电机与变压器(1)

《电机与变压器》练习题与参考答案
一、选择填空
1、直流发电机中电刷和换向器的作用是将电枢绕组内部 B 电势转换为电刷外部
A 电压。

A 、直流
B 、交流。

2、当直流电机处于发电状态时，电磁转矩的方向与性质为 D 。

A 、与电机转向相同，制动
B 、与电机转向相反，驱动
C 、与电机转向相同，驱动
D 、与电机转向相反，制动
3、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比， C 的理想空载转速和斜率均发生了变
化。

A 、电枢串电阻的人为特性；
B 、降压的人为特性；
C 、弱磁的人为特性。

D 、以上都不是
4、某直流电动机额定电枢电流为N I ，采用弱磁进行调速（N Φ=Φ2
1），若带恒功率负载N L P P =，则其电枢电流为 B ；若带恒转矩负载N L T T =，其电枢电流为
C 。

A 、N I 2
1； B 、N I ； C 、N I 2。

5、一台60HZ/220V 的进口变压器在50HZ/220V 的电源上运行, 其空载电流 A 。

A 、增
加；B 、减小；C 、不变；
5、变压器随着负载的增加，其主磁通 A 。

A 、 基本不变；
B 、变大；
C 、变小。

7、在下列各种类型的三相变压器中， C 不宜采用。

A 、Y ，d 接法的芯式变压器；
B 、D ，y 接法的组式变压器；
C 、Y ，y 接法的组式变压器；
D 、Y ，y 接法的心式变压器。

8、铭牌上显示额定转速为1420r/min 的异步电机，其极对数为 A 。

A 、2；
B 、4；
C 、6；
D 、8
9、对于异步电动机来讲，其转差率s 在反转制动状态时的取值范围为 B 。

A 、s < 0；
B 、s > 1；
C 、0 < s ≤ 1。

10、三相异步电机运行在额定转速为1420r/min ，此时转子绕组所感应电势的频率为 A
Hz 。

A 、2.67；
B 、50；
C 、60；
D 、3.2
二 、 简答题
1、试分别讨论大型直流电动机组成的电力拖动系统不能直接起动的原因，并各自给出两种
起动方法？
答： 刚开始起动时，n=0，0=Φ=n C E e a ，这时电枢电流为：a
N a R U I =很大，一般为额定电流的10~20倍，电机过热和换向困难，损坏电机，故直流电机多采用降压或电枢回路串电
2、三相变压器在使用过程中最好有一侧绕组采用三角形连接，试解释其原因。

答：
考虑变压器铁芯的饱和，为确保主磁通为正弦波，变压器的原、副方绕组中必须给三次谐波电流提供通路。

只有这样才不至于因主磁通在原、副边绕组中感应尖顶波相电势而损坏变压器绝缘。

而三角形连接可以确保三次谐波电流的通路，故而原、副方最好有一侧绕组采用三角形连接。

当然，若三相变压器采用芯式结构的铁芯，在容量不大时其绕组也可以采用星形接法。

但若有一侧绕组采用三角形连接则更好。

3、试分别论述判别直流电机是工作于发电机还是电动机状态的主要依据。

答：直流电机：U E a >发电机，U E a <电动机。

同步电机：0E 超前于U 发电机，U 超前于0E 电动机。

三 、 计算题：
1、已知他励直流电动机的P N =12kW ，U N =220V ，I N =62A ， n N =1340r/min ，Ra=0.25Ω。

假定电动机吊起负载N L T T 8.0=的重物，忽略空载损耗，试求：
（1）采用能耗制动可使负载以800r/min 的转速下放，求电枢回路需串联的电阻值；
（2）若采用电压反接制动，允许的最大制动转矩为2T N ，此时的制动电阻应为多少？最后的下放速度是多少？ 解：1526.01340
25.062220=⨯-=-=ΦN a N N N e n R I U C （1）可以有两种方法使重物以800r/min 下放
)(21.225.062
8.08001526.08.01Ω=-⨯⨯=-Φ=Ωa N E N e R I n C R (2) min)/(13601526.025.0628.02208.0r C R I U n N e a N N A =⨯⨯-=Φ-= )(20.325.062
213601526.022023Ω=-⨯⨯+=-Φ+=Ωa N A N e N R I n C U R min)/(25631526
.0)25.020.3(628.0220)(8.03r C Ra R I U n N e N N B -=+⨯⨯--=Φ+--=
Ω 2、（12分）一台三相绕线式异步电动机，kW 40=N P ,V 380=N U ,定子绕组采用∆接，
Hz f N 501=， min /1470r n N =，过载倍数6.2=M λ )6.2/(max =N e T T 即，Ω=08.02r
（1）额定转差率？
（2）若转子回路每相串入Ω=Ω52.0R 的电阻，当负载转矩为N L T T =时，转子转速为
解：
（1）由电机的额定转速可以推出，电机为4极电机，同步速为1500r/min ，所以额定负载时的转差率为
02.015001470150011=-=-=
n n n s N N （2）由常数=+=Ω1
22s R r s r N 得15.002.008
.052.008.022=⨯+=+=ΩN s r R r s m in /127585.01500)1(1r s n n =⨯=-=
3、（12分）一台隐极式同步电动机运行在额定电压、额定频率、额定负载下运行，其功率角︒=30θ，若：
（1）供电电压下降20%，负载转矩保持不变时的功率角θ？
（2）供电频率下降20%，负载功率保持不变时的功率角θ？
解：
隐极式同步电动机的矩角特性为：θsin 1
0Ω=t em x U mE T 。

（1）电压下降20%时，由于负载转矩不变
θθ'Ω=Ω=sin )*8.0(sin 1
010t N t N em x U mE x U mE T 625.08
.030sin sin =︒=
'θ，︒='682.38θ （2）频率下降20%时，由于负载功率不变
θθ'==sin )*8.0()*8.0(sin 00t N t N em x U E m x U mE P ，︒='30θ不变。