e Φ?-=，以及Blv e =中，哪个公式是最普遍的形式？其它公式必须在什么条件下适用？ 答：式dt d e ψ-=是感应电动势的普遍形式。其负号表示感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系，如果两者不符合右手螺旋关系，则应取正号。 2. 如果感应电动势的正方向与磁通的正方向之间不符合右手螺旋关系，则电磁感应定律应改写成dt d e ψ=或dt d N e Φ?=，试说明其原因。 3. 有两个线圈匝数相同，一个绕在闭合铁芯上，另一个是空芯的，两个线圈通入频率相同的交变电流，如果它们的自感电动势相等，试问哪个线圈的电流大？为什么？ 答：空芯的线圈电流大。因为两者频率相等，产生同样的e ，意味着产生同样的φ，根据N ?I=φ?Rm ，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（N ?I ）空芯>>（N ?I ）铁芯，所以I 空芯>>I 铁芯。 4. 若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否使用叠加原理？为什么？ 5. 在一个恒定的磁场中，铁芯中是否存在磁滞损耗和涡流损耗？为什么？ 6. 在交变磁场中，铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？它们与哪些因素有关？ 7. 什么是铁磁材料的基本磁化曲线？基本磁化曲线与起始磁化曲线有何不同？ 8. 铁磁材料是如何分类的？各有什么特点？ 1.2 分析题 1. 变压器原理图如图所示，试回答： （1）当线圈N1施加正弦电压U1时，为什么在线圈N1及N2中都会感应出电动势？ （2）当电流I s增加时，标出这时N1及N2中感应电动势的实际方向。 答： （1）当线圈N1流过电流i1时，会在铁芯内建立磁通Ф，i1与Ф正方向符合右手螺旋关系，由于磁通Ф同时交链线圈N1和N2，所以当i1交变时，N1与N2 机 密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2016年秋《电机与拖动》期末考试复习题 ☆ 注意事项：本复习题满分共：400分。 一、单项选择题 1、我国规定变压器的标准工频为（ ）。 A ．100Hz B ．60Hz C ．50Hz D ．1000Hz 2、当异步电机运行于电动机状态时，转子转速与同步转速（ ），且其数值（ ）同步转速。 A ．同方向，大于 B ．同方向，小于 C ．反方向，大于 D ．反方向，小于 3、从变压器的空载试验可以求出（ ）。 A ．铁损耗 B ．铜损耗 C ．阻抗电压 D ．短路阻抗 4、一台三相四极异步电动机，额定转差率是0.04，若电源频率是50Hz ，则电动机的转速为（ ）。 A ．1440r/min B ．1450r/min C ．1000r/min D ．950r/min 5、一台4极三相异步电动机定子槽数为24，极距（ ）。 A ．4τ= B ．6τ= C ．8τ= D ．12τ= 6、同步电机的转子绕组为（ ）。 A ．单叠绕组 B ．波绕组 C ．励磁绕组 D ．电枢绕组 7、当异步电机处于发电机状态时，其（ ）。 A ．电磁转矩为负，转速为正 B ．电磁转矩为正，转速为负 C ．电磁转矩和转速均为正 D ．电磁转矩和转速均为负 8、单相绕组磁动势的基波和各次谐波有相同的脉动频率，都决定于（ ）。 A ．电流的频率 B ．电压的频率 C ．阻抗的频率 D ．绕组的频率 9、同步电动机异步起动时，可以采用（ ）的方法来限制起动电流。 A ．直接起动 B ．减压起动 C ．变频起动 D ．软起动 10、异步电动机的调速方法中，只能有级调速的是（ ）。 A ．变极调速 B ．变频调速 C ．变转差率调速 D ．变极调速和变频调速 1． C 2． B 3． A 4． A 5． B 6． C 7． A 8． A 9． B 10． A 11、变压器中最主要的部件指的是铁心和（ ）。 A ．油箱 B ．储油柜 C ．绕组 D ．散热器 12、从变压器的短路试验可以求出（ ）。 A ．铁损耗 B ．额定铜损耗 C ．电压比 D ．励磁阻抗 13、电枢反应是指（ ）。 A ．励磁磁场对电枢磁动势的影响 B ．励磁磁场对电枢电动势的影响 C ．电枢磁动势对励磁磁场的影响 D ．电枢磁动势对电枢磁场的影响 14、笼型异步电动机转子的极对数（ ）定子绕组的极对数，而与转子导条的数目（ ）。 A ．恒大于，无关 B ．恒小于，无关 C ．恒等于，无关 D ．恒等于，有关 15、一台直流电机2p=6，绕成单叠绕组形式，它的支路对数是（ ）。 A ．4 B ．3 C ．2 D ．1 16、异步电动机接通电源开始起动时，（ ），此时的电磁转矩称为起动转矩。 A ．0,0n s >= B ．0,1n s >= C ．0,1n s == D ．0,0n s == 17、隐极同步发电机的功率角在0°～90°范围内时，（ ）。 A ．功率角越大，电磁功率越大电机与拖动基础试题及答案
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