安徽工業(yè)大學(xué)電機與拖動基礎(chǔ)試題庫及答案

安徽工業(yè)大學(xué)電機與拖動基礎(chǔ)試題庫及答案第一部分直流電機一、填空題 ：1、并勵直流發(fā)電機自勵建壓的條件是_;_;_ 。 ( 主磁路存在剩磁；并聯(lián)在電樞兩端的勵磁繞組極性要正確，使勵磁電流產(chǎn)生的補充磁通方向與剩磁磁通方向相同；勵磁回路的總電阻必須小于臨界電阻)2、可用下列關(guān)系來判斷直流電機的運行狀態(tài)，當(dāng)_時為電動機狀態(tài)，當(dāng)_時為發(fā)電機狀態(tài)。（Ea U； Ea U）3、直流發(fā)電機的繞組常用的有_和 _兩種形式，若要產(chǎn)生大電流，繞組常采用 _繞組。（疊繞組；波繞組；疊）4、直流發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向_，直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向 _。（相反；相同）5、單迭和單波繞組，極對數(shù)均為p 時，并聯(lián)支路數(shù)分別是_，_。（ 2p；2）6、直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩是由_和 _共同作用產(chǎn)生的。 （每極氣隙磁通量；電樞電流）7、直流電機電樞反應(yīng)的定義是_，當(dāng)電刷在幾何中線時，電動機產(chǎn)生_性質(zhì)的電樞反應(yīng)，其結(jié)果使_和 _，物理中性線朝_方向偏移。（電樞磁動勢對勵磁磁動勢的作用；交磁；氣隙磁場產(chǎn)生畸變；對主磁場起附加去磁作用）二、判斷題1、一臺并勵直流發(fā)電機，正轉(zhuǎn)能自勵，若反轉(zhuǎn)也能自勵。（）（ F）2、一臺直流發(fā)電機，若把電樞固定，而電刷與磁極同時旋轉(zhuǎn)，則在電刷兩端仍能得到直流電壓。（） （T）3、一臺并勵直流電動機，若改變電源極性，則電機轉(zhuǎn)向也改變。（F）4、直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動性質(zhì)的，因此穩(wěn)定運行時，大的電磁轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速就高。（） （F）三、選擇題1、直流發(fā)電機主磁極磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動勢存在于（）中。（ 1）（ 1）電樞繞組；（ 2）勵磁繞組；（ 3）電樞繞組和勵磁繞組2、直流發(fā)電機電刷在幾何中線上，如果磁路不飽和，這時電械反應(yīng)是（） （3）（ 1）去磁；（ 2）助磁；（ 3）不去磁也不助磁。3、如果并勵直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速上升20%，則空載時發(fā)電機的端電壓U0 升高（）。（ 2）（ 1） 20%；（ 2）大于 20%；（ 3）小于 20%。四、簡答題1、直流發(fā)電機的勵磁方式有哪幾種？（他勵；自勵（包括并勵，串勵和復(fù)勵）2 、如何確定換向極的極性，換向極繞組為什么要與電樞繞組相串聯(lián)？（使換向極產(chǎn)生的磁通與電樞反應(yīng)磁通方向相反。 對于直流發(fā)電機而言， 換向極性和電樞要進(jìn)入的主磁極性相同； 而對于直流電動機， 則換向極極性和電樞要進(jìn)入的主磁極極性相反。換向極繞組與電樞組相串聯(lián)的原因是： 使隨著電樞磁場的變化， 換向極磁場也隨之變化，即任何負(fù)載情況下都能抵消電樞反應(yīng)的影響。）3、試比較他勵和并勵直流發(fā)電機的外特性有何不同？并說明影響曲線形狀的因素。（并勵直流發(fā)電機的外特性比他勵的軟。他勵：影響因素有兩個(1) 隨著 Ia 增加， IaRa 增加，使 U下降；(2) 隨著 Ia 增加，電樞反應(yīng)附加去磁作用增強，使磁通 減少，電樞電動勢 Ea 減少，最后使 U下降。并勵：影響因素有三個(1) 隨著 Ia 增加， IaRa 增加，使 U下降；(2) 隨著 Ia 增加，電樞反應(yīng)附加去磁作用增強，使磁通 減少，電樞電動勢 Ea 減少，最后使端電壓 U下降。(3) 兩端電壓下降，磁通 下降，電樞電動勢 Ea 進(jìn)一步減少，端電壓 U 進(jìn)一步下降。）4、一臺并勵直流發(fā)電機并聯(lián)于電網(wǎng)上，若原動機停止供給機械能，將發(fā)電機過渡到電動機狀態(tài)工作，此時電磁轉(zhuǎn)矩方向是否變？旋轉(zhuǎn)方向是否改變？（電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，電機旋轉(zhuǎn)方向不變。）五、計算題1、一臺并勵直流電動機, 銘牌數(shù)據(jù)如下 :P =3.5kW， U =220V， IN=20A，n =1000r/min,NNN電樞電阻 Ra=1 ，Ub=1V，勵磁回路電阻 R1=440 ，空載實驗： 當(dāng) U=220V,n=1000r/min時，I 0=2A，試計算當(dāng)電樞電流I a =10A 時 , 電機的效率（不計雜散損耗）。解：勵磁電流： I fU f220A0.5ARf440勵磁損耗： PCuf2U f22202Rf I fRf110W440空載時：輸入功率： PUI0220 2W440W1勵磁功率：Pf110W電樞銅損耗： PCuaRa I a2Ra ( I 0I f )22.25W電刷接觸損耗：P2UbI221 1.5W 3.0WCuba附加損耗： Pad0則： PPPPP'PP324.75WmecFe1fCuaCubad當(dāng) I a 10A時， II aI f10.5A輸入功率： P1UI220 10.5W2310WPCuaRa I a21 102W100WPf110WPCub2U b I a211020WW輸出功率： P2P1PP1PCuaPfPCub( PmecPFe )1755.25W效率：P2100%75.98%P12、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下：P =6kW， U =230V， n =1450r/min，R =0.57 NNNa（包括電刷接觸電阻），勵磁回路總電阻Rf =177，額定負(fù)載時的電樞鐵損PFe=234W，機械損耗為 Pmec=61W，求：（ 1）額定負(fù)載時的電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩。（2）額定負(fù)載時的效率。解：（ 1） P2PN6kWI fU f2201.3ARfA177PfRf I 2f299WI NPN6000U NA 26.1A230I a I N I f27.4APR I2427.9WCuaaa所以PemP2PCuaPf6726.9WTPem6726.9N m44.3N mem2145060（2） PPPP7021.9W1emmecFeP2100%85.45%P13、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下：P =23kW， U=230V，n =1500r/min，勵磁回路NNN電阻 Rf=57.5 ，電樞電阻 Ra=0.1 , 不計電樞反應(yīng)磁路飽和?，F(xiàn)將這臺電機改為并勵直流電動機運行，把電樞兩端和勵磁繞組兩端都接到220V 的直流電源：運行時維持電樞電流為原額定值。求（1）轉(zhuǎn)速 n；（ 2）電磁功率； (3) 電磁轉(zhuǎn)矩。解： I fU N230A4ARf57.7I NPN23103100AU N230AI aI NI f104APCuaRa I a21081.6W（ 1）240.4EaU NRa I aVCeEa0.1603nN電動機運行：209.6EaU NRa I aVCe'220 Ce220 0.1603 0.1533230230nEa1367r / minCe'（ 2）PemEa I a21.798kW（ 3） TemPem21.798 103N m152.27 N m21367 / 60第二部分直流電動機的電力拖動一、填空題：1、他勵直流電動機的固有機械特性是指在_ 條件下， _和 _的關(guān)系。（U=UN、 = N，電樞回路不串電阻；n；Tem2、直流電動機的起動方法有_。（降壓起動、電樞回路串電阻起動）3、如果不串聯(lián)制動電阻，反接制動瞬間的電樞電流大約是電動狀態(tài)運行時電樞電流的_倍。 （ 2）4、當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速超過_時，出現(xiàn)回饋制動。（理想空載轉(zhuǎn)速）5、拖動恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)負(fù)載進(jìn)行調(diào)速時，應(yīng)采_調(diào)速方法，而拖動恒功率負(fù)載時應(yīng)采用_調(diào)速方法。（降壓或電樞回路串電阻；弱磁）二、判斷題1、直流電動機的人為特性都比固有特性軟。（）（ F）2、直流電動機串多級電阻起動。在起動過程中，每切除一級起動電阻，電樞電流都將突變。（）（T）3、提升位能負(fù)載時的工作點在第一象限內(nèi)，而下放位能負(fù)載時的工作點在第四象限內(nèi)。（） （T）4、他勵直流電動機的降壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，因此只能拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行。（）（F）5、他勵直流電動機降壓或串電阻調(diào)速時，最大靜差率數(shù)值越大，調(diào)速范圍也越大。（）（T）三、選擇題1、電力拖動系統(tǒng)運動方程式中的GD2反映了：（ 2）（ 1）旋轉(zhuǎn)體的重量與旋轉(zhuǎn)體直徑平方的乘積，它沒有任何物理意見；（2）系統(tǒng)機械慣性的大小，它是一個整體物理量；（3）系統(tǒng)儲能的大小，但它不是一個整體物理量。2、他勵直流電動機的人為特性與固有特性相比，其理想空載轉(zhuǎn)速和斜率均發(fā)生了變化，那么這條人為特性一定是：（3）（ 1）串電阻的人為特性；（2）降壓的人為特性；（3）弱磁的人為特性。3、直流電動機采用降低電源電壓的方法起動，其目的是：（2）（ 1）為了使起動過程平穩(wěn)；（2）為了減小起動電流；（3）為了減小起動轉(zhuǎn)矩。4、當(dāng)電動機的電樞回路銅損耗比電磁功率或軸機械功率都大時，這時電動機處于：（2）（1）能耗制動狀態(tài)；（2）反接制動狀態(tài)；（3）回饋制動狀態(tài)。5、他勵直流電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行串電阻調(diào)速，設(shè)調(diào)速前、后的電樞電流分別為 I 1和 I 2，那么：（ 2）（ 1） I 1<I 2；（ 2） I 1=I 2；(3)I1>I 2。四、簡答題：1、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？（電動機的機械特性與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點，且在交點處，滿足dTemdTL ）dndn2、何謂電動機的充分利用？( 所謂電動機的充分利用是指電動機無論在額定轉(zhuǎn)速下運行 , 還是調(diào)速過程中處于不同轉(zhuǎn)速下運行 , 其電樞電流都等于額定值。 )五、計算題：一臺他勵直流電動機數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW，UN=110V，I N=79.84A ，nN=1500r/min ，電樞回路電阻 Ra=0.1014 ，求：（1）U=UN， = N 條件下，電樞電流I a=60A 時轉(zhuǎn)速是多少？（2）U=UN 條件下，主磁通減少 15%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 TN 不變時，電動機電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？（ 3） U=UN ， = N條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 0.8T N，轉(zhuǎn)速為（ 800） r/min ，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？U NRa I N0.068解：（ 1） Ce NnNU NRa I a1528r / minnCeN（ 2） TN 不變時， Tem 不變，即 CTN I NCTI aI aN I NNI N 93.93 A0.85NnU NRa I a1738r / minCe（ 3）不計空載轉(zhuǎn)矩時，Tem TL ，故：Tem0.80.80.955 PN38.2N mTNnNnU NRaRBCeCeCT2NN解得： RB2.69第三部分變壓器一、填空題：1、一臺接到電源頻率固定的變壓器，在忽略漏阻抗壓降條件下，其主磁通的大小決定于 _的大小，而與磁路的 _基本無關(guān)，其主磁通與勵磁電流成_ 關(guān)系。（外加電壓；材質(zhì)和幾何尺寸；非線性）2、變壓器鐵心導(dǎo)磁性能越好，其勵磁電抗越_，勵磁電流越 _。 （越大；越?。?、變壓器帶負(fù)載運行時，若負(fù)載增大，其鐵損耗將_，銅損耗將 _（忽略漏阻抗壓降的影響）。（不變；增加）4、當(dāng)變壓器負(fù)載（ 2>0°）一定，電源電壓下降，則空載電流I 0_，鐵損耗PFe_。（ 減?。粶p?。?、一臺 2kV·A,400/100V 的單相變壓器，低壓側(cè)加100V，高壓側(cè)開路測得 I =2A；0P =20W；當(dāng)高壓側(cè)加 400V，低壓側(cè)開路，測得I =_A， P =_W。（ 0.5 ； 20）0006、變壓器短路阻抗越大，其電壓變化率就_ ，短路電流就 _。（大；?。?、變壓器等效電路中的xm是對應(yīng)于 _電抗， r m是表示 _電阻。 （主磁通的；鐵心損耗的等效）8、兩臺變壓器并聯(lián)運行，第一臺先達(dá)滿載，說明第一臺變壓器短路阻抗標(biāo)么值比第二臺_。 （?。?、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別不僅與繞組的_和 _有關(guān)，而且還與三相繞組的_有關(guān)。（繞向；首末端標(biāo)記；聯(lián)結(jié)方式）10、變壓器空載運行時功率因數(shù)很低，這是由于_。（空載時建立主、 漏磁場所需無功遠(yuǎn)大于供給鐵損耗和空載時銅損耗所需的有功功率）二、判斷題1、一臺變壓器原邊電壓U1 不變，副邊接電阻性負(fù)載或接電感性負(fù)載，如負(fù)載電流相等，則兩種情況下，副邊電壓也相等（）。（F）2、變壓器在原邊外加額定電壓不變的條件下，副邊電流大，導(dǎo)致原邊電流也大，因此變壓器的主要磁通也大（）。（ F）3、變壓器的漏抗是個常數(shù)，而其勵磁電抗卻隨磁路的飽和而減少（）。（ T）4、自耦變壓器由于存在傳導(dǎo)功率，因此其設(shè)計容量小于銘牌的額定容量（）。（ T）5、使用電壓互感器時其二次側(cè)不允許短路，而使用電流互感器時二次側(cè)則不允許開路（）。（T）三、單項選擇題1、變壓器空載電流小的原因是：一次繞組匝數(shù)多， 電阻很大； 一次繞組的漏抗很大； 變壓器的勵磁阻抗很大；變壓器鐵心的電阻很大。2、變壓器空載損耗：全部為銅損耗；全部為鐵損耗；主要為銅損耗；主要為鐵損耗3、一臺變壓器原邊接在額定電壓的電源上，當(dāng)副邊帶純電組負(fù)載時，則從原邊輸入的功率： 只包含有功功率；只包含無功功率；既有有功功率，又有無功功率；為零。4、變壓器中，不考慮漏阻抗壓降和飽和的影響，若原邊電壓不變，鐵心不變，而將匝數(shù)增加，則勵磁電流：增加；減少；不變；基本不變。5、一臺變壓器在（）時效率最高。 =1；P0/P S=常數(shù)；PCu=PFe； S=SN四、簡答題1、為什么變壓器的空載損耗可近似看成鐵損耗，而短路損耗可近似看成為銅損耗？（變壓器鐵損耗的大小決定于鐵心中磁通密度的大小， 銅損耗的大小決定決定于繞組中電流的大小。變壓器空載和短路時，輸出功率都為零。輸入功率全部變?yōu)樽儔浩鞯膿p耗。即銅損耗與鐵損耗之和。 空載時，電源電壓為額定值， 鐵心中磁通密度達(dá)到正常運行的數(shù)值， 鐵損耗也為正常運行時的數(shù)值。 而此時二次繞組中的電流為零， 沒有銅損耗，一次繞組中電流僅為勵磁電流， 遠(yuǎn)小于正常運行的數(shù)值， 它產(chǎn)生的銅損耗相對于這時的鐵損耗可以忽略不計， 因而空載損耗可近似看成為鐵損耗。 短路試驗時，輸入功率為短路損耗。此時一次、二次繞組電流均為額定值，銅損耗也達(dá)到正常運行時的數(shù)值， 而電壓大大低于額定電壓， 鐵心中磁通密度也大大低于正常運行時的數(shù)值， 此時鐵損耗與銅損耗相比可忽略不計。 因此短路損耗可近似看成銅損耗。）2、電源頻率降低，其他各量不變，試分析變壓器鐵心飽和程度、勵磁電流、勵磁電抗、漏抗的變化情況。（據(jù) U14.44 fN1m 可知，當(dāng) f 降低時，m( Bm) 增加，鐵心飽和程度增加，勵磁電流增加，勵磁電抗減小。）3、變壓器的原、副邊額定電壓都是如何定義的？（原邊額定電壓是指規(guī)定加在一次側(cè)的電壓是指當(dāng)一次側(cè)加上額定電壓時，二次側(cè)的開路4、變壓器并聯(lián)運行的條件是什么？哪一個條件要求（ 變壓器并聯(lián)運行的條件是：（ 1）各變壓器一、分別相等， 即變比相同； （ 2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須器的短路阻抗（或短路電壓）標(biāo)幺值相等，且短路阻抗五、作圖題1、畫相量圖判定組別：如右圖（a）所示壓。副邊額定電U1V1W1電壓。）絕對嚴(yán)格？二次側(cè)的額定電壓相同；（ 3）各變壓角也相等。U1V1W1u1v1w1u1v1w1a(圖略,組別Y,y4)2、畫相量圖判定組別：( 圖略 , 組別 Y,d11)如右圖（b）所示六、計算題1、三相變壓器額定容量為20kV·A，額定電壓為 10/0.4 kV ，額定頻率為50HZ， Y， y0聯(lián)結(jié)，高壓繞組匝數(shù)為3300。試求：（ 1）變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流；（2）高壓和低壓繞組的額定電壓；（3）繪出變壓器Y， y0 的接線圖。解：（ 1） I1 NSN1.16A3U1 NI 2 NSN28.87A3U 2N（2） U1NPU 1N5.774kV3U 2NPU 2N0.231kV32、一臺 S =100kV·A， U/U=6/0.4 kV，Y，y0 聯(lián)結(jié)的三相變壓器， I %=6.5%，P =600W，N1N2N00us =5%， PSN=1800W，試求：（ 1）近似等效電路參數(shù)標(biāo)么值；（2）滿載及 cos 2=0.8 （滯后）時的二次端電壓和效率；（3）產(chǎn)生最大效率時的負(fù)載電流及cos 2=0.8( 2>0°) 時的最大效率。解：（ 1）由空載試驗數(shù)據(jù)求勵磁參數(shù)Zm*115.38I 0*R*P0*1.42mI 0*2X m*Zm*2Rm*215.31由短路試驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù)ZS*U S*0.05RS*PSN*PSN0.018SNX S*ZS*2RS*20.467（2） U(RS* cos 2X S* sin2 ) 100% 4.24%U 2(1U)U2N383V(1P02 PSN2 PSN ) 100%97.1%SN cos 2P0（3） mP00.577PSNI 2m I 2 NmSN83.3A3U 2Nmax(12P0) 100%97.5%m SN cos22P0第四部分交流電機的繞組、電動勢和磁動勢一、填空題：1、一個三相對稱交流繞組，2p=2，通入 f=50Hz 的三相對稱交流電流，其合成磁通勢為_磁通勢。 ( 圓形旋轉(zhuǎn) )2、采用 _繞組和 _繞組可以有效地削弱諧波分量，同時使基波分量 _（增加、減?。?。(疊;波;增加)3、一個脈振磁通勢可以分解為兩個_和 _相同，而 _相反的旋轉(zhuǎn)磁通勢。 ( 幅值;轉(zhuǎn)速;轉(zhuǎn)向)4、三相對稱繞組的構(gòu)成原則是_;_;_。( 各相繞組的結(jié)構(gòu)相同; 阻抗相等 ; 空間位置對稱（互差120 度電角度） )二、是非題1、兩相對稱繞組， 通入兩相對稱交流電流， 其合成磁通勢為旋轉(zhuǎn)磁通勢。（） (T)2、改變電流相序，可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。（） (T)第五部分異步電動機一、填空題：1、當(dāng) s 在 _范圍內(nèi)，三相異步電機運行于電動機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為_；在 _范圍內(nèi)運行于發(fā)電機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為_。（ 0；反電動勢；制動轉(zhuǎn)矩）2、三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同可分為_和_兩類。（籠型異步電動機和繞線型異步電動機）3、一臺 6 極三相異步電動機接于50HZ 的三相對稱電源；其 s=0.05 ，則此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為_r/min ，定子旋轉(zhuǎn)磁勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為_r/min 。（ 950； 50； 0）4、三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是由_和 _共同作用產(chǎn)生的。（主磁通；轉(zhuǎn)子電流的有功分量）5、一臺三相異步電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行，若電源電壓下降， 則電動機的轉(zhuǎn)速_，定子電流 _，最大轉(zhuǎn)矩 _ ，臨界轉(zhuǎn)差率 _。（減??；增大；減小；不變）6、三相異步電動機電源電壓一定，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加， 則轉(zhuǎn)速 _，定子電流 _。（減?。辉黾樱?、三相異步電動機等效電路中的附加電阻是模擬_的等值電阻。（總機械功率）8、三相異步電動機在額定負(fù)載運行時，其轉(zhuǎn)差率s 一般在_范圍內(nèi)。（0.01 0.06 ）9、對于繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，如果電源電壓一定，轉(zhuǎn)子回路電阻適當(dāng)增大，則起動轉(zhuǎn)矩 _，最大轉(zhuǎn)矩_。（增大；不變）二、判斷題1、不管異步電機轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)還是靜止，定、轉(zhuǎn)子磁通勢都是相對靜止的（）。（ T）2、三相異步電動機轉(zhuǎn)子不動時，經(jīng)由空氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子側(cè)的電磁功率全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子銅損耗（）。（T）3、三相異步電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm的大小與轉(zhuǎn)子電阻r 2 阻值無關(guān)（）。（T）4、通常三相籠型異步電動機定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)不相等，而三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的定、轉(zhuǎn)子相數(shù)則相等。（） （T）5、三相異步電機當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，轉(zhuǎn)子繞組電流的頻率與定子電流的頻率相同（）。（ T）三、選擇題1、三相異步電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行，如果電源電壓下降，當(dāng)電動機穩(wěn)定運行后，此時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩：下降；增大；不變；不定。2、三相異步電動機的空載電流比同容量變壓器大的原因：異步電動機是旋轉(zhuǎn)的； 異步電動機的損耗大； 異步電動機有氣隙； 異步電動機有漏抗。3、三相異步電動機空載時，氣隙磁通的大小主要取決于：電源電壓；氣隙大小；定、轉(zhuǎn)子鐵心材質(zhì)；定子繞組的漏阻抗。4、三相異步電動機能畫出像變壓器那樣的等效電路是由于：它們的定子或原邊電流都滯后于電源電壓；氣隙磁場在定、轉(zhuǎn)子或主磁通在原、副邊都感應(yīng)電動勢；它們都有主磁通和漏磁通；它們都由電網(wǎng)取得勵磁電流。5、三相異步電動機在運行中，把定子兩相反接，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會：升高；下降一直到停轉(zhuǎn)；下降至零后再反向旋轉(zhuǎn)；下降到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。四、簡答題1、三相異步電動機空載運行時，電動機的功率因數(shù)為什么很低？（空載時，I 1I 0 ，而 I 0 I 0a I 0 r ，其中， I 0a 為有功分量電流，用來供給空載損耗； I 0 r 為無功分量電流，用來建立磁場。由于I 0aI 0 r ，所以空載電流基本上是一無功性質(zhì)的電流，因而電動機的功率因數(shù)很低。）1s R2'2、異步電動機等效電路中的附加電阻s的物理意義是什么？能否用電抗或電容代替這個附加電阻？為什么？（異步電動機等效電路中的附加電阻代表總機械功率的一個虛擬電阻，用轉(zhuǎn)子電流在該1s R2'I 2'2電阻所消耗的功率s來代替總機械功率 （包括軸上輸出的機械功率和機械損耗、附加損耗等）。因輸出的機械功率和機械損耗等均屬有功性質(zhì)。因此， 從電路角度來模擬的話，只能用有功元件電阻，而不能用無功元件電抗或電容代替這個附加電阻。）3、異步電動機中的空氣隙為什么做得很??？（異步電動機氣隙小的目的是為了減小其勵磁電流（空載電流） ，從而提高電動機功率因數(shù)。因異步電動機的勵磁電流是由電網(wǎng)供給的，故氣隙越小， 電網(wǎng)供給的 勵磁電流就小。而勵磁電流有屬于感性無功性質(zhì)， 故減小勵磁電流， 相應(yīng)就能提高電機的功率因數(shù)。）五、計算題1、已知一臺三相四極異步電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=10kW，UN=380V，I N=11.6A ，定子為Y 聯(lián)結(jié)，額定運行時，定子銅損耗PCu1=560W,轉(zhuǎn)子銅損耗PCu2=310W，機械損耗Pmec=70W，附加損耗 Pad=200W，試計算該電動機在額定負(fù)載時的：（1）額定轉(zhuǎn)速；（2）空載轉(zhuǎn)矩；（3）轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩；（4）電磁轉(zhuǎn)矩。解：（ 1） PPPPP10.58kWem2mecadCu 2sNPCu 2 / Pem0.0293nN(1 sN )n11456r / min（2） T0PmecPad1.77Nm（3） T2P265.59NmN（ 4） TemT2T067.36N m2、已知一臺三相異步電動機，額定頻率為150kW，額定電壓為380V，額定轉(zhuǎn)速為1460r/min ，過載倍數(shù)為 2.4 ，試求：（ 1）轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式；（2）問電動機能否帶動額定負(fù)載起動。TN9550PN981.2 Nm解：（ 1）nNTmmTN2355N m根據(jù)額定轉(zhuǎn)速為1460r/min，可判斷出同步轉(zhuǎn)速n1 =1500 r/min ，則額定轉(zhuǎn)差率為sNn1nN0.027n1ss (21) 0.124mmmN轉(zhuǎn)子不串電阻的實用表達(dá)式為：2Tm4710Tsms0.124ssms0.124s（ 2）電機開始起動時，s=1， T=Ts ，代入實用表達(dá)式得：Ts4710575N m10.1240.1241因為 Ts TN ，故電動機不能拖動額定負(fù)載起動。第六部分異步電動機的電力拖動一、填空題：1、拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行的三相異步電動機，其轉(zhuǎn)差率 s 在_范圍內(nèi)時， 電動機都能穩(wěn)定運行。 ( 0 sm )2、三相異步電動機的過載能力是指_。 ( Tm / TN )3、星形一三角形降壓起動時， 起動電流和起動轉(zhuǎn)矩各降為直接起動時的_倍。(3)4、三相異步電動機進(jìn)行能耗制動時，直流勵磁電流越大， 則補始制動轉(zhuǎn)距越 _。( 大 )5、三相異步電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行變頻調(diào)速時，為了保證過載能力和主磁通不變，則 U1 應(yīng)隨 f 1 按 _規(guī)律調(diào)節(jié)。 ( 正比 )二、判斷題1、由公式 T =C I cos 可知， 電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流成正比，因為直接起動時的起emTm22動電流很大，所以起動轉(zhuǎn)矩也很大。（） (F)2、深槽式與雙籠型三相異步電動機，起動時由于集膚效應(yīng)而增大了轉(zhuǎn)子電阻，因此具有較高的起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。（） (T)3、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路串入電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩，串入電阻值越大，起動轉(zhuǎn)矩也越大。（） (F)4、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機提升位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串接適當(dāng)?shù)碾娮柚禃r，重物將停在空中。（） (T)5、三相異步電動機的變極調(diào)速只能用在籠型轉(zhuǎn)子電動機上。（） (T)三、選擇題1、與固有機械特性相比，人為機械特性上的最大電磁轉(zhuǎn)矩減小，臨界轉(zhuǎn)差率沒變，則該人為機械特性是異步電動機的：（3）（ 1）定子串接電阻的人為機械特性；（2）轉(zhuǎn)子串接電阻的人為機械特性；（3）降低電壓的人為機械特性。2、 一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為PN = 20kW， UN = 380V ， T=1.15 ，ki =6, 定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)。當(dāng)拖動額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩起動時，若供電變壓器允許起動電流不超過12I N，最好的起動方法是：（1）（ 1）直接起動；（2） Y降壓起動；（3）自耦變壓器降壓起動。3、一臺三相異步電動機拖動額定轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行時，若電源電壓下降10%，這時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩：（1）（ 1） Tem=TN;(2) Tem=0.81 TN;(3) Tem=0.9T N。4、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機拖動起重機的主鉤，提升重物時電動機運行于正向電動狀態(tài)，若在轉(zhuǎn)子回路串接三相對稱電阻下放重物時，電動機運行狀態(tài)是：（3）（ 1）能耗制動運行；（ 2）反向回饋制動運行；（ 3）倒拉反轉(zhuǎn)運行。5、三相異步電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，當(dāng)進(jìn)行變極調(diào)速時，應(yīng)采用的聯(lián)結(jié)方式為：（1）（1） Y YY；（ 2） YY；（ 3）正串 Y反串 Y。四、簡答題1、容量為幾個千瓦時，為什么直流電動機不能直接起動而三相籠型異步電動機卻可以直接起動？( 直流電動機的直接起動電流為I stU N / Ra ，由于 U NRa , 無論功率大小， I st 都將達(dá)到額定電流的十幾倍， 甚至幾十倍， 這是電動機本身所不能允許的，所以直流電動機不能直接起動。 三相異步電動機在設(shè)計時通常允許直接起動電流為額定電流的5-7 倍，加上供電變壓器容量通常都能滿足小功率三相異步電動機直接起動要求，所以幾個千瓦的三相異步電動機可以直接起動。 )2、深槽與雙籠型異步電動機為什么起動轉(zhuǎn)矩大而效率并不低？( 深槽式與雙籠型異步電動機所以起動轉(zhuǎn)矩打，是因為起動時轉(zhuǎn)子電動勢、電流頻率較高，出現(xiàn)集膚效應(yīng)造成了轉(zhuǎn)子電阻增大所致。 正常運行時集膚效應(yīng)不顯著， 轉(zhuǎn)子電阻減小為正常值。因此運行時效率仍較高。 )五、計算題一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為PN=40kW,UN=380V,n N=2930r/min, N=0.9,cos N=0.85 ，ki =5.5,kst =1.2 ，定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，供電變壓器允許起動電流為150A，能否在下列情況下用Y降壓起動？（ 1）負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.25TN;(2)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.5TN。PNI N解：額定電流3U N N cosN40103A 79.44A33800.90.85直接起動電流 I stkI I N5.5 79.44A 437A采用 Y- 降壓起動時I st1 I st1437 A145.7 A150 A起動電流：33Tst1 Tst1kst TN1 1.2TN0.4TN起動轉(zhuǎn)矩：333可見：（ 1）當(dāng) TL0.25TN 時，可以起動；（2）當(dāng) TL0.5TN 時，不能起動。第七部分同步電機一、填空題：1、同步發(fā)電機的短路特性為一_線，這是因為在短路時電機的磁路是_。( 直 ;處于不飽和狀態(tài) )2、同步發(fā)電機正常情況下并車采用_ ，事故狀態(tài)下并車采用 _。( 準(zhǔn)同期法 ;自同期法 )3、同步調(diào)相機又稱為 _ 。實際上就是一臺 _運行的同步 _，通常工作于_狀態(tài)。 ( 同步補償機 ; 空載 ;電動機; 過勵)4、同步發(fā)電機帶負(fù)載時， 如 0°<<90°，則電樞反應(yīng)磁通勢 Fad，可分解為 Fad=_，F(xiàn)aq=_，其中 Fad 電樞反應(yīng)的性質(zhì) _， Faq 電樞反應(yīng)的性質(zhì) _。( Fa sin; Fa cos ; 為去磁性質(zhì) ; 為交磁性質(zhì) )二、判斷題1、凸極同步發(fā)電機由于其電磁功率中包括磁阻力功率，即使該電機失去勵磁，仍能穩(wěn)定運行。（） (T)2、采用同步電動機拖動機械負(fù)載，可以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，為吸收容性無功功率，同步電動機通常于過勵狀態(tài)。（） (T)3、同步發(fā)電機采用準(zhǔn)同期法并車，當(dāng)其他條件已滿足，只有頻率不同時，調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，使其頻率與電網(wǎng)頻率相等時，合上并聯(lián)開關(guān)，即可并車成功。（） (F)三、選擇題1、同步發(fā)電機帶容性負(fù)載時，其調(diào)整特性是一條_。（ 3）（ 1）上升的曲線；（ 2）水平直線；（ 3）下降的曲線2、同步發(fā)電機的V 型曲線在其欠勵時有一不穩(wěn)定區(qū)域，而對同步電動機的V 形曲線，這一不穩(wěn)定區(qū)應(yīng)該在_區(qū)域。（ 3）（ 1） I 1>I f0 ；（ 2） I 1=I f0 ；（ 3） I 1<I f03、工作于過勵狀態(tài)的同步調(diào)相機，其電樞反應(yīng)主要是_。 （2）（ 1）交軸電樞反應(yīng)；（2）去磁的直軸電樞反應(yīng)；（3）增磁的直軸電樞反應(yīng)四、簡答題試簡述功率角的雙重物理意義？( 時間相角差：即空載電動勢E0 和電壓 U 間的夾角；空間相角差：即為勵磁磁動勢Ff與定子等效合成磁動勢 Fu之間的夾角。當(dāng)忽略定子漏阻抗壓降時，F(xiàn)uF ，即等于氣隙合成磁動勢。 )五、計算題1、一臺隱極三相同步發(fā)電機，定子繞組為Y 聯(lián)結(jié)， UN=400V， I N=37.5A ， cos N=0.85（滯后）， xt =2.38 （不飽和值），不計電阻，當(dāng)發(fā)電機運行在額定情況下時，試求：（ 1）不飽和的勵磁電動勢E ；（ 2）功率角 N；（ 3）電磁功率 P ；（ 4）過載能力 。0em解： UNPUN /3400 /VV3231EOPU NPjX t I NP23100j 2.3837.531.790278 j 75.86288.2 15.260V（1） E3E3VV00P288.2499.1（2） N15.260（ 3） Pem P2m E0U N sin N3 288.2 231sin 15.26 0 kW 22.087kWX t2.38（ 4）113.8sin Nsin15.2602、某工廠變電所變壓器的容量為2000kV·A，該廠電力設(shè)備的平均負(fù)載為1200kW,cos =0.65 （滯后） , 今欲新裝一臺500kW， cos =0.8 （超前）， =95%的同步電動機，問當(dāng)電動機滿載時，全廠的功率因數(shù)是多少？變壓器是否過載？解：該廠電力設(shè)備從電源取得的有功、無功及視在功率：P11200kWS1P11200 kVAcos 10.65Q1S1 sin11846.20.76k var1402.99k var同步電動機從電源取得的功率：P2500 kW526.32 kW0.95S2P2526.32cos 2kV A 657.9kV A0.8Q2S2 sin2657.90.6k var394.74k var裝設(shè)同步電動機后的全廠負(fù)荷及功率因數(shù)：PP1P2(1200526.32)kW1726.32kWQQ1Q2(1402.99 394.74)k var 1008.25k varSP2Q 21726.3221008.25 2 kV A 1999.19kV APcos0.864 ( 滯后 )Q所以，全廠的功率因數(shù)為0.864 （滯后），變壓器不過載。第八部分控制電機 ( 選學(xué)內(nèi)容 )一、簡答題：1、什么叫自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？兩相伺服電機如何防止自轉(zhuǎn)？(P140)2、為什么異步測速發(fā)電機的輸出電壓大小與電機轉(zhuǎn)速成正比，而與勵磁頻率無關(guān)？( 答：當(dāng)勵磁繞組上外加勵磁電壓U f 后，產(chǎn)生I f ，而 I f 將建立磁通d ，當(dāng)