2011級(jí)電機(jī)與電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)(模擬及答案)

1、電機(jī)與電力拖動(dòng)控制系統(tǒng) 模擬試題2 一、填空題： 1. 電機(jī)按照使用電源的類型不同可分為 和。 2. 直流發(fā)電機(jī)所采用的勵(lì)磁方式有他勵(lì)、 和。直流電動(dòng)機(jī)所采用 的勵(lì)磁方式有他勵(lì)、 、和。 3. 交流異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不同通常有 和兩種類 型。 4. 交流電動(dòng)機(jī)定子繞組的有 和。其中前者有 鏈?zhǔn)嚼@組、和 ;后者有迭式繞組和 。 5. 直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，則其功率損耗通常有 、 、機(jī)械損耗禾廿 等。 6. 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本運(yùn)行方程式是 。一般情況 下，電力拖動(dòng)系統(tǒng)可由電源、 、和、等 五個(gè)部分組成。 7. 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩可歸納為 、和等三 種。 8. 三相異步電動(dòng)機(jī)可工作

2、于 和兩大運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 9. 直流電動(dòng)機(jī)所采用的電氣調(diào)速方法有 、。 10. 磁性材料的基本特性有 、。 11. 變壓器的功率損耗有 和。 12. 變壓器的作用是 和信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換；變壓器的基本功能 是、和變阻抗。 13. 交流異步電動(dòng)機(jī)所采用的電氣調(diào)速方法有改變定子電壓調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、 和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。 二、簡述題： 1. 試簡述三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理。 2. 試簡述三相交流異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行電磁原理。 3. 試簡述要得到三相交流異步電動(dòng)機(jī)的T型等效電路時(shí)需進(jìn)行頻率和繞組歸算的理由。 4試簡述獲得三相交流異步電動(dòng)機(jī)不同人為機(jī)械特性曲線所采用的方法。 、計(jì)算題： 1. 一臺(tái)并勵(lì)直

3、流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為：Un =220 V，Pn=18 kW, In = 90 A , nN = 30000 r/min , R a = 0.13 Q，不考慮電刷接觸壓降，勵(lì)磁回路電阻Rf =180 Q，忽 略電樞反應(yīng)影響。試求： (1) 該電動(dòng)機(jī)的Ce值； (2) 在額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩； (3) 在額定負(fù)載時(shí)的效率； 如果在電樞電路中串入 Rq = 0.16 Q，求串接電阻后的轉(zhuǎn)速。 (5)在理想空載時(shí)的轉(zhuǎn)速。 2. 一臺(tái)單相變壓器，50KV A, 7200/400V , 50Hz,在B = 10C時(shí)的空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: 試驗(yàn)名稱 電壓/V 電流/A 功率/W 電源加壓邊 空載 480 5

4、.2 245 低壓邊 短路 157 7 615 高壓邊 試求： (1) .短路參數(shù)Zs,rs ,Xs及其相對(duì)值Zs*；(附S75C= rse互丄5, T0取234.5) T0 (2) .空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗； (3) .額定負(fù)載電流。 3. 某臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)資料為：Uin=380 V , fN=50HZ，定子繞組為三角形接法， nN=962r/min , 2p=6, cos(N = 0.83, PN=7.5kW , pcu1 =470W , pFe =234W , pmec=45W , p=80W。 試求額定負(fù)載時(shí)： (1) 定子電流； (2) 轉(zhuǎn)差率； (3) 轉(zhuǎn)子電流頻率

5、; (4) 轉(zhuǎn)子銅耗； 效率。 4. 某臺(tái)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：PN=100KW,定子電壓 U1n=6000V , l1N=13.4A , nN =490r/min, n n=90% , cos 1n=0.8 ,轉(zhuǎn)子開路電壓為 450V , I2n=200A ,最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為 2。 試求： (1)用實(shí)用表達(dá)式 轉(zhuǎn)矩； Tem2 TMS Sm Sm S 繪制電動(dòng)機(jī)的固有特性，并求出直接起動(dòng)的起動(dòng) (2)當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為 1.2時(shí)，轉(zhuǎn)子串電阻的機(jī)械特性; (3) 轉(zhuǎn)子串多大電阻才能使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大？ (4) 異步電動(dòng)機(jī)下列參數(shù)：sm, Tn, Tm。 電機(jī)與電力拖動(dòng)模擬試題2參考答案 一

6、、填空題： 1. 直流電機(jī)、交流電機(jī)；2并勵(lì)、復(fù)勵(lì)；并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù) _3鼠籠型、繞線式； 4. 單層繞組、雙層繞組；交叉式、同心式；波式繞組；5.勵(lì)磁銅損、電樞銅損、鐵心損耗、 d 附加損耗；6. Tem TL J ；電動(dòng)機(jī)、控制設(shè)備、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)。7.恒功 d 率負(fù)載、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、通風(fēng)機(jī)類負(fù)載；8.電動(dòng)、制動(dòng)。9.降低電樞電壓調(diào)速、電樞串電阻 調(diào)速、弱磁調(diào)速。10.高導(dǎo)磁性、磁飽和性、磁滯性。11.銅損、鐵損。 12.電能的傳輸 和變換、變壓、變流。13.變更極對(duì)數(shù)調(diào)速、變頻調(diào)速。 二、簡答題： 1【答】：基本結(jié)構(gòu)有：定子部分(定子鐵心、定子繞組、機(jī)座)、轉(zhuǎn)子部分(轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞 組

7、、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇)。 轉(zhuǎn)動(dòng)原理：三相對(duì)稱交流電流通入三相對(duì)稱定子繞組，形成旋轉(zhuǎn)磁場；轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 在磁場作用下，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生電磁力， 形成電磁轉(zhuǎn)矩；電磁轉(zhuǎn)矩保持同一方向，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 2【答】：負(fù)載運(yùn)行電磁原理: 5 一 I m Ff 卄Es Us EsIs RsXs Fs,N2,kw2歸算到m ,N1,kw1。 4【答】：(1)定子串電阻； (2) 降低定子繞組電壓； (3) 定子串電抗； (4) 轉(zhuǎn)子串電阻。 13 、計(jì)算題: 1【解】：Un Ea I aRa =Ce n I aRa，則 Ce Un laRa nN 220 89 0.13 1000 0.208V min/r P

8、18 tn 9550 nN 9550就 172Nm PN18000 R 220 90 u N Ea la Ra R 220 0.208 n 890.13 0.16 n 933 r / min n0 = Un Ce 1057 r / min 0.208 2【解】：（1） Zsh=”15722.4 1 sh7 615 lr 12.6 Xsh-, zShrSh. 22.42 12.62 18.5 (2)空載: 12.6 shrsh75C Zsh75C =X Zsh75 C 24.5 U 1N I 1N 234.5 75 234.5 10 .18.52 162 24.5 7200 6.94 16 24

9、.5 2.4% Pcu PFe 245W RCu 滿載: PFe 245W I 2N Rsh 50000 400 2 12.6 19.7kW (3)額定負(fù)載電流： S U2N 50000 400 125A 3【解】：(1)SNni n1 nN 1000 962 1000 3.8% f2 sf1 0.038 50 1.9Hz Rm Pn 巳 7500 45 80 1 0.038 7926W FCur sRm 0.038 7926 301W FFe Rm 470 234 7926 8630W /3U1N I1N cos n l1N P 3U1N COs N N 8500 .3 380 0.83 0

10、.869 18.2A 4.某臺(tái)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)， 其技術(shù)數(shù)據(jù)為：FN=100KW ,定子電壓 U1N=6000V , |1n=13.4A , nN =490r/min， n n=90%， cos 1n=0.8，轉(zhuǎn)子開路電壓為 450V , |2n=200A，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為 2。 試求： (1) 異步電動(dòng)機(jī)下列參數(shù)：sm , Tn, Tm； (2) 轉(zhuǎn)子串多大電阻才能使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大； (3) 用實(shí)用表達(dá)式繪制電動(dòng)機(jī)的固有特性，并求出直接起動(dòng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 PN100 103 4【解:(1). tn204Ngm , TmTn2 204 408Ngm nN490 500 490 500 2% ,Sm

11、 sN 0.02g 2 22 1 0.07 (2).由近似公式sm Rr Xs Xr 轉(zhuǎn)子串電阻可使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大為Tm，則 sm Rr XsXr =0.07 R+R 1 Xs Xr 故，所串得電阻為R 13.3R . 1 Sm 1 0.07 0.07 1 408 56.8Ngm 該電動(dòng)機(jī)的固有特性曲線點(diǎn)為理想轉(zhuǎn)速點(diǎn)A(0, 500), 額定轉(zhuǎn)速點(diǎn) B (204,490)，臨界轉(zhuǎn)速點(diǎn) C ( 408,465),起動(dòng) 點(diǎn)D( 56.8，0)，則繪制固有特性曲線 電機(jī)與電力拖動(dòng)控制系統(tǒng) 模擬試題1 一、單項(xiàng)選擇題： 1. 下列直流電機(jī)中，其勵(lì)磁方式不屬于自勵(lì)方式的是（）。 A. 串勵(lì)電機(jī)B.復(fù)勵(lì)電機(jī)

12、 C.并勵(lì)電機(jī) D.永磁電機(jī) 2. 如圖1所示單相變壓器，Ni與N2的比值為2,現(xiàn)在匝數(shù)Ni側(cè)加交流電壓有效值為200 V，則 圖中電壓表V的讀數(shù)是（）。 A. 90VB. 100V C. 300VD.無法判斷 3. 在我國，某三相交流異步電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)2p = 2，則該電動(dòng)機(jī)圖1 的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速是（）r/min。 A. 3000B. 1500C. 750D. 1000 4. 下列制動(dòng)方法中不屬于三相交流異步電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方法（）。 A.能耗制動(dòng)B.電磁抱閘C.回饋制動(dòng)D.反接制動(dòng) 5. 一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，其額定功率Pn =40 kW，額定電壓Un =200 V，額定電流為2

13、17A，額定轉(zhuǎn)速 nN =1500 r/min，則該電動(dòng)機(jī)的額定效率是（）%。 A. 92B. 90C. 80D. 85 6. 下列調(diào)速方法中不屬于直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法是（）。 A.改變電樞電壓調(diào)速B.電樞串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速D.電樞串電感調(diào)速 7. 在電動(dòng)狀態(tài)下三相交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，其轉(zhuǎn)差率（）。 A.越大B.越小C.不變D.無法判斷 8. 一臺(tái)220/110的變壓器，原來的匝數(shù)是5000/2500，工作頻率為 60Hz，現(xiàn)在把它接在 50 Hz的 相同電壓的電源上，這樣做的結(jié)果是（）。 A. 變壓器仍可正常工作； B. 副繞組電流顯著增大； C. 主磁通m急劇減小，不能正常工作

14、； D. 主磁通m急劇增大，原邊勵(lì)磁電流過大，不能正常工作。 二、判斷題：如正確，請(qǐng)?jiān)诿款}的括號(hào)內(nèi)打“V”；如錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)诿款}的括號(hào)內(nèi) 1. 直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)可以互換使用。即電動(dòng)機(jī)可當(dāng)發(fā)電機(jī)使用，反之，發(fā)電機(jī)可當(dāng)電動(dòng) 機(jī)使用。() 2. 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是一條直線，不能通過改變參數(shù)獲得人為機(jī)械特性。 ( ) 3. 變壓器的勵(lì)磁參數(shù)是無法通過實(shí)驗(yàn)測得的。() 4. 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的定子主磁場主要是氣隙基波磁場。() 5. 要得到三相交流異步電動(dòng)機(jī)的等效電路必須經(jīng)過頻率歸算和繞組歸算。 () 三、簡答題： 1何謂電樞反應(yīng)？電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場有什么影響？ 2. 簡述直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)

15、構(gòu)和基本工作原理。 3. 簡述三相交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理及方法。 4試用圖2所示他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線說明電樞串電阻調(diào)速原理。 圖2 1. 一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為: 接觸壓降。當(dāng)額定負(fù)載時(shí)： 四、計(jì)算題: Un =220 V , In = 40 A , nN = 1500 r/min , R a = 0.4 Q，不考慮電刷 (1) .該電動(dòng)機(jī)的Ce值； (2) .如果在電樞電路中串入Rq = 1.6 Q ，求串接電阻后的轉(zhuǎn)速; (3) .如果電源電壓下降為110 V，求電樞內(nèi)無串接電阻時(shí)的轉(zhuǎn)速。 2. 如圖3所示為一某刨床的主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。若電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速n = 400 r/min ,其

16、轉(zhuǎn)子(或電 樞)的飛輪力矩 GD2d =100 N m2，工作臺(tái)重Gi =8000 N，工件重G2 = 6000 N，各齒輪的齒數(shù) 及飛輪力矩見附表 1。齒輪6的節(jié)距t6 = 25 mm ;切削力Fz = 8000 N。試計(jì)算： (1) .折算到電動(dòng)機(jī)軸上的系統(tǒng)總飛輪矩。 (2) .切削時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 附表1 齒輪號(hào) 1 2 3 4 5 6 齒數(shù)z 20 50 35 60 30 80 飛輪力矩N -m2 8 40 20 50 30 100 r G2I 1 G1 圖 3 3. 某臺(tái)三相鼠籠型交流異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)資料為：Pn=4 kW , Uin=380 V ,三角形接法，1440 r/min

17、, cos $ = 0.82 n = 84.5%，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為 Kt = 2.2。試求： 1. 該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率SN、額定輸入功率 P1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩；(Sm=SN (Kt+ kT 1 ) 2. 找點(diǎn)畫出該電動(dòng)機(jī)的固有特性曲線。 6. D ;7. B ;8. D。 ；如錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)诿款}的括號(hào)內(nèi)打 1. ( V );2 ( X );3. ( X );4. ( V ) ;5. ( V ) 電機(jī)與電力拖動(dòng)模擬試題1參考答案 一、單項(xiàng)選擇題： 1. D ；2. C;3. A;4. B;5. A; 二、判斷題：如正確，請(qǐng)?jiān)诿款}的括號(hào)內(nèi)打“/” 1440 15 三、簡答題: 1【答】：

18、電樞反應(yīng)：當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞中的電流較大，電樞電流產(chǎn)生的磁場對(duì)直流 電動(dòng)機(jī)氣隙磁場分布的影響作用。 電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場的影響：1、使磁密分布產(chǎn)生畸變； 2、使氣隙磁場大小減弱。 2【答】：基本結(jié)構(gòu)有：定子部分：定子鐵心、勵(lì)磁繞組、電刷、機(jī)座等；電樞（轉(zhuǎn)子）部分：電 樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等。 基本工作原理：勵(lì)磁繞組通入直流電，形成靜止磁場。電樞繞組通入直流電，在勵(lì)磁磁場的作用 下，產(chǎn)生電磁力，形成電磁轉(zhuǎn)矩，電樞產(chǎn)生擺動(dòng)；。在換向器和電刷作用下，使電磁轉(zhuǎn)矩保持同 一方向，帶動(dòng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 3【答】：根據(jù)轉(zhuǎn)速公式：nno 1s11 s可知：1、變頻調(diào)速;2、變更極對(duì)數(shù)調(diào)速

19、;3、 P 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。 4【答】：電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在固有機(jī)械特性時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在A點(diǎn)。當(dāng) 電樞回路串入 R1后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，電動(dòng)機(jī)運(yùn) 行到A點(diǎn)，A點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)作減 速運(yùn)行，運(yùn)行到 B點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。同理，當(dāng)電樞回路串入 R2后，電動(dòng)機(jī)現(xiàn)運(yùn)行到 B點(diǎn)，然后再運(yùn)行到 C點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn) 行。 四、計(jì)算題: 1.【解】：.Un Ea laRa推出: Ea UN-IaRa =220-400.4204 =Ce n 得，Ce 0.136V min/r Ea UN-Ia 凡+R =220-40 2 140 . =Ce n 得，n 1029.4r / min Ea UN-IaRa=110-40 0.4 94 (3).=Ce n 得，n 691.1r / min GD： GD： GD； GD； GD； Z2 Z1 GD： GD； GD： 2.【解】：(1).旋轉(zhuǎn)部分: Z2 Z1 2 Z4 Z3 2 2 Z2 Z1乙 Z3z6 Z5 40 2050 30100 = 100+8+2+ 2 2+ 2 2 50 2050