电机与电力拖动基础综合测试1

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院

电机与电力拖动基础 课程综合测试1

学习层次：专升本 时间：90分钟

一、选择题（30分）

1、绕线式三相异步电动机的转子回路串接三相对称电阻R时，其起动转矩： A、增大 B、减小 C、先增大后减小 D、先减小后增大 2、某三相鼠笼异步电机，按额定接法△直接起动时，起动线电流Is为120A，起动转矩47.4Nm如果采用自耦变压器降压起动，降压比为U1N/U2N=0.5,电机改为Y接法，试问此时自耦变压器原边线电流为 （1） ，起动转矩为： （2） （1）A、10A B、30A C、103A D、15A

（2）A、3.95NM B、11.85NM C、6.84NM D、5.925NM

3、下面关于交流电机理论，论述不正确的是：

A、交流发电机的定子绕组通常接成Y接法是为了消除危害最大3次电压谐波。 B、交流电机的定子绕组采用短距和分布绕组可以大大消除谐波电压和谐波磁动势 C、定子三相对称绕组通三相对称电流产生的基波合成磁通势是旋转磁势。 D、选取合适的分布和短距系数可以消除某次指定谐波。

4、他励直流电动机拖动恒转矩负载稳速运行于电动状态， 时过渡过程可能经历回馈制动。

A、 电枢串电阻 B、 降低电源电压 C、 弱磁

5、 下列关于直流电机结构论述不正确的有： A、 直流电机转子铁心采用硅钢片叠压而成原因是主磁极气隙磁场是交变的。 B、 单叠绕组中电刷杆数目等于电机极数。 C、 实际电机电刷放置位置通常用实验方法确定，主要是因为电枢反应使主磁场中线（为零）

地方发生偏移。

D、 直流电机主磁极铁心采用特殊极靴形式是为了减小定转子之间气隙。

6、已知某三相八极交流绕线式异步电动机，工作频率为60Hz拖动负载运行时转速为720r/min，问：此时异步电机转子产生的旋转磁势相对于定子的转速是 A、900r/min B、750r/min C、180r/min D、30r/min 7、下面关于变压器并联运行叙述不正确的是：

A、 并联运行必须满足条件是并联变压器属于同一联结组别 B、 两台并联运行变压器短路阻抗标幺值分别为Z k1=0.085 , Z k1=0.065 ,SN1=100KVA,

SN2=180KVA,连接组别和额定电压均一样，两台变压器在不过载情况下对负载提供容量最大可达280KVA C、 并联运行原副边额定电压不相等时会在不同变压器原和原边、副边和副边之间产生环流 D、并联运行可以容许变压器变比稍微不相等。

8、下面不属于三相鼠笼式异步电机常用起动方法的是： A、定子回路串电抗起动

B、运行时△接法鼠笼式异步电机采用Y接法起动 C、自藕变压器降压起动 D、转子回路串电阻起动

9、下面电机结构哪部分可以不用硅钢片叠压 。 A、交流异步电机定子磁轭 B、交流异步电机转子铁心 C、直流电机定子磁轭 D、直流电机转子铁心

二、简答分析题（30分）

1．简述三相交流异步电机起动时起动电流大，起动转矩却不大的原因？（10分） 2．根据图中变压器绕组的接线确定其联结组别，要求画出绕组电动势向量图。（8分）

3．并励直流发电机的能够自励条件有哪些？（6分）

4．画出直流电机空载磁化特性曲线，并简要分析为什么电机的额定磁通一般都选在磁化特性曲线开始拐弯处？（6分）

三、计算题（40分）

1．（12分）他励直流电动机：额定功率PN=14.5kW，额定电压UN=220V， 额定电流IN=76A， 额定转速nN=1000r/min,电枢回路总电阻Ra=0.36Ω： 1）带额定负载转运行时，电枢串电阻Ra=0.8Ω，最后稳定时电枢电流Ia和转速n=？ 2）带0.8TN，磁通降低10%，最后稳定时电枢电流Ia和转速n=？ 3）当拖动反抗性负载转矩TL=0.9TN稳定运行时，如突然采用反接制动，要求制动最大电流不超过80A，问此时应串入电阻最小为多大？

2、(14分)一台三相变压器Y/Δ接法，额定数据为：SN=1000KVA，额定电压

U1N/U2N=10000V/3300V。短路阻抗标幺值zk=0.02+j0.05Ω（高压侧做短路实验），带三相Δ接法对称负载，每相负载阻抗欧姆值为ZL=9+j24Ω，试求原边电流I1、副边电流I2和电压U2. 4、（14分）有一台鼠笼式三相异步电动机PN＝2.8KW , △接，UN ＝380V , IN＝6.0 ,cosΨN ＝0.92,nN ＝1455r/min,起动电流倍数KI＝6，起动转矩倍数KT＝1.1,过载倍数λ＝2.3。供电变压器要求起动电流Is≤150A，负载起动转矩为8.5N.m。请选择一个合适的降压起动方法，写出必要的计算数据。若采用自耦变压器降压起动，抽头有55%、64%、73%三种，需要算出用哪个抽头；若采用定子边串接电抗起动，需要算出电抗的具体数值；能用ㄚ－△起动方法时，不用其他方法。

答案

一、 选择题

CAABB AABDC 二、 分析题

1、答：三相异步电机的起动存在着起动电流很大而起动转矩不大两方面的问题，

启动电流大原因：

三相异步电动机机械特性的物理表达式分析知道，在额定电压下直接起动三相异步电动机，起动瞬间转差率s＝1，

IS?U1(r1?r2)?(x1?x2)'2'2

正常运行由于S很小，转子等效电阻r2’/s数值很大，启动时阻抗大大减小，造成启动

电流大。（3分，图1分）

启动转矩不大原因：启动瞬间主磁通Φ1 ≈0.5 ΦN ，功率因数cosφ很小，造成了起动电流I2’相当大而起动转矩Ts并不大的结果。（3分）

2、答：

B Z

EAB

Eab

b EA xyz c

C X

A Y

a

Dy1

3、答：（1）电机中要有剩磁

（2）励磁绕组与电枢绕组并接正确 （3）励磁回路电阻小于建压临界电阻。

4、答： 直流电机空载磁化特性曲线如下图所示：

设计电机时，一般为了充分利用铁心，把电机额定磁通都选在空载磁化曲线拐点处，这样可以使气隙额定磁通尽可能的大。如果额定磁通选过大，会造成励磁电流过大问题。 三、 计算题 1、（16分）解：

U?IR20?76?0.36NNa2C????0.19264 2分 eNn1000N（1）额定负载电枢串0.8欧电阻，

Ia?76A

Na n?U?I(0.8?0.36)220?76*1.16 4分 ??684.3r/minC0.19264eN?（2）带0.8TN，磁通降低10%时：

0.8T0.8N 2分 I??I?67.55AaN0.9C?0.9TNU?I(0.36)220?67.55*0.36Na 3分 n???1128.65r/min0.9C0.9*0.19264eN?（3）拖动0.9TN时转速：

U?0.9I(0.36)220?0.9*76*0.36Na 3分 n???1014.20r/minC0.19264eN?Ea=195.376V

反接制动时

Ia???U?Ea??80ARa?R?220?195.376?80 4分

Ra?R?R??4.8322?

2解：（18分）

（1）变比K=（10000/1.732）/3300=1.75 2分 额定电流I1N(线)=Sn/1.732UN=57.73A

短路阻抗基值：Z1N=(10000/1.732)/（57.73）=100欧姆 2分 Zk=100（0.02+j0.05）=2+j5欧

负载△接法，副边三角形接法，Z △= ZY 2分 ZL=9+j24=25.63<69.44

ZL”=K*K*ZL=27.5625+73.5 3分 Z=29.5625+j78.5=83.88<69.365

原边相电流：I1（相）=10000/1.732/83.88=68.83A

原边线电流：I1（线）=68.83A 3分 副边相电流：I2（相）=1.75*68.83A =120.45A

副边线电流：I2（线）=120.45*1.732A=208.6A 3分 副边线电压：U2(线)= 120.45*25.63=3087V 3分

3、解：电动机额定转矩为

P2.8TN?9550N?9550??18.38N.m nN1455正常起动要求起动转矩不小于Ts1 ，大小为

Ts1 ＝1.1TN ＝1.1×8.5＝9.35N.m 首先，校核是否能采用ㄚ－△起动方法： ㄚ－△起动时的起动电流为:

11'IS?IS??6?6?12A?20A

33ㄚ－△起动时的起动转矩为

11

TS'?TS??1.1?18.378?6.739N.m?TS1 33其次，校核是否能采用串电抗起动方法：限定的最大起动电流IS1＝20 A，则串电抗起动最大起动转矩为 I1''202TS'?TS?(S1)2Ts?()?1.1?18.378?6.239N.m?TS1 3IS6?6

不能采用串电抗降压起动。

最后校核是否能采用自耦变压器起动：抽头为55%时，其起动电流与起动转矩为 'IS?0.552Is?0.552?6?6?10.89A?IS11

TS'1?0.552Ts?0.552?1.1?18.378?6.115N.m?TS1因为,不能采用抽头为55%的自耦变压器。 抽头为64%时，其起动电流与起动转矩为 I'?0.642I?0.642?6?6?14..7456A?IS2sS1

TS'2?0.642Ts?0.642?1.1?18.378?8.280N.m?TS1

故不能能采用64%抽头的自耦变压器。 抽头为73%时，其起动电流为

'22 IS?0.73I?0.73?6?6?19.18A?IS13s

TS'3?0.732Ts?0.732?1.1?18.378?10.77N.m?TS1

能采用73%抽头的自耦变压器。

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