电机原理与拖动练习题目与答案

«电机与拖动基础测试题》100分钟
一、分析简答题（共30分）
1.分析异步电动机变频调速时定子电压如何变化（低于基频、高于基频）说明原因，并画出对应的机械特性曲线。

（6分）
2.画出串励直流电动机的机械特性。

解释它为什么适合作牵引电机（6分）
3.已知电网额定电压U N=6000V变压器额定电压U N/U2N=6000/380V（Y, d）;负载接三相异步电动机，额定电压U=220V, d接。

（12分）
（1）在图中将变压器与负载正确连接；
（2）判断变压器的连接组号；
（3）这台三相异步电动机是否可以星-三角启动，说明原因；
（4）在高低压侧分别做短路试验，测得的输入功率相同吗解释原因。

4.画出异步电机的自然机械特性和调速、制动时的机械特性，并标注出特性名称；对比分析它们的变化规律。

（6分）
二、实验设计题（15分）
一台三相电力变压器额定容量50000kVA UMU2N=35kV/ （Y,y12接）。

请设计空载阻抗测试方案，画出测试主要线路图，并简述实验方法及步骤（包括主要测试设备的选择依据）。

三、分析计算题（共55分）
1.（15分）一台额定容量P N=，频率fz50Hz的三相四极绕线异步电动机，在额定负载运行情况下，定子铜耗为341W转子铜耗为232W铁耗为，机械损耗为45W附加损耗为35W启动转矩倍数为，最大转矩倍数为。

（1）画出功率流程图，标明各功率及损耗，并求额定运行时电动机的效率；
（2）当负载转矩为额定转矩的90%电机以100转/分低速下放重物时，转子回路每相应串入多大电阻
2.（15分）三相变压器的额定容量为5600kVA额定电压为6000/400V, Y/ △连接。

在高
压侧做短路实验，U=280V,短路损耗p k=56kW空载试验测得p°=18kW当高压侧接额定电压，低压侧每相负载阻抗Z L=+Q, △接时，求高压侧、低压侧的线电流，低压侧的线
电压以及效率。

3.（15分）一台并励直流电动机：P N=, U=110V, I N=58A n N=1470rpm R f=137Q, R=Q。

若电机带额定转矩负载，计算：
（1）若电动机的电压保持不变，将负载以100rpm的速度下放时，电枢回路需串多大的
电阻
（2）保持励磁电流额定，若采用能耗制动方式，可能达到的最慢下放速度是多少
4、（10 分）一隐极同步电动机，P N =6300KW, U N =10000V（Y）, I N =417A, cos? N = （超前）, I fN =404A, x c=14? （E0?I f ）求：
（1）额定效率?N ；
（2）额定无功功率；E o的标幺值；？N；
（3）保持P N不变，如何调节，使cos? =1求此时I和I f （?不变）。

参考答案
一、问答题
1分析异步电动机变频调速时定子电压如何变化(低于基频、高于基频)说明原因，并画出对应的机械特性曲线拖。

答：低于基频变频时一定要变压，保持U1/f1=C，目的保持主磁通不变，铁耗不变。

高于基频变频时一定要保持
U1颉定值，电压不能超过绕组承受的额定电压。

图略。

2画出串励直流电动机的机械特性。

解释它为什么适合作牵引电机
答：由机械特性可知，•当负载轻(下坡时，Tem小)时，电机转速高，可以提高生产效率，负载重(上坡时，Tem
大)时，转速小，而P=Tem近似不变与轻载相同，可以保护电机，也保证安全，因此串励电动机，适合于作牵引机。

3.已知电网额定电压U N=6000V,变压器额定电压UWU2N=6000/380V (Y, d);负载接三相异步电动机，额定电压U N=220V,
△接。

(1)根据已知参数，在下图中将变压器与负载正确连接；
Y/d-Y
(2)判断变压器的连接组号；
依据画图方式
(3)这台三相异步电动机是否可以星-三角启动，说明原因；
无法，因为正常运行已是星形。

(4)在高低压侧分别做短路试验，测得的输入功率相同吗为什么
是相同的。

因为短路实验加低电压，使电流为额定电流。

在高压侧做加高压侧额定电流，在低压侧做加低压侧额
定电流，短路试验输入功率主要消耗在铜耗上。

因而都相同。

4.画出异步电机的自然机械特性和调速、制动时的机械特性，并标注出特性名称；对比分析它们的变化规律。

、实验题(10 分)
并简述实验方法及步骤（包括主要测试设备的选择依据）
5*(2/3) < (10%l
IN / k i )< 5 <k i <
100*(2/3) < {U
{U IN / 100} <k P
0= (W+W) * k i * k u P
0p h ={(W i +W * k i * k u }/3 I
ph ： ={(A i +A+A) * k i }/3 U
ph ： ={(U i +L 2+U 3) * k u }/(3 V 3) r
m = =P 0ph / 3I ph Z
m = -U ph / I ph
X 2
m 2 2 ―Z m — r m
二、计算题
解:
IN
/ k u }< 100 u < {3U 1N / 200}
1•一台额定容量P N=，频率fz50Hz的三相四极绕线异步电动机，在额定负载运行情况下，定子铜耗为耗为232W铁耗为，
341W转子铜机械损耗为45W附加损耗为35W启动转矩倍数为，最大转矩倍数为。

（1）画出功率流程图，标明各功率及损耗，并求额定运行时电动机的效率；
（2）当负载转矩为额定转矩的90%电机以100转/分低速下放重物时，转子回路每相应串入多大电阻
解：（1）Pmec=5500+45+35=5580W;
P 1 = Rm+p Cu1 + p fe=5812+341+ =
(2) ==
S=
2 .三相变压器的额定容量为5600kVA，额定电压为6000/400V , Y/ △连接。

在高压侧做短路实验，
U=280V,短路损耗
P k=56kW空载试验测得p0=18kW当高压侧接额定电压，低压侧每相负载阻抗Z L=+Q, △接时，求高压侧、低
压侧的
线电流，低压侧的线电压以及效率。

解：
K==
IN=
Z k U k 280
1.732 538.9 0.3
1 Pk 1 56 r k = 3
2 3
牙=
IN 538.9
X
k = . z k 2 r k 2 0.32 0.06432 Z 总=Z k +Z L ‘ =++=+
I 1l =
2i = \3 K 111 .3 8.66 387 5809A
P 2 3I 2ph 2r L 3 (8.66 387)2
0.1 3369 kw 3.一台并励直流电动机：
P N =, U N =110V , I N =58A , n N =1470rpm , R f =137Q, R=Q 。

若电机带额定转矩负载，计算: (1)
若电动机的电压保持不变，将负载以 100rpm 的速度下放时，电枢回路需串
多大的电阻 (2) 保持励磁电流额定，若采用能耗制动方式，可能达到的最慢下放速度是多少
解：
la=58-110/137=;
额定运行时电压方程：
110=E aN +*
aN =
(1)将负载以100rpm 的速度下放时，Ea=-(100/1470)*=
，电枢电流不变 电压方程: 110=+*
Rc= U 21 = 1 2ph
3879f 0.1 j0.06|
(+Rc )
(2)保持励磁电流额定，若采用能耗制动方式，可能达到的最慢下放速度是电枢直接短路，电枢电流不变电压方程：
O=Ea+*, Ea=;
因此速度为：
n=-*i470=。