电机学考试资料真题2(感应电机含答案)

重庆大学 电机学（1）课堂测验四

2011~2012学年第一学期

考试方式：

测验日期：2011.12.23 测验时间： 60 分钟 题 号

一 二

三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得 分

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1．在感应电动机电枢回路中串入电阻起动，可 D 。

A ．减小起动电流，增大起动转矩；

B ．减小起动电流，减小起动转矩；

C ．增大起动电流，增大起动转矩；

D ．减少起动电流，启动转矩无法确定。 2．感应电动机的功率平衡方程中，总机械功率可表示为 C 。

A ．s)/s -(122

22'

'R I m ； B ．s)/s -(122

21R I m ； C ．s)/s -(122

22R I m ；D ．s P e 。 3．一台绕线式三相感应电动机拖动起重机负载，若重物提升到一定高度后需要停在空中，不使用例如抱闸等装置使卷筒停转的方法，那么可以采用的办法是 B 。 A ．切断电动机电源； B ．在转子回路串入适当的三相对称电阻； C ．对调定子任意两根出线； D ．降低电动机电源电压。

4．拖动恒转矩负载的三相感应电动机，保持磁通不变，当f 1=50Hz 时，n=2900r/min ，若降低频率到f 1=40Hz 时，电动机的转速为 C 。

A ．2900r/min ；

B ．2320r/min ；

C ．2300r/min ；

D ．2400r/min 。

5．三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载，转子回路串入不同的电阻时应有 A 。 A ．转子电流及功率因数都不变； B ．转子电流变化，而功率因数不变； C ．转子电流不变，而功率因数变化； D ．转子电流及功率因数都变化。 6．在其他条件不变时，增大感应电动机的端电压，则其最大转矩将 B 。 A ．不变； B ．增大； C ．减小； D ．无法确定。

7．感应电动机从空载变到额定负载运行时，其定子感应电动势将 B 。 A ．增大； B ．减少； C ．不变； D ．无法确定。

8．一台过载能力为2的三相感应电动机在额定状态下运行，如果电网电压下降30%，而其它条件不变，则电动机将 D 。 A ．转速升高； B ．转速不变；C ．转速降低； D ．停转。

9．设三相感应电动机在额定状态运行时的定、转子铁耗分别为p Fe1和p Fe2，则 C 。

A ．p Fe1

B ．p Fe1=p Fe2；

C ．p Fe1>p Fe2；

D ．p Fe1≈p Fe2。

10．感应电动机满载起动时的起动转矩 C 空载起动时的起动转矩。

A ．大于；

B ．小于；

C ．等于；

D ．不确定。

二、填空题（每空2分，共20分）

1．对三相绕线式感应式电动机，在其他条件不变的情况下，增加转子回路总电阻，一般会引起以下变化：起动电流 减小 ，最大电磁转矩 不变 ，临界转差率 增大 。 2．在三相感应电动机的负载从零开始逐渐增加的过程中，转速将降低，电磁功率将增大，转子电流频率将增大，转子感应电动势将增大，电动机的功率因数将增大，电动机的效率将增大。

3．若将一台三相感应电动机接到电压为额定电压、频率为1.2倍额定频率的电网上运行，铁耗将减小，铁心饱和程度将减小，功率因数将增大。

4．一台三相感应电机额定运行时的转差率为0.02，此时通过气隙传递的电磁功率有__2__%转化为转子铜耗，有 98 %转化为机械功率。

5．一台三相感应电动机f N =50Hz ，n N =1450r/min ，该电动机的极数是 4 ，转差率为0.033，转子电流频率为 1.67 Hz 。当电动机的负载减少时，转速将 升高 ，转子电流将 减小，定子旋转磁场切割转子绕组的速度将减小 。

三、简答题（共24分）

1．画出感应电机的T-s 曲线，标注出发电机、电动机、电磁制动状态对应的运行区域，并同时标注出电动机的稳定运行区域。

（8分） 答：

粗线部分为电动机的稳定运行区域（每段2分）

2．在笼型感应电动机的计算中，需进行哪几种归算？分别简述其物理含义。（8分） 答：需要进行频率归算（P185），绕组归算（P187）和端环归算（P197）（3分） 频率归算：用一个静止且电阻为

s

R 2

的等效转子去代替电阻为2R 的实际旋转的转子，等效转子与实际转子具有同样的转子磁动势2F 。（2分）

学院 电气工程学院 专业、班 年级 2009 学号 姓名

公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊

封

线

密

绕组归算：用一个与定子绕组的相数、有效匝数完全相同的等效转子绕组，去代替相数为2m 、有效匝数为22w k N 的实际转子绕组。（2分）

端环归算：把端环的多边形阻抗化成等效星型阻抗，将它归并到导条阻抗中（1分） 3．某感应电动机的额定频率为50Hz ，转差率为0.02，极对数为2。试分析：（1）转子的机械转速；（2）定子磁场相对于定子的转速；（3）定子磁场相对于转子的转速；（4）转子磁场相对于转子的转速；（5）转子磁场相对于定子的转速。（8分） 答：min /r p f n s 15002

60

5060=⨯==

（1）转子机械转速：=-⨯=)s (n n s 11500⨯（1-0.02）=1470r/min （1分） （2）定子磁场相对于定子转速为同步转速1500r/min (1分) （3）定子磁场相对于转子的转速为n n s -=1500r/min-1470r/min=30r/min （2分） （4）转子磁场频率f r =102.050=⨯=sf Hz

转子磁场相对于转子的转速=

min /r p f s 302

1

6060=⨯= (2分) （5）因为转子磁场与定子磁场转速相同，因此转子磁场相对于定子的转速为同步

转速1500r/min （2分）

四、计算题（共36分）

1．一台三相3对极的绕线型感应电动机，额定转速为980r/min ，转子每相电阻为0.02Ω，输入功率为3kW 。设负载转矩不变，在转子上串入电阻调速，使其转速降为900r/min ，忽略机械损耗和铁耗，试求：（1）每相串入的电阻值；（2）串入电阻后转子电流的频率；（3）串入电阻后电机的输入功率。（18分）

（评分标准：有公式给一半左右分数，计算结果正确无公式不扣分，只给出结果无过程，酌情扣分；起始计算结果错误，扣一次分数，而后认为此结果正确，不累积扣分，直到再次出现错误。）

答：（1）min /r p

f

n s 100060==

调速前转差率为：020*******

10001.n n n s s s =-=-=

（1分） 调速后转差率为：101000

900

10002.n n n s s s =-=-=

（1分） 由于转矩不变，所以

2

2

11s r s r = r 2=0.1Ω，因此需串入0.08Ω电阻 （4分）

（2）Hz .sf f 5501012=⨯== （6分） （3）串入电阻前后，定子电流不变，功率因数也不变，只是铜耗增加，因此输

入功率依然为3kW 。 （5分）

2．一台额定功率为7.5kW 的三相6极感应电动机，定子绕组Δ接，额定电压为380V ，额定频率为50Hz ，额定转速为960r/min ，额定功率因数为0.8（滞后），定子铜耗为474W ，铁耗为231W ，机械损耗为45W ，附加损耗为37W 。试计算额定负载时：（1）输出功率；（2）机械功率；（3）电磁功率；（4）转子铜耗；（5）输入功率；（6）效率；（7）定子相电流；（8）定子线电流。（18分） 答：（1）输出功率P 2=额定功率P N =7500W （2分） （2）机械功率P Ω=P 2+p cu2+p Δ=7500+45+37=7582W （2分） （3）电磁功率P e = P Ω/1-s=7898W （2分） （4）转子铜耗p cu2=s P e =315.9W （2分） （5）输入功率P1=7898+474+231=8603W （2分） （6）效率%.P P 2878603

7500

12====

输入功率输出功率η （2分）

（7）由于为Δ接，相电压与线电压相同，所以： （2分）

A ..cos U P I 4398

038038603

3111=⨯⨯==

ϕφ （2分）

（8）A ...I cos U P I 3168

03807318603

331

111=⨯⨯=

⨯==φϕ （2分）