川农网络教育《电机拖动与控制（专科）》16年12月考试复习题

《电机拖动与控制》复习题

一． 试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。 二． 试说明变压器并联运行的条件。

三． 电压变化率ΔU%和阻抗电压UK有什么联系？UK的大小决定于哪些因素？ UK的大小对变压器

运行的影响如何？

四． 一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三相额定电压，会产生什么后果？ 五． 一台八极异步电动机电源频率?=50Hz，额定转差率SN=0.04，试求额定转速nN。

六． 一台单相变压器，额定容量SN=1000kVA ,额定电压U1N／U2N=60／6.3kV , 额定频率?=50Hz，归

算至高压侧的ZK=61＋j205Ω，P0=5000W，PKN=16950W。求：

（1） 阻抗电压UK； （2） 额定负载且cosψ2=0.8（滞后）时的电压调整率； （3） cosψ2=0.8（滞后）时的最高效率。

七． 如果一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，试问是否能同步转动？

八． 一台直流发电机的额定数据为：PN=100kW，UN=230V，nN=2850r/min，ηN=85%，试求该发电机

的额定电流IN及额定输入功率P1N。

九． 如果一台并励发电机不能建立电压时，检查的方法是什么？

十． 试说明变压器的效率在什么样的情况下达到最大值，这个最大值是如何得到的？ 十一． 三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？为什么？

十二． 三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会产生什么后果？

十三． 拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，则气隙中的每极磁通与磁密数值将

怎样变化？

十四． 十五． 十六． 十七．

异步电动机为什么又称为感应电动机？

一台六极直流电机， 1200r/min，74槽，每槽4个元件边，单匝元件，单叠绕组，每极磁通为1.38×10-2Wb，电枢电流为120A，求其电磁转矩及电枢电动势。

一台直流电动机的额定数据为：PN=17kW，UN=220V，nN=1500r/min，ηN=83%，试求该电动机的额定电流IN及额定输入功率P1N。

一台他励直流电机并联于U=220V电网上运行，单波绕组，已知p=2，N=372(电枢总导线数)，n=1500r/min，每极磁通为φ=1.1×10-2Wb，电枢回路总电阻Ra=0.208Ω，PFe=362W， PΩ=204W，忽略附加损耗。试求： a) 此直流电机是发电机还是电动机？ b) 电磁转矩、输入功率和效率各为多少？

一台他励直流电动机的额定数据为：PN=7.5kW，UN=220V，IN=39.8A，nN=1500r/min，试计

算并绘制其固有机械特性。

一台四极直流发电机是单叠绕组，每极磁通为3.79×10-2Wb，电枢总导线数为152根，转速为n=1200r/min，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为230V时，电机的转速应是多少？

一台三相异步电动机PN=60kW，nN=577 r/min，cosψN=0.77，ηN=88.5%，试求在额定线电压为380V时的额定电流IN。

8.6kW，定子铜耗为425W，铁耗为210W，转差率为

S=0.034，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械损耗。 电机的额定电流IN。

十八． 十九． 二十．

二十一． 一台三相异步电动机的输入功率

二十二． 某台直流发电机的额定数据为：PN=90kW，UN=230V，nN=1450r/min，ηN=89.6%，试求该发二十三． 一台四极直流电动机，单叠绕组，额定转速nN=1460r/min，36槽，每槽6个元件边，每极

磁通为2.2×10-2Wb，问电枢电流为800A时，求其电磁转矩。

二十四． 电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电

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动机的转矩及转速特性来看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？

二十五． 并励直流电动机在运行时若励磁绕组断线，会出现什么后果？

二十六． 三相异步电动机，额定功率PN=55kW，额定电压UN=380V，额定电流IN=119A，额定转速

nN=570r/min，额定功率因素 cosψN=0.89，求同步转速、极对数、额定负载时的效率和转差率。已知电网频率为50Hz。

二十七． 某台直流电动机的额定数据为：PN=10kW,UN=220V, nN=1500r/min,ηN=88.6%,试求该电动机额

定运行时的输入功率P1及额定电流IN。

二十八． 有一台三相变压器，额定容量SN=50kVA , 高压侧额定电压U1N=10kV , 低压侧额定电压

U2N=400V , 高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流I1N和I2N。

二十九． 某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb，电枢总导线为152根，转速为1200

r/min，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V时，电机

的转速是多少？

三十． 为什么说交流异步测速发电机是交流侍服电动机的一种逆运行方式？

三十一． 为了获得变压器的等效电路，我们需要对变压器两侧绕组进行折算，请问这种折算的原

则？

三十二． 某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为

3.5×10Wb，电枢总导线为152根，转速为

1200 r/min，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V时，电机的转速是多少？

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三十三． 一台直流电动机改成直流发电机时，是否需要将换向极绕组重新安装？为什么？ 三十四． 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和

电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机运行于发电机状态还运行于电动机状态。

三十五． 异步电动机的空气隙为什么必须做得很小？

三十六． 请简述直流电机的换向以及改善换向的主要措施。 三十七． 试说明三相异步电动机的的调速方法及其特点。

复习题参考答案：

一． 降压起动、电枢串联起动变阻器起动

二． ①各变压器连接组号相同②各变压器一次侧额定电压相等，变比相等③标幺值相等 三． 答：可用下式来表示其联系， ΔU%=（UIN－U2’）／UIN×100%=UK／UIN×100%

但阻抗电压UK的大小决定于漏阻抗ZK和负载的大小。

如果UK较大，则变压器在负载运行时的电压变化率就较大，即二次绕组端电压波动受负载影响较大。但从另一方面来考虑，UK越大，则限制变压器短路电流的能力就强些。所以要合理选择UK的大小。 四． 答：如果把转子抽掉，则磁路中的气隙将大大增加，即磁阻增大。因为定子绕组上加三相额定电压，那么所产生的磁通也应是额定的，这样就需要增加很大的励磁电流，以至烧毁定子绕组。 五． nN=720 r/min

六． （1）阻抗电压UK%=5.94% （2）电压调整率ΔU%=4.77%

（3）最高效率ηmax=97.75%

七． 答：一般单相自整角机定子绕组是三相绕组，在一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，其他两相还可以形成单相回路。当发送机有角位移或转动时，对接收机存在电势差，产生均衡电流，在两相绕组中形成单相回路，产生脉动磁场，它与转子励磁磁场的相互作用，不会产生转矩，因此无法与发送机保持同步转动。

八．额定电流IN= 434.78 A 额定输入功率P1N=117.6kW

九基本步骤为①观察电枢电压表②用欧姆计检查励磁电路断路点。 十．对变压器的效率公式利用数学方法求极值。

十一.不能。长期电压太低会造成电动机的过载能力太低，当负载波动较大时，电动机可能会停止转动。 十二.答：如果三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，则主磁路的磁阻将急剧增加，而励磁电抗大为减小，若要产生同样大小的旋转磁场，必须大大增加励磁电流，甚至超过额定电流好多倍，以至电动机在运行时，有可能烧坏绕组。

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十三.答：因为额定电压不变，所以感应电动势也不发生变化。那么从公式E=4.44?WkW1Φ中可以看出，如果匝数W减少，磁通Φ与磁密B的数值将增加。

十四. 答：异步电动机的工作原理是由于在定子绕组接上三相对称电源，从而建立旋转磁场，依靠电磁感应作用在转子绕组中感应电动势，并产生电流，转子电流与磁场相互作用，产生电磁转矩，从而实现能量的转换。由于转子电流是感应而生的，因此又称为感应电动机。 十五. TM=234 N·m Ea=81.7V

十六. 额定电流IN=93.1A 额定输入功率P1N=20.48kW 十七. (1) 电枢电势Ea= Ceφn=204.6V < U=220V,为电动机

（2）电磁转矩TM=CMφIa =96.38 N·m

输入功率P1= UIa=16.28kW

电磁功率PM=Ea·Ia=15.14 kW 输出功率P2= PM－PFe－PΩ=14.574 kW 效率η= P2／P1×100%=89.52%

十八. 通过计算求得理想空载转速n0=1615r/min,额定电磁转矩TN=51.77N·m。通过两点（0，1615）和（51.77,1500）作一条直线，即得其固有机械特性曲线。

十九. 单叠绕组：Ea =115V 改为单波绕组：n=1198 r/min 二十. IN=133.8A

二十一. 电磁功率PM=7965 W 转子铜耗PCU2=S·PM=270.8W 机械损耗PΩ= PM－PCU2=7694.2W 二十二. IN=391.3A

二十三. TM=605 N·m(牛·米)

二十四. 答：从公式TM=CMφIa 和n=(U-IaRa)/Ceφ中可以看出，当电磁转矩增大时，电流Ia将增大，从而导致转速n 的减小。所以说电磁转矩增大转速反而下降。

二十五. 答：若励磁绕组断线，则主磁通下降到剩磁磁通值，而电枢电流将迅速增大，转速迅速上升，可能大大超过额定转速，造成“飞车”，使换向器、电枢绕组和转动部件损坏，甚至造成人身事故。（电机空载时励磁绕组断线最容易发生这种危险。） 二十六 . 同步转速n1=600r/min

极对数p=5 效率ηN= 79% 转差率SN=0.05

二十七. P1 =11.29 kW IN=51.3A 二十八. I1N=2.89A I2N=72.17A 二十九. Ea=106.4V n=1184 r/min

三十. 答：在交流侍服电动机中，由控制绕组输入的是电压信号，通过电动机变成了转速信号在轴上输出，在交流异步测速发电机中，由外力拖动转轴转动，输入的是转速信号，通过测速发电机，输出与转速成正比的电压信号。所以就信号的转换而言，两者互为可逆运行方式，和一般发电机和电动机的能量转换是一样的，是符合可逆原理的。

三十一、答：① 折算前后，变压器的基本电磁关系不变

②被折算侧磁动势不变 ③变压器各功率及损耗不变

三十二、Ea=106.4V n=1184 r/min

三十三、答：不需改接。因为一般换向极是与电枢回路串联的，如由电动机改成发电机运行时，此时如转速方向不变，则电枢电流反向，而换向极所产生的磁动势也反向，仍可抵消在几何中性线上的电枢反应磁势；如转速方向改变，则电流方向不变，换向极产生的作用仍然正确。

三十四、答:在直流发电机中，电磁转矩和电枢旋转方向的相反，电枢电势和电枢电流方向相同。在直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的相同，电枢电势和电枢电流方向相反。当端电压U大于电枢电动势Ea时，直流电机运行于电动机状态，当端电压U小于电枢电动势Ea时，直流电机运行于发电机状态。 三十五、答：因为异步电动机的励磁电流是由电网供给的，气隙大了使磁阻增加，所需励磁电流将增加，从而降低电机的功率因素。所以一般异步电动机的空气隙做得很小。

三十六、答案要点：换向的概念 装置换向磁极、正确选用电刷、装置补偿绕组 三十四、答：变极调速、变频调速、改变转差率调速

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