电机与拖动习题库与答案.pdf

1 电机与拖动电机与拖动 一、一、填空题填空题 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=（ NNI U 11 ）=（ NNI U 22 ）。 3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= （ 21 NN ） ( NN UU 21 ) = ( NN II 12 )。 4当 12 NN 时，则 12 UU ，为（ 升 ）变压器，若 12 NN ，则 12 UU ，为（ 降 ） 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 电 网 电 源 频 率 为 f1， 旋 转 磁 场 具 有 P 对 磁 极 时 ， 旋 转 磁 场 的 转 速 为 P f160 。 9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变压器的作用是变（ 电压 ） 、变（ 电流 ）、变（ 阻抗 ）。 13在三相异步电动机的定子中布置有相隔（120 ）电角度的对称三相绕组。 14. 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）。 15 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。 16. 一台单相变压器额定电压为 380V/220V，额定频率为 50HZ，如果误将低压侧接到 380V 上，则此时 m (增大) , 0 I (增大) , m Z (减小), Fe p (增大)。 （增加，减少 或不变） 17.三相异步电动机转子绕组的形式有两种， 一种是( 鼠笼 )型绕组， 另一种是( 绕线 ) 型 绕组。 18. 绕线型异步电动机的起动方法有两种，即 ( 转子回路串电阻 ) 起动和(转子回路串频 敏变阻器 ) 起动。 19. JO2512 型 10KW 异步电动机电源频率为 50Hz，转子的额定转速为 2940r/min，则额 定转差率为 ( 0.02 ) 。 20. 一台变压器，原设计的频率为 50Hz，现将它接到 60Hz 的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将(减小)，铁耗将(减小)。 21. 复励直流电机主磁极上两个励磁绕组， 一个与电枢绕组( 串)联， 一个与电枢绕组( 并 ) 联。 22. 三相变压器并联运行时，要求并联运行的三相变压器的联接组别必须(相同 ) 。 23. 直流电机的基本结构包含（ 定子 ） （ 转子 ）两大部分，换向器安装在（ 转轴） 上，电刷安装在（电刷装置 ）上。 2 24.电动机额定功率 PN 是指在额定状态下运行时，电动机的（ 轴上输出的机械 ）功率。 25.直流电 动机 的 转矩 公 式为 （ aTem ICT ） ，交 流电 动 机的 转 矩公 式为 （ 22cos ICT Tem ） 。 26. 变压器是一种静止的电气设备，它利用（ 电磁感应 ）原理，将一种电压等级的交流 电变为（ 同 ）频率的另一种电压等级的交流电。 27. 三相异步电动机电动运行时从电源吸收的功率（ 大于 ） （填“大于”或“小于” ）从转 轴上输出的功率。 28. 切割磁力线是三相异步电动机产生转子（感应电流）和电磁转矩的必要条件。 29. 三相异步电动机旋转磁场的方向由（ 电源的相序 ）决定，改变（ 旋转磁场的方向 ） 就可改变三相异步电机的转向。 30. 步进电动机用电脉冲进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的（角）位移或（直线）位 移的执行器。 31. 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。 32. 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） 。 33. 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。 34. 单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是 脉动 ，可分解为 正 和 两部分。直流电机产生的磁场是 恒定 ，三项异步电动机产生的磁场是 旋转 磁场，同步电机产生的磁场是 旋转 磁场，变压器的磁场是 脉动 磁场。 35. 直流电机的铜耗包括 电枢回路铜耗 和 励磁回路铜耗 两部分。 36. 直流电机的励磁方式可分为 他励 、 并 、 复 和 串 四种。 37. 三相异步电动机的气隙旋转磁场的转速 n1 又称为 同步转数 ，它与 频率 成正比，与 磁极对数 成反比。 38. 三相异步电动机的减压起动常有 定子串电阻或电抗 ， 自偶 ， 和 Y-三种方法。 39. 直流电机的转子是由 电枢铁心 、 电枢绕组、 换向器 、 转轴组成的。 40. 直流电机的运行状态是可逆的，可运行于 发电机状态，也可运行于电动机 状态。 41.安匝是磁动势的单位，等于 线圈匝数 与线圈通过 电流的乘积。 42.变压器的一次绕组接交流电源后， 将产生交变的磁通， 改磁通可分为 主 磁通 和 漏 磁通， 既和一次绕组铰链又和二次绕组铰链的磁通为 主 磁通， 仅和一次绕组铰链的磁通为 漏 磁通。 43 直流电机的电磁功率是指机械功率与电功率相互转换的那一部分功率， 所以电磁功率可 以用机械量 Tem 来表示，也可以用电量 EaIa 来表示。 44.一台三相交流电机的电枢绕组共有 24 个线圈，每极每相槽数 Q=2，若是双层绕组，则极 对数为 2 ；若是单层绕组时，则电机的极对数为 4 。 P53 P82 P134 P159 P198填空题 二、判断题二、判断题 ( Y )1. 三相鼠笼式异步电动机正反转控制线路，采用按钮和接触器双重联锁较为可靠。 ( Y )2. 改变三相异步电动机的电源相序是为了使电动机改变旋转方向。 3 （ ）3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。 ( N )4. 三相异步电动机能耗制动时，电动机处于电动状态。 ( Y )5. 三相电动机接在同一电源中，作 形联接时的总功率是作 Y 联接时的 3 倍。 （ ）6. 异步电动机在满载起动时或空载起动时，起动电流和起动转矩是一样大。 （ ） 7 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。 （ ）8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。 （ ）9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。 （ ）10三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。 （ ）11三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。 ( )12.变压器一、二次绕组每匝电压相等。 ( )13.变压器铁心所采用的硅钢片是硬磁材料。 ( )14. 一台并励直流发电机，正转能自励，反转也能自励。 ( Y )15有一台额定电压为 220/110V 的单相变压器，其匝数比为 4000/2000，有人为了 省铜可以将匝数改为 2000/1000。 ( Y )16单相绕组通入交流电流产生圆形旋转磁场。 ( Y )17. 三相异步电动机的变极调速只能用在笼型电动机上。 P53 P82 P134 P159 P198 三、三、选择题选择题 1、直流电机电枢中产生的电动势是（b ） （a）直流电动势 (b)交变电动势 (c)脉冲电动势 (d)非正弦交变电动势 2. 直流电机换向极的作用是（ b ） 。 (a)削弱主磁场 (b)增强主磁场 (c)抵消电枢反应 (d)产生主磁场 3. 异步电动机不希望在空载或轻载下运行是因为（a ） 。 (a)功率因数低 (b)转速过高 (c)定子电流大 (d)转子电流大 4. 转子绕组串电阻起动适用于（ b ） 。 （a） 鼠笼式异步电动机 (b) 绕线式异步电动机 (c) 直流串励电动机 (d) 直流并励 电动机 5. 三相异步电动机调速常用方法是（ a ） 。 (a) 改变定子绕组磁极对数 (b)改变电源电压 (c) 改变负载大小 (d) 改变功率因数 6. 一台额定功率是 15KW，功率因数是 0.5 的异步电动机， 效率为 0.8， 它的输入电功率为 （ a ） 。 (a) 18.75 (b) 14 (c) 30 (d) 28 7. 一台三相异步电动机，定子槽数为 48，磁极数为 6，定子每槽电角度是（ 22.5 ） 。 (a) 150 (b) 300 (c) 450 (d) 600 8. 直流电机主磁极上有两个励磁绕组，一个绕组与电枢绕组串联，一个绕组与电枢绕组并 联，称为（ d ）电机。 (a) 他励 (b) 并励 (c) 串励 (d) 复励 9. 直流发电机电枢上产生的电动势是（ b ）电动势。 (a) 直流 (b) 交变 (c) 脉冲 (d) 非正弦交变 4 10. 步进电动机是将输入的电信号转换成（ a ）的电动机。 (a) 角位移或线位移 (b) 转速 (c) 转矩 (d) 电动势 11. 他励直流电动机反接制动时，在电枢回路串电阻是为了（ b ） 。 (a) 限制制动电流 (b)增大制动转矩 (c) 缩短制动时间 (d) 延长制动时间 P53 P82 P134 P159 P198选择题 四四、简述题、简述题 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。 4、直流电机空载和负载运行时，气隙磁场各由什么磁动势建立？负载后电枢电动势应该用 什么磁通进行计算？ 答 空载时的气隙磁场由励磁磁动势建立， 负载时气隙磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同 建立。负载后电枢绕组的感应电动势应该用合成气隙磁场对应的主磁通进行计算。 5伺服电动机的作用及特点？ 答：伺服电动机的作用是将输入的电压信号（即控制电压）转换成轴上的角位移或角速度输 出， 在自动控制系统中常作为执行元件， 所以伺服电动机又称为执行电动机， 其最大特点是： 有控制电压时转子立即旋转， 无控制电压时转子立即停转。 转轴转向和转速是由控制电压的 方向和大小决定的。 6将三相绕线式异步动机定子绕组接到三相电源上，转子三相绕组开路，试问这台电动机 能否转动？为什么？ 答：将三相绕线式异步动机定子绕组接到三相电源上，转子三相绕组开路，这台电动机不能 转动。因为转子三相绕组开路，转子电流为零，电磁转矩为零，电动机没有起动转矩，所以 不能起动。 7某单相变压器额定电压为 380 伏/220 伏，额定频率为 50 赫，如果将该变压器误接到电压 等于变压器额定电压的直流电源上，会发生什么现象，为什么？ 答：如果将该变压器误接到电压等于变压器额定电压的直流电源上，变压器烧毁。因为励磁 阻抗仅决定于绕组的直流电阻，故励磁电流大增，铜损大增，变压器过热而烧毁。 8三相异步电动机在什么情况下转差率 s 为下列数值：s0、s1 和 0s1。 5 答：当 s0 时，三相异步电动机工作在发电机状态；当 s1 时，三相异步电动机工作在电 磁制动状态；当 0s1 时，三相异步电动机工作在电动状态。 9.从外部结构特征如何区分直流电磁机构与交流电磁机构？怎样区分电压线圈与电流线 圈？ 答：直流电磁铁线圈没有骨架且成细长形，交流电磁铁铁心由硅钢片叠制而成，线圈做成粗 短形并有线圈骨架将线圈与铁心隔开，单相安有短路环 电压线圈并接在电源电压两端其匝 数多导线细，常用绝缘能好的电磁线绕制而成,电流线圈串接在电路中，其匝数少，导线粗， 常用扁铜线饶制而成。 10. 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。 11.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。 五五 计算题计算题 1一台单相变压器额定容量kVASN250,额定电压 kV kV U U N N 4 . 0 10 2 1 ，试求一、二次侧额定 电流 N I1, N I2。 （6分） A U S I A U S I N N N N N N 68.39 103 . 6 10250 25 1010 10250 3 3 2 2 3 3 1 1 解： 2一台三相变压器，SN=5000kVA，U1N/U2N=35/10.5kV，Y，d 接法，求原、副方的额定 电流。（ 6分） 解： A U S I N N N 48.82 10353 105000 3 3 3 1 1 A U S I N N N 9 .274 105 .103 105000 3 3 3 2 2 3一台三相异步电动机 PN=10kW，UN=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） 6 mN n P T A U P I IUP n nn s N N N NNN N N NNNNN N N .6 .65 1455 1010 55. 955. 9 20 85. 088. 03803 1010 cos3 cos3 03. 0 1500 14551500 3 3 0 0 解： 4、一台三相感应电动机，AIVUrnKWP NNNN 5 .18,3000,min975,75, HzfN50,87. 0cos.试问:(1) 电动机的极数是多少? (2) 额定负载下的转差率 s 是多少？额定负载下的效率是多少？（9 分） 解： （1）电动机的极数：62p （2）额定负载下的转差率：025. 0 1000 9751000 1 1 n nn s N N （3）额定负载下的效率： 0 0 3 90 87. 05 .1830003 1075 cos3 NNN N N IU P 5一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，求步 距角 S和转速 n。（8分 ） min/250406/100060/60 )2( 5 . 1406/360/360 ) 1 ( R R rNZfn NZ 步进电动机的转速为： 为：步距角解： 6 6一台异步电动机，额定电压为一台异步电动机，额定电压为 380V380V，在某一负载下运行时，测得输入功率，在某一负载下运行时，测得输入功率为 4 kW，线 电流为 10A，求这时电动机的功率因数？若输出功率为 3.2 kW，问效率是多少？（ 8分） 解： （1）额定输入功率： 6 . 01038031043cos cos3 3 1111 1111 NNNN NNNN IUP IUP （2）效率： %80104/102 . 3 33 1 NN PP 7已知他励电动机的励磁电压和电枢电压为 220V，Ia60A，n=1000r/min，Ra=0.25 ， 7 Rf=150 。求励磁电流、电枢电势和电磁转矩。（ 10分） 解：励磁电流： A R U I f f f 47.1 150 220 电枢电势： VRIUE aaa 20525. 060220 电磁转矩： mNICT CC n RIU C aTem eT aa e 47.11760958. 1 958. 1205. 055. 955. 9 205. 0 1000 25. 060220 8 有一台笼形异步电动机，kWPN20，5 .