电机与拖动期末试题及答案分解.doc

1、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。 （ Ea U； Ea 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

2、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

3、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

4、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

5、，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 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 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 :PN=3.5kW， UN=220V，

6、 I N=20A，nN=1000r/min,电枢电阻 Ra=1， Ub=1V，励磁回路电阻 R1=440，空载实验：当 U=220V,n=1000r/min 时， I0=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 .5440ff fUI A AR 励磁损耗： 2 22 220 110440fC uf f f fUP R I WR 空载时： 输入功率： 10 2 2 0 2 4 4 0P U I W W 励磁功率： 110fPW 电枢铜损耗： 220( ) 2 .2 5Cua a a a fP R I R I I W 电刷接触损耗： 2

7、2 2 1 1 . 5 3 . 0C u b aP U b I W W 附加损耗： 0adP 则： 1 3 2 4 .7 5Cu a Cu bm e c F e f adP P P P P P P W 当 10aIA 时， 10.5afI I I A 输入功率： 1 2 2 0 1 0 . 5 2 3 1 0P U I W W 221 1 0 1 0 0C u a a aP R I W W 110fPW 2 2 1 1 0 2 0C u b b aP U I W W 输出功率： 2 1 1 ( ) 1 7 5 5 . 2 5C u a f C u b m e c F eP P P P P P

8、P P P W 效率： 21 100 % 75.98 %PP 2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下： PN=6kW， UN=230V， nN=1450r/min，Ra=0.57（包括电刷接触电阻），励磁回路总电 阻 Rf=177，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。 解：（ 1） 2 6NP P kW 220 1 .3177ff fUI A AR 2 299f f fP R I W 6000 26.1230NN NPI A AU 2 7 .4a N fI I I A 2 4 2 7 .9Cu

9、a a aP R I W 所以 2 6 7 2 6 .9e m C u a fP P P P W 6 7 2 6 .9 4 4 .32 1 4 5 060emem PT N m N m （ 2） 1 7 0 2 1 . 9e m m e c F eP P P P W 21 100 % 85.45 %PP 3、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=57.5，电枢电阻 Ra=0.1 ,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

10、定值。求（ 1）转速 n；（ 2）电磁功率； (3)电磁转矩。 解： 230 457 .7Nf fUI A AR 32 3 1 0 100230NN NPI A AU 104a N fI I I A 2 1 0 8 1 .6C ua a aP R I W （ 1） 2 4 0 .4a N a aE U R I V 0.1603ae NEC n 电动机运行： 2 0 9 .6a N a aE U R I V 2 2 0 2 2 0 0 .1 6 0 3 0 .1 5 3 32 3 0 2 3 0eeCC 1 3 6 7 / m inaeEnrC （ 2） 2 1 .7 9 8em a aP E

11、I kW （ 3） 32 1 .7 9 8 1 0 1 5 2 .2 72 1 3 6 7 / 6 0emem PT N m N m 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、 = N，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

12、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

13、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；（

14、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 I1和 I2，那么：（ 2） （ 1） I1I2。 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 LdT dTdn 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： PN=7.5kW， UN=110V， I N=79.84A， nN=1500r/min，电枢回路电阻 R

15、a=0.1014，求：（ 1） U=U N， = N条件下，电枢电流 Ia=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 TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（ 3） U=U N， = N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） 0.068N a NeN NU R IC n 152 8 / m i nN a aeNU R InrC （ 2） NT 不变时， emT 不变，即 T N N T aC I C I 93.930.85NNa N NNI I I A 173 8 / m i nN a a

16、eU R InrC （ 3）不计空载转 矩时， em LTT ，故： 0.8 0.8 0.955 38.2Ne m N NPT T N mn 2N a Be N e T NU R Rn C C C解得： 2.69BR 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）

17、。 （不变；增加） 4、当变压器负载（ 20）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、

18、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 U1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

19、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： 一次绕组匝数多，电阻很大；一次绕组的漏抗很大；变压器的励磁阻抗很大；变压器铁心的电阻很大。 2、变压器空载损耗： 全部为铜损耗； 全部为铁损耗； 主要为铜损耗； 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： 只包含有功功率； 只包含无功功率； 既有有功功率，又有无功功率； 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： 增加； 减少； 不变； 基本不变。 5、一台变压器在（ ）时效率最高。 =1； P0/PS=常数； PCu=PFe； S=SN 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。