电机与拖动基础试题库及答案改Word下载.docx
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选择题2
1、金属切削机床产生的负载转矩是(C)
A反抗性恒转矩负载机械特性
B位能性恒转矩负载机械特性
C恒功率负载机械特性
D通风机负载机械特性
2、三相异步电动机带恒转矩负载运行,如电源电压下降,电机的转速(A),定子电流上升。
A下降B不变C上升D以上都不对
3、异步电动机的转差率为
时,电机运行于(C)状态。
A发电机B电动机C电磁制动D静止
4、起重机类机械平移时产生的负载转矩是(A)
5、起重机类机械提升和下放重物时产生的负载转矩是(B)
A反抗性恒转矩负载机械特性
B位能性恒转矩负载机械特性
6.三相异步电动机当转子不动时,定转子的频率关系是(A)
A.f1=f2B.f1<f2C.f1>f2D.f2=0
7.若要使起动转矩Tst等于最大转矩Tmax应(C)
A.改变电压大小B.改变电源频率
C.增大转子回路电阻D.减小电机气隙
8.异步电动机的额定功率PN是指(B)
A.输入电功率B.输出机械功率
C.输入机械功率D.输出电功率
9.如果某三相异步电动机的极数为4级,同步转速为1800转/分,那么三相电流的频率为(B)
A.50赫兹B.60赫兹C.45赫兹D.30赫兹
10.一台直流电动机起动时,励磁回路应该(C)
A.与电枢回路同时接入B.比电枢回路后接入
C.比电枢回路先接入D.无先后次序
第一章
直流电机
一、填空题:
(2)
1、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。
(Ea〈U;
Ea〉U)
2、直流电动机的绕组常用的有_______和_______两种形式。
(单叠绕组;
单波绕组)
3、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)
4、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)
5、直流电动机的用途是将(电)能转换为(机械)能,直流发电机的用途是将机械能转换为电能。
6、直流电动机的用途是将电能能转换为机械能,直流发电机的用途是将(机械能)能转换为(电能)能。
7、直流电机的定子是由(主磁极)、(换向极)、机座和电刷装置等部件组成。
8、直流电机的定子部分是由主磁极、换向极、(机座)和(电刷装置)等部件组成。
9、直流电机的转子部分是由(电枢铁心)、(电枢绕组)和换向器组成。
10、直流电机的结构由两部分组成:
静止部分称为定子,主要用来产生(磁通);
转动部分称为转子,通称(电枢)。
二、简答题
1、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?
(3)
答:
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。
2、直流电机有哪些主要部件?
各起什么作用?
(3)
直流电机的主要部件有定子:
主磁极(产生主极磁场)、机座(机械支撑和导磁作用)、换向极(改善换向)、电刷(导入或导出电量);
转子:
电枢铁心(磁路的一部分,外圆槽中安放电枢绕组)、电枢绕组(感应电动势,流过电流,产生电磁转矩,实现机电能量转换)、换向器(与电刷一起,整流或逆变)
3、直流发电机和直流电动机中的电磁转矩
有何区别?
它们是怎样产生的?
而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势,
又有何区别?
它们又是怎样产生的?
解:
直流发电机的电磁转矩T是制动性质的,直流电动机的电磁转矩T是驱(拖)动性质的,它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力,形成了电磁转矩;
直流发电机的电枢电动势Ea大于电枢端电压U,直流电动机的电枢电动势Ea小于电枢端电压U,电枢电动势Ea都是运动导体切割磁场感应产生的。
4、他励直流电动机的工作特性是什么条件下求取?
有哪几条曲线?
他励直流电动机的工作特性是在U=UN,电枢回路不串附加电阻,励磁电流If=IfN的条件下求取。
有:
n=f(P2)、T=f(P2)、η=f(P2)三条曲线。
5、何谓换向?
讨论换向过程有何实际意义?
直流电机运行时,电枢绕组的线圈(元件)由一条支路经电刷短路进入另一条支路,该线圈中的电流方向发生改变,这种电流方向的改变叫换向。
讨论实际的换向过程,了解影响换向的电磁原因,才能对症下药,实施改善换向的方法。
6、换向极的作用是什么?
它应当装在何处?
换向极绕组应当如何连接?
如果换向极绕组的极性接反了,电机在运行时会出现什么现象?
换向极的作用是改善换向,它应装在主磁极的几何中心线处,换向极绕组与电枢绕组串联,且使换向极磁通势的方向与电枢磁通势的方向相反。
如果极性接错,使两种磁通势的方向相同,那就会更恶化换向,运行时后刷边的火花更大,甚至可能烧坏电刷和换向器。
7、什么是主磁通?
在电机和变压器内,常把线圈套装在铁芯上。
当线圈内通有电流时,就会在线圈周围的空间形成磁场,由于铁芯的导磁性能比空气好得多,所以绝大部分磁通将在铁芯内通过,这部份磁通称为主磁通。
8、直流发电机的励磁方式有哪几种?
(不出)
(他励;
自励(包括并励,串励和复励))
9、如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行?
它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同?
用Ea与U的关系来判断:
直流发电机的Ea>
U,电枢电流Ia与电枢电动势Ea同方向,电磁转矩T是制动性质的(方向与转向n相反),电流是流到电压U的正端;
直流电动机的U>
Ea,电枢电流Ia与电枢电动势Ea反方向,电磁转矩T是驱动性质的(方向与转向n相同),电流是从电压U的正端流出的。
10、直流电机的励磁方式有哪几种?
在各种不同励磁方式的电机中,电机输入(输出)电流I与电枢电流Ia及励磁电流If有什么关系?
直流电机的励磁方式有四种:
他励、并励、串励、复励。
以直流电动机为励:
他励的I=Ia(与If无关),并励的I=Ia+If,串励的I=Ia=If,复励的I=Ia+If并。
三、计算题
(1)
1、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57Ω(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=177Ω,额定负载时的电枢铁损PFe=234W,机械损耗为Pmec=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。
(1)
所以
(2)
2、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
PN=23kW,UN=230V,nN=1500r/min,励磁回路电阻Rf=57.5Ω,电枢电阻Ra=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。
电动机运行:
3、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57Ω(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=50Ω,额定负载时的电枢铁损PFe=234W,机械损耗为Pmec=61W,求:
4、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57Ω(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=60Ω,额定负载时的电枢铁损PFe=234W,机械损耗为Pmec=61W,求:
5、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57Ω(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=70Ω,额定负载时的电枢铁损PFe=234W,机械损耗为Pmec=61W,求:
6、一台并励直流电动机,UN=220V,IN=80A,电枢回路总电阻Ra=0.036Ω,励磁回路总电阻Rf=110Ω,附加损耗
。
试求:
①额定输入功率P1;
②额定输出功率P2;
③总损耗
;
④电枢铜损耗
⑤励磁损耗
⑥附加损耗
⑦机械损耗和铁心损耗之和
7、一台他励直流电动机,额定数据为:
电枢回路总电阻
1)额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。
2)额定输出转矩和空载转矩。
8、一台他励直流电动机,额定数据为:
9、一台他励直流电动机,额定数据为:
10、一台他励直流电动机,额定数据为:
第二章
直流电动机的电力拖动
1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下,_______和Tem的关系。
(U=UN、φ=ΦN,电枢回路不串电阻;
n;
2、直流电动机的起动方法有()()。
(降压起动、电枢回路串电阻起动)
3、当电动机的转速超过(理想空载转速)时,出现再生制动,也被称为(回馈制动)。
4、拖动恒转转负载进行调速时,应采_______调速方法,而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。
(降压或电枢回路串电阻;
弱磁)
5、他励直流电动机常用的电气制动方法有()()和再生制动。
(能耗制动、反馈制动)
6、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。
7、直流电动机的调速方法有(改变电枢回路电阻)、(改变励磁回路电阻)和改变电枢电压三种。
8、直流电动机的调速方法有改变电枢回路电阻、(改变励磁回路电阻)和(改变电枢电压)三种。
9、直流电机的磁场是由(励磁磁场)和(电枢磁场)组成的合成磁场。
10、直流电机改善换向常用的方法为(选用适当的电刷)、移动电刷的位置和(加装换向磁极)。
二、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
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。
3、什么是电力拖动系统?
它包括哪几个部分?
试举例说明。
电力拖动系统是由电动机拖动生产机械,并完成一定工艺要求的系统。
它包含控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源等。
如电风扇的电动机是原动机,单相交流电是它的电源,风扇叶片是它的机械负载,开关调速装置是它的控制设备,轴承是最简单的传动机构。
4、起动直流他励电动机时为什么一定先加励磁电压?
如果未加励磁电压,而将电枢接通电源,会发生什么现象?
他励直流电动机起动时,先加励磁电压是保证磁路中有正常磁通,否则先加电枢电压,磁通仅为剩磁通是很小的,可能会发生转速太高的“飞车”现象。
5、他励直流电动机在什么条件下得到固有机械特性
的?
一台他励电动机的固有机械特性有几条?
人为机械特性有几类?
有多少条?
他励直流电动机在U=UN,电枢回路不串入附加电阻,励磁电流If=IfN(磁通Φ为额定磁通ΦN)的条件下,稳定运行时得到固有机械特性
的。
一台他励直流电动机有一条固有机械特性;
人为机械特性有降压、电枢回路串电阻、弱磁三大类,有无数条。
6、从运动方程式中,如何判定系统是处于加速、减速、稳定还是静止的各种运动状态?
从运动方程式中,以正向运动为例,当T>
TL时,dn/dt>
0,系统处于加速运动状态;
当T<
TL时,dn/dt<
0,系统处于减速运动状态;
当T=TL时,dn/dt=0,系统处于稳定运动(转),或静止状态。
7、什么叫电气调速?
指标是什么?
他励直流电动机的调速有哪几种方法?
电气调速是指:
人为地改变电动机的参数,使新的人为机械特性与负载特性的交点变化,所得到的新的稳定转速。
电气调速的指标有:
调速范围、调速的相对稳定性、调速的平滑性、调速的经济性和调速时的容许输出;
根据转速公式,他励直流电动机的调速方法有:
降压、电枢回路串电阻、弱磁调速。
8、设有一台并励直流电动机接在一电源上,如把外施电源极性倒换,电动机的转向是否改变?
如何改变电动机的转向?
接在直流电源上的电动机若为串励直流电动机又如何?
并励直流电动机的外施电源极性倒换,电枢电流和磁场的方向同时改变,电动机的转向不变。
必须只能有一个方向改变,把其中一个绕组的极性改变。
串励直流电动机同理。
9、他励直流电动机有几种制动方法,试说明它们之间有什么共同点?
他励直流电动机有能耗制动、反接制动、再生制动的三种方法,共同的特点是电磁转矩T与转速n的方向相反,T是制动性质的。
10、他励直流电动机有几种制动方法,试说明它们之间有什么共同点?
从电枢电压特点、机械特性方程和功率平衡关系来说明他们有什么不同?
能耗制动U=0,机械特性过原点,电枢不从电网吸收电功率,从轴上吸收机械功率;
反接制动中的电源反接制动U=-UN,机械特性过-n0点,倒拉反接制动U=UN,机械特性过n0,电枢从电网吸收电功率,也从轴上吸收机械功率;
反向再生制动U=-UN,机械特性过-n0,从轴上吸收机械功率,电枢向电网回馈电能。
三、计算题:
(1)
1(2、3)、一台他励直流电动机数据为:
PN=7.5kW(5.5、6.5),UN=110V,IN=79.84A,nN=1500r/min,电枢回路电阻Ra=0.1014Ω,求:
(1)U=UN,Φ=ΦN条件下,电枢电流Ia=60A时转速是多少?
(2)U=UN条件下,主磁通减少15%,负载转矩为TN不变时,电动机电枢电流与转速是多少?
(3)U=UN,Φ=ΦN条件下,负载转矩为0.8TN,转速为(—800)r/min,电枢回路应串入多大电阻?
(改变数字)
不变时,
不变,即
(3)不计空载转矩时,
,故:
解得:
4、一台直流他励电动机,
电枢电阻
计算:
1)全压起动时电流Ist。
2)若限制起动电流不超过200A,采用电枢串电阻起动的最小起动电阻为多少?
采用减压起动的最低电压为多少?
1)
2)
5、他励直流电动机,
,
求在额定负载下:
设降速至800r/min稳定运行,外串多大电阻?
采用降压方法,电源电压应降至多少伏?
2)
6、他励直流电动机,
1)如果用能耗制动、倒接反接制动以400r/min的速度下放位能负载,则应串入多大的制动电阻?
2)电动机在反向再生制动运行下放重物,电枢回路不串电阻,求电动机的转速。
3)现用制动电阻Rbk=10Ω,求倒拉反接制动的稳定制动电流和稳定转速。
1)能耗制动:
倒拉反接:
3)稳定制动电流:
7、他励直流电动机,
1)如果用能耗制动、倒接反接制动以450r/min的速度下放位能负载,则应串入多大的制动电阻?
3)现用制动电阻Rbk=11Ω,求倒拉反接制动的稳定制动电流和稳定转速。
8、一台他励直流电动机,
已知电动机最大允许电流Imax=1.8IN,电动机拖动负载TL=0.8TN电动运行。
1)若采用能耗制动停车,则电枢回路应串多大电阻?
2)若采用反接制动停车,则电枢回路应串多大电阻?
0.8
1)能耗制动瞬时
2)反接制动瞬时
9、一台他励直流电动机,
已知电动机最大允许电流Imax=1.8IN,电动机拖动负载TL=0.9TN电动运行。
10、一台他励直流电动机,
已知电动机最大允许电流Imax=1.8IN,电动机拖动负载TL=0.7TN电动运行。
第三章
变压器
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非线性关系。
(外加电压;
材质和几何尺寸;
)
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I0_______,铁损耗PFe_______。
(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I0=2A;
P0=20W;
当高压侧加400V,低压侧开路,测得I0=_______A,P0=_______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xm是对应于_______电抗,rm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___和____。
(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)
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
可知,当
降低时,
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)标值相等,且短路阻抗角也相等。
5、变压器的主要组成部分是什么?
各部分的作用是什么?
变压器的主要组成部分是铁心和绕组。
铁心是变压器的磁路,绕组是变压器的电路。
6、变压器与三相异步电动机的本质差别
异步电动机的主磁场是旋转磁场,而变压器的主磁场是脉动磁场,异步电动机转子是旋转的,转子频率与定子不同,而变压器原、副边是静止的,感应电动势均是同频率的,变压器只有能量传递,而异步电动机既有能量传递,又有能量转换
7、变压器是根据什么原理工作的?
它有哪些主要用途?
变压器是根据电磁感应原理工作的,它主要有变压、变流、变换阻抗的作用。
可作为电力变压器、仪用互感器、电子线路中的电源变压器等。
8、变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成?
为什么要交错装叠?
铁心作为变压器的磁路,应该是用导磁性能好的硅钢片叠成,交错装叠的目的是使各层磁路的接缝互相错开,以减小接缝处的气隙和磁路的磁阻,从而减小励磁电流,提高运行时的功率因数。
9、变压器的主要组成部分是什么?
10、变压器主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同?
在等效电路中如何反映它
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