电机与拖动基础试题库及答案《电机与拖动基础》试题库及答案第一部分直流电机一、填空题：1、直流电动机的工作原理是把能转变为能。直流发电机的工作原理是把能转变为能。（直流电；机械；机械；直流电）2、直流发电机的工作原理用定则判断感觉电动势的方向。直流电动机的工作原理用定则判断电磁力的方向。（右手；左手）3、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两头的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)4、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（Ea〈U；Ea〉U）5、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式。（叠绕组；波绕组）6、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同）7、电动势常数Ce与转矩常数CT之间的关系为______。（CT=9.55Ce）二、选择题1、电机的电流小于额定电流，称为（）运行。（1）（1）欠载（2）过载（3）额定2、电机的电流大于额定电流，称为（）运行。（2）（1）欠载（2）过载（3）额定3、某直流电机它的电枢与二个励磁绕组串联和并联，那么该电机为()电机。（3）（1）他励（2）并励（3）复励（4）串励4、直流发电机主磁极磁通产生感觉电动势存在于（）中。（1）1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组5、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反响是（）（3）1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。三、计算题1、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:PN=3.5kW，UN=220V，IN=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，△Ub=1V，励磁回路电阻R1=440Ω，空载实验：当U=220V,n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流Ia=10A时,电机的效率（不计杂散损耗）。解：励磁电流：励磁损耗：IfUf2200.5ARfA440PRI2Uf22202f110WCuffRf440空载时：输入功率：P1UI02202W440W励磁功率：PfW110电枢铜损耗：PCuaRaIa2Ra(I0If)22.25W电刷接触损耗：PCub2UbIa2211.5W3.0W附加损耗：Pad0则：PmecPFeP1PfP'PPad324.75WCuaCub当Ia10A时，IIaIf10.5A输入功率：1UI22010.5W2310WPPCuaRaIa21102W100WPf110WPCub2UbIa2110W20W输出功率：P2P1PP1PCuaPfPCub(PmecPFe)1755.25W效率：P2100%75.98%P12、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗为Pmec=61W，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。解：（1）P2PN6kWIfUf2201.3ARfA177PRI2299WfffINPN6000A26.1AUN230IaINIf27.4APCuaRaIa2427.9W所以PemP2PCuaPf6726.9WTemPem6726.92Nm44.3Nm145060（2）P1PemPmecPFe7021.9WP2100%85.45%P13、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω,不计电枢反响磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两头和励磁绕组两头都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。解：IfUN230A4ARf57.7INPN23103A100AUN230IaINIf104APCuaRaIa21081.6W（1）EaUNRaIa240.4VCeEa0.1603nN电动机运行：EaUNRaIa209.6VCe'220Ce2200.16030.1533230230Ea1367r/minnCe'（2）PemEaIa21.798kW（3）TemPem21.798103Nm152.27Nm21367/60第二部分直流电动机的电力拖动一、填空题：1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。U=UN、φ=ΦN，电枢回路不串电阻；n；Tem2、直流电动机的起动方法有_______。（降压起动、电枢回路串电阻起动）3、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速）4、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁）二、选择题1、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3）1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。2、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。3、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；3）回馈制动状态。4、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那么：（2）（1）I1I2。三、简答题：1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？判断下列图是否稳定？还有P79图3-13和P1213-5.（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，知足dTemdTL）（a）稳定（b）稳定（c）dndn稳定（d）不稳定（e）不稳定（f）稳定nTnTnTLLLTeTeeTTaTcTbnTLnTLTenTeLeTTTTTdfe2．电力拖动运动方程的实用形式为GD2dnTeTL375dt由电动机的电磁转矩Te与生产机械的负载转矩TL的关系：1）当Te=TL时，dn/dt=0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态；2）若Te＞TL时，dn/dt＞0，系统处于正向加快或反向减速状态；3）若Te＜TL时，dn/dt＜0，系统处于正向减速或反向加快状态。也就是一旦dn/dt≠0，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动向或过渡状态。四、计算题：1、一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，IN=79.84A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=UN，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？（2）U=UN条件下，主磁通减少15%，负载转矩为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=UN，=ΦN条件下，负载转矩为0.8TN，转速为（—800）r/min，电枢回路应串入多大电阻？解：（1）CeNUNRaIN0.068nNUNRaIa1528r/minnCeN（2）TN不变时，Tem不变，即CTNINCTIaIaNIN0.85NIN93.93ANnUNRaIa1738r/minCe（3）不计空载转矩时，TemTL，故：Tem0.80.80.955PN38.2NmTNnNnUNRaRBCe2NCeCTN解得：RB2.692、一台他励直流电动机数据为：PN=30kW，UN=440V，IN=100A，nN=1000r/min，电枢回路电阻Ra=0.4Ω，求：1）电动机拖动位能性负载（TL=0.8TN），采用能耗制动，要保证最大制动电流不超过2IN，制动电阻应选多大？最后下放的稳定转速为多少？2）若串连同（1）同样的电阻，电动机拖动抗争性负载（TL=0.8TN）采用电压反接制动，最后下放的稳定转速为多少？3）电动机拖动一位能性负载（TL=0.8TN），在电压反接时作回馈制动下放，下放转速为1200r/min，问电枢回路应串连多大的电阻？解：（1）CeNUNRaIN0.4nNTL0.8TNIa0.8IN80AnAUNIaRa440800.41020r/minCe0.4NRCeNnA0.410200.41.642INRa2100nRaRIa1.640.480408r/minCeN0.4（2）nUNIa(RaR)4402.0480Ce1508r/minN0.4UN440（3）n01100r/minCeN0.4nn0nUNIa(RaR1)R10.1CeN第三部分一、填空题：变压器1、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将_______，铜损耗将_______（忽略漏阻抗压降的影响）。（不变；增加）2、一台2kV·A,400/100V的单相变压器，低压侧加100V，高压侧开路测得I0=2A；P0=20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I0=_______A，P0=_______W。（0.5；20）3、变压器等效电路中的xm是对应于_______电抗，rm是表示_______电阻。（主磁通的；铁心损耗的等效）4、三相变压器的联络组别不单与绕组的_______和_______相关，而且还与三相绕组的_______相关。（绕向；首尾端标记；联络方式）5、自耦变压器的特点在于一、二次绕组之间不单有的联系而且有的联系。（磁；电）6、使用仪用互感器时要注意：电压互感器一定要运行于状态，而电流互感器一定要运行于状态，并且二者均须可靠接地。（空载；短路）二、选择题1、变压器空载电流小的原因是：（3）（1）一次绕组匝数多，电阻很大；（2）一次绕组的漏抗很大；（3）变压器的励磁阻抗很大；（4）变压器铁心的电阻很大。2、变压器空载损耗：（4）1）全部为铜损耗；（2）全部为铁损耗；3）主要为铜损耗；（4）主要为铁损耗3、变压器的变比与原、副边的：（4）1）电压成反比；（2）电流成正比；（3）匝数成反比；（4）电压成正比4、某台三相变压器，容量是3000千伏安，如原边电压为10千伏，则原边电流约为()安。3）1）300；（2）86.6；（3）173.2；（4）605、变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流：（2）1）增加；（2）减少；（3）不变；（4）基本不变。三、作图题（P149-151P1604-6）1、画相量图判断组别（a）Yy6；（b）Yd11；（c）Yy0；（d）Yd5（a）（b）（c）（d）第四部分异步电动机一、填空题：1、当s在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩）2、三相异步电动机根据转子构造不同可分为_____________和_____________两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机）3、一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为_______r/min。（950；50）4、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速_______，定子电流_______，最大转矩_______，临界转差率_______。（减小；增大；减小；不变）5、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速_______，定子电流_______。（减小；增加）6、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_______的等值电阻。（总机械功率）二、选择题1、如果某三相异步电动机的极数为4级，同步转速为1800转/分，那么三相电流的频次为：2）1）50赫兹；（2）60赫兹；（3）45赫兹；4）30赫兹2、三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩：（1）1）下降；（2）增大；（3）不变；（4）不定。、改变三相异步电动机转向的方法是：（3）（1）改变电源频次；（2）改变电源电压；3）改变定子绕组中电流的相序；（4）改变电机的工作方式三、计算题1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：PN=10kW，UN=380V，IN=11.6A，定子为Y联络，额定运行时，定子铜损耗PCu1=560W,转子铜损耗PCu2=310W，机械损耗Pmec=70W，附加损耗Pad=200W，试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。解：（1）PemP2PmecPadPCu210.58kWsNPCu2/Pem0.0293nN(1sN)n11456r/min2）T0PmecPad1.77NmP265.59Nm（3）T2N4）TemT2T067.36Nm2、已知一台三相异步电动机，额定频次为150kW，额定电压为380V，额定转速为1460r/min，过载倍数为2.4，试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机可否带动额定负载起动。TN9550PN981.2Nm解：（1）nNTmmTN2355Nm根据额定转速为1460r/min，可判断出同步转速n1=1500r/min，则额定转差率为n1nNs0.027Nn1ss(mm21)0.124mN转子不串电阻的实用表达式为：T2Tm4710ssms0.124sms0.124s（2）电机开始起动时，s=1，T=Ts，代入实用表达式得：Ts47101575Nm0.1240.1241因为TsTN，故电动机不能拖动额定负载起动。第五部分异步电动机的电力拖动一、填空题：1、拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其转差率s在_______范围内时，电动机都能稳定运行。(0sm)2、三相异步电动机的过载能力是指______。(Tm/TN)3、星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的_______倍。(3)4、三相异步电动机进行能耗制动时，直流励磁电流越大，则补始制动转距越______。(大)5、三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U1应随f1按_______规律调节。(正比)二、选择题1、与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。2、与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩不变，临界转差率增大，则该人为机械特性是异步电动机的：1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。3、一台三相笼型异步电动机的数据为PN=20kW，UN=380V，λT=1.15，ki=6,定子绕组为三角形联络。当拖动额定负载转矩起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12IN，最好的起动方法是：1）直接起动；（2）Y—△降压起动；（3）自耦变压器降压起动。4、一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机的电磁转矩：1）Tem=TN;(2)Tem=0.81TN;(3)Tem=0.9TN。5、三相绕线转子异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时电动机运行于正向电动状态，若在转子回路串接三相对称电阻下放重物时，电动机运行状态是：（3）1）能耗制动运行；（2）反向回馈制动运行；（3）倒拉反转运行。6、三相异步电动机拖动恒转矩负载，当进行变极调速时，应采用的联络方式为：1）Y—YY；（2）△—YY；（3）正串Y—反串Y。7、三相异步电动机拖动恒功率负载，当进行变极调速时，应采用的联络方式为：1）Y—YY；（2）△—YY；（3）正串Y—反串Y。三、计算题一台三相笼型异步电动机的数据为PN=40kW,UN=380V,nN=2930r/min,ηN=0.9,cosΦN=0.85，ki=5.5,kst=1.2，定子绕组为三角形联络，供电变压器允许起动电流为150A，可否在下列情况下用Y—△降压起动？1）负载转矩为0.25TN;(2)负载转矩为0.5TN。解：额定电流PN40103A79.44AIN33800.90.853UNNcosN直接起动电流IstkIIN5.579.44A437A采用Y-降压起动时起动电流：Ist1Ist1437A145.7A150A33起动转矩：Tst1Tst1kstTN11.2TN0.4TN333可见：（1）当TL0.25TN时，能够起动；（2）当TL0.5TN时，不能起动。2、一台三相笼型异步电动机的数据为PN=43.5kW，UN=380V，nN=1450r/min，IN=100A，定子绕组采用△形接法，Ist/I=8，T/T=4，供NstN电变压器允许起动电流为400A，负载转矩为345N·m。试求：1）可否直接启动；2）可否采用Y-△启动，为什么？解：（1）直接启动直接启动时的启动电流IstIstIN8100A800AIN额定转矩TN9550PN955043.5N?m286.5N?mnN1450直接启动时的启动转矩TstTstTN?TN4286.5N?m1146N?m由于直接启动时的启动电流Ist800A400A，故不能直接启动。（2）Y-△启动启动电流Ist'1Ist1800A266.7A400A33启动转矩Tst'1Tst11146N?m382N?m33Tst'1.1TL1.1345N?m379.5N?m所以能够采用Y-△启动。第六部分同步电机一、填空题：1、同步电机工作在电动机状态时，定子边接电源，转子边经过电刷和集电环接电源，转子轴上联络机械负载。三相沟通；直流2、同步发电机正常情况下并车采用_______，事故状态下并车采用_______。(准同期法;自同期法)3、同步调相机又称为_______。实际上就是一台_______运行的同步_______，往常工作于_______状态。(同步补偿机;空载;电动机;过励)二、选择题1、同步发电机带容性负载时，其调整特性是一条_______。（3）1）上涨的曲线；（2）水平直线；（3）下降的曲线2、工作于过励状态的同步调相机，其电枢反响主假如_______。（2）（1）交轴电枢反响；（2）去磁的直轴电枢反响；（3）增磁的直轴电枢反响3、下列不属于同步电机的启动方法的是：1）1）分相启动；（2）协助电动机启动；（3）异步启动；（4）变频启动第七部分控制电机1、直流伺服电机的控制方式有______和_______。沟通伺服电机控制方法有_______、_____和幅值—相位控制。（电枢控制；磁场控制；幅值控制；相位控制）2、有一步进电机，工作在单三拍方式下。已知转自齿数Z为40，相数N为3则该电机的步距角为______度。（3）3、对一台确定的步进电机而言，其步距角决定于______。（电机的通电方式）一、简答题：1、什么叫自转现象？两相伺服电机怎样防备自转？(P308)2、沟通伺服电机有哪几种控制方式？并分别加以说明。(沟通伺服电动机有三种控制方式，它们分别是幅值控制、相位控制和幅相控制。幅值控制：控制电压和励磁电压保持相位差度，只改变控制电压幅值。相位控制：相位控制时控制电压和励磁电压均为额定电压，经过改变控制电压和励磁电压相位差，实现对伺服电机的控制。幅相控制：对幅值和相位都进行控制，经过改变控制电压的幅值及控制电压与励磁电压相位差控制伺服电机的转速。)3、简要说明步进电动灵活稳定区的观点。(步进电机的动稳定区是指步进电机从一个稳定状态切换到另一个稳定状态二不失步的地区。)第八部分电力拖动系统中电动机的选择一、简答题：1、电动机的三种工作制是怎样区分的？负载持续率FC%表示什么意义？（电动机的三种工作制是根据负载持续时间的不同来区分的，有连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三种。在断续周期工作制，额定负载时间与整个周期之比称为负载持续率FC%）
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