《电机与拖动》课程模拟试卷（二）
考试时间：90分钟
一、填空题（每空1分，共30分）
1、在电力拖动系统中拖动生产机械运行的电动机，根据供电系统的不同可以分为电动机和电动机两大类；根据转速特性，后者又可分为同步电动机和电动机两种；后者根据转子绕组的结构形式可分为电动机和电动机。
答案：直流、交流、异步（或感应）、鼠笼式、绕线式
2、直流发电机的额定功率是指功率，而直流电动机的额定功率是指功率。
答案：电、机械
3、右图为某三相感应电动机的人
为特性图，在U N，U'1，U''1，U'''1，中最
大，最小，对应的机械特性起动转
矩最大，对于负载转矩T L来说，A点电流比B点
电流。
答案：降低定子端电压、U N、U'''1、U N、大
4、一台三相异步电动机，额定转速是970r／min，若电源频率是50Hz，电动机的极对数是，同步转速为，额定转差率为；极对数为4的同步电动机通以60Hz的交流电，其转速是。
答案：3、 1000r/min、0.03、900r/min
5、常见的负载转矩特性有，和，单轴电力拖动系统的运动方程是。
答案：恒转矩负载特性、恒功率负载特性、通风机类负载特性（或泵类负载特性）、T-Tz=Jd Ω/dt(或T-Tz=GD 2/375?dn/dt)
6、变压器除了可以变电压，还可以 变 ，变 和变 。 答案：电流、阻抗、相位
7、同步电动机的运行方式有 、 和 三种。 答案：电动机、发电机、补偿机（调相机）
8、直流伺服电动机的 与 的关系称为调节特性，表征调节特性的量有 和 。 答案：转速、控制电压、始动电压、斜率
二、计算题（共30分）
1、（12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R a ＝0.1[Ω]，忽略空载转矩T 0，电动机带额定负载运行时，要求把转速降到1200r/min ，计算： （1）采用电枢串电阻调速需串入的电阻值；
（2）采用降低电源电压调速需把电源电压降到多少；
（3）若要把转速升高到1600r/min ，要把磁通降低到原来的多少倍？
答案及解析： （1）2201150.1
0.1391500
N N a E N N U I R C n --?Φ=
== 1分 则由串电阻机械特性()
N N a E N E N
U I R R n C C Ω+=
-ΦΦ 1分 得()/(2200.1391200)/1150.10.36N E N N a R U C n I R Ω=-Φ-=-?-=Ω 2分 （2）由降压机械特性N a E N E N
I R U
n C C =
-ΦΦ 1分 得：0.139********.1178.3()E N N a U C n I R V =Φ+=?+?= 2分 （3）由弱磁机械特性N N a E E U I R
n C C =
-''
ΦΦ 1分
知 N N a
E U I R C n -'Φ=
'
，N N a E N N U I R C n -Φ= 1分
15000.93751600
N E N E N n C C n ''
ΦΦ===='ΦΦ 3分 即要把磁通减弱到原来的0.9375倍。
2、(18分)某起重机吊钩由一台三相绕线式感应电动机拖动，定转子绕组都Y 接法，电动机额定数据为： P N =20[kW],U N ＝380[V ]，n N ＝960[r/min ]，E 2N ＝208[V]，I 2N ＝76[A]，λM ＝2。升降某重物T L ＝0.72T N ，忽略T 0。计算： (1) 在固有机械特性上运行时转子转速；
(2) 转子回路每相串入电阻R A ＝0.88Ω时转子转速； (3) 转速为-430时转子回路串入的电阻R Ω＝？
答案与解析：
111000960
0.041000
N N n n S n --=
== （1分） 该电动机固有机械特性的临界转差率：
(0.1493m N M s s λ==（1分） 额定转矩 9550
198.96N
N N
P T Nm n == （1分） （1） 转速为n ，转差率为s 时，根据电动机的机械特性实用表达式2M N
m
m T T S S S S
λ=
+
（1分）
有220.720.1493
0.1493N
N T T S S
?=
+， （2分）
解得s =0.0278和0.8016（不合理，舍去） （2分） 所以转速为11972.2/min n n sn r =-= （1分） （2）
转子每相电阻20.0632R =
=Ω （1分） 转子每相串电阻R A ＝0.88Ω后，设转速为n A ，转差率为s A ，则 22
A A
S R R S R += （3分）
即有22
0.4149A
A R
R s s
R +==， （1分） 那么
11585.1/min A A n n S n r =-= （1分） （3）转速为-430r/min 时，转差率11
1000(433)
1.431000
B B n n S n ---=
== （
1分） 设转子每相串入电阻值为，则22
B B
S R R S R += （1分） 即有2(
1) 3.247B
B S R R S
=-=Ω （1分）
三、简答题（共40分）
1、一个变压器的联接组形式为Y/Δ-1，画出两种相量图及其连接图（标出12个连接端口）。（10分） 答案：（相量图3分，连接图2分）
图1 Y/D-1相量图1 图2 Y/D-1连接图1
图3 Y/D-1相量图2 图4 Y/D-1连接图2
2、换向器由什么组成？换向器在直流电机中起什么作用?（5分）
答案：换向器有圆弧形的沿圆周排列一周的换向片组成，每两个换向片之间都是绝缘的。
直流发电机中，随着电枢铁心的旋转，单个导体中的感应电动势和感应电流方向是交变的，只有通过换向片和电刷配合才能对外电路输出方向不变的直流电动势和电流，换向器起整流的作用。 直流电动机中，如果单个导体中的电流方向始终不变，随着电枢铁心的旋转，导体上的电磁力矩方向是交变的，只有通过换向片和电刷配合才能得到方向不变的电磁转矩，换向器起逆变的作用。
3、什么是变压器的惯例？画出单相变压器负载运行时的惯例。（10分）
答案：变压器运行时，各电磁量都是交变的，为了研究清楚他们之间的相位关
系，必须先规定好各量的正方向。选取正方向有一定的习惯，称为惯例（2分）。如右图所示。（8分）（其中U 1和I 1的方
向各1分，φm 的方向1分，E 1和E 1σ的方向1分，E 2和E 2σ的方向1分， 、I 2和U 2的方向各1分）
4、简述直流发电机的工作原理。（10分）
答案：直流发电机的工作原理：将直流发电机的轴与原动机连接，电刷两端接电气负载。在原动机的带动下，发电机轴旋转，转子上的电枢绕组切割主磁场中的磁力线而产生感应电动势Ea ，但Ea 是交变的电动势，通过换向片和电刷的整流作用成为电路两端的直流电压U ，加在负载的闭合回路上，发电机电枢绕组中有电枢电流Ia 流过。
5、交流异步电动机的调速方法有哪些？（5分）
答案：异步电动机的转速：
1(1)(1)60/p n s n s f n =-=-
交流异步电动机的调速方法有： 1.定子降电压调速 2.转子回路串电阻调速 3.变极对数调速 4.变压变频调速
1σΦ2σΦ1E σ2E σ2E 1
E 1U 2U L Z A
X
1
I 2I
《电机与拖动》课程模拟试卷（三）
考试时间：90分钟
一、填空题（每空1分，共30分）
1、电力拖动系统根据电机的数目可以分为电力拖动系统和电力拖
动系统两大类；根据转轴的数目可以分为电力拖动系统和电力拖动系统两大类，前者的运动方程为。
答案：单机、多机、单轴、多轴、T-Tz=J?d /dt(或T-Tz=GD2/375?dn/dt)
2、在直流电动机的电枢回路中串电阻调速，理想空载转速（填增大、减小或不变），特性的硬度（填增大、减小或不变）；降电压调速，理想空载转速（填增大、减小或不变），特性的硬度（填增大、减小或不变）；减弱磁通调速，理想空载转速（填增大、减小或不变），特性的硬度（填增大、减小或不变）。
答案：不变、减小、减小、不变、增大、减小
3、一台他励直流电动机采用电动机惯例，当P1=0，P M<0时，电动机运行于状
态，当|E a|>|U N|，n<0时，运行于状态。
答案：能耗制动、反向回馈制动运行
4、测定三相感应电动机的参数可以做的实验有和。
答案：空载实验、短路实验
5、某六极三相同步电动机额定工作频率50Hz，带额定负
载运行时，其转速为，如果负载转矩增加，转
速会（填增大或减小或不变），会变
大。
答案：1500r/min、不变、功率角
7、右图是单相变压器带电感性负载运行的相量图，在图中
空白位置填写相量符号。
8、一台直流电动机降压调速，在额定负载时达到的最高转速是1000r/min，最低转速是400r/min，调速范围是，最低转速特性的理想空载转速是500r/min，
静差度是 。 答案：2.5、0.2
9、下图为他励直流电动机的功率流图，请在其中适当的位置填入：p Cua 、P 1、P M 、P 2和p 0。
答案：p Cua 、p 0、P 1、P M 、P 2（先上排后下排，从左至右）
二、计算题（共30分）
1、（10分）某直流他励电动机额定数据如下：P N =10[kW],U N ＝220[V ]，n N ＝1000[r/min ]，I N ＝53.2[A]，电枢回路总电阻Ra ＝0.393[Ω]，忽略空载转矩T 0，且不计电感的影响与电枢反应，电动机带额定负载运行时，
（1）若电枢回路中突然串入R Ω=1.5Ω的电阻，计算串入电阻瞬间的电枢电流以及稳定后的电枢电流与转速；
（2）若仅在励磁回路中串电阻，使磁通减少15%，计算磁通突然减少时瞬间的电枢电流以及稳定后的电枢电流与转速。
答案及解析：（1）当电枢回路中突然接入电阻时，由于惯性，转速来不及变化，主磁通也保持不变，电枢电动势与额定运行时的数值相同，即
22053.20.393199.1aN N N a E U I R V =-=-?= （1分）
此时，电枢电流的瞬时值
220199.1
11.040.393 1.5
N aN a a U E I A R R Ω--=
==++ （1分）
稳定后，由于负载转矩保持不变，额定励磁保持不变，电枢电流也保持不变，Ia=IN ，电枢电动势
()22053.2(0.393 1.5)119.3a N N a E U I R R V Ω=-+=-?+= （1分）
可计算得转速
119.31000599.2/min 199.1
a N aN E n n r E =
=?= （1分） （2）在励磁回路中突然接入电阻时，由于惯性，转速来不及变化，主磁通减小，电枢电动势随主磁通正比减少，即
aN a E N E E E
n C C =
='
ΦΦ (10.15)0.85199.1169.24aN N
a aN N N
E E E V 'Φ-Φ===?=ΦΦ （1分）
此时，电枢电流的瞬时值
220169.24
129.160.393
N a a a U E I A R --=
== （1分） 稳定后，由于负载转矩保持不变，新的电枢电流值为
153.262.6(10.15)0.85
M N aN N a
N M M N C I T I I A C C ΦΦ'====?=''ΦΦ-Φ （1分）
新的电枢电动势为
22062.60.393195.4a
N a a E U I R V ''=-=-?= （1分） 可计算得转速
195.41
10001155/min 199.110.15
a a a N N
aN E aN N N
E E E n
n E C E n r '''Φ'=
==''ΦΦ'ΦΦ=
??=- （2分）
2、（20分）一台三相电力变压器的额定容量S N =850kV A ，额定电压U 1N /U 2N =10000/500V ，Y/Y 连接。已知每相短路电阻R k =1.40 Ω，X k =6.48 Ω。该变压器一次绕组接额定电压，二次绕组接三相对称负载运行，负载为Y 接法，每相负载阻抗为Z L =0.25+j0.1Ω。计算： (1)变压器一次、二次侧电流（线值）； (2)二次绕组电压（线值）；
(3)输入、输出的有功功率和无功功率； (4)变压器的效率。
答案及解析：（1） 变压器的变比
20k ==
= （2
分）
负载阻抗 0.250.10.26921.8L Z j =+=∠Ωo （1分）
折算值 210040L
L Z k Z j '==+Ω。 （1分）
从原边看进去每相总阻抗
1.4 6.4810040111.5524.63L
k Z Z Z j j '=+=+++=∠Ωo （1分） 那么一次侧电流 11/310000/3
51.76111.55
N U I A Z =
== （1分） 二次侧电流 212051.761035.17I kI A ==?= （1分） （2） 二次电压 22331035.170.269482.29L U I Z V ==??=（1分） （3） 一次功率因数角124.63?=o ， （1分）
功率因数1cos cos 24.630.91?==o （1分） 输入有功功率
11113
cos 31000051.760.91815.8N P U I kW ?==???= （1分） 输入无功功率
311113sin 373.6210var N Q U I ?==? （1分） 二次功率因数角221.8?=o ， （1分）
功率因数2cos cos 21.80.93?==o （1分） 输出有功功率
22223
cos 3482.291035.170.93804.2P U I kW ?==???= （1分） 输出无功功率
322223sin 321.110var Q U I ?==? （1分） （4） 效率 21
804.2
100%98.58%815.8P P η==?= （1分） 电路图 3分
三、简答题（共40分）
1、一个变压器的联接组形式为Y/Δ-3，画出两种相量图及其连接图（标出12个
连接端口）。（10分） 答案：（相量图3分，连接图2分）
图1 Y/D-3相量图1 图2 Y/D-3连接图1
图3 Y/D-3相量图2 图4 Y/D-3连接图2
2、单相感应电动机的起动方法有哪些?（6分） 答案：单相感应电动机的起动方法有： （1）电容分相法 （2）电阻分相法 （3）罩极法
3、简述直流电动机的工作原理。（10分）
答案：直流电动机的工作原理：将直流电动机的电刷两端接直流电源U ，电动机轴上带生产机械负载。在外施电压U 的作用下，有电流I 流过电刷A 及换向片进入电枢绕组然后经换向片及电刷B 返回电源负极。电枢电流与磁场相作用，使电枢线圈受到电磁力f ，在此电磁力所产生的电磁转矩T 的驱动下，转子带动生产机械负载沿T 的方向旋转起来。
4、写出三相感应电动机机械特性的物理表达式、参数表达式、实用表达式和直线表达式，三相感应电动机的人为机械特性有哪几种？（14分）
答案：三相感应电动机机械特性的物理表达式：
'
22cos M m T C I θ=Φ
三相感应电动机机械特性的参数表达式：
'221
'
2'2
211
1232()()
r
U p
s
T r f r x x s
σσπ=
?
+++
三相感应电动机机械特性的实用表达式：
2m m m
T T S S
S S =
+
三相感应电动机机械特性的直线表达式：
m
m S S
T T 2=
三相感应电动机的人为机械特性有：降低定子端电压的人为机械特性，转子回路串三相对称电阻的人为机械特性，定子回路串对称三相电抗的人为机械特性。
《电机与拖动》课程模拟试卷（四）
考试时间：90分钟
一、填空题（每空1分，共30分）
1、电力拖动系统中拖动生产机械转动运行的电动机，根据供电系统的不同可以分为电动机和电动机两大类；根据转速特性，后者又可分为同步电动机和电动机两种；同步电动机根据转子的结构形式可以分为式电动机和式电动机。
答案：直流、交流、感应（异步）、凸极、隐极
2、电动机的电磁转矩是（填拖动或制动）性质的转矩，当电磁转矩增加时转速（填上升或下降），电枢电流（填增加或减小）。
答案：拖动、下降、增加
3、变压器的参数测定实验有和；前者是为了测定，空载电流百分数，和；后者是为了测定短路电压百分数，和。
答案：空载实验、短路实验、变比、铁损耗、励磁阻抗、、铜损耗、短路阻抗
4、一台三相异步电动机，额定转速是980r／min，若电源频率是50Hz，则电动机的同步转速是，极对数为，额定转差率为；极对数为2的同步电动机通以60Hz的交流电，其转子转速为。
答案：1000r/min、3、0.02、1800r/min
5、右图为某三相感应电动机的人
为特性图，R
1，R
2
，R
3
中最大，最
小，对应的机械特性起动转矩最大，对应的临界转差率最小。
答案：转子串对称三相电阻、R、R、R、R
6、交流伺服电动机在控制电压突降为零时，仍然产
生一个正的电磁转矩而继续旋转的现象叫做 ，消除的方法是 。
答案：自转、增加转子电阻使临界转差率大于1
7、测定三相变压器的参数可以做的实验有 和 。 答案：空载实验、短路实验
8、一台直流发电机，额定功率P N =10kw ，效率ηN =92%，额定转速n N =1000r/min ，额定电压U N =220V ，输入功率P 1= ，额定电流I N = 。 答案：10.87kW 、 45.45A
9、单相感应电动机 （填能或不能）自行起动。 答案：不能
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 =3[kW],U N ＝220[V ]，n N ＝1000[r/min ]，I N ＝18[A]，电枢回路总电阻Ra ＝0.8[Ω]，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 Z ＝T N ，采用电压反向的反接制动停车，制动转矩为2T N ，电枢回路应串入的制动电阻值是多少？ （2）负载同（1），当反接制动到转速为0.3n N 时，为了使电机不致反转，换成能耗制动，要求制动转矩为2T N ，电枢回路应串入的电阻值是多少？
（3）负载为位能性恒转矩负载T Z ＝0.9T N ，求电动机采用能耗制动运行稳速下放时，所能达到的最低转速是多少？ （4）负载同（3），要求电动机以转速n =150r/min 稳速下放负载，电枢回路需串多大电阻？
（5）负载同（3），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）220180.8
0.20561000
N N a e N N U I R C n --?Φ=
== （1分） 制动转矩T ＝2T N ，则制动电流236N I I A == （1分） 由反接制动时的机械特性()
N a e N e N
U I R R n C C Ω-+=
-ΦΦ可得
36(0.8)
22010000.20560.2056
R Ω-?+-=
-
， （1分） 计算得反接制动应串入的制动电阻值11.02R Ω=Ω （1分） （2） 0.3300/min N n r =，由能耗制动的机械特性()0
a a e N e N
I R R n C C Ω+=
-ΦΦ可得 36(0.8)0
3000.20560.2056
R Ω-?+=
-
（2分） 电枢回路串入电阻的值0.2056300
0.80.9136R Ω?=-=Ω （1分）
（3） 因为位能性负载T Z ＝0.9T N ，则稳速下放时电流0.916.2N I I A ==，
（1分）
由能耗制动时的机械特性()0
a a e N e N
I R R n C C Ω+=-ΦΦ可知不串电阻时转速最低， （1分）
16.20.8
63.04(/min)0.2056
n r ?=-
=- （1分）
（4） 150/min,16.2a n r I A =-=， （1分）
可采用能耗制动或电动势反向的反接制动 （1分） 由能耗制动的机械特性()0
a a e N e N
I R R n C C Ω+=
-ΦΦ可得 16.2(0.8)1500.2056
R Ω-?+-=-
电枢回路串入电阻的值0.2056150
0.8 1.10416.2
R Ω?=
-=Ω （2分）
由反接制动时的机械特性()
N a a e N e N
U I R R n C C Ω+=
-ΦΦ可得 电枢回路需串入电阻值2200.2056(150)
0.814.6816.2
R Ω-?-=
-=Ω
（2分）
（5） 位能性恒转矩负载反向回馈制动运行，电枢不串电阻时，电动机转速为
22016.20.8
1133.07(/min)0.20560.2056
N a a e N e N U I R n r C C --?=
-=-=-ΦΦ（2分）
2. （12分）某三相绕线式感应电动机的定转子绕组都Y 接法，额定数据为：P N ＝60[kW]，U 1N ＝380[V]，I 1N ＝133[A]，n N ＝577[r/min]，E 2N ＝253[V]，I 2N ＝160[A]，λM ＝2.4。试求：
(1)采用反接制动使位能负载T Z ＝0.8 T N 以n ＝150r/min 的速度稳速下放，应在转子每相中串入电阻R Ω＝？
(2)该机在额定运行时突然将定子任意两相对调，要求制动初瞬的制动转矩为1.2T N ，应在转子每相串入电阻R Ω＝？
答案与解析：
额定转差率 11600577
0.0383600
N N n n S n --=
== （1分） 转子每相电阻
20.035r =
=Ω （1分） （3） 当重物以150/min n r =-下放时，11600(150)
1.25600
n n S n ---=
== （1分） 此时负载为0.8N T ，根据电动机的固有机械特性有22 2.40.8 1.25 1.25M N N
N m m m m
T T T S S S S S S λ?=
=
''++''（1分）
得临界转差率：m S '=7.29或0.21（由于0.21m S '=
分）
因固有机械特性时(0.175m N M S S λ==， （1分） 设每相串入电阻R B ，有2
2m m B S r S r R =+，解得2(1) 1.423m B m
S R r S '=-=Ω （1分）
（2）在定子两相对调瞬间N n n =未变，制动转矩2 1.2N T T =
此时转差率转矩为11600577
1.96600
N n n S n -++=
== （1分） 根据定子两相对调且串电阻的人为机械特性有
22 2.41.2 1.96 1.96M N N
N m m m m
T T T S S S S S S λ?-=
=''++''（1分） 得临界转差率为m
S '＝0.53或7.31 （1分） 如取m
S '=0.53，此时应串电阻0.53
(1)0.0350.0710.175
R Ω=-?=Ω （1分）
如取
m
S'=7.31，此时应串电阻
7.31
(1)0.035 1.43
0.175
R
Ω
=-?=Ω（1分）
三、简答题（共40分）
1、什么是变压器的惯例？画出单相变压器空载运行时的惯例。（10分）
答案：变压器运行时，各电磁量都是交变的，为
了研究清楚他们之间的相位关系，必须先规定好
各量的正方向。选取正方向有一定的习惯，称为
惯例（2分）。如右图所示。（8分）（其中U1和
I0的方向各1分，φm的方向1分，E1和E1σ的方
向各1分，E2和U2的方向各1分）
2、一个变压器的联接组形式为Y/Δ-5，画出两种相量图及其连接图（标出12个连接端口）。（10分）
答案：（相量图3分，连接图2分）
图1 Y/D-5相量图1 图2 Y/D-5连接图1
图3 Y/D-5相量图2 图4 Y/D-5连接图2
3、三相绕组的连接方式有哪几种？每种连接方式下线电压和相电压，线电流和相电流之间的关系是怎样的？（6分）
答案：三相绕组的连接方式有星形和三角形两种。
星形连接时：3
N N
U U
Φ
=，
N N
I I
Φ
=
三角形连接时：
N N
U U
Φ
=，3
N N
I I
Φ
=
N1
4、直流电动机的固有机械特性分布在哪几个象限？直流电动机的人为机械特性有哪几种？写出直流电动机固有和人为机械特性表达式（10分） 答案：直流电动机的固有机械特性
02
N a
N E N E M N
U R n T n T C C C β=
-=-ΦΦ 固有机械特性是一条斜下降的直线，通过第I 、II 、IV 象限。
直流电动机的人为机械特性有三种，分别是：电枢回路串电阻，改变端电压和改变磁通的人为机械特性：
2N a E N E M N
U R R n T C C C Ω
+=
-ΦΦ 2a E N E M N R U
n T C C C =
-ΦΦ 2
N a
E E M U R n T C C C =
-ΦΦ
5、同步电动机能否自行起动？起动方法有哪些？（4分）
答案：同步电动机起动时，若将其定子直接投入电网，由于定子旋转磁场的转速为同步转速，而此时转子处于静止，因而气隙磁场与转子磁极之间具有相对运动，不能产生平均的同步电磁转矩，电动机不能自行起动。
常用的起动方法有：辅助电动机起动法，变频起动法，异步起动法。
《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）
可计算得转速
2200.1103.51508.2(/min)0.1390.139n r =-?= （1分）
允许最大电流max 2230a N I I A == （1分） 由串电阻调速时的机械特性()
N a a e N e N
U I R R n C C Ω+=-ΦΦ （1分） 可得230(0.1)0
1508.20.1390.139
R Ω-?+=
-
， （1分） 计算得能耗制动应串入的制动电阻最小值0.811R Ω=Ω （1分） （2） 因为位能性负载T L ＝0.7T N ，则匀速下放重物时电枢电流
0.70.711580.5a N I I A ==?=， （1分）
由串电阻调速时的机械特性()
N a a e N e N
U I R R n C C Ω+=-ΦΦ （1分） 可得80.5(0.1)0
2000.1390.139
R Ω?+-=
-
， （1分） 计算得能耗制动应串入的制动电阻最小值0.245R Ω=Ω （1分） （3） 反接制动停车时机械特性()
N a a e N e N
U I R R n C C Ω-+=
-ΦΦ， （1分） max 1508.2/min,230a a n r I I A ===-， （1分）
所以电枢回路串入电阻的最小值：
2200.1391508.20.1 1.768230R Ω+?=-=Ω （1分）
（4） 电动势反向的反接制动停车时的机械特性()
N a a e N e N
U I R R n C C Ω+=
-ΦΦ， （1分）
980/min,80.5a n r I A =-=， （1分）
所以电枢回路串入电阻的最小值：
2200.139(980)0.1 4.32580.5
R Ω-?-=-=Ω （1分）
（5） 位能性恒转矩负载反向回馈制动运行，电枢不串电阻时，电动机转速为
22080.50.1
1640.6(/min)0.1390.139
N a a e N e N U I R n r C C --?=
-=-=ΦΦ （1分）
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== 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：
《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教案.doc
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