《电机与拖动》（1）模拟试题二
《电机与拖动》（1）模拟试题二
填空题（每空2分，共32分）
1．频率为50Hz的二十四极交流电机，其旋转磁势的同步转速为 r/min，如果频率降为40Hz，同步转速为 r/min。
2．P对极的三相交流电机电枢绕组每相电流有效值为I，每相串联匝数为W，绕组系数为kw,频率为f，每极磁通为Φm（最大值），则三相绕组旋转磁势的幅值为，每相绕组感应电势的有效值为。
3．同步电动机功率因数为滞后时，励磁处于励情况，欲使功率因数变为超前时应使励磁电流处于励情况，功率因数为1时的励磁情况为。
4．隐极同步电动机功率角θ= 时电磁转矩为最大。
5．负载变化时同步电动机的转速。
6．额定频率为50Hz的三相异步电动机额定转速为725r/min，该电机的极数为，同步转速为 r/min，额定运行时的转差率为，转子电流频率为 Hz。
7．异步电动机运行时，折算以后的磁势关系可用电流相量表示为。
8．三相异步电机运行时转差率为0.03，转子铜损耗为0.6kW，机械功率为 kW，电磁功率为 kW。
选择题（每小题4分，共12分）
1．当拖动负载逆时针旋转时，电动机电磁转矩为逆时针方向100N?m，负载转矩为顺时针方向120 N?m，该电机运行于（）。
A．电动状态，转速正在增大
B．电动状态，转速不变
C．电动状态，转速正在减小
D．制动状态，转速正在减小
E．制动状态，转速正在增大
2．一台拖动提升机构的电动机，已知重物的负载转矩为100N?m，传动损耗转矩为100N?m，当恒速提升和下降重物时，电机电磁转矩应为（）N?m。
A．提升时为200N?m，下降时为200N?m
B．提升时为200N?m，下降时为100N?m
C．提升时为200N?m，下降时为0
D．提升时为100N?m，下降时为0
E．提升时为0，下降时为200N?m
3．一台十六极直流电机电枢为单波绕组，其并联支路数为（）。
A．16 B．8
C．4 D．2
问答题（10分）
十极直流电机电枢为单波绕组，问并联支路数是多少？（4分）
一台拖动恒转矩负载运行的他励直流电动机在下列三种情况下，其电枢电流如何变化：
电枢回路串电阻；
降低电枢的电压；
减弱每极磁通量。（6分）
四、（本题20分）
1．（12分）某单相自耦变压器额定容量Sea=30kVA，额定电压U1e/U2e=330V/110V,请计算额定负载时，原、副边的电流，绕组中公共部分的容量及电流。
2．（8分）图1所示为三相变压器绕组接线，请画出绕组电势相量图，并确定其连接组别。
五、（本题26分）
一台他励直流电动机额定功率Pe=75kW，额定电压Ue=440V，额定电流Ie=193.7A，额定转速ne=1500r/m in，电枢回路总电阻Rs=0.187Ω。拖动位能性恒转矩负载运行，负载转矩为0.9倍额定转矩，忽略空载转矩，请计算：
电动机转速；
电压降低到0.5Ue时的转速；
在第（2）问低速运行时，采用能耗制动。制动电流限制为380A时，电枢回路应串入的电阻值及稳定转速。
一、思考题与习题
1．为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？
2．试判断下列情况下，电刷两端电压性质：
（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转：
（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
3．已知一台四极的直流发电机，电枢绕组是单绕组，如果在运行时去掉一个刷杆或去掉相邻的两个刷杆，问对这台电机有何影响？若这台电机的电枢绕组是单波绕组情况又如何？
4．两极直流电机，主极不加励磁电流，只有电刷通入直流电枢以一定的转速旋转（由别的原动机拖动），问电枢导体切割电枢磁通势产生的气隙磁场是否感生电动势；电刷两端得到总的感应电动势为多少？
5．一台两极直流电机，主极不加励磁电流，只有电刷通入直流电枢以一定的转速旋转（由别的原动机拖动），问电枢导体切割电枢磁通势产生的气隙磁场是否感生电动势；电刷两端得到总的感应电动势为多少？
6．电磁转矩与什么因素有关？如何确定电磁转矩的实际方向？
7．直流电机空载时，气隙磁场是如何分布的，并说明理由。
8．换向极起什么作用？
9．什么叫电枢反应？对电机有什么影响？
10．流电机的电磁功率指的是什么功率？并说明直流电机机——电能量转换的依据是什么？
11．并励直流发电机的转速时，空载电动势是否随之正比变化？
12．并励直流发电机正转时如能自励，问反转时是否还能自励？如果把并励绕组两头对调，且电枢反转，此时是否能自励？
13．根据换向的电磁理论，如何得到直线换向？直线换向时电刷下的火花情况如何？什么是延迟换向？延迟换向严重时电刷下有没有火花出现？
14．已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率，额定电压
，额定转速，额定效率，试求该电机的额定电流。
15 。已知某直流电动机的额定功率，额定电压
，额定转速，试求该电机的额定电流。
16．一台直流发电机额定容量180kw，额定电压230伏，额定转速1450r/m，额定效率89.5%,求额定输入功率和额定电流。
17．一台直流发电机额定数据为：额定功率P N=10kW，额定电压U N=230V，额定转速n N=2850r/min,额定效率ηN=0.85，求它的额定电流及额定负载时的输入功率。
18．一台直流电动机的额定数据为：额定功率P N=17Kw，额定电压
U N=220V，额定转速n N=1500r/min, 额定效率ηN=0.83。求它的额定电流及额定负载时的输入功率。
19．已知直流电机的极对数p=2，槽数Z=22，元件数S及换向片数K都等于22，连成单迭绕组。（1）计算绕组各节距；（2）画出绕组展开图、磁极及电刷的位置；（3）求并联支路数。
20．已知直流电机的数据为：p=2，Z=S=K=19，连成单波绕组。
（1）计算各节距；（2）画出绕组展开图、磁极及电刷的位置；
（3）求并联支路数。
21．一台直流电机的极对数p=3,单迭绕组，电枢绕组总导体数N=398，气隙每极磁通φ=2.1×10-2Wb，当转速分别为n=1500r/min和n=500r/min 时，求电枢绕组的感应电动势。
2．2同上题数据，设电枢电流I a=10A，磁通φ保持不变，问其电磁转矩为多大？如果把此电枢绕组由单迭绕组改为单波绕组，并保持支路电流不变，问这种情况下的电磁转矩又为多大？
23．一台直流发电机，其额定容量P N=17kW，额定电压U N=230V，额定转速n N=1500r/min,极对数p=2，电枢总导体数N=468，单波绕组，气隙每极磁通φ=1.03×10-2Wb，求：（1）额定电流；（2）电枢电动势。
24．一台并励直流发电机的数据为：额定电压U N=230V，额定电枢电流I N=15.7A，额定转速n N=2000r/min，电枢回路电阻R a=1Ω，（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻R f=610Ω。今将这台发电机改为电动机运行，并联在220V的直流电源上，求当电动机电枢电流与发电机额定电枢电流相同时，电动机的转速为多少。（电刷放在几何中线上，不考虑电枢反应的影响）？
25．一台并励直流电动机的铭牌数据为：额定电压U N=220V，额定电枢电流I aN=75A，额定转速n N=1000r/min，电枢回路电阻R a=0.26Ω(包括电刷接触电组)，励磁回路总电阻R f=91Ω，额定负载时电枢欠铁损耗
P Fe=600W，机械损耗P mec=1989W。求：（1）电动机在额定负载运行时的输出转距；（2）额定效率。
26．一台并励直流电动机的铭牌数据为：额定电压U N=230V，额定电枢电流I aN=45A，额定转速n N=1040r/min，电枢回路电阻R a=0.65Ω(包括电刷接触电组)，励磁回路总电阻R f=200Ω，若电源电压降到160V，而电磁转矩不变（仍为额定值），求电动机的转速（忽略电枢反应的影响），已知额定转速下的空载特性如下：
27．一台串励直流电动机U N=220V，I N=40A，n N=1000r/min，电枢总电阻为R a=0.5Ω,假定磁路不饱和，当I a=20A时，电动机的转速和电磁转矩是多少？
28．用单波绕组代替单迭绕组时，若导体数和其他条件均不变，电机额定容量有无改变？例如一台六极电机原为单波绕组，如果改成单迭绕组，保持元件数和元件匝数不变，问电机额定容量会不会改变？其它额定量要不要改变？
29．一台四极直流发电机，空载电压为440伏，电枢绕组修理后，保持原来的转速和励磁电流不变，发出的空载电压为220伏，问修理前后该电枢绕组可能是什么型式的绕组？为什么？如果保持电枢导体内电流不
变，问修理前后发电机的功率有无改变？为什么？
第二部分直流电机的电力拖动
思考题与习题
1、什么叫电力推拖动系统？举例说明电力拖动系统都由哪些部分组成。
2、写出电力拖动系统的运动方程式，并说明该方程式中转矩正、负号的确定方法。
3、怎样判断运动系统是处于动态还是处于稳态？
4、研究电力拖动系统时为什么要把一个多轴系统简化成一个单轴系统？简化过程要进行哪些量的折算？折算时各需遵循什么原则？
5、起重机提升重物与下放重物时，传动机构损耗由电动机承担还是由重物承担？提升或下放同一重物时，传动机构的效率相等吗？
6、电梯设计时，其传动机构的上升效率η<0.5，若上升时η=04，则下降时的效率η是多少？若上升时负载转矩的折算值T L=15N·m，则下降时的负载转矩折算值为多少？
7、从低速轴往高速轴折算时，为什么负载转矩和飞轮矩都要减小？
8、起重机提升某一重物时，若传动效率小于0.5，那么下放该重物时传动效率为负值，此时的特理意义是什么？
9、生产机械的负载转矩特性常见的哪几类？何谓位能性负载？
10、表1中所列各电力拖动系统的数据不全，请通过计算把空格填满，计算时忽略电动机的空载转矩。
表1
11、表2所列电动机拖动生产机械在稳态运行时，根据表中所给数据，忽略电动机的空载转矩，计算表内未知数据并填入表中。
表2
12、如图所示的运动系统中，已知n1/n2=3,n2/n3=2, GD=80N·m2，GD=250 N·m2，GD=750 N·m2，I’L=90 N·m2，（反抗转矩），每对齿轮的传支效率均为η=0.98，求折算到电动机轴上的负载转长和总飞轮矩。
(12题) （13题）（14题）
13、如图所示的某起重机，吊起G L=1500kg重物，已知吊钩重G0=100kg，传动机构总的速度比k=24，提升重物时的传动效率η=0.78，电动机转速
n=950r/min，提升速度v L=0.8m/s，忽略电动机的空载转矩，求:（1）提升重物时（计及吊钩重），计算其负载功率和电动机输出功率的大小（取g=9.8m/s2）;（2）提升重物时电动机的电磁转矩；（3）若将该重物仍以V L=0.8m/s2的速度下放，计算这时电动机的电磁转矩及输出功率。
14、如图所示所一龙门刨床的主传动机构图，齿轮1与电动机轴直接联接，各齿轮的齿数及飞轮矩如下：
=20，GD=8.3N·m2; Z4=64，GD=56.8N·m2;
Z
1
=55，GD=40.2N·m2; Z5=30， GD=37.3N·m2;
Z
2
Z
=38，GD=19.6N·m2; Z6=78， GD=137.2N·m2;
3
工作台G1重14715N（1500kg）,工件G2重9810N（1000kg）,切削力F L=9810N，切削速度V L=43m/min，传动效率η=0.8，齿轮6的节距t6=20mm，电动机转子的飞轮距GD=230N·m2，求折算到电动机轴上的负载转矩及系统总的飞轮距。
15、电动机的理想空载转速与实际空载转速有何区别？
16、什么叫固有机械特性？什么叫人为机械特性？他励直流电动机的固有特性和各种人为特性各有何特点？
17、什么叫做机械特性上的额定工作点？什么叫做额定转速降？
18、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？一般来说，若电动机的机械特性是向下倾斜的，则系统便能稳定运行，这是为什么？
19、在下列的图中，哪些系统是稳定的？哪些系统是不稳定的？
20、他励直流电动机稳定运行时，其电枢电流与哪些因素有关？如果负载转矩不变，改变电枢回路的电阻，或改变电源电压，或改变励磁电流，对电枢电流有何影响？
21、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后果？
22、怎样实现他励直流电动机的能耗制动？试说明在反抗性恒转矩负载下，能耗制动过程中的n、E a、I a及T em的变化情况。
23、采用能耗制动电压反接制动进行系统停车时，为什么要在电枢回路中串入制动电阻？哪一种情况下串入的电阻大？为什么？
24、实现倒拉反转反接制动和回馈制动的条件各是什么？
25、试分别说明在反抗性恒转矩负载和位能性负载下，将他励直流电动机的电压反接后，最终将进入什么运行状态？
26、当提升机下放重物时，要使他励电动机在低于理想空载转速下运行，应采用什么制动方法？若在高于时想空载转速下运行，又应采用什么制动方法？
27、试说明电动状态、能耗制动状态、回馈制动状态及反接制动状态下的能量关系。
28、直流电动机有哪几种调速方法，各有何特点？
29、什么叫静养率？它与哪些因素有关？为什么低速时的静差率较大？
30、电动机在不同转速下的容许输出转矩和功率是由什么决定的？
31、何谓恒转矩调速方式及恒功率调速方式？他励直流电动机的三种调速方法各属于什么调速方式？
32、为什么要考虑调速方式与负载类型的配合？怎样配合才合理？
33、串励电动机为什么不能实现回馈制动？怎样实现能耗制动和反接制动？
34、怎样改变他励、并励、串励电动机及复励电动机的转向？
35、串励电动机为何不能空载运行？
36、积复励电动机与他励、串励电动机比较有何特点？
37、他励直流电动机的数据为：P N=10kW，U N=220V，额定电枢电流I N=53.4A，额定转速n N=1500r/min，R a=0.4Ω，求：（1）额定运行时的电磁转矩、输出转矩及空载转矩；（2）理想空载转速和实际空载转速；（3）半载时的转速；（4）n=1600r/min时的电枢电流。
38、电动机数据同题2—37，试求出下列几种情况下的机械特性方程式，并在同一坐标上画出机械特性曲线。（1）固有特性；（2）电枢回路串入1.6Ω电阻；（3）电源电压降至原来的一半；（4）磁通减少30%。
39、他励直流电动机的U N=220V，I N=207.5A，R a=0.067Ω，试问：（1）直接起动时起动电流是额定电流的多少倍？（2）如限制起动电流为1.5I N,电枢回路应串入多大的电阻？
40、他励直流电动机的数据：P N=7.5kW，U N=110V，I N=85.2A，n N=750r/min，R a=0.13Ω，如采用三级直动，最大起动电流限制为2I N，求各段起动电阻。
41、他励直流电动机的数据：P N=2.5kW，U N=220V，I N=12.5A，n N=1500r/min，R a=0.8Ω，求：（1）当电动机以1200r/min的转速运行时，采用能耗制动停车，若限制最大制动电流为2I N，则电枢回路中应串入多大的制动电阻；（2）若负载为位能性恒转矩负载，负载转矩为T L=0.9T N,采用能耗制动使负载以120r/min转速稳速下降，电枢回路应串入多大电阻。
42、一台他励直流电动机，P N=10kW，U N=110V，I N=112A，n N=750r/min，R a=0.1Ω，设电动机带反抗性恒转矩负载处于额定运行。求：（1）采用电压反接制动，使最大制动电流为2.2I N，电枢回路应串入多大电阻。（2）在制动到n=0时，不切断电源，电机能否反转？若能反转，试求稳态转速，并说明电机工作在什么状态。
43、一台他励直流电动机，P N=4kW，U N=220V，I N=22.3A，n N=1000r/min，R a=0.91Ω，运行于额定状态，为使电动机停车，采用电压反接制动，串入电枢回路的电阻为9Ω，求L（1）制动开始瞬间电动机的电磁转矩；（2）n=0时，电动机的电磁转矩；（3）如果负载为反抗性负载，在制动到n=0时不切断电源，电机能否反转？为什么？
44、一台他励直流电动机，P N=10kW，U N=220V，I N=53.4A，n N=1500r/min，R a=0.41Ω，该机用于提升和下放重物，求（1）当I a=I N时，电枢回路分别串入2.1Ω和6.2Ω电阻时，稳态转速各为多少？各处于何种运行状态？（2）保持电压不变，I a=I N，要使重物停在空中，电枢回路应串入多大电阻？（3）将电压反接，电枢回路不串电阻，I a=0.3I N，稳态转速是多少？此时处于何种运行状态？（4）采用能耗制动下放重物，I a=I N，电枢回路串入2.1Ω电阻，稳态转速是多少？（5）采用能耗制动下放重物，I a=I N，何种情况下获得最慢的下放速度？此时电机的转速为多少？
45、一台他励直流电动机，P N=29kW，U N=440V，I N=76A，n N=1000r/min，R a=0.377Ω，T L=0.8T N，求（1）电动机以500r/min的转速吊起得物时，电枢回路应串多大电阻？（2）用哪几种方法可使电动机以500r/min的转速下放重物？每种方法电枢回路应串入的电阻是多少？（3）电动机以500r/min的转速吊起重物时，突然将电压反接，并使I a=I N，此时电枢回路应串入多大的电阻？电动机最终的稳态转速是多少？
46、他励直流电动机数据为P N=30kW，U N=220V，I N=158.5A，n N=1000r/min，R a=0.1Ω，T L=0.8T N，求：（1）电动机的转速；（2）电枢回路串入0.3Ω电阻时的稳态转速；（3）电压降至188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速；（4）将磁通减弱至80%φN时的稳态转速。
47、一台他励直流电动机P N=4kW，U N=110V，I N=44.8A，n N=1500r/min，R a=0.23Ω，电机带额定负载运行，若使转速下降为800r/min，那么：（1）采用电枢串电阻方法时，应串入多大电阻？此时电机的输入功率、输出功率及效率各为多少（不计空载损耗）？（2）采用降压方法时，则电压应为多少？此时的输入功率、输出功率和效率各为多少（不计空载损耗）？
48、一台直流电动机，U N=220V，I N=40A，n N=1000r/min，R a=0.5Ω额定运行。当电压降至180V时求：（1）电动接成励时的电枢电流和转速；（2）电机接成并励时的电枢电流和转速（认为磁路不饱和）。
49、某生产机械采用他励直流电流及转速是多少？其数据为：P N=18.5kW，U N=220V，I N=103A，n N=500r/min，最高运速n m ax=1500 r/min ，R a=0.18Ω，电动机采用弱磁调速。求（1）在恒转矩负载T L=T N，且φ=φN条件下，电动机的电枢电流及转速是多少？此时电动机能否长期运行？为什么？（2）在恒功率负载
P L=P N，且φ=φN电动机的电枢电流转速是多少？此时能否长期运行？为什么？
50、一台他励直流电动机P N=29kW，U N=440V，I N=76A，n N=1000r/min，R a=0.38Ω，采用调压及弱磁调速，要求最低理想空转速为250r/min，最高理想空载转速为1500r/min，求在额定转矩时的最高转速和最低转速，并比较这两条机械特性的静差率。
51、一台直流电动机，P N=74kW，U N=220V，I N=378A，n N=1430r/min，采用降压调速，已知R a=0.023Ω，直流电源内阻为0.022Ω，当生产机械要求静差率为20%时，系统的调速范围是多少？若静差率为30%，则调速范围又为多少？
52、一台串励直流电动机，U N=220V，I N=40A，n N=1000r/min，电枢回路总电阻为0.5Ω，设磁路不饱和，并忽略电枢反应，试问：（1）当I a=20A时，电动机的转速及电磁转矩为多少？（2）若电磁转矩保持上述值不变，而将电压降至110V，此时电动机的转速和电枢电流各为多少？
53、一台串励直流电动机，P N=14.7kW，U N=220V，I N=78.5A，n N=585r/min，电枢回路总电阻为0.26Ω，采用电枢串电阻调速，在额定负载下要将转速降至350r/min，需串多大电阻？
第三部分变压器
一、思考题与习题
1、变压器是怎样实现变压的？为什么能变电压，而不能变频率？
2、变压器铁心的作用是什么？为什么要用0.35mm厚，表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成？
3、变压器一次绕组若接在直流电源上，二次会有稳定的直流电压吗，为什么？
4、变压器有哪些主要部件，其功能是什么？
5、变压器二次额定电压是怎样定义的？
6、双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计？
7、一台380/220V的单相变压器，如不慎将380V加在低压绕组上，会产生什么现象？
8、为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通，它们有哪些区别？并指出空载和负载时产生各磁通的磁通势？
9、变压器空载电流的性质和作用如何，其大小与哪些因素有关？
10、变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，起什么作用？为什么小负荷的用户使用大容量变压器无论对电网还是对用户都不利？
11、一台220/110V的单相变压器，试分析当高压侧加220V电压时，空载电流I0呈何波形？加110V时又呈何波形？若110V加到低压侧，此时I0呈何波形？
12、当变压器原绕组匝数比设计值减少而其他条件不变时，铁心饱和程序、空载电流大小、铁损耗、副边感应电动势和变比都将如何变化？
13、一台频率为60H Z的变压器按到50H Z的电源上运行，其他条件都不变，问主磁通、空载电流、铁损耗和漏抗有何变化？为什么？
14、变压器的励磁电抗和漏电抗各对应于什么磁通，对已制成的变压器、它们是否是常数？当电源电压降至额定值的一半时，它们如何变化，我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么？并比较这两个电抗的大小。
15、一台220/110V的单相变压器，变比k==2，能否一次绕组用2匝，二次绕组用1匝，为什么？
16、变压器运行时电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程序，励磁电流、励磁阻抗和铁损耗有何影响？
17、变压器制造时，①叠片松散、片数不足；②接缝增大；③片间绝缘损伤。试分析以上几种情况对变压器铁心饱和程度、励磁电流和铁损耗有何影响？
18、变压器负载时，一、二次绕组各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？并写出电动势平衡方程式。
19、试比较变压器空载和负载的励磁磁通势的区别？
20、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，短路损耗可束近似看成铜损耗？
21、试说明磁通势平衡关系的概念及如何使用它来分析变压器运行。
22、试绘出变压器“T”形、近似和简化等效电路，并说明各参数的意义。
23、当电源电压一定用变压器简化相量图说明阻感性负和阻容性负载对二次端电压的影响。
24、变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同？为什么？
25、变压器空载试验一般在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载电流、空载电流百分值、空载功率及励磁阻抗是否相等，如试验时电源电压不加到额定值，问能否将测得的空载电流和空载功率换算到对应于额定电压时的，为什么？
26、变压器短路试验一般在哪一侧进行？将电源加到高压侧或低压侧所测得的短路电压、短路电压百分值、短路功率及计算出的短路阻抗是否相等？如试验时电流达不到额定值，将对短路试验应测的和应求的哪些量有影响，哪些量无影响？如何将非额定电流测得的U S、P S换算到对应于额定电流时的值？
27、试比较电源电压、频率一定时，变压器空载、满载（φ2>0°）
及短路三种情况下，下面各量的大小（需计及漏阻抗压降）；（1）二次端电压U2，（2）一次主电动势E1，（3）铁心磁通密度B m。
28、变压器外加电压一定，当负载（φ2>0）电流增大，一次电流如何变化？二次电压如何变化？当二次电压偏低时，对于降压变压器该如何调节分接头？
29、变压器负载运行时引起副边端电压变化的原因是什么？副边电压变化率是如何定义的，它与哪些因素有关？当副边带什么性质负载时有可能使电压变化率为零？
30、电力变压器的效率与哪些因素有关？何时效率最高？
31、为何电力变压器设计时，一般取P0
32、变压器出厂前要进行“极性”试验，如图所示，U1、U2端加电压，将U2-u2相连，用电压表测U1u1间电压，设变压器额定电压为220/110V，如U1u1为同极性端，电压表的读数为多少？如不为同极性端，则读数又为多少？
（32
题）
（38题）
33、三相心式变压器和三相组式变压器相比，具有哪些优点？在测取三相心式变压器的空载电流时，为何中间一相的电流小于两边相的电流？
34、什么是单相变压器的联结组别，影响其组别的因素有哪些？如何用时钟法来表示？
35、什么是三相变压器的联结组别，影响其组别的因素有哪些？如何用时钟法来表示？
36、试说明三相组式变压器汉有采用Y，y及Y，yn联结的原因，而为什么小容量式变压器却能采用此种联结？为什么三相变压器中希望有一边作三角形联结？
37、试写出Y,y、D,d、Y,d和D,y联结三相变压器变比k与两则线电压间的关系。
38、三相变压器的一、二次绕组如图联结，试画出它们的线电动势相量图，并判断茯联结组别。
39、变压器并联运行的理想条件是什么？试分析当某一条件不满足时并联运行所产生的后果。
40、自耦变压器的功率是如何传递的？为什么它的设计容量比额定容量小？
41、使用电流互感器时须注意哪些事项。
42、使用电压互感器时须注意哪些事项。
43、为了保证电焊的质量和电弧燃烧的稳定性，对电焊变压器有哪些具体要求？
44、和普通电力变压器相比，整流变压器有哪些特点？
45、整流变压器的计算容量是怎样定义的？
46、为什么整流变压器的二次侧视在功率大于一次侧的视在功率？
47、有一台单相变压器，S N=50kV·A,U1N/U2N=10 500/230V,试求（1）变压器的额定电压和额一电流；（2）变压器一、二次绕组的额定电压和额定电流。
48、有一台S N=5000kV·A,U1N/U2N=10/6.3kV,Y,d联结的三相变压器，试求：（1）变压器的额定电压和额定电流；（2）变压器一、二次绕组的额定电压和额定电流。
49、有一台单相变压器，额定容量为5kV·A，低压绕组均由两个线圈组成，高压边每个线圈的额定电压为1 110V，低压边每个线圈的额定电压为110V，现将它们进行不同方式的联结。试问：可得几种不同的变比？每种联结时，高低压边的额定电流为多少？
50、两台单相变压器，,U1N/U2N=220/110V，原匝数相等，但空载电流I0I=2I0。今将两台变压器的原绕组顺极性串联起来，原边加440V电压，试问两台变Ⅱ
压器副边空载电压是否相等？如不等，各为多少？
51、某三项变压器容量为500kV·A，Y，yn联结，电压为6300/400V，现将电源电压由6300V改为10000V，如保持低压绕组匝数每相40匝不变，试求原来同压绕组匝数及新的高压绕组匝数。
52、某单相变压器数据如下：S N=2kV，U1N/U2N=1100/110V，fN=50H Z，短路组抗Z S=（8+j28.91）Ω，额定电坟时空载电流I0=（0。01-j0.09）A，负载阻抗Z L=（10+j5）Ω，试求：（1）变压器近似等效电路，各参数用标么值表示；（2）原、副边电流中副边电压；（3）输入功率、输出功率。
53、某三相变压器，S Z=750kV·A，U1N/U2N=1100/400V，Y，yn0联结。低压边做空载试验，测出U20=400V，I20=60，P20=3800W。高压边做短路试验，测得U1S=440V，I1S=43.3A，P S=10900W。室温20℃。试求：（1）变压器的参数并画出等效电路；（2）当额定负载且cosφ2=0.8（滞后）和cosφ2=0.8（超前）时的电压变化率、二次端电压和效率。
54、某三项变压器的额定容量S Z=5600kV·A，额定电压U1N/U2N=6000/3300V，Y，d联结。空载损耗P0=18kW。短路损耗P S=56kW，试求：（1）当输出电流
I2=I2N，cosφ2=0.8时的效率η；（2）效率最高时的负载系数βm和最高效率η。
max
55、一台三相变压器，S Z=5600kV·A，U1N/U2N=35/6kV，Y，d联结。f Z=50H Z，在高压侧做短路试验得：U S=2160V，I=92.3A，P S=53kW。当U1= U1N，I2=I2N时，测得二次端电压恰为额定值，即U2= U2N，求此时的负载的功率因数角，并说明负载的性质（不考虑温度换算）。
56、两台变压器并联运行，联结组别均为Y，d11, U1/ U1N=35/11.5kV。变压器I:S N1=1250kV·A，u SI=6.5%；变压器Ⅱ:S NⅡ=2000kV·A，u SⅡ=6%，试求（1）总输出3250kV·A，每台变压器分担的负载为多少？（2）在两台变压器均不过载的情况下，输出的最大功率为多少？此时并联组的利用率为多少？
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》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*21450 321========= ππ （2） 电动机输出功率：W P P L 6.52129 .0*9.0*9.03800 3 212== = ηηη （3） 系统总飞轮转矩： 2 2 222222 322212 2 2 2 12 2 1 22 2.55.425.0 3.05.05.32*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*20002/3213213 212=== = 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= --
《电机与拖动技术》课程标准 一、课程简介 《电机与拖动技术》是电力系统自动化技术专业主干课，是学习本专业其它专业课的重要基础。 《电机与拖动技术》在电力系统自动化专业的课程体系中具有承上启下和举足轻重的地位。先修课程包括高等数学、电工电子等。该课程是学生学习“电力系统继电保护原理”、“发电厂电气部分”、“电力系统自动化”、等专业主干课程和“电力系统课程设计”、“电力系统综合实验”等实践性教学环节的必备理论基础。 《电机与拖动技术》既具有较强的理论性，又具有很强的实践性，课程内容与电力系统生产运行过程密切相关，对于培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，全面提高自身素质具有特别重要的作用。。
二、课程性质与定位 《电机与拖动技术》是电力系统自动化技术专业的一门主干课，它又是本专业一门重要的必修专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握各类电机的工作原理、基本结构及运行特性，掌握直流和交流电力拖动系统的组成、起动、制动和调速的分析计算方法及必要的测试技能，从而能合理地使用电机以满足后续专业课对该方面知识的需要，同时也为学生在今后从事专业技术工作中，保证电机工作稳定、可靠和经济运行打下扎实基础。 《电机与拖动技术》是机械类和电气类专业的核心课程，在人才培养方案中起承上启下的作用，具有十分重要的地位，为后续专业课程的学习及班组技术革新打下良好的理论和专业技术基础。 前续课程：《高等数学》、《电工电子技术》、等课程。 后续课程《发电厂变电站电气部分》、《工厂供配电技术》、《电力系统继电保护》和毕业设计等课程。 三、课程设计思路 通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。 四、课程培养目标 1.总体目标 线路图的阅读与绘图，电工工具的熟练使用，交直流电动机的原理、电动机铭牌参数与计算、电动机参数与机械特性测试、电动机与变压器的运行、维护、控制电机的选择与使用。 2.知识目标 （1）通过学习，掌握常用交、直流电机、变压器的基本结构和工作原理 （2）掌握电力拖动系统的基本理论，计算方法 （3）掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。 （4）掌握一定的电磁计算方法，培养学生运算能力。
《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 C与转矩常数T C之间的关系为 e ______。（ C=9.55e C） T 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
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)
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，而直流电动机则其转速是恒定不变的。 （×）4．转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。 （×）5．三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。 （×）6．使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。（×）7．电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。 （√）8．三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。 （√）9．刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。（×）10．单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。 三、简述题（每小题5分，共15分） 1．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后果？（5分）
《电机与拖动》试题库 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励磁绕组并联到电枢两端的极 性正确_;_励磁回路的总电阻必须小于该转速下的临界电阻值。（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u>E a时为电动机（o 电机与拖动教案 【教案】 课程性质、任务和目的《电动与拖动》是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课.它既是研究电机及电力拖动系统基础理论的学科,又可以作为一门独立的技术应用课,直接为工农业生产服务.本课程的理论性与实践性都很强,通过本课程学习,使学生掌握各种电机的基本结构与工作原理,独立分析电力拖动系统各种运行状态,掌握有关计算方法,合理地选择和使用电动机,为后续电气控制技术、自动控制系统等专业课打下坚实基础,为从事专业技术工作做好基本培养和锻炼. 基本要求通过本课程的教学,应使学生达到下列要求: 掌握和理解变压器和电动机的基本方程式; 掌握他励直流电动机负载运行计算,调速性能计算,起制动电阻计算和他励直流电动机过渡过程计算,负载转矩折算,飞轮矩折算; 三相异步电动机机械特性实用公式计算调速电阻及制动电阻,三相异步电动机降压起动的计算与选择,三相绕线式异步电动机转子回路串电阻分级起动计算; 具有选择电力拖动系统电动机的型式、种类、电压、转速及额定功率,校核发热,起动能力与过载能力. 课时分配共64学时,安排在第二学年的第二学期.其中理论教学52学时,实践教学12学时. 先修课程电路原理、电子技术和电力电子技术教学内容、要求与安排绪论课程的性质及任务以及常用的几个基本定律直流电机 1.1 教学内容: 直流电机的工作原理和结构;直流电机电枢绕组;直流电机的励磁方式和空载磁场;他励直流电动机的机械特性;他励直流电动机的工作特性;串、复励直流电动机的机械特性;直流电动机换向. 1.2 教学重点: 直流电机的励磁方式和空载磁场;他励直流电 动机的机械特性 1.3 教学难点: 直流电机的励磁方式和空载磁场;他励直流电动机的机械特性直流电动机的电力拖动 2.1 教学内容: 电力拖动系统的动力学基础;他励直流电动机的起动、制动和调速;串励及复励直流电动机的电力拖动. 2.2 教学重点: 电力拖动系统的动力学基础;他励直流电动机的起动、制动和调速; 2.3 教学难点: 他励直流电动机的起动、制动和调速; 变压器 3.1 教学内容: 变压器的用途、结构及额定数据;变压器的空载运行、空载等值电路;变压器的负载运行、负载等值电路;标么值;变压器参数测定;变压器电压调整率及效率;变压器联接组别;变压器并联运行;自耦变压器. 3.2 教学重点: 变压器的空载运行、空载等值电路;变压器的负载运行、负载等值电路;标么值;变压器电压调整率及效率;变压器联接组别;变压器并联运行. 3.3 教学难点: 变压器电压调整率及效率;变压器联接组别;标么值. 交流电机的绕组、电动势和磁通势 4.1 教学内容: 交流电机电枢绕组;交流电机电枢绕组磁场;交流电机电枢绕组电势. 4.2 教学重点: 交流电机电枢绕组磁场;交流电机电枢绕组电势. 4.3 教学难点: 交流电机电枢绕组磁场;交流电机电枢绕组电势. 异步电动机 5.1 教学内容: 三相异步电动机的结构及额定数据;三相异步电动机工作原理及转差率;三相异步电动机的电磁关系及等值电路;三相异步电动机的功率关系;三相异步电动机的机械特性;三相异步电动机的工作特性. 5.2 教学重点: 三相异步电动机工作原理及转差率;三相异步电动机的电磁关系及等值电路;三相异步电动机的功率关系;三相异步电动机的机械特性. 5.3 教学难点: 三相异步电动机工作原理及转差率;三相异步电动机的电磁关系及等值电路;三相异步电动机的功率关系;三相异步电动机的机械特性. 三相异步电动机的电力拖动 6.1 教学内容: 鼠笼式三相异步电动机的 电机与拖动 绪论一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应 2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉 3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。 5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目 6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比 7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空 1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。 3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 5、把电能转换机械能的电机称为电动机; 把机械能转换电能的电机称为电发电机。 三、判断题 1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（√） 2、棱次定律表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（√） 3、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（×） 4、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（×） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述 有电流必定产生磁场，即“电生磁” ；磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” ;载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力” 第一章直流电机的原理与结构 一、名词解释 （一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条支路，元件中的电流方向改变的过程。 3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置 6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置 （三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空 1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。 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 电机复习提纲 第一章： 一、概念：主磁通，漏磁通，磁滞损耗，涡流损耗 磁路的基本定律: 安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁 通量 Φ乘以磁阻R m 磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。E=IR 磁路的基尔霍夫定律 （1）磁路的基尔霍夫电流定律 穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零 （2）磁路的基尔霍夫电压定律 沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数 和。 第二节 常用铁磁材料及其特性 一、铁磁材料 1、软磁材料：磁滞回线较窄。剩磁和矫顽力都小的材料。软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。 2、硬磁材料：磁滞回线较宽。剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。 二、铁心损耗 1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗 Ni HL 的能量。 2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。 3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。 第二章： 一、尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终 不变，即进行所谓的“换向”。 二、一台直流电机 作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能； 作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。 三、直流电机的主要结构（定子、转子） 定子的主要作用是产生磁场 转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势 要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙） 四、直流电机的铭牌数据 直流电机的额定值有： 1、额定功率P N(kW) 2、额定电压U N(V) 教师授课教案 课程名称：电机与拖动2006年至2007年第2 学期第2 次课 授课教师：马爱芳授课日期：年月日 教学内容：（板书加粗） 1．1 直流电机的基本工作原理及结构 一、直流发电机的工作原理 结合多媒体课件，动画讲解 1、原动机拖动转子以每分转n转转动； 2、电机内部的固定部分建立磁场。 3、导体在磁场中运动切割磁力线感应电动势，经电刷和换向器整流作用输出直流电势。 *说明：由于换向器的作用，使处在N极下面的导体永远与电刷A相接触，处在S极下面的导体永远与电刷B相接触，使电刷A总是呈正电位，电刷B总是呈负电位，从而获得直流输出电势。 注意：某一根转子导体的电势性质是交流电。而经电刷输出的电动势确是直流电了。 提问：1、如果没有换向器，直流发电机能否发出直流电？ 由于内电路的交流是通过换向装置后才变为外电路的直流，故没有换向装置就不行。 二、直流电动机的工作原理 结合多媒体课件，动画讲解 1、将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。 2、电机内部有磁场存在。 3、载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用。（左手定则） 4、所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以拖动机械负载。 *说明：转子在旋转过程中，元件中电流方向是交变的，但处在同一磁极下面导体中电流的方向却是恒定的，这是由于换向器的作用，从而使得直流电动机的电磁转矩方向不变。 课堂交流： 直流电动机的基本工作原理由学生讲述后再评讲 结论：由直流电机的工作原理可以看出，直流发电机是将机械能转变成电能， 电动机是将电能转变成机械能，因此说直流电机具有可逆性。 三、直流电机的基本结构 结合多媒体课件，动画讲解 直流电机由定子与转子两大部分构成，通常，把产生磁场的部分做成静止的，称为定子； 把产生感应电势或电磁转矩的部分做成旋转的，称为转子（又叫电枢）。 电机与拖动技术课程设 计报告 （2012—2013学年第一学期） 题目他励直流电动机的调速系统 系别电子与电气工程系 专业电气工程及其自动化 班级 学号 姓名 指导教师韩之刚 完成时间2013年12月26日 评定成绩 目录 摘要 (3) 1、设计的目的和意义 (3) 2、总体设计方案 (3) 2.1并励(他励)直流电动机的起动 (3) 2.2并励(他励)直流电动机的调速 (4) 2.3调速的性能指标 (6) 3.设计过程 (7) 3.1实验设备 (7) 3.2 设备屏上挂件排列顺序 (7) 3.3 设计原理图 (8) 3.4.调速步骤 (8) 4、设计心得 (12) 5．参考文献 (12) 摘要 随着工业的不断发展，电动机的需求会越来越大，电动机的应用越来越广泛，电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使人们的生活质量有了大幅度的提高，摆脱了人力劳作的模式。而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一，因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为工业生产提供理论依据和实践指导。 关键词：直流电动机调速设计 1、设计的目的和意义 时间是验证真理的唯一标准。通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解电动机的调速方法。这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们学会独立思考，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们的职业技能，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为载体，给我们提供了一个真实的过程，通过设计和运行，反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。 2、总体设计方案 2.1并励(他励)直流电动机的起动 直流电动机接通电源以后，电动机的转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。对于电动机来讲，我们总希望它的起动转矩大，起动电流小，起动设备简单、经济、可靠。 电机及拖动试题(一) 一、单项选择题 1、在直流电机的公式E a=C eΦn以及T e=C TΦI a中，Φ指的是( ) A、每极合成磁通量 B、所有磁极总磁通量 C、主磁通每极磁通量 D、每对极合成磁通量 2、造成他励直流电动机固有机械特性是一条略微下垂的直线原因是 （） A、负载转矩 B、电源电压 C、气隙磁通 D、电枢电阻降压 3、一台50Hz三相感应电动机的转速n=720r/min,则该电机的极数以及同步转速为（） A、4极，1500r/min B、6极，1000r/min C、8极，750r/min D、10极，600r/min 4、一台50Hz三相感应电动机的拖动额定恒转矩负载运行时，若电源电压下降10%，则此时电动机的电磁转矩T a为（） A、T aN B、0.81T aN C、0.9T aN D、＞T aN 5、在三相感应电动机等效电路中，其中附加电阻（1-s)/(sR2＇)上所消耗的电功率等于（） A、输出功率P2 B、输入功率P1 C、电磁功率P m D、总机械功率PΩ 6、一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s运行，当转子边串入电阻R=2R2＇（R已折算到定子边0,测得转差率将为（）A、等于原先的转差率s B 、三倍等于原先的转差率s C、两倍等于原先的转差率s D、无法确定 7、如果有一台三相感应电动机运行在转差率s=0.25的工况下，此时通过气隙传递的功率有（） A、25%的转子铜耗 B、75%是转子铜耗 C、75%是输出功率 D、全机械功率 8、三相感应电动机与电磁转矩的大小成正比的是（） A、电磁功率 B、输出功率 C、输入功率 D、全机械功率 9、电机气隙应取尽可能小的主要目的是（） A、减小附加损 B、提高功率因素 C、减小电机体积 D、提高运行可靠性 10、不能作为降低鼠笼型异步电动机堵转电流的方法是（） A、降低电源电压 B、定子边串接电抗 C、定子绕组接法 D、绝缘等级 11、绕线式异步电动机转子串电阻调速的机械特性所具有的特点是 （）A、串接电阻越大，堵转转矩越小B、最大转矩提高 C、转差率与转子总电阻成正比 D、串接电阻越大，堵转转矩越小 12、已知一台直流电动机的额定数据如下：额定功率P N=160KW，额定电压U N=220V，额定效率ηN=90%，额定转速ηN=1500r/min，则该电机的额定电流为（） A、0.539安 B、0.08安 C、727安 D、808安 13、一台他励直流电动机的额定功率P N=20KW，额定电压U N=220v,电机与拖动教案.doc
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