1、 电机拖动 学习资料 1 一、 填空题（每空 2 分，共 20 分） 10*5=50 1.电力拖动系统按照拖动电机的不同，可以分为 直流拖动系统 和 交流拖动系统 。 2.变压器 的三种变换功能是 变换电压 、 变换电流 和 变换阻抗 。 3.我国规定的标准工业用电频率是 50Hz 。 4. 变压器空载运行时，主要损耗是 磁滞损耗 和 涡流损耗 。 5.三相异步电动机根据转子不同可分为 笼型 和 绕线型 两类。 6.变压器的铁心通常采用两面涂漆的硅钢片叠成，是为了减少 磁滞损耗 和 涡流损耗 。 7.三相变压器绕组的联接有 星型 和 三角形 两种联结方式 。 8.三相异步电动机转差率 S 在不
2、同区间对应不同状态，当 01 时是 制动状态 。 9.三相笼型异步电机减压起动常用三种方法是 定子侧串电阻或电抗 减压起动 ； 自耦变压器 减压起动和 星形 -三角形 减压起动 。 10.星型 -三角形 减压起动时， 星型联结的相电压为三角形联结的 3/1 ；起动电流为三角形联结的 1/3 ；起动转矩为三角形联结的 1/3。 11.三相异步电动机电气制动的三种方法分别是 反接制动 、 能耗制动 和 回馈制动 。 12.三相异步电动机的调速方法分别是 变频调速 、 变极调速 和 变转差率调速 。 13.低压电器的基本结构由 电磁机构 和 触头系统 组成。 14.低压电器电磁机构由 电磁线圈 、
3、铁心 和 衔铁 三部分组成。 15.按直流电机励磁绕组与 电枢绕组联接方式 的 不同分 为 他励直流电机 、 并励直流电机 、 串励直流电机 和 复励直流电机 四种形式。 16.直流电动机反转的电气控制方法是 改变励磁电流方向 和 改变励磁电压极性 。 17.直流他励电动机的调速方法有 降压调速 、 电枢回路串电阻调速 和 减弱磁通调速 三种。 18.自耦变压器的一、二次绕组之间既有 磁的 联系，又有 电的直接连接 。 19. 变压器油的作用，一是 绝缘 ；二是 散热 。 20. 三相变压器的连接组别取决于 高低压绕组的连接方式 、 绕组绕向 和 线端标志 三个因素。 1.电力拖动系统按照有无
4、反馈装置，可以分为 闭环 电力拖动系统和 开环 电力拖动系统。 2.变换电压、 变换电流 和 变换阻抗 是 变压器 的三种变换功能。 3.变压器 铁 心是由 心柱 和 磁轭 构成。 4. 一般 变压器 的 高、低压绕组套装在同一铁心柱上， 其中 高压绕组 在外层， 低压绕组 在内层。 5.变压器的一次绕组额定电压是根据变压器的 绝缘强度 和 允许发热条件 而规定的一次绕组正常工作电压值。 6.变压器的运行特性主要有 外特性 和 效率特性 ，运行的主要指标为电压的 变化率 和 效率 。 7.电压变化率是变压器的主要性能指标，它反映了供电电压的 质量 ，即电压的 稳定性 。 8.旋转电机分为 直流
5、电机 和 交流电机 两大类。 9.交流电机可以分为 同步电机 和 异步 电机 两类。 10.异步电动机按照相数的不同，可分为 三相 异步电动机和 单相 异步电动机。 11.当电源频率为工频 50HZ， 极对数 P=1 时，电机的同步转速 n1 为 3000 r/min。 12.当电源频率为工频 50HZ，极对数 P=2 时，电机的同步转速 n1 为 1500 r/min。 13.当电源频率为工频 50HZ，极对数 P=3 时，电机的同步转速 n1 为 1000 r/min。 14.三相异步电动机的反接制动有 电源 反接制动和 倒拉 反接制动。 15.低压电器中，触头系统存在 接触电阻 和 电弧
6、 等物理现 象，对电器的安全运行影响较大。 16. .低压电器中，电磁机构的电磁 吸力 和 反力 是决定电器性能的主要因素之一。 17.电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将 电磁能 转换为机械能 ，从而带动 触头 动作。 18.触头的接触形式有 点接触 、 线接触 和 面接触 三种形式。 19.触头按其原始状态可以分为 常开 触头和 常闭 触头。 20.按触头控制的电路可分为 主触头 和 辅助触头 。 21.三相鼠笼型异步电动机因无法在转子回路中串接电阻，所以只有 全压起动 和 减压起动 两种方法。 22.减压起动常用的 方法有： 定子串电阻或电抗 减压起动、 自耦变压器 减压起动和 星形 三
7、角形 减压起动。 二、 判断题（每题 2 分，共 20 分） 10*5=50 1.变压器既能变换电压，又能变换电流。（ ） 2.变压器既能变换交流电压，又能变换直流电压。（ ） 3.变压器既能变换电压，又能变换电流 ，不能变换阻抗。 （ ） 4.变压器铁心中的主磁通幅值大小是由一、二次电流决定的。（ ） 5.由于变压器一、二次电流的相位相反，所以二次电流越大，一次电流越小。（ ） 6.变压器的空载损耗主要是铁损耗。 （ ） 7.做变压器短路试验时，在高压侧加 短路电压或在低压侧加短路电压测得的结果是一样的。（ ） 8.三相变压器并联运行时，短路阻抗大的变压器分担的负载小。（ ） 9.三相异步电
8、动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。 （ ） 10.电压互感器运行时， 二次绕组可以短路 。（ ） 11.电压互感器运行时， 二次绕组可以用熔断器保护过电流 。（ ） 12.电压互感器运行时， 二次绕组绝对不允许短路 。（ ） 13.电压互感器运行时， 二次绕组绝对不允许短路 。（ ） 14.电压互感器 测量时 ， 不宜使用其他过多仪表，否则将影响测量精度 。（ ） 15.电压互感器 一次侧绕组匝 数比二次侧多 。（ ） 16.电 流 互感器 一次侧绕组匝数比二次侧多 。（ ） 17.电 流 互感器 二次侧绝对不允许开路 。（ ） 18.电压互感器运行时， 相当于降压变压器的空载运行 。（
9、 ） 19.电压互感器运行时， 相当于变压器的短路运行 。（ ） 20.变压器并联运行时，各台变压器的额定电压与变比可以不同。 （ ） 21.变压器并联运行时，各台变压器的额定电压与变比必须相同。 （ ） 22.并联运行的 各 变压器联结组别必须相同。 （ ） 23.并联运行的 各 变压器如果联结组别不同，将会在二次侧产生很大的空载环流， 因此不能这样联接 。（ ） 24.并联运行的各变压器的短路阻抗相对值可以不相等。 （ ） 25.并联运行的各变压器的短路阻抗相对值必须相等。 （ ） 26.变压器的空载损耗主要是 一次绕组电阻上的铜损 耗。（ ） 27.变压器油主要起绝缘和冷却作用。 （ ）
10、 28.变压器可以进行不同频率的电压和电流的转换。 （ ） 29.变压器不能进行不同频率的电压和电流的转换。 （ ） 30.三相异步电动机旋转磁场的旋转速度与定子绕组在定子铁心中的布线形式无关。 （ ） 31.三相异步电动机定子绕组在定子铁心中的布线形式决定了旋转磁场的旋转速度。 （ ） 32.三相异步电动机旋转磁场的极对数越多，其旋转磁场速度越高。 （ ） 33.三相异步电动机旋转磁场的极对数越多，其旋转磁场速度越低。 （ ） 34.三相异步电动机正常工作时转子速度不可能超越同步转速。 （ ） 34.三相异步电动机正常工作时转子速度可能超越同步转速。 （ ） 35.改变三相异步电动机旋转方向
11、的方法是 ： 把定子绕组与三相电源线连接的三根导线 任意 对调 两根。（ ） 36.改变三相异步电动机旋转方向的方法是把定子绕组与三相电源线连接的三根导线任意对调。 （ ） 37.三相异步电动机转子回路串电阻可以获得更大的起 动转矩。 （ ） 38.三相异步电动机转子回路串电阻可以获得更大的起动转矩。 （ ） 39.通风机负载在三相异步电动机的不稳定区仍有稳定运行点。 （ ） 40.位能型负载在三相异步电动机的不稳定区仍有稳定运行点。 （ ） 41.热继电器在电路中不能做瞬时过载保护 。 （ ） 42.热继电器在电路中可以用作短路保护。 （ ） 43.熔断器在使用时，熔体应该与 被保护的电路串
12、联。 （ ） 44.熔断器在使用时，熔体应该与被保护的电路并联。 （ ） 45.电气原理图中，电器触头应该按通电的状态画出。 （ ） 46.电气原理图中，电器触 头水平放置时应该按照“下闭上开”的原则画出。 （ ） 47.电气原理图中，电器触头垂直放置时应该按照“左闭右开”的原则画出。 （ ） 48.电气原理图中，各电气元件应按照实际尺寸绘制。 （ ） 49.交流电磁机构适合可靠性要求高和频繁操作的场合。 （ ） 50.三相异步电动机转子回路串电阻调速是无级调速，调速平滑性好。 （ ） 1.按钮常用于控制电路，绿色表示起动，红色表示停止。 （ ） 2.按钮常用于控制电路，红色表示起动，绿色表示
13、停止。 （ ） 3.按钮常用于控制电路，黄色表示起动，绿色表示停止。 （ ） 4.电机拖动 发展的过程是集中拖动、单独拖动、多电机拖动。 （ ） 5.电机拖动发展的过程是单独拖动、集中拖动、多电机拖动。 （ ） 6.电机拖动发展的过程是集中拖动、多电机拖动、单独拖动。 （ ） 7.开关电器在所有电路都可直接接负载。 （ ） 8.并不是所有的开关电器在电路中都可直接接负载。 （ ） 9.熔断器在电路中既可作短路保护，又可作过载保护。（ ） 10.熔断器在电路中不能当做过载保护。（） 11.电气原理图绘制中，不反映电器元件的大小。（） 12.电气原理图绘制中，要准确反映电器元件的大小。（ ） 13
14、.容量小于 10kW 的笼型异步电机，一般采用全电压直接起动。（） 14.容量小于 10kW 的笼型异步电机，一般不能采用全电压直接起动。（ ） 15. 电气原理图设计中，应尽量减少通电电器的数量。（ ） 16. 电气原理图设计中，应尽量节约导线的长度。（ ） 17. 低压断路器是开关电器，不具备过载、短路、失压保护。（ ） 18. 低压断路器是开关电器，具备过载、短路、失压保护。（ ） 19.低压断路器具有失压保护的功能。（ ） 20.电压线圈并联在电源两端，匝数多，导线细。（ ） 21.电流线圈串联在电路中， 匝数多，导线细。（ ） 22.电压线圈并联在电源两端，匝数少，导线粗。（ ） 2
15、4.电流线圈串联在电路中，匝数多，导线粗。（ ） 25.刀开关可以频繁接通和断开电路。（ ） 26.刀开关是一种手动开关。（ ） 27.电气原理图中所有电器的触头都按没有通电时的状态画出。（ ） 28.电气原理图中所有电器的触头都按通电时的状态画出。（ ） 29.为了保证电磁铁可靠吸合，电磁吸力特性与反力特性必须配合好。（ ） 30为了保证电磁铁可靠吸合，只要电磁吸力大于反力就可以了。（ ） 31.刀开关是一种 自动开关。（ ） 简答题（每题 5 分，共 20 分） 4*5=20 1.三相变压器并联运行的条件是什么？ 2.为什么仪用电压互感器二次绕组不允许短路？ 3.为什么仪用电流互感器二次绕
16、组不允许开路？ 4.解释三相异步电动机中“异步”的意义。 5.定性画出三相异步电动机机械特性曲线，并 在图中 标出最大转矩 Tm和启动转矩 Tst。 6.何谓三相异步电动机的转差率？起动瞬间的转差率是多少？ 7.什么是三相异步电动机的固有机械特性？ 8.什么是三相异步电动机的人为机械特性？ 9.星 三角减压起动适用于那种电机的起动其起动电流 Ist与全压起动电流 Ist 是什么关系？ 10.三相异步电动机的调速方法有哪三种？ 11.三相异步电动机的变频调速有什么特点？ 12.绕线转子异步电动机转子串电阻调速有什么特点？ 13.从区分电磁机构中的线圈是电压线圈还是 电流线圈？ 14.为什么直流电
17、磁机构适合用于动作频繁，可靠性要求高的场合？ 15.常用灭弧方法有哪些？ 21.低压断路器可以起到哪些保护作用？ 22.为什么电压互感器二次侧电路中要串联熔断器？ 23.电流互感器二次绕组电路中能否安装熔断器？为什么？ 24.对于弧焊变压器有什么要求？ 25.画出单相和三相刀开关的图形和文字符号 ? 26.画出按钮的图形和文字符号？ 27. 画出热继电器图形和文字符号？ 28. 画出速度继电器图形和文字符号？ 16.三相变压器的一、二次侧如图所示，画出其线电动势相量图，并判断其联结组别。 A B CXY Zb c axzyBCAABEXYZb zc xy a abE ABEab07联 结 组
18、别 为 ： Y d 717.三相变压器的一、二次侧如图所示，画出其线电动势相量图，并判断其联结组别。 A B CXY Zz x ybac18.三相变压器的 一、二次侧如图所示，画出其线电动势相量图，并判断其联结组别。 A B CZYXb c ayz x19.三相变压器的一、二次侧如图所示，画出其线电动势相量图，并判断其联结组别。 A B CZYXx ybac20.三相变压器的一、二次侧如图所示，画出其线电动势相量图，并判断其联结组别。 A B CXYa b cxyx三、 计算题（第一题 10 分，第二 题 15 分，共 25 分） 2*5=10 1. 一台四极三相异步电动机，其额定电压频率 f
19、=50Hz，额定转速 nN=975r/min，求：（ 1）电机同步转速n1是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解： 电机的极数为 4，则极对数 2p 该电机同步转速为： m in/1 5 0 02 5060601 rp fn 额定负荷时电机的转差率为： 35.01 5 0 09751 5 0 011 n nnS NN2. 一台三相异步电动机，其额定电压频率 f=50Hz，额定转速 nN=975r/min，求：（ 1）电机的极数是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解：（ 1）由于 该 电机的额 定转速 nN 接近同步转速 n1,故有： 1.39 7 550
20、606060 1 Nn fn fp由于极数位整数，故取 p=3，极 数 =2 p=6 （ 2）该电机同步转速为： m in/10003 5060601 rp fn 额定负荷时电机的转差率为： 025.01000 975100011 n nnS NN3. 一台四极三相异步电动机，其额定电压频率 f=50Hz，额定转速 nN=1450r/min，求：（ 1）电机的同步转速 n1 是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解：（ 1） 电机的极数为 4，则极对数 2p 该电机同步转速为： m in/15002 5060601 rp fn （ 2） 额定负荷时电机的转差率为： 033.0
21、1 5 0 01 4 5 01 5 0 011 n nnS NN4. 一台三相异步电动机，其额定电压频率 f=50Hz，额定转速 nN=1450r/min，求：（ 1）电机的极数是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解：（ 1）由于该电机的额定转速 nN 接近同步转速 n1,故有： 07.21 4 5 050606060 1 Nn fn fp由于极 对 数位整数，故取 p=2，极 数 =2 p=4 （ 2）该电机同步转速为： m in/1 5 0 02 5060601 rp fn 额定负荷时电机的转差率为： 0 0 3.01 5 0 01 4 5 01 5 0 011 n n
22、nS NN5. 一台三相鼠笼异步电动机，已知额定电压频率 f=50Hz，额定转速 nN=2840r/min，求：（ 1）电机的极数是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解：（ 1）由于该电机的额定转速 nN 接近同步转速 n1,故有： 06.12 8 4 050606060 1 Nn fn fp由于极 对 数位整 数，故取 p=1，极 数 =2 p=2 （ 2）该电机同步转速为： m in/3 0 0 01 5060601 rp fn 额定负荷时电机的转差率为： 05.03 0 0 02 8 4 03 0 0 011 n nnS NN6. 一台极数为 2 的三相鼠笼异步电动机
23、，已知额定电压频率 f=50Hz，额定 功率 PN=2.2kW，额定电压UN=380V，额定电流 IN=4.74A， 额定转速 nN=2840r/min， 过载能力 m=2， 求 该电机的固有机械表达式 ？ 解： 电机的极数为 2，则极对数 1p 同步转速为： m in/3 0 0 01 5060601 rp fn 额定转差率为： 053.03000 2840300011 n nnS NN临界转差率为： 1 9 8.0)12(2(0 5 3.0)1( 22 Nm SS 最大转矩为： mNnPT NNmm 8.142 8 4 02.229 5 5 09 5 5 0 电机的固有机械表达式为：1 9
24、 8.01 9 8.08.1422SSSSSSTmTmm 7. 一台三相鼠笼异步电动机，已知额定电压频率 f=50Hz，额定电压 UN=380V，额定电流 IN=20A， 功率因数 额定转速 cos =0.87，额定效率 N=0.875，额定转速 nN=1450r/min， 额定起动转矩 TstN=1.4TN，求：（ 1）电机的额定转矩是 TN 多少？（ 2）若要以额定转矩是 TN 作为起动转矩 ，即 Tst1=TN 起动，电网电压 U2 不能低于多少？ 解： （ 1） 电机的 额定功率 : kWIUP NNNN 1087.0203 8 038 7 5.0c o s3 额定转矩为： mNnPT
25、 NNN 86.651 4 5 0109 5 5 09 5 5 0 （ 2） 由于电磁转矩电机的电压平方成正比与转矩，可得以下关系： 12221ststN TUTU 代入参数，得：NN TUT 2224.1380 ；解得 VU 3212 因此，电网电压 U2不能低于 321V 8. 一台三相鼠笼异步电动机，已知额定电压频率 f=50Hz， 额定功率 PN=28kW， 额定电压 UN=380V，额定电流 IN=58A，额定转速 nN=1455r/min，正常运行时为三角形 联接 ，起动电流 stI 与额定电流 NI 之比 6/ Nst II ， 起动转矩 stT 与额定转矩 NT 之比 1.1/
26、 Nst TT ， 求： 当要求起动电流不大于 150A时，起动负荷转矩为 73.5N m，能否采用星 三角起动方法起动电机？ 解： 电机额定转矩为： mNnPT NNN 3.1 8 31 4 5 5289 5 5 09 5 5 0三角形起动转矩为： mNTT Nst 2.2 0 23.1 8 31.11.1 三角形起动电流为： AII Nst 3 4 85866 星形起动转矩为： mNTTststY 4.672.2023131星形 起动电流为： AIIststY 1163483131 由于星形起动电流为 116AP1？ 解：（ 1）信号源未接变压器时扬声器的输出功率： mWRRR ERip
27、73.184 0 08 6212101211 （ 2） 设变压器变比为 K,由于变压器具有变换电阻的作用，可将信号源接该变压器时扬声器的电阻变换到原边为折算电阻 R1 ,即： 39282001400 21221121 RNNRKR 信号源接该变压器时扬声器的输出功率 mWRRR ERip 5.2283 9 24 0 0 6 212101212 因为扬声器折算电阻 R1 =392比原始 R1=8 更加接近电源内阻 R0=400，根据最大传输功率定理， 扬声器获得了更大的功率，即 P2P1。 11. 一台四极三相异步电动机，其额定电压频率 f=50Hz，额定转速 nN=1100r/min，求：（
28、1）电机同步转速n1是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解： 电机的极数为 4，则极对数 2p 该电机同步转速为： m in/1 5 0 02 5060601 rp fn 额定负荷时电机的转差率为： 26.01 5 0 01 1 0 01 5 0 011 n nnS NN12. 一台四极三相异步电动机，其额定电压频率 f=50Hz，额定转速 nN=800r/min，求：（ 1）电机同步转速n1是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解： 电机的极数为 4，则极对数 2p 该电机同步转速为： m in/1 5 0 02 5060601 rp fn 额定负荷时电
29、机的转差率为： 46.01 5 0 08 0 01 5 0 011 n nnS NN13. 一台四极三相异步电动机，其额定电压频率 f=50Hz，额定转速 nN=900r/min，求：（ 1）电机同步转速n1是多少？（ 2）额定负荷时电机的转差率 SN 是多少？ 解： 电机的极数为 4，则极对数 2p 该电机同步转速为： m in/1 5 0 02 5060601 rp fn 额定负荷时电机的转差率为： 4.01 5 0 09 0 01 5 0 011 n nnS NN14. 一台三相鼠笼异步电动机，已知额定电压频率 f=50Hz，额定电压 UN=380V，额定电流 IN=15A，功率因数额定
30、转速 cos =0.87，额定效率 N=0.875，额定转速 nN=1000r/min，额定起动转矩 TstN=1.3TN，求：（ 1）电机的额定转矩是 TN 多少？（ 2）若要以额定转矩是 TN 作为起动转矩，即 Tst1=TN 起动，电网电压 U2 不能低于多少？ 解： (1)电机的额定功率 : kWIUP NNNN 1087.0203803875.0c o s3 额定转矩为： mNnPT NNN 5.9510001095509550 (2)由于电磁转矩电机的电压平方成正比与转矩，可得以下关系： 12221ststN TUTU 代入参数，得：NN TUT 2223.1380 ；解得 VU
31、3332 因此，电网电压 U2不能低于 333V 15. 一台三相鼠笼异步电动机，已知额定电压频率 f=50Hz，额定功率 PN=28kW，额定电压 UN=380V，额定电流 IN=58A，额定转速 nN=1455r/min，正常运行时为三角形联接，起动电流 stI 与额定电流 NI 之比 5/ Nst II ，起动转矩 stT 与额定转矩 NT 之比 2.1/ Nst TT ，求：当要求起动电流不大于150A 时，起动负荷转矩为 75N m，能否采用 星 三角起动方法起动电机？ 解： 电机额定转矩为： mNnPT NNN 7.1831 4 5 5289 5 5 09 5 5 0三角形起动转矩
32、为： mNTT Nst 2207.1832.12.1 三角形起动电流为： AII Nst 2905855 星形起动转矩为： mNTTststY 3.732 2 03131星形起动电流为： AIIststY 7.962903131 由于星形起动电流为 96.7A150A 电流满足条件 ,但星形起动转矩为 73.3Nm75 Nm,起动转矩太小，因此不能采用星 三角起动方法起动电机 16. 一台三相鼠笼异步电动机，已知额定电压频率 f=50Hz，额定功率 PN=30kW，额定电压 UN=380V，额定电流 IN=50A，额定转速 nN=1455r/min，正常运行时为三角形联接，起动电流 stI 与
33、额定电流 NI 之比 5/ Nst II ，起动转矩 stT 与额定转矩 NT 之比 2.1/ Nst TT ，求： 当要求起动电流不大于150A 时，起动负荷转矩为 80N m，能否采用星 三角起动方法起动电机？ 解： 电机额定转矩为： mNnPT NNN 9.1961 4 5 5309 5 5 09 5 5 0三角形起动转矩为： mNTT Nst 2.2369.1962.12.1 三角形起动电流为： AII Nst 2505055 星形起动转矩为： mNTTststY 7.782.2363131星形起动电流为： AIIststY 3.832 5 03131 由于星形起动电流为 83.3A150A 电流满足条件 ,但星形起动转矩为 78.7Nm80 Nm,起动转矩太小，因此 不能采用星 三角起动方法起动电机 四、 控制电路修改题 （有何错误？如何修改？） （每题 5 分，共 15 分） 3*5=15 L 1 L 2 L 3K MS BK MK MK MS B 1S B 2L 1 L 2 L 3K M 1（ a） （ b） （ c） L 1 L 2 L 3K M 1SB12KMSB3KM2KMKM1（ a） （ b） （ c）
