电机及拖动基础_试卷和答案

《电机与电力拖动基础》试卷一一、填空题（每空1分，共20分）1、他励直流电动机的机械特性是指在电动机处于稳态运行的条件下转速和电磁转矩的关系。

2、直流电动机的起动方法有：电枢回路串电阻和降压起动。

3、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏磁阻抗压降的条件下，其主磁通的大小决定于输入电压的大小，而与磁路的基本无关，其主磁通与励磁电流成正比关系。

4、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将不变，铜损耗增大（忽略漏磁阻抗压降的影响）。

5、当变压器负载（φ2>0）一定，电源电压下降，则空载电流I0减小，铁损耗P Fe减小。

6、采用短矩绕组绕组和分布绕组绕组可以有效的削弱谐波分量，同时使基波分量减小（增大和减小）。

7、当s在0~1 范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此时电磁转矩性质为驱动性质；在小于1 的范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动性质。

8、三相异步电动机根据转子不同可分为笼型和绕线两类。

根据磁滞回线剩磁的大小，铁磁材料分为硬磁材料和软磁材料。

3. 电力拖动系统是由电动机拖动机械机构工作的系统。

4. 直流电动机的励磁方式包括他励、并励、串励和复励，其中他励直流电动机更适合于电动机控制的场合。

5. 电机绕组有两种形式，分别为叠绕组和波绕组。

使用于高电压的为波绕组，使用于大电流的为叠绕组。

6. 直流电机电枢磁场对空载主磁场的影响称为电枢反应。

7. 直流电机在主磁极之间常安装换向极改善换向。

换向极的位置恰好也是几何中性线的位置。

8. 从机械特性上看，第一象限为电动机的正向电动状态，第四象限为电机的反向制动状态。

9. 他励直流电动机的机械特性为硬特性，串励直流电动机的机械特性为软特性。

（硬、软）10.励磁绕组断线的他励直流电动机，空载起动时，将出现飞车情况。

11.一台三相变压器的变比为相电压之比。

12.额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16，折合到二次侧后大小为1。

15.多台三相变压器并联运行时，应该满足的条件是联结组号相同、额定电压和变比相同、短路阻抗相同和阻抗角相同。

1. 三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生幅值（或转速）不变，空间旋转的磁动势。

如果想要改变磁场的旋转方向，可以通过改变电流相序来实现。

2. 某三相交流绕组，36个元件，2对极，60度相带，若2，3，4号槽属于A相带，则14号槽属于C 相带；若为120度相带，且7号槽也属于A相带，则14号槽属于C 相带。

3. 三相异步电动机根据转子结构的不同，分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机；同步电动机根据转子结构的不同分为隐极同步电动机和凸极同步电动机。

4. 三相异步电动机Y132M-6，50Hz，转差率为，则转速为1200r/min ，转子侧频率为10Hz ，该电机处于发电机（或回馈）运行状态。

5. 三相异步电动机参数测定实验中，空载实验的损耗包括定子铜损、铁损耗和机械损耗。

实验过程中，机械损耗是不变损耗。

6. 异步电动机的转差功率指的是转子铜损耗，定子电压降低时，该功率值增大。

7. 根据集肤效应的原理，采用深槽电机可以提高异步电动机的起动性能。

8. 异步电动机变频调速中，基速以上的调节属于恒功率调速。

9. 同步电机的运行方式包括发电机、电动机和补偿机。

10. 在同步电机的励磁系统中，无刷励磁系统指的是旋转整流器励磁系统。

11. 如果空载运行的同步发电机气隙增大，而励磁电流不变，端电压将降低；如果异步电动机气隙增大，而电源电压不变，功率因数将降低。

1. 单相交流绕组通入单相交流电流将产生空间位置不变，幅值变化的磁动势。

如果想要获得恒定的磁场，可以在绕组中通入直流电流来实现。

2. 某三相交流绕组，24个元件，2对极，60度相带，若3，4号槽属于Z相带，则14号槽属于A 相带；若为120度相带，且1~4号槽属于A相带，则14号槽属于 A 相带。

3. 三相异步电动机根据转子结构的不同，分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机；同步电动机根据转子结构的不同分为隐极同步电动机和凸极同步电动机。

4. 三相异步电动机Y132M-4，60Hz，转差率为，则转速为1728r/min，转子侧频率为24Hz，该电机处于电动机运行状态。

5. 三相异步电动机参数测定实验中，定子绕组电阻为提前获得的参数，参数测定实验包括空载实验和堵转实验。

6. 异步电动机的转差功率指的是转子铜损耗，变转差调速中，转差增大，则该损耗增大。

7. 根据集肤效应的原理，采用深槽电机可以提高异步电动机的起动性能。

8. 异步电动机变频调速中，如果向基速以下调节采用压频恒比方式，则属于恒转矩调速。

9. 同步发电机在正常励磁（功率因数为1）的基础上增大励磁电流，将输出滞后的无功。

10. 在同步电机的励磁系统中，旋转整流器励磁系统又被称为无刷励磁系统。

二、判断题（每题2分，共20分）1、一台直流发电机若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。

（对）2、直流电动机的人为特性都比固有特性软（错）3、直流电动机串多级电阻起动，在起动过程中，每切除一级起动电阻时，电枢电流都会突变。

（对）4、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等。

（错）5、变压器在原边外加额定电压不变的情况下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大。

（错）6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。

（错）7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。

（对）8、不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的（错）9、三相异步电动机的最大磁通势T m的大小与转子电阻r m阻值无关。

（对）10、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。

（对）二、简答题（每题5分，共20分）1、简述异步测速发电机的剩余电压误差产生原因及解决办法答：由于加工、装配过程中存在机械上的不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时的输出的电压叫剩余电压。

剩余电压的存在引起的测量误差称为剩余电压误差。

减小剩余电压误差的方法是选择高质量各方向性一致的磁性材料，在机加工和装配过程中提高机械精度，也可以通过装配补偿绕组的方法加以补偿。

2、为什么采用短矩绕组可以改变电动势波形图中实线表示表示整矩绕组情况，这时五次谐波磁场在线圈两个有效边中感应电动势大小相等，方向相反，沿线圈回路，正好相加。

如果把节矩缩短1/5τ，如图中虚线所示，两个有效边中五次谐波电动势大小、方向都相等，沿回路正好抵消，合成电动势为零。

3、试绘出单相变压器“T”型等效电路图。

4、电力拖动系统稳定运行的条件是什么答：必要条件：电动机的机械特性与负载特性必须有交点，即T em=T L.。

充分条件：在交点的转速以上存在T em<T L.,而在交点的转速以下存在T em>T L.三、计算题（第一题10分，第二、三题每题15分，共40分）1、他励直流电动机的U N=220V,I N=207.5A,Ra=Ω,试问：（1）直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍（2）如限制起动电流为1.5I N，电枢回路应串入多大的电阻解：（1）直接起动的电流I st=U N/Ra=220/=3283.6AI st/I N==（2）I st1=×I N=×=311.25A=U N/(Ra+Rst)由此可得：Rst=Ω2、一台三相笼型异步电动机的额定数据为：P N=125KW，N n=1460r/min,U N=380V，Y联结，I N=230A，起动电流倍数k i=，起动转矩倍数k st=，过载能力λT=，设供电变压器限制该电动机的最大起动电流为900A，问：（1）该电动机可否直接起动（2）采用电抗器降压起动，起动电抗x st值应为多少（3）串入（2）中的电抗器时能否半载起动解：（1）直接起动电流为：I st=k i I N=×230A=1265A>900A所以不能采用直接起动。

（2）定子串电抗器后，起动电流限制为900A则：α=I st/I st=1265/900=短路阻抗为：Zs=√r s2+x s2 =U N/3×I st=380/3×1265=Ω所以r s==×=Ωx s=√Z s2-r s2 =√Ω应串接电抗值：x st=√α2x s2+(α2-1)r s2- x s=√×+×－=Ω（3）串入xst=Ω时的起动转矩为Tst=1/α2T st=1/α2k st T N1=××T N=因为，Tst=> T N= T N所以可以半载起动3、一台三相异步电动机接到50H Z的交流电源上，其额定转速n N=1455r/min，试求：（1）该电动机的极对数p；（2）额定转差S（3）额定转速运行时，转子电动势的频率。

解：（1）因异步电动机额定转差率很小，故可根据电动机的额定转速n N=1455 r/min,直接判断出最接近n N的气隙旋转磁场的同步转速n1=1500 r/min,于是p=60f/n1=(60×50)/1500=2或p=60f/n1≈60f/n=(60×50)/1455=取p=2（2）s N=(n1－n)/n1=(1500－1455)/1500=（3）f2=s N f1=×50H Z= H Z1.（本题10分）某他励直流电动机的额定数据为P N=54kW，U N=220V，I N=270A，n N=1150r/min，请估算感应电动势再画出固有机械特性。

2.（本题8分）画图判断变压器的联结组号。

如果将副边的首端和尾端调换，又是什么联结组号3.（本题7分）画出直流电动机结构原理图，标出感应电动势、励磁电流、电枢电流的方向，确定换向极极性及换向极绕组电流方向。

（假设转子逆时针旋转）。