电力拖动2012期中考试题目-答案

同济大学《电机与拖动基础》期中试题

2012年11月

姓名：___________学号：_______________专业：__自动化___年级：_2010级

（答案全部写在答题纸上）

一、 选择题（总10分，每题2分）（答案全部写在答题纸上）

1. 直流电磁铁通电触点接触后，通电线圈电流将_____,磁路中磁通将____, 触点吸合力将____.

A ，不变，不变，不变；

B ，不变，增大，增大；

C ，增大，减小，减小；

D ，减小，减小，减小； 答：B

2. 在直流电机中，公式a e E C n =Φ和T a T C I =Φ中的Φ是：

A. 主磁极每极磁通；

B.每极电枢反应磁通；

C.每极合成磁通；

D.所有

磁极的总磁通 答：C

3. 三相异步电动机空载电流比同容量大小的三相变压器空载电流大，为什么？

A ． 异步电动机损耗大； B.变压器是静止的； C.变压器的损耗大； D.异步电动机定子、转子间有气隙 答：D

4. 电源频率不变而三相异步电动机的转速减低时，转子绕组产生的磁动势在空间的转速将： A ．升高； B. 降低； C. 不变 答：A

5. 同步电动机运行时，若已知每相空载电势0E 小于电网每相电压U ，则此时同步电动机运行在什么状态？：

A ，欠励状态；

B ，过励状态；

C ，纯电阻，即功率因数cos 1ϕ=状态；

答：A

二、 填空题（总16分，每空1分）

1. 电压互感器二次侧不允许___短路____，而电流互感器二次侧不允许_ 开路 ____

2. 一台额定频率为50Hz 的变压器，接于60Hz 、6/5倍变压器额定电压的电网上运行，则磁路的饱和程度 不变 ，激磁电流 不变 ，激磁电抗 增大 ，漏电抗 增大 ，铁耗 增大 。（填增大、减小或不变）

3. 变压器损耗包括绕组铜耗和铁耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为____ 0.5~0.6 ___之间。当____ 铜耗等于铁耗 __时，变压器效率达最大。

4. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的____3次谐波_____电流不能流通，使磁通近似为______平顶波________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___3次谐波电动势____危害线圈

5. 鼠笼式异步电动机Y/△起动时，Y

式是Y 方式的 3 倍。

6. 三相感应电动机在运行时有一相断线， 能 继续运行（能或否）？当电机停转之后， 不能 再起动（能或否）。

三、 问答题（总20分，每题5分）

1. 变压器电动势与运动电动势（比如直流电机）产生的原因有什么不同？其大小与那些因素有关？ 答：线圈中的感应电动势e 是由于与线圈相铰链的磁通φ随时间t 变化二产生的。线圈中磁通的变化有二个原因：一是磁通随时间t 变化（线圈相对磁场静止），由此产生的电动势称为变压器电动势；二是磁通本身不随时间t 变化但线圈与磁场有相对运动，从而引起磁通 φ随时间t 变化，由此再线圈中产生的电动势称为运动电动势。

变压器电动势公式：d e N

dt

φ

=-，一般N 不变，所以电动势大小取决于磁通变化率（电源电流变化率） 运动电动势公式：e Blv =，一般B 和l 不变，所以电动势大小取决于导体运动速度

2. 为什么三相异步电机定子绕组要求采用分布式绕组和短距绕组？为什么绕组分布因数和节距因数都小于1？

答；采用分布绕组和短距绕组可以改变合成磁动势的波形，使合成磁动势更接近于正弦波形。绕组分布放置和短距绕组放置时，合成磁动势是个线圈磁动势的矢量和，由于个矢量间有角度差，故各个矢量和一定小于各个矢量的代数和，这样导致分布因数和节距因数都小于1。

3. 试简单证明三相异步电动机转子磁动势2F 相对定子绕组的转速为同步转速0n

答；转子转速为n 时，气隙磁场相对转子的转速为0n n -，转子绕组中产生感应电动势，从而产生感应电流，其频率为000

210()6060

p n n n n pn f sf n --=

==（1f 是定子绕组所加电电流的频率），感应电流所产生的磁动势为2F ，其相对于转子的转速为20n sn =，所以2F 相对定子的转速为

020000

n n

n n sn n n n n n -+=+=

+=，说明2F 相对于定子的转速为同步转速。

4. 画出Yd7和Dd4三相变压器绕组连接图，并作出相应的电动势矢量图。

Yd7

Yd7 A 和b ，B 和c ，C 和a 同名

A

B

C

X

Y

Z

a

b

c

y z x

*

*

*

*

*

*

Dd4 A 和c ，B 和a ，C 和b 同名

四、 （8分）单相变压器一次、二次电压比在空载时为14.5:1，在额定负载时为15:1。 试求解此变压器的匝数比和额定电压调整率。

解：空载时一次、二次电压之比等于一、二次额定电压之比，为：112214.5N N

U N N U ==

一、 二次电压比载额定负载时为15:1，即1215N U U =，

则2212221/1514.5111 3.33%/14.515

N N N N N U U U U U U U U -∆==-=-=-=。

五、 （12分）图示为圆环铁心磁路，环的平均半径为100r mm =，截面积为2

200s mm =，绕在环上的线圈匝数为350N =，圆环材料为铸铁，其磁化曲线数据如表所示，不计漏磁通

试求：当圆环内磁通密度B 分布为0.8T 和1.6T 时，磁路的磁通分别是多少？二种情况下所需要的励磁

电流分别是多少？相差多少倍？ 对铁磁材料的磁化有什么结论？

解：

磁感应强度计算公式B BS S

Φ

=

⇒Φ= 已知：10.8B T =时，则有：6

30.8200100.1610BS Wb --Φ==⨯⨯=⨯ 2 1.6B T =时，则有：6

31.620010

0.3210BS Wb --Φ==⨯⨯=⨯

铁磁材料基本磁化曲线表格给出，根据表格数据，由B 求解出磁场强度值H 。 又有Hl F Hl NI I N

==⇒=

对于10.8B T =，可从表格110.65~ 1.06B T B T ==之间线性关系求得：

1105

5(0.80.65) 6.829/1.060.65

H A cm -=+

⨯-=-；

则有：1

1 6.829210010 1.226350

Hl I A N π-⨯⨯⨯=== 对于2 1.6B T =，可从表格直接查到250/H A cm =