电机与拖动复习资料

电机与拖动试卷及参考答案

一、、填空题（每空1分，共30分）

1．直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相反），因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。 2．接触器主要由（电磁机构） 、（触点系统） 、（灭弧装臵） 等三大部分组成。 3．空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构） 、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转180度）。

4、用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的 （1/3）,所以对降低（起动电流）很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时 （1/3），因此只适用于 空载或轻载 启动。 5．反接制动时，当电机转速接近于（0）时，应及时（切断电源），防止电机（反转）。 6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。 7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。 8．分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。

9．单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。

10．熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。

二、判断题（每小题1分，共10分）。

（ × ）1．一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。 （ × ）2．三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。

（ × ）3．交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。

（ × ）4．转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。

（ × ）5．三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。

（ × ）6．使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。

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（ × ）7．电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。

（ √ ）8．三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。

（ √ ）9．刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。 （ × ）10．单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。

三、简述题（每小题 5分，共 15分）

1．直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？（5分）

答：起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0，最初起动电流IN?UNRa。若直接起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍 甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。

2．异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流又属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。 3．变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么？ 答：不会。因为直流电源加在变压器一次绕组上，将产生直流电流，在铁心中建立恒定磁通，恒定磁通不会在二次绕组中产生稳定的感应电动势。

另外，如加上和额定交流电压相同的直流电压，由于电感对直流相当于短路，故此时只有绕组电阻限制电流，电流将很大，并将烧毁变压器。

四、作图题（共21分）

1．已知三相变压器的接线图，作出原、副边的电压相量图，并判别它的联接组别。（9分）

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该三相变压器的联接组别是Y△11。

五、计算题（24分）

1．有一台笼形异步电动机，PN?20kW，IstIN?6.5，如果变压器容量为SN?560kVA，问能否直接起动？（4分）

解：判断电机能否直接起动的依据是满足公式：

IQIN?3SN ?44PN3S3560?7.75 IQIN?6.5， ?N??44PN44?20所以满足上面的公式，此电动机可以直接起动。

2．并励电动机的UN=220V， IN=122A， Ra=0.15Ω，Rf=110Ω， nN=960r/min。如保持额定转矩不变，使转速下降到750 r/min，求需在电枢电路中串入电阻Rc的阻值？（8分）

解：串入电阻前：If?UN220??2A Ia?IN?If?122?2?110A Rf110 Ea?UN?IaRa?220?110?0.15?203.5V

EaCE?n'n'750'串入电阻调速后： 因此 Ea?159???V

EaCE?nNnN960由于额定转矩不变，Te?CT?Ia，所以Ia保持不变。

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'

U?Ea220?159??0.51? Ea?UN?IaRa 所以 Ra?NIa120''''Rc?Ra?Ra?0.51?0.15?0.36?

1、 他励直流电动机的机械特性是指在 电动机处于稳态运行 的条件下 转速

和 电磁转矩 的关系。

2、直流电动机的起动方法有： 电枢回路串电阻 和 降压起动 。

3、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏磁阻抗压降的条件下，其主磁通的大小决定于 输入电压 的大小，而与磁路的 基本无关，其主磁通与励磁电流成 正比 关系。

4、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将 不变 ，铜损耗 增大 （忽略漏磁阻抗压降的影响）。

5、当变压器负载（φ2>0?）一定，电源电压下降，则空载电流I0

减小 ，铁损耗PFe 减小 。

6、采用 短矩绕组 绕组和 分布绕组 绕组可以有效的削弱谐波分量，同时使基波分量 减小 （增大和减小）。

7、当s在 0~1 范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此时电磁转矩性质为 驱动性质 ；在 小于1 的范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为 制动性质 。

8、三相异步电动机根据转子不同可分为 笼型 和 绕线 两类。 根据磁滞回线 剩磁 的大小，铁磁材料分为硬磁材料和软磁材料。 3. 电力拖动系统是由 电动机 拖动机械机构工作的系统。

4. 直流电动机的励磁方式包括 他励 、并励、串励和 复励 ，其中 他 励直 流电动机更适合于电动机控制的场合。

5. 电机绕组有两种形式，分别为 叠 绕组和 波 绕组。使用于高电压的为 波 绕组，使用于大电流的为 叠 绕组。

6. 直流电机电枢磁场对空载主磁场的影响称为 电枢反应 。

7. 直流电机在 主磁 极之间常安装换向极改善换向。换向极的位臵恰好也是 几何 中性线的位臵。

8. 从机械特性上看，第 一 象限为电动机的正向电动状态，第 四 象限为电机的反向制动状态。

9. 他励直流电动机的机械特性为 硬 特性，串励直流电动机的机械特性为 软 特性。（硬、软）

10.励磁绕组断线的他励直流电动机，空载起动时，将出现 飞车 10.励磁绕组断线的他励直流电动机，空载起动时，将出现 飞车 情况。 情况。

11.一台三相变压器的变比为 相 电压之比。

12.额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16?，折合到二次侧后大小为 1? 。

15.多台三相变压器并联运行时，应该满足的条件是联结组号相同、额定电压和变比相同、

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短路阻抗 相同和阻抗角相同。

1. 三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生 幅值（或转速） 不变，空间旋转的磁动势。如果想要改变磁场的旋转方向，可以通过改变 电流相序 来实现。

2. 某三相交流绕组，36个元件，2对极，60度相带，若2，3，4号槽属于A相带，则14号槽属于 C 相带；若为120度相带，且7号槽也属于A相带，则 14号槽属于 C 相带。 3. 三相异步电动机根据转子结构的不同，分为笼型异步电动机和 绕线 型异步电动机；同步电动机根据转子结构的不同分为 隐 极同步电动机和凸极同步电动机。

4. 三相异步电动机Y132M-6，50Hz，转差率为-0.2，则转速为 1200r/min ，转子侧频率为 10Hz ，该电机处于 发电机（或回馈） 运行状态。

5. 三相异步电动机参数测定实验中，空载实验的损耗包括定子铜损、 铁损耗 和 机械损耗 。实验过程中， 机械 损耗是不变损耗。

6. 异步电动机的转差功率指的是 转子铜损耗 ，定子电压降低时，该功率值 增大 。 7. 根据集肤效应的原理，采用深槽电机可以提高异步电动机的 起动 性能。 8. 异步电动机变频调速中，基速以上的调节属于恒 功率 调速。 9. 同步电机的运行方式包括发电机、电动机和 补偿机 。

10. 在同步电机的励磁系统中，无刷励磁系统指的是 旋转 整流器励磁系统。

11. 如果空载运行的同步发电机气隙增大，而励磁电流不变，端电压将 降低 ；如果异步电动机气隙增大，而电源电压不变，功率因数将 降低 。

1. 单相交流绕组通入单相交流电流将产生 空间位臵 不变，幅值变化的磁动势。如果想要获得恒定的磁场，可以在绕组中通入 直流电流 来实现。

2. 某三相交流绕组，24个元件，2对极，60度相带，若3，4号槽属于Z相带，则14号槽属于 A 相带；若为120度相带，且1~4号槽属于A相带，则14号槽属于 A 相带。 3. 三相异步电动机根据转子结构的不同，分为 笼型 异步电动机和绕线型异步电动机；同步电动机根据转子结构的不同分为隐极同步电动机和 凸 极同步电动机。

4. 三相异步电动机Y132M-4，60Hz，转差率为0.04，则转速为 1728r/min ，转子侧频率为 24Hz ，该电机处于 电动机 运行状态。

5. 三相异步电动机参数测定实验中， 定子绕组电阻 为提前获得的参数，参数测定实验包括 空载 实验和 堵转 实验。

6. 异步电动机的 转差 功率指的是转子铜损耗，变转差调速中，转差增大，则该损耗 增大 。

7. 根据 集肤效应 的原理，采用深槽电机可以提高异步电动机的起动性能。 8. 异步电动机变频调速中，如果向基速以下调节采用压频恒比方式，则属于恒 转矩 调速。 9. 同步发电机在正常励磁（功率因数为1）的基础上增大励磁电流，将输出 滞后 的无功。 10. 在同步电机的励磁系统中，旋转整流器励磁系统又被称为 无 刷励磁系统。 二、判断题（每题2分，共20分） 1、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。 （ 对 ） 2、直流电动机的人为特性都比固有特性软 （错）

3、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时，电枢电流都会突变。 （对 ）

4、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，副边电压也相等。（错 ）

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5、变压器在原边外加额定电压不变的情况下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大 。（ 错 ）

6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。 （ 错 ） 7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。 （ 对 ）

8、不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的 （错 ） 9、三相异步电动机的最大磁通势Tm 的大小与转子电阻rm 阻值无关。（对 ） 10、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（ 对 ） 一、简答题（每题5分，共20分）

1、简述异步测速发电机的剩余电压误差产生原因及解决办法？

答：由于加工、装配过程中存在机械上的不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时的输出的电压叫剩余电压。剩余电压的存在引起的测量误差称为剩余电压误差。减小剩余电压误差的方法是选择高质量各方向性一致的磁性材料，在机加工和装配过程中提高机械精度，也可以通过装配补偿绕组的方法加以补偿。

4、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

答：必要条件：电动机的机械特性与负载特性必须有交点，即Tem=TL.。充分条件：在交点的转速以上存在TemTL.

二、计算题（第一题10分，第二、三题每题15分，共40分）

1、他励直流电动机的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω,试问：（1）直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍?（2）如限制起动电流为1.5IN，电枢回路应串入多大的电阻？ 解：（1）直接起动的电流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6A Ist/IN=3283.6/207.5=15.8

（2）Ist1=1.5×IN=1.5×207.5=311.25A=UN/(Ra+Rst) 由此可得：Rst=0.64Ω

2、一台三相异步电动机接到50HZ的交流电源上，其额定转速nN=1455r/min，试求：（1）该电动机的极对数p；（2）额定转差S （3）额定转速运行时，转子电动势的频率。

解：（1）因异步电动机额定转差率很小，故可根据电动机的额定转速nN=1455 r/min,直接判断出最接近nN的气隙旋转磁场的同步转速n1=1500 r/min,于是 p=60f/n1=(60×50)/1500=2

或 p=60f/n1≈60f/n=(60×50)/1455=2.06 取 p=2

（2）sN=(n1－n)/n1=(1500－1455)/1500=0.03 （3）f2=sNf1=0.03×50HZ=1.5 HZ

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5、变压器在原边外加额定电压不变的情况下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大 。（ 错 ）

6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。 （ 错 ） 7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。 （ 对 ）

8、不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的 （错 ） 9、三相异步电动机的最大磁通势Tm 的大小与转子电阻rm 阻值无关。（对 ） 10、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（ 对 ） 一、简答题（每题5分，共20分）

1、简述异步测速发电机的剩余电压误差产生原因及解决办法？

答：由于加工、装配过程中存在机械上的不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时的输出的电压叫剩余电压。剩余电压的存在引起的测量误差称为剩余电压误差。减小剩余电压误差的方法是选择高质量各方向性一致的磁性材料，在机加工和装配过程中提高机械精度，也可以通过装配补偿绕组的方法加以补偿。

4、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

答：必要条件：电动机的机械特性与负载特性必须有交点，即Tem=TL.。充分条件：在交点的转速以上存在TemTL.

二、计算题（第一题10分，第二、三题每题15分，共40分）

1、他励直流电动机的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω,试问：（1）直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍?（2）如限制起动电流为1.5IN，电枢回路应串入多大的电阻？ 解：（1）直接起动的电流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6A Ist/IN=3283.6/207.5=15.8

（2）Ist1=1.5×IN=1.5×207.5=311.25A=UN/(Ra+Rst) 由此可得：Rst=0.64Ω

2、一台三相异步电动机接到50HZ的交流电源上，其额定转速nN=1455r/min，试求：（1）该电动机的极对数p；（2）额定转差S （3）额定转速运行时，转子电动势的频率。

解：（1）因异步电动机额定转差率很小，故可根据电动机的额定转速nN=1455 r/min,直接判断出最接近nN的气隙旋转磁场的同步转速n1=1500 r/min,于是 p=60f/n1=(60×50)/1500=2

或 p=60f/n1≈60f/n=(60×50)/1455=2.06 取 p=2

（2）sN=(n1－n)/n1=(1500－1455)/1500=0.03 （3）f2=sNf1=0.03×50HZ=1.5 HZ

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