电机及拖动试题及答案.docx
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电机及拖动试题及答案
《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=;^0(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。
(Ea
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泄义是,当电刷在几何中线时,电动机产生性
质的电枢反应,英结果使和,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,若把电枢固泄,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,因此稳左运行时,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U。
升髙()。
(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、如何确左换向极的极性,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la增加,IaRa增加,使U下降;
(2)随着la增加,电枢反应附加去磁作用增强,使磁通"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k增加,IaRa增加,使U下降;
(2)随着b增加,电枢反应附加去磁作用增强,使磁通"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"下降,电枢电动势E&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:
Px-=3.5kW,U、二220V,Ix=20A,nFlOOOr/min,电枢电阻&二IQ,△UfIV,励磁回路电阻Rf440Q,空载实验:
当U=220V,n=1000r/min时,I尸2A,试计算当电枢电流IE0A时,电机的效率(不计杂散损耗)。
解:
励磁电流:
11=—=A=0.5A
fRf440
fj2oof)2
励磁损耗:
匕诃=土一=110W
CufsfR,440
空载时:
输入功率:
P}=UI{)=220x2W=440W
励磁功率:
Pf=WOW
电枢铜损耗:
PCua=RJ~=R,(I0-lf)2=2.25W
电刷接触损耗:
PCllb=2\UbI:
=2xlxl.5W=3.0VV
附加损耗:
Pnd=0
则:
+PF(=PX-Pf-P.M--Pad=324.75W
当人=10A时,/=/°+/f=10.5A
输入功率:
A=W=220xl0.5W=2310W
=lxl02VV=100lV
P,=110W
PC[ih=2^UhIn=2X1X1OW=20VV
输出功率:
P严PTP=PhPj—%-(化“+PJ=1755.25W
效率:
z/=5.x100%=75.98%
2、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
Px=6kW,Ux=230V,氐二1450r/min,Ra=0.57Q(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻RF177Q,额左负载时的电枢铁损P,e二234W,机械损耗为Pzec=61W,求:
(1)额左负载时的电磁功率和电磁转矩。
(2)额立负载时的效率。
=仝=型心.3A
R,177
Pf=R.lj=299W
^=6000a=26m
AUn230
Z,=/v+/z=27.4A
PCiia=R^=427.9W
60
z/=5.x100%=85.45%
3、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
P^23kW,Uf230V,nx=1500r/min.励磁回路电阻Rf=57.5Q,电枢电阻VO.1Q,不计电枢反应磁路饱和。
现将这台电机改为并励宜流电动机运行,把电枢两端和励磁绕组两端都接到220Y的直流电源:
运行时维持电枢电流为原额泄值。
求
(1)转速n;
(2)电磁功率;(3)电磁转矩。
解:
"舒第A®
ZiV+/f=104A
PCua=RX=\0S\.6W
⑴E广—十R人=240・4V
F
C①=二=0・1603
5
电动机运行:
Ea=5一R人=209.6V
220220,
C①*=一Ce^=一x0.1603=0.1533
230230
F
n=一—=1367r/min
3
<2)Pem=EaIa=2\.198kW
(3)Tnn=^-=21798X10N-m=152.27N-m
G2^x1367/60
第二部分直流电动机的电力拖动
—、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二UN、"二①N,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,调速范困也越大。
()(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宜径平方的乘积,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,英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A和L,那么:
(2)
(1)IKL:
(2)IfI3:
(3)L>I3e
四、简答题:
1、电力拖动系统稳泄运行的条件是什么?
(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,满足如<理)
dndn
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:
PN=7.5kW,Un=110V,In=79.84A,nN=1500r/min,电枢回路电阻Ra=0.1014O,求:
(1)U=Un,①二加条件下,电枢电流la=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,①二味条件下,负载转矩为0・8Tn,转速为(—800)r/min,电枢回路应串入多大电阻?
解:
(1)CQ弋=U'-R」'=0・068
J3
n==1528"min
cs
<2)几不变时,臨不变,即CT^NIN=CT①厶
JJ_R[
n==1738/7min
GQ
(3)不计空载转矩时,Tem=TLt故:
Tem=0.8仏,=0.8x0.955如=38.2N•m
n=c^~cecr^
解得:
Rk=2.69Q
第三部分变压器
一、填空题:
1、一台接到电源频率固泄的变压器,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,貝励磁电抗越,励磁电流越°(越
大;越小)
3、变压器带负载运行时,若负载增大,苴铁损耗将,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(22〉0°)一定,电源电压下降,则空载电流L,铁损耗
Pre-(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。
二2A;
Po=20W;当高压侧加400V,低压侧开路,测得I。
二A,PfW。
(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o(大:
小)
7、变压器等效电路中的忌是对应于电抗,"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,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泄电压不变的条件下,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,而苴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左容戢()。
(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变圧器的励磁阻抗很大:
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沱电压的电源上,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()时效率最髙。
③
①B二1:
②P“Ps二常数:
③P&P臥④S0
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,试分析变圧器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。
(据"严4.44.网①川可知,当/降低时,①加(耳J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、副边额泄电压都是如何能义的?
(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、二次侧的额龙电压分别相等,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
b
幺值相等,且短路阻抗角也相等。
五、作图题
仁画相量图判泄组别:
如右图(a)所示
(图略,组别Y,y4)
2、画相量图判泄组别:
如右图(b)所示
(图略,组别Y,d11)
六、计算题
1、三相变压器额泄容虽:
为20kV-A,额左电圧为10/0.4k\\额泄频率为50H“Y,y0联结,髙压绕组匝数为3300。
试求:
(1)变压器高压侧和低压侧的额左电流:
(2)高压和低压绕组的额左电压:
(3)绘岀变压器Y,y0的接线图。
S
解:
(1)1小=产=1・16A
(2)5厂绘"77卅
U2NP=
-0.2312
*
2、一台S^lOOkV•A,%/Ua二6/0.4kY,Y,yO联结的三相变压器,I°%=6.5%Po=600W,“5%,P蚱1800叭试求:
(1)近似等效电路参数标么值;
(2)满载及cosd二0.8(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
>0°)时的最大效率。
解:
(1)由空载试验数据求励磁参数
Z;=1=15.38
=仏=142
川广2
X:
=JZ;—5.31
由短路试验数据求短路参数
Z;=U;=0・05
Rs=Psn=尹=0.018
X;=Jz;2_R==0.467
(2)At/=0(R;cos©2+X;sin$)xl00%=4.24%
4=(1一△")/卅=383V
7=(1-AW、一)xl00%=97.1%
PSncqs(p2+P,}+PPsn
1)x100%=97.5%
0“凡心02+2吒
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二50Hz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虽:
,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M内运行于发电机状态,此时电磁转矩性质为_。
(0〜1;反
电动势;一8〜0;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二0.05,则此时转子转速为
r/min>宦子旋转磁势相对于转子的转速为r/min。
(950:
50:
0)
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
泄子电流,最大转矩,临界转差率一,(减小:
增大;减小:
不变)
6、三相异步电动机电源电压一泄,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企负载运行时,其转差率s—般在范围内。
(0.01〜
0.06)
9、对于绕线转子三相异步电动机,如果电源电压一立,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,泄、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1;的大小与转子电阻门阻值无关()。
(T)
4、通常三相笼型异步电动机左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左子电流的频率相同()。
(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,当电动机稳泄运行后,此时电动机的电磁转矩:
①
①下降:
②增大:
③不变:
④不宦。
2、三相异步电动机的空载电流比同容疑变压器大的原因:
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左、转子铁心材质:
④泄子绕组的漏阻抗。
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它们的左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,把泄子两相反接,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下降到某一稳左转速。
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,人=几,而■其中,人衍为有功分量电流,用来供给空载损耗;人片为无功分量电流,用来建立磁场。
由于«A)r,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$2的物理意义是什么?
能否用电抗或电容代替这个附加电阻?
为什么?
1-5
电阻所消耗的功率$
(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
「「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英励磁电流(空载电流),从而提髙电动机功率因数。
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泄数据为:
PFlOkW,U、二380V,LF11.6A,泄子为Y联结,额左运行时,泄子铜损耗P“二560W,转子铜损耗Pcu==310W,机械损耗P„c=70W,附加损耗P.^200W,试il•算该电动机在额左负载时的:
(1)额左转速:
(2)空载转矩:
(3)转轴上的输出转矩:
(4)电磁转矩。
解:
(1)化蚊+心+Z“2=1°・58RW
%=思2/乙=00293
“n=(1一s=1456r/min
(2)T=险+虫=1.77N•加
°Q
(3)7;=£-=65.59N・加
(4)Tem=T2+TQ=61.36Nm
2、已知一台三相异步电动机,额泄频率为150kW,额泄电压为380V,额泄转速为1460r/min,过载倍数为2.4,试求:
(1)转矩的实用表达式;
(2)问电动机能否带动额定负载起动。
Tn=9550如=981.2N•加
解:
(1)力
7>V;=2355N•加
根据额左转速为1460r./inin,可判断出同步转速®=1500r/min,则额左转差率为
s==0.027
s„=\.(An+J盂-1)=0-124
转子不串电阻的实用表达式为:
4710
~~s07124
0.124s
(2)电机开始起动时,s=l,T=TS,代入实用表达式得:
因为丁$5,故电动机不能拖动额左负载起动。
第六部分异步电动机的电力拖动
一、填空题:
1、拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机,其转差率£在范用内时,电动机都
能稳泄运行。
(0-每)
2、三相异步电动机的过载能力是指..(TJTQ
3、星形一三角形降压起动时,起动电流和起动转矩各降为直接起动时的倍。
(3)
4、三相异步电动机进行能耗制动时,直流励磁电流越大,则补始制动转距越—.(大)
5、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:
应随f,按规律调节°(正比)
二、判断题
1、由公式TfGOM'攵os4可知,电磁转矩与
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- 电机 拖动 试题 答案
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