《电机与拖动》课程模拟试卷(一)

《电机与拖动》课程模拟试卷（一）

考试时间：90分钟

一、填空题（每空1分，共30分）

1、电机是一种进行能量传递或机电能量转换的电磁机械装置，将电能转换为机械能的是，将一种等级的电能转换为另外一种等级的电能的是，将机械能转换为电能的是。

答案：电动机、变压器、发电机

2、三相电力变压器根据铁心结构可以分为变压器和变压器两种。答案：心式、组式

3、一台三相四极异步电动机，额定转速是1440r／min，若电源频率是50Hz，则电动机的同步转速是，额定转差率为；极对数为3的同步电动机通以60Hz的交流电，其转速为。

答案：1500r/min、 0.04、1200r/min

4、评价直流电动机调速性能的指标主要有，和。答案：调速范围、静差度（或静差率）、调速的平滑性

5、一台他励直流电动机采用电动机惯例，当P1>0，P M<0时，电动机运行于状态，当E a>U N，n>0时，运行于状态。

答案：制动、正向回馈制动运行

6、一台单相变压器的原边绕组匝数100匝，副边绕组匝数50匝，当原边加220V 频率50Hz的电压时，电流为10A，副边输出的电压是V，频率Hz，电流是A。

答案：110、50、20

7、步进电机是一种将转换为的控制电机。某三相步进电机，驱动脉冲频率为50Hz，转子齿数为4，以单三拍方式运行，其步距角是，转速是；齿数为20，以双三拍方式运行，其步距角是，转速是，以六拍方式运行，其步距角是，

转速是 。 答案：电脉冲信号、相应的角位移或线位移、30°、250r/min 、6°、50r/min 、3°、25 r/min

8、调节同步电机的 可以调节它的无功功率；为了改善电网的功率因数，同步电动机都运行在 状态；不带负载专门用来改善电网功率因数的同步电动机称为 。

答案：励磁电流、过励、补偿机（调相机）

9、直流电动机的工作点在第 象限和第 象限时电动机工作在制动状态，在第三象限时电动机工作在 状态。 答案：二、四、反向电动

二、计算题（共30分）

1. （6分）一台并励直流电动机，额定数据为：P N ＝10kW 、U N ＝440V 、ηN ＝90%、n N =1500r ／min ，电枢绕组的总电阻Ra ＝0.25Ω，试问： （1） 直接起动时，起动电流为多少?

（2） 若限制起动电流为额定值的2倍，应在电枢中串接的起动变阻值为多

少?

答案与解析： （1） 440

1760[A]0.25

N aQ a U I R =

== （2分） （2） 因为 N N N N P U I η=， 所以：

3

101025.25[A]4400.9

N

N N N P I U η⨯===⨯ （2分）

根据题意，假定串入电阻为R Ω，则：

2N N a U I R R Ω=

+ 8.46[]2N a N

U

R R I Ω⇒=-=Ω （2分）

2. (7分)某三相绕线式感应电动机的额定数据如下：P N =7.5kW ，U N =380V ，

I N =15.1A ，n N =1450r/min ，λM =2.0。试求： (1)临界转差率和最大转矩 (2)该机的固有起动转矩倍数

答案与解析：

（1） 额定转差率1115001450

0.0331500

N N n n S n --=

== （1分） 临界转差率

(0.033(20.123m N m S S λ=== （1分）

额定转矩 9550

49.4N

N N

P T Nm n == （1分） 最大转矩 2.049.498.8m M N T T N m λ==⨯=⋅ （1分） （2）电动机的固有机械特性 2M N

m

m T T S S S S

λ=

+ （1分）

n =0时，S =1，得固有起动转矩： 298.8

23.9410.123

0.1231

Q T N m ⨯=

=⋅+ （1分）

固有起动转矩倍数 23.94

0.4849.4

Q M N

T K T =

=

= （1分）

3. （17分）一台三相电力变压器的额定容量S N =750kV A ，额定电压U 1N /U 2N =10000/400V ，Y/Y 连接。已知每相短路电阻R k =2.10 Ω，X k =5.38 Ω。该变压器一次绕组接额定电压，二次绕组接三相对称负载运行，负载为Y 接法，每相负载阻抗为Z L =0.30+j0.08Ω。计算： (1)变压器一次、二次侧电流（线值）； (2)二次绕组电压（线值）； (3)电压变化率 答案与解析：（1）简化等效电路如右图所示（3分） 变压器的变比

25k =

=

= （2分）

负载阻抗 0.300.080.3114.93L Z j =+=∠Ωo ， （1分）

折算值 2187.550L L Z k Z j '==+Ω。 （1分） 从原边看进去每相总阻抗 2.1 5.38187.550197.5216.28L

k Z Z Z j j '=+=+++=∠Ωo （1分）

变压器的简化等效电路1

jx σ1

U 1I '2

U

那么一次侧电流（相值） 11/310000/3

29.23197.52

N U I

A Z =

== （2分） 一次侧电流（线值）：因为

Y 形接法时相电流与线电流相等，所以

129.23I A =（2分）

二次侧电流（相值等于线值） 212529.23730.77I kI A ==⨯= （2分） （2） 二次绕组线电压 2233730.770.31392.37L U I Z V ==⨯⨯= （2分）

电压变化率 222400392.37100% 1.9%400

N N U U U U --∆=

=⨯= （2分）

三、简答题（共40分）

1、右图为一个变压器的连接图，用相量图判断其联结组号。另有

一个变压器的联接组号为Y/Y-6，画出其相量图和联接图（标出12个连接端口）。（10分）

答案：右图对应的相量图（3分）如图1所示，根据相量图判断其联结组号为Y/D-11（2分）。联结组号为Y/Y-6的变压器相量图和连接图分别如图2（3分）和图3（2分）所示。

图1 Y/D-11相量图 图2 Y/Y-6相量图 图3 Y/Y-6连接图

2、直流电动机的制动方法有哪些？（6分）

答案：直流电动机的制动方法有：能耗制动、反接制动和回馈制动。

3、简述交流伺服电动机的工作原理。（10分）

x

y

z

a E &b

E &c

E &A &B E &C

E &