229#——电机与变压器技术

1、电机与变压器试卷 1 与参考答案、选择填空1、 直流发电机中电刷和换向器的作用是将电枢绕组内部B 电势转换为电刷外部A电压。A、直流 B、交流。2、 当直流电机处于发电状态时，电磁转矩的方向与性质为D。A、与电机转向相同，制动B、与电机转向相反，驱动C、与电机转向相同，驱动D、与电机转向相反，制动3、 他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，C 的理想空载转速和斜率均发生了变 化。B、降压的人为特性；D、以上都不是IN，采用弱磁进行调速（=丄N），若带恒功率负载 2B;若带恒转矩负载TL=TN，其电枢电流为5、一台 60HZ/220V 的进口变压器在 50HZ/220V 的电源上运行，其空载电

2、流A 。A、增 加；B、减小；C、不变；5、变压器随着负载的增加，其主磁通一 AA、基本不变；B、变大；C、变小。7、 在下列各种类型的三相变压器中，C不宜采用。A、Y，d 接法的芯式变压器；B、D，y 接法的组式变压器；C、Y，y 接法的组式变压器；D、Y，y 接法的心式变压器。8、 铭牌上显示额定转速为1420r/min 的异步电机，其极对数为_A_。A、2；B、4；C、6；D、89、 对于异步电动机来讲，其转差率s 在反转制动状态时的取值范围为B 。A、s 1 ； C、0 s 1。10、 三相异步电机运行在额定转速为1420r/min，此时转子绕组所感应电势的频率为_AHz。1、试分别讨

3、论大型直流电动机组成的电力拖动系统不能直接起动的原因，并各自给出两种起动方法？答：刚开始起动时，n=0 , Ea二 Cen=0,这时电枢电流为：la二山 很大，一般为额定RaA、电枢串电阻的人为特性;C、弱磁的人为特性。4、某直流电动机额定电枢电流为PL=PN，则其电枢电流为A、2.67 ；B、50；C、60；D、3.2简答题电流的 1020 倍，电机过热和换向困难， 损坏电机，故直流电机多采用降压或电枢回路串电 阻起动；2、三相变压器在使用过程中最好有一侧绕组采用三角形连接，试解释其原因。答：考虑变压器铁芯的饱和，为确保主磁通为正弦波，变压器的原、副方绕组中必须给三次 谐波电流提供通路。只有

4、这样才不至于因主磁通在原、副边绕组中感应尖顶波相电势而损坏变压器绝缘。而三角形连接可以确保三次谐波电流的通路，故而原、副方最好有一侧绕组采用三角形连接。当然，若三相变压器采用芯式结构的铁芯，在容量不大时其绕组也可以采用星形接法。但若有一侧绕组采用三角形连接则更好。3、试分别论述判别直流电机是工作于发电机还是电动机状态的主要依据。答：直流电机：Ea -U 发电机，Ea :U 电动机。同步电机：E。超前于U发电机，U超前于 E。电动机。三、计算题：1、已知他励直流电动机的PN=12kW , UN=220V , IN=62A , nN=1340r/mi n , Ra=0.25 Q。假定电动机吊起负载

5、TL=0.8TN的重物，忽略空载损耗，试求：(1)采用能耗制动可使负载以800r/min 的转速下放，求电枢回路需串联的电阻值；(2)若采用电压反接制动，允许的最大制动转矩为2TN,此时的制动电阻应为多少？最后 的下放速度是多少？2、(12 分)一台三相绕线式异步电动机，PN=40kW,UN=380V,定子绕组采用 厶接,解：Cj：NRa220 _ 62乂0 25= 0.1526nN1340(1)可以有两种方法使重物以能耗制动时：800r/min 下放Ce NnE0.8IN0.1526 8000.8 62-0.25=2.21()nAUN0.8 INRaCeN220 -0.8 62 0.250.

6、1526-1360(r/mi n)R.3UNCjJNnA2IN2200.1526 1360262-0.25 = 3.20()nB UN0.8IN(R.3Ra)Ce N-220 -0.8 62 (3.200.25)0.1526= -2563(r/mi n)尙=50HZ,nN=1470r/min,过载倍数M=2.6 (即Temax/T”=2.6),r2=0.08门(1)额定转差率？（2）若转子回路每相串入R=0.52的电阻，当负载转矩为TL=TN时，转子转速为多少？解：（1）由电机的额定转速可以推出，电机为4 极电机，同步速为 1500r/min，所以额定负载时的转差率为- nN1500 -147

7、0sN1 N0.02ni1500n二n1(1 -s)二1500 0.85二1275r / min3、（ 12 分）一台隐极式同步电动机运行在额定电压、额定频率、额定负载下运行，其功率 角 v -30，若:（1） 供电电压下降 20%，负载转矩保持不变时的功率角二（2） 供电频率下降 20%，负载功率保持不变时的功率角二？解：隐极式同步电动机的矩角特性为：Tem=mEUSin二。g（1）电压下降 20%时，由于负载转矩不变Tem二 mlsin_mE0(0.8*UN)sinJsi nJ -S!n =0.625，-38.6820.8（2）频率下降 20%时，由于负载功率不变Pem=mls in _m

8、(8*E0)UNsinJ，/=30不变 xt(0.8* xt)电机与变压器试卷 2 与参考答案一、选择填空1、 直流发电机中电刷和换向器的作用是将电枢绕组内部B电势转换为电刷外部A 电压。A、直流 B、交流。2、 与空载相比，直流电机负载前、后电机气隙内每极的磁通_B ；A、基本不变；B、减小；C、增加；(2 )由r2r2邑二常数SNS1得S=2SN0.080.520.02 =0.150.083、 当直流电机处于发电状态时，电磁转矩的方向与性质为D ；A、与电机转向相同，制动B、与电机转向相反，驱动C、与电机转向相同，驱动D、与电机转向相反，制动4、 与固有机械特性相比，他励直流电动机弱磁升速

9、时的人为机械特性C ;A、理想空载转速不变，斜率减小；B、理想空载转速升高，斜率减小；C、理想空载转速升高，斜率增大；D、理想空载转速降低，斜率减小；5、 一台 60HZ/220V 的进口变压器在 50HZ/220V 的电源上运行，其空载电流A 。A、 增加；B、减小；C、不变；6、 变压器随着负载的增加，其主磁通A 。B、 基本不变； B、变大；C、变小。7、 当负载电流增加时，电力变压器二次侧的输出电压D 。A、降低；B、增加；C、不变；D、上述三种可能均有可能发生；8、 在下列各种类型的三相变压器中，C 不宜采用。A、Y，d 接法的芯式变压器；B、D，y 接法的组式变压器；C、 Y，y

10、接法的组式变压器；D、Y，y 接法的心式变压器。9、铭牌上显示额定转速为 960r/min 的异步电机，其极对数为 _C_。A、2；B、4；C、6；D、810、 对于异步电动机来讲，其转差率s 在反转制动状态时的取值范围为B 。A、s 1 ； C、0 s 1。二、简答题1、试讨论大型异步电动机组成的电力拖动系统不能直接起动的原因，并各自给出两种起动 方法？答：异步电动机直接起动时，由于转差率s=1，由等效电路.（ra）2（X X2；yT = m_P_ UN_st- 2f1（ra）2（xvX2；J2可见，直接起动时，定子电流较大，但起动转矩因起动时主磁通降低而变小，故直流电 机不能直接起动，可采

11、取软起动器降压、自耦调压器降压、变频以及转子回路串电阻等方法起动。2、使用电流互感器时应注意哪些问题？说明理由。U1N1st答：电流互感器相当于一台短路运行的升压变压器。使用时应注意：1）为确保人身安全，二次侧一端应接地；2）为确保设备安全，二次侧不能开路。因为电流互感器二次侧匝数较 多，副边会感应出较高的电压尖峰击穿互感器的绕组绝缘。3、（4 分）三相异步电动机采用变频调速方案，当在基频以下调速时，为什么在改变定子频 率的同时必须改变定子电压的大小？答：由三相异步电机定子电压方程可知：Ui曰=4.44fiNikwi%，为了确保变频调速中电机的主磁通不变，定子电压和频率必须协调控制，亦即变频的

12、同时必须调压。计算题:1 已知他励直流电动机的额定数据为：PN=30kW, UN=220V,IN=156.9A, n”=1500r/min,Ra=0.082 门。忽略空载损耗，试求:（1 ）电动机拖动反抗性恒转矩负载 TL=0.8TN运行在固有特性上时，进行能耗制动，欲使起始制动转矩为 2TN，电枢回路应分别串多大的电阻?（2）电动机拖动反抗性恒转矩负载TL=0.8TN运行在固有特性上时，若进行电枢反向的反接制动，欲使起始制动转矩为2TN，电枢回路应分别串多大的电阻？此时，电机能否最后进入反向电动状态？若可以，试求其稳定转速。若不可以，说明理由。解：(1) CeNUN一2 =220-156.9

13、0082nNUN-0.8INRa220 -0.8 156.9 0.082nAN91519.4r/minCeN0.138CCQNnA c 0.138 =1519.4 门 “c c “sR,巾e N ARa0.082 =0.5862IN2 156.9UN+CeNnA220 +0.138X1519.4小(2)R2N eRa0.082 =1.287 门2IN2X156.9负载转矩 TL,即卩 Tem0.8TN，则只要不切断电源，电机就可以进入反向电动状态。当n=0时，咼二1608IN=125.52A电动机可以进入反向电动状态，其稳定转速为1500电机能否进入反向电动状态的条件是:当 n=0 时，电动机

14、的电磁转矩 Tem是否大于220-UN+0 81”（& +险）-220 +0.8汇156.9汇1.369nCN_ =2、一台隐极式同步电动机单机运行，其最大转矩是额定转矩的 转子直流励磁电流降为额定励磁的一半，外加电压下降至额定值的 载，问同步电机能否继续运行？试通过分析、计算说明理由。答：0.138-349r / min2 倍（即过载能力为 2），若80%，转子仍带额定负隐极式同步电动机的矩角特性为：Temsi。xt1mE0U(1)额定电压运行时，同步电动机的最大转矩为：Temax二匹也，此时，二：xd2额定电磁转矩为： TN=mEoU Nsin vN。Xtd由题意知：Te max2

15、.，TTN(2)若转子直流励磁电流降为额定励磁的一半，供电电压降至额定值的磁转矩降为:m(0.5E0)(0.8UN)二0.4Temax二0.4 2T 0.8TN: TNxS显然，同步电动机无法继续运行。3、试确定下图所示三相变压器的联结组号，并画出相量图。答：三相变压器的联结组号为 Y,y8，其相量图如下图所示。80%，则最大电TemaxV24。电机与变压器试卷 3 与参考答案、选择填空1 直流电动机中的电刷和换向器的作用是C ;直流发电机中电刷和换向器的作用是A。A、 机械式的整流器，把电枢绕组内部的交流电转换成电刷外部的直流电；B、 机械式的整流器，把电刷外部的交流电转换成绕组内部的直流电

16、；C、机械式的逆变器，把电刷外部的直流电转换成绕组内部的交流电；D、机械式的逆变器，把电枢绕组内部的直流电转换成电刷外部的交流电2、某直流电动机采用弱磁调速 （G 二-：N），若带恒转矩负载 TL=TN，其电枢电流为C3若带恒功率负载 PL= PN，其电枢电流为AA、IN； B、申；C、3IN。3、他励直流电动机降低电枢电压，转子转速_CA、不变；B、升高；C、降低。4、与空载相比，直流电动机负载后电机气隙内的磁场 _DA、波形不变，磁场削弱； B、波形不变，磁场增强; C、波形畸变，磁场增强； D、波形畸变且磁场削弱。A、感性B、阻性 C、容性6、串励直流电动机轻载运行时，会发生C 现象。A

17、、电枢反应；B、转速低；C、飞车。B、IIN=10.39A ， I2N=33.3A ；D、I1N=10.39A，l2N=57.73A ；8、变压器负载越大，则二次侧端电压_DA、不变；B、越低；C、越高；D、上述三种情况均可发生。9、 单相变压器绕组内的感应电势在相位上A。A、滞后于主磁通 90 ； B、超前于主磁通 90 ；C、滞后于主磁通 180 ； D、超前于主磁通 180。10、 铭牌上显示额定转速为1430r/min 的双层绕组异步电机的线圈组数为_B-简要说明一台并励直流发电机不能发电（建压）的原因。 答：不同时满足以下三个条件：5、同步电动机欠励运行时，从电网吸收性质的无功功率。

18、7、某三相变压器， SN=630kVA，Y，d 联接, 电流为 D 。U-N/U2N=35kV/6.3kV，次侧和二次侧的额定A、IIN=6A， I2N=33.3A ；C、IIN=6A， I2N=57.73A ；A、2；B、4 ；C、6；D、8简答题（1）电机主磁路无剩磁；（2）励磁回路与电枢回路接线配合不正确；（3）励磁回路总电阻大于临界电阻。2、一台同步电动机并联在无穷大电网上，并拖动一定大小的负载运行，当调节直流励磁电流 If从小到大改变时，其电枢电流la、功率因数角及功率角二将如何变化？同步电动机将经过哪 3 种状态？答：当调节直流励磁电流 If从小到大改变时，其电枢电流la从某一较大

19、值减小至最小值然后再逐渐增大；功率因数角由某一较大值（滞后）减小至 0 再逐渐增大（超前）；功率角- 由接近90逐渐减少至接近于零。3、 简述异步电机三相基波合成磁势的性质（脉振磁势还是旋转磁势？），其幅值、转速、转 向、位置如何确定。答：三相基波合成磁势为一旋转磁势，其幅值是单相脉振磁势1.5 倍；合成磁势的转速为即同步速，即山二60也；P三相基波合成磁势的幅值位置始终与电流为最大值时的相绕组轴线重合；三相基波合成磁势的旋转方向取决于三相绕组中通以的三相电流的相序，改变电流相序则改变转向。三、计算题：1、 已知他励直流电动机的额定数据为：PN=30kW, UN= 220V,IN=156.9A, nN=1500r/min,Ra=0.082 门。忽略空载损耗，试求：（1） 若电动机拖动位能性恒转矩负载TL=0.8TN，采用能耗制动使负载以 800r/min 的转速下放，求此时电枢回路需串联的电阻值，并绘出其机械特性；（2） 若电动机拖动位能性恒转矩负载TL=0.8TN，采用转速反向的反接制动使负载以800r/min 的转速下放，求此时电枢回路需串联的电阻值，并绘出其机械特性。解：Cj：N二UN一皿=220-156.9O.082MgnN1500采用能耗制动使重物以 800r/min 下放，其机械特性见图1。将 E 点的数据代入上式，解得所