电机与拖动试卷A及参考答案

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1、第 0 页 共 12 页电机与拖动试卷 A 及参考答案一、填空题（每小题 1 分，共 30 分）1在变压器的一次和（二次）绕组之间只有（磁）的耦合，却没有（电）的联系。2单相变压器的额定容量为 SN=（ ）=（ ）。NIU1NI23变压器一次绕组的匝数 N1 与二次绕组匝数 N2 之比称为变压器的变压比 K，即，K= （） ( ) = ( )。21N2I14当 时，则 ，为（ 升 ）变压器，若 ，则 ，为（ 降 111212U）变压器。5变压器一次绕组电流的大小取决于二次绕组上的（ 电流 ）大小，即（ 负载 ）大小。6反接制动时，使旋转磁场反向转动与电动机的转动方向（ 相反 ）。7三相异步电动

2、机是利用定子绕组中三相交流电产生的（ 旋转磁场 ）与转子绕组内的（转子电流的有功分量）相互作用而旋转的。8当旋转磁场具有 P 对磁极时，旋转磁场的转速为（ ）。Pf1609转速差与同步转速的比值称为（ 转差率 ）。10异步电动机中的定子绕组相当于变压器的（一次绕组）。11当 em L 时，n/t0，电力拖动系统处于（加速运行）状态； 当 em L 时，n/t0，电力拖动系统处于（减速运行）状态。12凡用于 1200V 及以下的交流或 1500V 及以下的直流电路中，起通断保护，控制作用的电器叫（ 低压电器 ）。13变压器的作用是变（ 电压 ） 、变（ 电流 ）、变（ 阻抗 ）。14在三相异步电

3、动机的定子中布置有相隔（120）电角度的对称三相绕组。15. 直流电动机有两种常用起动方法（电枢回路串电阻起动）（降压起动）。16交流测速发电机的输出电压和频率与转速关系为：交流测速发电机的输出电压 U2 与（转速n）成正比，输出频率 f2 等于（励磁电源频率 f1）；转向改变时，输出电压的相位变化（180）电角度。第 1 页 共 12 页三、简答题（每小题 5 分，共 15 分）1、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? 答：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，换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主

4、磁极极性相反。换向极绕组与电枢绕组相串联的原因是：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。 2、变压器的电源电压过高为什么会烧坏？答：引起 m 过大，使变压器中用来产生磁通的励磁电流（即空载电流 I0）大大增加而烧坏。3、三相异步电动机为什么会转，怎样改变它的转向？ 答：（1）定子三相绕组通以三相对称交流电流产生一个以同步速 n1 转动的旋转磁场。 转向与电流相序有关。 （2）转子绕组切割定子旋转磁场而感应电动势，其方向由”右手定则”确定，转子绕 组自身闭合，便有电流通过。 (3)转子导体中的电流（有功分量）在定子旋转磁场作用下受到电磁力的作用，其方

5、向 由” 左手定则” 确定， 这些力对转轴形成电磁转矩， 它与旋转磁场方向相同 （即与相序一致） ， 于是在该转矩驱动下，转子沿着转矩方向旋转，从而实现了能量转换。 改变相序即可改变三相异步电动机的转向。 四、作图题（共 23 分）1 试画出既可点动，又可连续运转的控制电路，并且有必要的保护环节。（6 分）第 2 页 共 12 页2试画出两台三相电动机 M1、M2 电气控制电路，要求 M1 先启动， M2 后启动，停止时两台同时停止，并且有必要的保护环节。（8 分）3分析下图（a） 、 （b） 、 （c ）控制电路中各有何缺点或问题？在图中作出改正。 （9 分）第 3 页 共 12 页五、计算

6、题（共 22 分）1一台单相变压器额定容量 ,额定电压 ，试求一、二次侧额定kVASN250kVUN4.012电流 , 。 （ 6 分 ）NI12 AUSIN68.3910.625252 31解 ：2一台三相异步电动机 PN=10kW，U N=380V， 接法，n=1455r/min，cos=0.85，=0.88 ，求：额定转差率 sN、额定电流 IN 和额定转矩 TN 。（8 分）第 4 页 共 12 页mNnPT AUIInsNNNNN .651405.9. 2085381cos303.154030解3一台步进电动机的转子齿数为 ZR=40，三相单双六拍工作方式，电源频率 1000Hz，求

7、步距角S 和转速 n。（ 8 分 ） min/25046/10/60)2( .1/3/)1(RrNZfn步 进 电 动 机 的 转 速 为 ：为 ：步 距 角解 ： 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

8、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(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。）第 5 页 共 12 页4、一台并

9、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。）五、计算题 1、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:P N=3.5kW，U N=220V，I N=20A，n N=1000r/min,电枢电阻 Ra=1，U b=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 I a=10A 时,电机的效率（不计杂散损耗）。 解：励磁电流： 20.54ffUA励磁损耗：2210fCuffPRIW空载时：输入功率： 104励磁功率：

10、 fW电枢铜损耗： 220().5CuaafII电刷接触损耗： 130bPU附加损耗： 0ad则： 1 24.7CuaubmecFf adPW当 时，aIA0.5fIA输入功率： 1231PU2CuaRI0fW2102CubbaPUIW输出功率： 1 ()175.2CuafCubmecFPPW效率： 210%75.98P2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N=6kW，U N=230V，n N=1450r/min，R a=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。

11、（2）额定负载时的效率。 解：（1） 6NkW第 6 页 共 12 页201.37ffUIAR29ffPW60.13NIU27.4afA.9CuaPRIW所以 26emf7.4.3150TNm（2） 12.9emcFePW210%85.43、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N=23kW，U N=230V，n N=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： 304

12、57.NffUIA3210NPI4afIA218.6CuaPRW（1） 0.NaEUIV.13en第 7 页 共 12 页电动机运行： 209.6aNaEURIV 130.53eeC167/minaenr（2） 2.98emaPEIkW（3）31.70152.76/eTN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） emLdTn2、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： 一台他励直流电动机数据为：P N=7.5k

13、W，U N=110V，I N=79.84A，n N=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=U N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=U N，= N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） 0.68aeRICn152/minNaeUIr（2） 不变时， 不变，即TTNTaCII93.0.85NaI A第 8 页 共 12 页1738/minNaeURInrC（3）不计空载转矩时， ，故：

14、eLT0.8.9538.2NemNPTn2aBeNeTNURnC解得： .69B六、计算题 1、三相变压器额定容量为 20kVA，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） 11.63NSIAU228.7NI（2） 15.43PkV20.NPU2、一台 SN=100kVA，U 1N /U2N=6/0.4 kV，Y，y0 联结的三相变压器，I0%=6.5%，P 0=600W，u s=5%，P SN=1800W，试求：（

15、1）近似等效电路参数标么值；（2）满载及cos 2=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cos 2=0.8( 20)时的最大效率。 解：（1）由空载试验数据求励磁参数*015.3mZI第 9 页 共 12 页*021.4mPRI*25.3mXZ由短路试验数据求短路参数*0.SU*.18SNSPR*2*0.467SSXZ（2） 22(cosin)10%4.2UX1)38NV20( )1097.cosSNP（3） 0.57mSN2283.NmI AU0max2(1)1%97.5cosNPS五、计算题 1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：P N=10kW，U N=380V，I N=11.6A，定子为 Y联结，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） 2210.58emecadCukW第 10 页 共 12 页2/0.93NCuemsP1()456/innr