电机与拖动基础试题库及答案

《电机与拖动基础》试题库及答案

第一部分??直流电机

一、填空题：

1、直流电动机的工作原理是把能转化为能。直流发电机的工作原理是把能转化为能。（直流电；机械；机械；

直流电）

2、直流发电机的工作原理用定则判断感应电动势的方向。直流电动机的工作原理用定则判断电磁力的方向。

（右手；左手）

3、并励直流发电机自励建压的条件是□（主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励

磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻）

4、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当——时为电动机状态，当——时为发电机状态。（Ea

〈U；Ea〉U）

5、直流发电机的绕组常用的有和两种形式。（叠绕组；波绕组）

6、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向

0（相反；相同）

7、电动势常数Q与转矩常数C?之间的关系为。（耳=9.55Q）

二、选择题

1、电机的电流小于额定电流，称为（）运行。（1）

（1）欠载（2）过载（3）额定

2、电机的电流大于额定电流，称为（）运行。（2）

（1）欠载（2）过载（3）额定

3、某直流电机它的电枢与二个励磁绕组串联和并联，那么该电机为0电机。（3）

（1）他励（2）并励（3）复励（4）串励

4、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（??）中。（1）

（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组

5、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（??）（3）

（1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。

三、计算题

1、一台并励直流电动机，铭牌数据如下：PN=3.5kW,UN=220V,IN=20A,n^lOOOr/min,电枢电阻&=1Q,AUb=lV,

励磁回路电阻Ri=440Q,空载实验：当U=220V,n=1000r/min时，I°=2A,试计算当电枢电流I产10A时，电机的效

率（不计杂散损耗）。

U220

解：励磁电流：1「==f=——A=0.5A

f

Rf440

U22202

励磁损耗：P=RI-=^=—=110W

Cuffff

Rf440

空载时：

输入功率：《="o=220X2W=440W

励磁功率：Pf=UQW

电枢铜损耗：PCua=RaC=Ra（I0-Ifr=2.25W

电刷接触损耗：PCub=2\UbI^-2x1x1.5W=3.0W

附加损耗：Pad=0

则：以,+/=4-号-以-2-以=324.75W

当/°=10A时，/=，+1f=10.5A

输入功率：《=U7=220xl0.5W=2310W

输出功率：P_^pp_p_p_p_1755.25W

2=Pi=xcuafcuh+PFJ=

效率：〃=々xlOO%=75.98%

2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下:PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57Q（包括电刷接触电阻）,

励磁回路总电阻Rr=177Q,额定负载时的电枢铁损P/234W,机械损耗为PmxGlW,求：（1）额定负载时的电磁

功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。

解：（1）P2^PN^6kW

所以&,=鸟+2四+与=6726.9皿

⑵-=&+%+/=7021.9W

3、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW,UN=230V,nN=1500r/min,励磁回路电阻Rf=57.5Q,电

枢电阻Ra=O.1Q,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端

都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；（3）电磁转矩。

解」，=冷碧…A

⑴E0=UN+R,=240.4V

电动机运行：Ea=UN-RaIa=209.6V

⑵9=E，=2L798kW

21.798xlQ3

⑶&=裳N-m=152.27N-m

2万x1367/60

第二部分??直流电动机的电力拖动

一、填空题：

1、他励直流电动机的固有机械特性是指在条件下，和的关系。（U=UN、@=<DN,电

枢回路不串电阻；n；Tem

2,直流电动机的起动方法有。（降压起动、电枢回路串电阻起动）

3、当电动机的转速超过时，出现回馈制动。（理想空载转速）

4、拖动恒转转负载进行调速时，应采调速方法，而拖动恒功率负载时应采用调速方法。（降

压或电枢回路串电阻；弱磁）

二、选择题

1、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性

一定是：（3）

（1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。

2、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）

（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。

3、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状

态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。

4、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为L和I,那么：（2）

（1）Ii<I2；（2）L=L；⑶I,工蟀

三、简答题：

1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？判断下图是否稳定？还有P79图3T3和P1213-5.

（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足

巴以〈”）（a）稳定（b）稳定（c）稳定（d）不稳定（e）不稳定（f）稳定

dndn

2.电力拖动运动方程的实用形式为2

2

TTGDdn

l—1=----------

由电动机的电磁转矩北与生产机械的负载转矩〃的关系：eL375dt

1）当北=北时，d〃/dt=O,表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静

态或稳态；

2）若北时，dn/dt>0,系统处于正向加速或反向减速状态；

3）若北<乳时，dz7/dt<0,系统处于正向减速或反向加速状态。

也就是一旦dn/dtWO,则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。

四、计算题：

1、一台他励直流电动机数据为：P产7.5kW,UN=11OV,IN=79.84A,nN=1500r/min,电枢回路电阻R,=0.1014Q,

求：(1)U=UN,中=。条件下，电枢电流L=60A时转速是多少？(2)U=UN条件下，主磁通减少15%,负载转矩

为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？(3)U=UN,①=©N条件下，负载转矩为0.8TN,转速为(一800)

r/min,电枢回路应串入多大电阻？

解：(1)Q①产ULR3=0.068

nN

(2)7；不变时，图“不变，即G①/N=Cr①〃

(3)不计空载转矩时，Tem^TL,故:

解得：RB=2.69Q

2、一台他励直流电动机数据为：PN=30kW,UN=440V,IN=100A,nN=1000r/min,电枢回路电阻Ra=O.4Q,求：

(1)电动机拖动位能性负载(TL=0.8TN),采用能耗制动，要确保最大制动电流不超过2h,制动电阻应选

多大？最后下放的稳定转速为多少？

(2)若串联同(1)一样的电阻，电动机拖动反抗性负载(TL=0.8TN)采用电压反接制动，最后下放的稳定

转速为多少？

(3)电动机拖动一位能性负载(TL=0.8R),在电压反接时作回馈制动下放，下放转速为1200r/min,问电

枢回路应串联多大的电阻？

TT_R[

解：⑴CQN=N_"N=0.4

nN

/C、UNK&+RQ)440+2.04X80,.

(2)n=——-——2———=--------------------=-115C0MO8r/min

Tj440

(3)&=———=----=HOOr/min

30.4

第三部分??变压器

一、填空题：

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

（不变；增加）

2、一台2kV-A,400/100V的单相变压器，低压侧加100V,高压侧开路测得I0=2A；P0=20W；当高压侧加400V,

低压侧开路，测得1。=A,P产W。（0.5；20）

3、变压器等效电路中的x“是对应于电抗，rm是表示电阻。（主磁通的；铁心损耗的等效）

4、三相变压器的联结组别不仅与绕组的和有关，而且还与三相绕组的有关。（绕向；

首末端标记；联结方式）

5、自耦变压器的特点在于一、二次绕组之间不仅有的联系而且有的联系。（磁；电）

6、使用仪用互感器时要注意：电压互感器一定要运行于状态，而电流互感器一定要运行于状态，并且二者

均须可靠接地。（空载；短路）

二、选择题

1、变压器空载电流小的原因是：（3）

（1）一次绕组匝数多，电阻很大；（2）一次绕组的漏抗很大；（3）变压器的励磁阻抗很大；（4）变压器

铁心的电阻很大。

2、变压器空载损耗：（4）

（1）全部为铜损耗；（2）全部为铁损耗；（3）主要为铜损耗；（4）主要为铁损耗

3、变压器的变比与原、副边的：（4）

（1）电压成反比；（2）电流成正比；（3）匝数成反比；（4）电压成正比

4、某台三相变压器，容量是3000千伏安，如原边电压为10千伏，则原边电流约为（）安。（3）

（1）300；（2）86.6；（3）173.2；（4）60

5、变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流:

（2）

（1）增加；（2）减少；（3）不变；（4）基本不变。

三、作图题（P149-151P1604-6）

1、画相量图判定组别（a）Yy6；（b）Ydll；（c）YyO；（d）Yd5

(a)(b)(c)(d)

第四部分??异步电动机

一、填空题：

1,当S在范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为；在范围

内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为o（0-1；反电动势；一8〜0；制动转矩）

2、三相异步电动机根据转子结构不同可分为和两类。（笼型异步电动机和绕

线型异步电动机）

3、一台6极三相异步电动机接于50Hz的三相对称电源；其s=0.05,则此时转子转速为r/min。（950；

50）

4、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速,定子电流,

最大转矩,临界转差率。（减小；增大；减小；不变）

5、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速,定子电流。（减小；增加）

6、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟的等值电阻。（总机械功率）

二、选择题

1、如果某三相异步电动机的极数为4级，同步转速为1800转/分，那么三相电流的频率为：（2）

（1）50赫兹；（2）60赫兹;（3）45赫兹；（4）30赫兹

2、三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩:

（1）

（1）下降；（2）增大；（3）不变；（4）不定。

3、改变三相异步电动机转向的方法是：（3）

（1）改变电源频率；（2）改变电源电压；（3）改变定子绕组中电流的相序；（4）改变电机的工作方式

三、计算题

1,已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：PvlOkW,IV380V,IN=11.6A,定子为Y联结，额定运行时,

定子铜损耗Pc『560W,转子铜损耗Pw310W,机械损耗P/=70W,附加损耗KrfOOW,试计算该电动机在额定负载

时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。

p+p

（2）~也=1.77N•小

°Q

(3)T2=^=65.59N-m

（4）Tem—Tr,+T0-61.36N-m

2、已知一台三相异步电动机，额定频率为150kW,额定电压为380V,额定转速为1460r/min,过载倍数为

2.4,试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机能否带动额定负载起动。

TN=9550生=98L2N•冽

解：（1）〃N

根据额定转速为1460r/min,可判断出同步转速"i=1500r/min,则额定转差率为

转子不串电阻的实用表达式为：

（2）电机开始起动时，s=l,T=Ts,代入实用表达式得：

因为T'<T故电动机不能拖动额定负载起动。

第五部分??异步电动机的电力拖动

一、填空题：

1、拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其转差率s在——范围内时，电动机都能稳定运行。（0-sQ

2、三相异步电动机的过载能力是指-（Tm/TN）

3、星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的倍。（3）

4、三相异步电动机进行能耗制动时，直流励磁电流越大，则补始制动转距越。（大）

5、三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则5应随我按

规律调节。（正比）

二、选择题

1、与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异

步电动机的：

（1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。

2、与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩不变，临界转差率增大，则该人为机械特性是异

步电动机的：

(1)定子串接电阻的人为机械特性；(2)转子串接电阻的人为机械特性；(3)降低电压的人为机械特性。

3、一台三相笼型异步电动机的数据为R=20kW,U-380V,AT=1.15,k,=6,定子绕组为三角形联结。当拖动

额定负载转矩起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12L,最好的起动方法是：

(1)直接起动；(2)Y一△降压起动；(3)自耦变压器降压起动。

4、一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%,这时电动机的电磁转矩：

(1)Tem=TN；(2)Ten,=0.81TN；(3)Ten,=0.9TNO

5、三相绕线转子异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时电动机运行于正向电动状态，若在转子回路串

接三相对称电阻下放重物时，电动机运行状态是：(3)

(1)能耗制动运行；(2)反向回馈制动运行；(3)倒拉反转运行。

6、三相异步电动机拖动恒转矩负载，当进行变极调速时，应采用的联结方式为：

(1)Y—YY；(2)△—YY；(3)正串Y一反串Y。

7、三相异步电动机拖动恒功率负载，当进行变极调速时，应采用的联结方式为：

(1)Y—YY；(2)△—YY；(3)正串Y一反串Y。

三、计算题

一台三相笼型异步电动机的数据为PN=40kW,UN=380V,nN=2930r/min,k=0.9,cos①N=0.85,L=5.5,kst=l.2,定

子绕组为三角形联结，供电变压器允许起动电流为150A,能否在下列情况下用Y一△降压起动？

(1)负载转矩为0.25TN;(2)负载转矩为0.5TN。

/=_____PN40x103

A=19MA

解：额定电流向VZNCOS为6x380x0.9x0.85

直接起动电流1st=kjN=5.5x79.444=437A

采用丫-△降压起动时

I'=-/s=-x437A=145.7A^150A

起动电流：33

起动转矩:""Eg】?34K

可见：（1）当时，可以起动；（2）当OnSS。时，不能起动。

2、一台三相笼型异步电动机的数据为PN=43.5kW,UN=380V,nN=1450r/min,IN=100A,定子绕组采用△形接

法，Ist/lN=8,法/TN=4,供电变压器允许起动电流为400A,负载转矩为345N•m。试求：

（1）可否直接启动;

（2）可否采用Y-△启动，为什么？

解：（1）直接启动

直接启动时的启动电流

=*X/N=8X100A=800A额定转矩

1N

p435

TN=9550上=9550x上3N»m=286.5N直接启动时的启动转矩

nN1450

Tst=岂・。=4x286.5N•机=1146N•m由于直接启动时的启动电流/“=800A〉400A，故不能直接启

TN

动。

（2）Y-△启动

启动电流/口=1x1=‘*80（）71=266.74<4004启动转矩（；=—xT=—x1146•m=3S2N•m

33si3oc3

所以可以采用Y-△启动。

第六部分?？同步电机

一、填空题：

1、同步电机工作在电动机状态时，定子边接电源，转子边通过电刷和集电环接电源，转子轴上联结机械负

载。三相交流；直流

2、同步发电机正常情况下并车采用，事故状态下并车采