2022年电机与拖动期末试题及答案 .pdf
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1、电机与拖动试题及答案直流电机一、填空题:1、并励直流发电机自励建压的条件是_;_;_。(主磁路存在剩磁;并联在电枢两端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) 2、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。(EaU;EaU)3、直流发电机的绕组常用的有_和_两种形式,若要产生大电流,绕组常采用 _绕组。(叠绕组;波绕组;叠)4、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)5、 单迭和单波绕组, 极对数均为 p 时,并联支路数分别是 _, _
2、。(2p;2)6、直流电机的电磁转矩是由_和_共同作用产生的。(每极气隙磁通量;电枢电流)7、直流电机电枢反应的定义是_,当电刷在几何中线时,电动机产生_性质的电枢反应,其结果使_和_,物理中性线朝 _方向偏移。 (电枢磁动势对励磁磁动势的作用;交磁;气隙磁场产生畸变;对主磁场起附加去磁作用)二、判断题1、一台并励直流发电机,正转能自励,若反转也能自励。()(F)2、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。(T)3、一台并励直流电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。(F)4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的,因此稳定运行时,大的电磁转矩对应的转速就
3、高。() (F)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页三、选择题1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于()中。 (1)(1)电枢绕组;( 2)励磁绕组;( 3)电枢绕组和励磁绕组2、 直流发电机电刷在几何中线上, 如果磁路不饱和, 这时电械反应是 ()(3)(1)去磁;( 2)助磁;( 3)不去磁也不助磁。3、如果并励直流发电机的转速上升20% ,则空载时发电机的端电压U0升高()。( 2)(1)20% ;(2)大于 20% ;(3)小于 20% 。四、简答题1、直流发电机的励磁方式有哪几种?(他励;自励(包括并
4、励,串励和复励) 2 、如何确定换向极的极性,换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联?(使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言, 换向极性和电枢要进入的主磁极性相同;而对于直流电动机, 则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。换向极绕组与电枢组相串联的原因是:使随着电枢磁场的变化, 换向极磁场也随之变化,即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。)3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同?并说明影响曲线形状的因素。(并励直流发电机的外特性比他励的软。他励:影响因素有两个(1) 随着 Ia 增加, IaRa 增加,使 U下降;(2) 随着 Ia 增加,电枢反应附加去磁作用
5、增强,使磁通减少,电枢电动势Ea减少,最后使 U下降。并励:影响因素有三个精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页(1) 随着 Ia 增加, IaRa 增加,使 U下降;(2) 随着 Ia 增加,电枢反应附加去磁作用增强,使磁通减少,电枢电动势Ea减少,最后使端电压U下降。(3) 两端电压下降,磁通 下降,电枢电动势Ea进一步减少,端电压U进一步下降。)4、一台并励直流发电机并联于电网上,若原动机停止供给机械能,将发电机过渡到电动机状态工作,此时电磁转矩方向是否变?旋转方向是否改变?(电磁转矩方向改变,电机旋转方向不变。
6、)五、计算题1、一台并励直流电动机 , 铭牌数据如下 :PN=3.5kW ,UN=220V ,I N=20A ,nN=1000r/min, 电枢电阻 Ra=1,Ub=1V,励磁回路电阻 R1=440,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:2200.5440fffUIAAR励磁损耗:222220110440fCuffffUPR IWR空载时:输入功率:102202440PUIWW励磁功率:110fPW电枢铜损耗:220()2.25CuaaaafPR IR IIW电刷接触损耗:2221 1
7、.53.0CubaPUbIWW附加损耗:0adP则:1324.75CuaCubmecFefadPPPPPPPW当10aIA时,10.5afIIIA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页输入功率:122010.52310PUIWW221 10100CuaaaPR IWW110fPW22 1 1020CubbaPU IWW输出功率:211()1755.25CuafCubmecFePPPPPPPPPW效率:21100%75.98%PP2、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:PN=6kW ,UN=230V ,nN=1450r/m
8、in ,Ra=0.57(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=177,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)26NPPkW2201.3177fffUIAAR2299fffPR IW600026.1230NNNPIAAU27.4aNfIIIA2427.9CuaaaPR IW精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 30 页所以26726.9emCuafPPPPW6726.944.32145060ememPTN mN
9、m(2)17021.9emmecFePPPPW21100%85.45%PP3、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=57.5 ,电枢电阻 Ra=0.1, 不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行,把电枢两端和励磁绕组两端都接到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:230457.7NffUIAAR323 10100230NNNPIAAU104aNfIIIA21081.6CuaaaPR IW(1)240.4aNaaEUR IV0.160
10、3aeNECn电动机运行:209.6aNaaEUR IV精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页2202200.16030.1533230230eeCC1367/minaeEnrC(2)21.798emaaPE IkW(3)321.79810152.2721367 /60ememPTN mN m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 、=N,电枢回路不串电阻; n;Tem 2、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、如果
11、不串联制动电阻, 反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的 _倍。 (2)4、当电动机的转速超过 _时,出现回馈制动。(理想空载转速)5、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、判断题1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。()(F)2、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,电枢电流都将突变。() (T)3、提升位能负载时的工作点在第一象限内,而下放位能负载时的工作点在第四象限内。() (T)4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式,因此只能拖动恒转矩负载运行。() (F)精选学习
12、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页5、他励直流电动机降压或串电阻调速时,最大静差率数值越大,调速范围也越大。()(T)三、选择题1、电力拖动系统运动方程式中的GD2 反映了:( 2)(1)旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积,它没有任何物理意见;(2)系统机械惯性的大小,它是一个整体物理量;(3)系统储能的大小,但它不是一个整体物理量。2、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。3、直流电动机
13、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。4、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。5、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。四、简答题:1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么?(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,满足emLdTdTdndn)2、何谓电动机的充分利用?( 所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速
14、下运行, 还是调速过程中处于不同转速下运行 , 其电枢电流都等于额定值。) 五、计算题:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 30 页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=0.1014,求:( 1)U=U N,=N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,=N条件下,负载转矩为0.8TN,转速为( 800)r/min
15、 ,电枢回路应串入多大电阻?解:( 1)0.068NaNeNNUR ICn1528 /minNaaeNUR InrC(2)NT不变时,emT不变,即TNNTaCICI93.930.85NNaNNNIIIA1738 /minNaaeUR InrC(3)不计空载转矩时,emLTT,故:0.80.80.95538.2NemNNPTTN mn2NaBeNeTNURRnCC C解得:2.69BR第三部分变压器一、填空题:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 30 页1、一台接到电源频率固定的变压器,在忽略漏阻抗压降条件下,其主磁通的大小
16、决定于 _的大小,而与磁路的 _基本无关,其主磁通与励磁电流成_关系。(外加电压;材质和几何尺寸;非线性)2、变压器铁心导磁性能越好, 其励磁电抗越 _,励磁电流越 _。(越大;越小)3、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)4、当变压器负载 (20)一定,电源电压下降, 则空载电流 I0_,铁损耗 PFe_。( 减小;减小)5、一台 2kVA,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)6、
17、变压器短路阻抗越大,其电压变化率就_,短路电流就 _。(大;小)7、 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)8、两台变压器并联运行,第一台先达满载,说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台 _。 (小)9、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_和_有关,而且还与三相绕组的 _有关。 (绕向;首末端标记;联结方式)10、变压器空载运行时功率因数很低,这是由于_ _。 (空载时建立主、 漏磁场所需无功远大于供给铁损耗和空载时铜损耗所需的有功功率)二、判断题1、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
18、边电压也相等()。 (F)2、变压器在原边外加额定电压不变的条件下,副边电流大,导致原边电流也大,因此变压器的主要磁通也大()。( F)3、变压器的漏抗是个常数,而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少()。(T)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 30 页4、自耦变压器由于存在传导功率,因此其设计容量小于铭牌的额定容量()。 (T)5、使用电压互感器时其二次侧不允许短路,而使用电流互感器时二次侧则不允许开路()。 (T)三、单项选择题1、变压器空载电流小的原因是:一次绕组匝数多,电阻很大;一次绕组的漏抗很大;变压器的励磁阻抗很大;
19、变压器铁心的电阻很大。2、变压器空载损耗:全部为铜损耗;全部为铁损耗;主要为铜损耗;主要为铁损耗3、一台变压器原边接在额定电压的电源上,当副边带纯电组负载时,则从原边输入的功率:只包含有功功率;只包含无功功率;既有有功功率,又有无功功率;为零。4、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:增加;减少;不变;基本不变。5、一台变压器在()时效率最高。=1;P0/PS=常数; PCu=PFe;S=SN四、简答题1、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗,而短路损耗可近似看成为铜损耗?(变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小,铜损耗的大小决定决
20、定于绕组中电流的大小。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 30 页变压器空载和短路时,输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。 空载时,电源电压为额定值, 铁心中磁通密度达到正常运行的数值, 铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零,没有铜损耗, 一次绕组中电流仅为励磁电流,远小于正常运行的数值, 它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计,因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时,输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值,铜损耗也达到正常运行时的数值, 而电压大大
21、低于额定电压, 铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值, 此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。)2、电源频率降低,其他各量不变,试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。(据114.44mUfN可知,当f降低时,()mmB增加,铁心饱和程度增加,励磁电流增加,励磁电抗减小。 )3、变压器的原、副边额定电压都是如何定义的?(原边额定电压是指规定加在一次侧的电压。副边额定电压是指当一次侧加上额定电压时,二次侧的开路电压。)4、变压器并联运行的条件是什么?哪一个条件要求绝对严格?( 变压器并联运行的条件是:(1)各变压器一、二次侧的额定电压分别相等,
22、即变比相同; (2)各变压器的联结组别必须相同;(3)各变压器的短路阻抗(或短路电压)标幺值相等,且短路阻抗角也相等。五、作图题1、画相量图判定组别:如右图(a)所示(图略, 组别 Y,y4) 2、画相量图判定组别:如右图( b)所示(图略, 组别 Y,d11) 六、计算题U1V1W1u1v1w1a U1V1W1u1v1w1b 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 30 页1、 三相变压器额定容量为20kV A, 额定电压为 10/0.4 kV, 额定频率为 50HZ,Y,y0 联结,高压绕组匝数为3300。试求:( 1)变
23、压器高压侧和低压侧的额定电流;( 2)高压和低压绕组的额定电压;(3)绘出变压器 Y,y0 的接线图。解:( 1)111.163NNNSIAU2228.873NNNSIAU(2)115.7743NNPUUkV220.2313NNPUUkV2、一台 SN=100kVA,U1N/U2N=6/0.4 kV,Y,y0 联结的三相变压器, I0%=6.5% ,P0=600W ,us=5% ,PSN=1800W ,试求:( 1)近似等效电路参数标么值;(2)满载及 cos2=0.8(滞后)时的二次端电压和效率;(3)产生最大效率时的负载电流及 cos2=0.8( 20) 时的最大效率。解:( 1)由空载试
24、验数据求励磁参数*0115.38mZI*0*201.42mPRI* 2* 215.31mmmXZR由短路试验数据求短路参数*0.05SSZU精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 30 页*0.018SNSSNNPRPS*2*20.467SSSXZR(2)*22(cossin)100%4.24%SSURX22(1)383NUU UV20220(1) 100%97.1%cosSNNSNPPSPP(3)00.577mSNPP22283.33NmNmNSIIAU0max202(1)100%97.5%cos2mNPSP第四部分交流电机
25、的绕组、电动势和磁动势一、填空题:1、一个三相对称交流绕组,2p=2,通入 f=50Hz 的三相对称交流电流,其合成磁通势为 _磁通势。 (圆形旋转 ) 2、采用 _绕组和 _绕组可以有效地削弱谐波分量,同时使基波分量_(增加、减小)。 ( 叠; 波; 增加) 3、一个脉振磁通势可以分解为两个_和_相同,而 _相反的旋转磁通势。 ( 幅值; 转速; 转向) 4、三相对称绕组的构成原则是_ _;_ _;_ _ _。( 各相绕组的结构相同 ; 阻抗相等 ; 空间位置对称(互差120度电角度) ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页
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