大學課程《電機與拖動基礎(chǔ)》試題庫及答案

大學課程《電機與拖動基礎(chǔ)》試題庫及答案

第一部分直流電機

一、填空題：

1、并勵直流發(fā)電機自勵建壓的條件是;;=（主磁路存在剩磁；并聯(lián)在電樞兩端的勵磁繞組

極性要正確，使勵磁電流產(chǎn)生的補充磁通方向與剩磁磁通方向相同；勵磁回路的總電阻必須小于臨界電阻）

2、可用下列關(guān)系來判斷直流電機的運行狀態(tài)，當______時為電動機狀態(tài)，當_______時為發(fā)電機狀態(tài)。（Ea<U；

E）U）

3、直流發(fā)電機的繞組常用的有和兩種形式，若要產(chǎn)生大電流，繞組常采用繞組。（疊繞

組；波繞組；疊）

4、直流發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向，直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向。（相

反；相同）

5、單迭和單波繞組，極對數(shù)均為p時，并聯(lián)支路數(shù)分別是,=（2p；2）

6、直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩是由和共同作用產(chǎn)生的。（每極氣隙磁通量；電樞電流）

7、直流電機電樞反應(yīng)的定義是,當電刷在幾何中線時，電動機產(chǎn)生______性質(zhì)的電樞反應(yīng)，其結(jié)果使

和,物理中性線朝方向偏移。（電樞磁動勢對勵磁磁動勢的作用；交磁；氣隙磁場產(chǎn)生

畸變；對主磁場起附加去磁作用）

二、判斷題

1、一臺并勵直流發(fā)電機，正轉(zhuǎn)能自勵，若反轉(zhuǎn)也能自勵。（）（F）

2、一臺直流發(fā)電機，若把電樞固定，而電刷與磁極同時旋轉(zhuǎn)，則在電刷兩端仍能得到直流電壓。（）（T）

3、一臺并勵直流電動機，若改變電源極性，則電機轉(zhuǎn)向也改變。（F）

4、直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動性質(zhì)的，因此穩(wěn)定運行時，大的電磁轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速就高。（）（F）

三、選擇題

1、直流發(fā)電機主磁極磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動勢存在于（）中。（1）

（1）電樞繞組；（2）勵磁繞組；（3）電樞繞組和勵磁繞組

2、直流發(fā)電機電刷在幾何中線上，如果磁路不飽和，這時電械反應(yīng)是（）（3）

（1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。

3、如果并勵直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速上升20%,則空載時發(fā)電機的端電壓U。升高（）。（2）

（1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。

四、簡答題

1、直流發(fā)電機的勵磁方式有哪幾種？

（他勵；自勵（包括并勵，串勵和復(fù)勵））

2、如何確定換向極的極性，換向極繞組為什么要與電樞繞組相串聯(lián)？

（使換向極產(chǎn)生的磁通與電樞反應(yīng)磁通方向相反。對于直流發(fā)電機而言，換向極性和電樞要進入的主

磁極性相同；而對于直流電動機，則換向極極性和電樞要進入的主磁極極性相反。

換向極繞組與電樞組相串聯(lián)的原因是：使隨著電樞磁場的變化，換向極磁場也隨之變化，即任何負載

情況下都能抵消電樞反應(yīng)的影響。）

3、試比較他勵和并勵直流發(fā)電機的外特性有何不同？并說明影響曲線形狀的因素。

（并勵直流發(fā)電機的外特性比他勵的軟。

他勵：影響因素有兩個

（1）隨著la增加，laRa增加，使U下降；

（2）隨著la增加，電樞反應(yīng)附加去磁作用增強，使磁通中減少，電樞電動勢Ea減少，最后使U下降。

并勵：影響因素有三個

(1)隨著la增加，laRa增加，使U下降；

(2)隨著la增加，電樞反應(yīng)附加去磁作用增強，使磁通中減少，電樞電動勢Ea減少，最后使端電壓U

下降。

(3)兩端電壓下降，磁通①下降，電樞電動勢Ea進一步減少，端電壓U進一步下降。)

4、一臺并勵直流發(fā)電機并聯(lián)于電網(wǎng)上，若原動機停止供給機械能，將發(fā)電機過渡到電動機狀態(tài)工作，此時電磁轉(zhuǎn)

矩方向是否變？旋轉(zhuǎn)方向是否改變？

(電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，電機旋轉(zhuǎn)方向不變。)

五、計算題

1、一臺并勵直流電動機，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=3.5kW,UN=220V,IN=20A,nylOOOr/min,電樞電阻Ra=lQ,AUb=lV,

勵磁回路電阻Ri=440Q,空載實驗：當U=220V,n=1000r/min時，I°=2A,試計算當電樞電流L=1OA時，電機的效率(不

計雜散損耗)。

解：勵磁電流：If=Uf=220A=0.5A

Rf440

U22202

勵磁損耗：P=R尸=,==U0w

Cufff44Q

f

空載時：

輸入功率：6=4=220x2W=440W

勵磁功率：pf=110W

電樞銅損耗：P=RI2=R(I-I)2=2.25W

Cuaaaa0f

電刷接觸損耗：P=2AC/W2=2xlxl.5W=3.0W

Cuba

附加損耗：Pad=0

貝Ij：p+P=p-p-p-p-p=324.75W

mecFe1fCuaCubad

當，=1(M時，I=Ia+If=10.5A

輸入功率：Pi=UI=220x10.5W=2310W

P=7?/2=lxl02W=100W

Cuaaa

Pf=110W

PCllb=2AUbIa=2xlxl0W=20W

輸出功率：P,=Px-^P=Px-PCua-Pf-PCuh~（Pmec+PFe）=1755.25W

效率：7；=p2x100%=75.98%

Pi

2、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下：P'=6k肌UN=230V,m=1450r/min,Ra=0.57Q（包括電刷接觸電阻），勵

磁回路總電阻Rf=177Q,額定負載時的電樞鐵損PF-=234W,機械損耗為P晦=61肌求：（1）額定負載時的電磁功率和電

磁轉(zhuǎn)矩。（2）額定負載時的效率。

解：（1）P2=PN=6kW

Uf220

=A=1.3A

Rf177

P=RI-=299W

l一PR6000

IN-u=A=26.1A

N230

Ia=IN+If=21AA

P=RI-=427.9W

Cuaaa

所以匕,“=此+0加+導(dǎo)=6726.9W

=P*6726.9

T不---1“ucN-m=44.3N-m

EMQ2^x1450

60

⑵I^=Pem+Pmec+PFe=7Q21.9W

〃=02x100%=85.45%

Pi

3、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=23RW,UN=230V,nN=1500r/min,勵磁回路電阻Rf=57.5C,電樞電阻

R,=0.1Q,不計電樞反應(yīng)磁路飽和?，F(xiàn)將這臺電機改為并勵直流電動機運行，把電樞兩端和勵磁繞組兩端都接到220V的

直流電源：運行時維持電樞電流為原額定值。求（1）轉(zhuǎn)速n；（2）電磁功率；（3）電磁轉(zhuǎn)矩。

碗「UN230...

解：If=N=A=4A

Rf57.7

=PM=23xl03

1NA=100A

4230

Ia=IN+If=W4A

P=R/2=IO8L6W

Cuaaa

（1）E（=UN+RaIa=240.4V

F

QK=y=0.1603

電動機運行：Ea=UN~RJa=209.6V

220220

。①?。①=x0.16030.1533

230e230

/_Ea=1367r/min

IL——

C..O'

(2)Pem=EaIa=21.79SkW

=P*21.798xl03

N-m=152.21N-m

⑶&

Q2^x1367/60

第二部分直流電動機的電力拖動

一、填空題：

1、他勵直流電動機的固有機械特性是指在條件下，和的關(guān)系。（U=UN,q>=<t>N,電樞

回路不串電阻；n；Tem

2、直流電動機的起動方法有—。（降壓起動、電樞回路串

電阻起動）

3、如果不串聯(lián)制動電阻，反接制動瞬間的電樞電流大約是電動狀態(tài)運行時電樞電流的倍。（2）

4、當電動機的轉(zhuǎn)速超過時，出現(xiàn)回饋制動。（理想空載轉(zhuǎn)速）

5、拖動恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)負載進行調(diào)速時，應(yīng)采調(diào)速方法，而拖動恒功率負載時應(yīng)采用調(diào)速方法。（降壓

或電樞回路串電阻；弱磁）

二、判斷題

1、直流電動機的人為特性都比固有特性軟。（）（F）

2、直流電動機串多級電阻起動。在起動過程中，每切除一級起動電阻，電樞電流都將突變。（）（T）

3、提升位能負載時的工作點在第一象限內(nèi)，而下放位能負載時的工作點在第四象限內(nèi)。（）（T）

4、他勵直流電動機的降壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，因此只能拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行。（）（F）

5、他勵直流電動機降壓或串電阻調(diào)速時，最大靜差率數(shù)值越大，調(diào)速范圍也越大。（）（T）

三、選擇題

1、電力拖動系統(tǒng)運動方程式中的GD2反映了：（2）

（1）旋轉(zhuǎn)體的重量與旋轉(zhuǎn)體直徑平方的乘積，它沒有任何物理意見；（2）系統(tǒng)機械慣性的大小，它是一個整體

物理量；（3）系統(tǒng)儲能的大小，但它不是一個整體物理量。

2、他勵直流電動機的人為特性與固有特性相比，其理想空載轉(zhuǎn)速和斜率均發(fā)生了變化，那么這條人為特性一定

是：（3）

（1）串電阻的人為特性；（2）降壓的人為特性；（3）弱磁的人為特性。

3、直流電動機采用降低電源電壓的方法起動，其目的是：（2）

（1）為了使起動過程平穩(wěn)；（2）為了減小起動電流；（3）為了減小起動轉(zhuǎn)矩。

4、當電動機的電樞回路銅損耗比電磁功率或軸機械功率都大時，這時電動機處于：（2）（1）能耗制動狀態(tài)；（2）

反接制動狀態(tài)；（3）回饋制動狀態(tài)。

5、他勵直流電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載進行串電阻調(diào)速，設(shè)調(diào)速前、后的電樞電流分別為L和L,那么：(2)

(1)Ii<I2；(2)Ii=I2；(3)II>I2O

四、簡答題：

1、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？

(電動機的機械特性與負載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點，且在交點處，滿足

dTem<d/)

dndn

2、何謂電動機的充分利用？

(所謂電動機的充分利用是指電動機無論在額定轉(zhuǎn)速下運行,還是調(diào)速過程中處于不同轉(zhuǎn)速下運行,其電樞電流都

等于額定值。)

五、計算題:

一臺他勵直流電動機數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW,UN=110V,I產(chǎn)79.84A,nN=1500r/min,電樞回路電阻&=0.1014。，求：

（1）U=UN,①=（PN條件下，電樞電流L=60A時轉(zhuǎn)速是多少？（2）U=UN條件下，主磁通減少15%,負載轉(zhuǎn)矩為TN不變

時，電動機電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？（3）U=UN,①=＜：＞'條件下，負載轉(zhuǎn)矩為0.8TN,轉(zhuǎn)速為（-800）r/min,電樞回路

應(yīng)串入多大電阻？

解：⑴C①=UN-RJN=0068

n

N

Q①N

（2）7；不變時，不變，即=①4

①N卜=93.93A

①N0.85①

（3）不計空載轉(zhuǎn)矩時，Tem=TL,故:

T=0.87=0.8x0.955%=38.2M/n

UR+R

rL——N—aB

C①cm

TN

解得：RB=2.69Q

第三部分變壓器

-、填空題：

1、一臺接到電源頻率固定的變壓器，在忽略漏阻抗壓降條件下，其主磁通的大小決定于的大小，而與磁

路的_______基本無關(guān)，其主磁通與勵磁電流成關(guān)系。（外加電壓；材質(zhì)和幾何尺寸；非線性）

2、變壓器鐵心導(dǎo)磁性能越好，其勵磁電抗越,勵磁電流越0（越大；越?。?/p>

3、變壓器帶負載運行時，若負載增大，其鐵損耗將,銅損耗將L忽略漏阻抗壓降的影響）。（不

變；增加）

4、當變壓器負載（（p2＞（）。）一定，電源電壓下降，則空載電流I。,鐵損耗PF,o（減??；減

?。?/p>

5、一臺2kV-A,400/100V的單相變壓器，低壓側(cè)加100V,高壓側(cè)開路測得Io=2A；Po=2OW；當高壓側(cè)加400V,

低壓側(cè)開路，測得1。=A,Po=W?（0.5；20）

6、變壓器短路阻抗越大，其電壓變化率就,短路電流就o（大；?。?/p>

7、變壓器等效電路中的X”是對應(yīng)于電抗，。是表示電阻。（主磁通的；鐵心損耗的等效）

8、兩臺變壓器并聯(lián)運行，第一臺先達滿載，說明第一臺變壓器短路阻抗標么值比第二臺。（〃、）

9、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別不僅與繞組的和有關(guān)，而且還與三相繞組的有關(guān)。（繞向；

首末端標記；聯(lián)結(jié)方式）

10、變壓器空載運行時功率因數(shù)很低，這是由于——o（空載時建立主、漏磁

場所需無功遠大于供給鐵損耗和空載時銅損耗所需的有功功率）

二、判斷題

1、一臺變壓器原邊電壓口不變，副邊接電阻性負載或接電感性負載，如負載電流相等，則兩種情況下，副邊電壓

也相等（）。（F）

2、變壓器在原邊外加額定電壓不變的條件下，副邊電流大，導(dǎo)致原邊電流也大，因此變壓器的主要磁通也大（）。

（F）

3、變壓器的漏抗是個常數(shù)，而其勵磁電抗卻隨磁路的飽和而減少（）。（T）

4、自耦變壓器由于存在傳導(dǎo)功率，因此其設(shè)計容量小于銘牌的額定容量（）。（T）

5、使用電壓互感器時其二次側(cè)不允許短路，而使用電流互感器時二次側(cè)則不允許開路（）。（T）

三、單項選擇題

1、變壓器空載電流小的原因是：③

①一次繞組匝數(shù)多，電阻很大；②一次繞組的漏抗很大；③變壓器的勵磁阻抗很大；④變壓器鐵心的電阻很大。

2、變壓器空載損耗：④

①全部為銅損耗；②全部為鐵損耗；

③主要為銅損耗；④主要為鐵損耗

3、一臺變壓器原邊接在額定電壓的電源上，當副邊帶純電組負載時，則從原邊輸入的功率：③

①只包含有功功率；②只包含無功功率；

③既有有功功率，又有無功功率；④為零。

4、變壓器中，不考慮漏阻抗壓降和飽和的影響，若原邊電壓不變，鐵心不變，而將匝數(shù)增加，則勵磁電流：②

①增加；②減少；③不變；④基本不變。

5、一臺變壓器在（）時效率最高。③

①B=1；②P°/Ps=常數(shù)；③Pcu=PFe；@S=SS

四、簡答題

1、為什么變壓器的空載損耗可近似看成鐵損耗，而短路損耗可近似看成為銅損耗？

（變壓器鐵損耗的大小決定于鐵心中磁通密度的大小，銅損耗的大小決定決定于繞組中電流的大小。

變壓器空載和短路時，輸出功率都為零。輸入功率全部變?yōu)樽儔浩鞯膿p耗。即銅損耗與鐵損耗之和。

空載時，電源電壓為額定值，鐵心中磁通密度達到正常運行的數(shù)值，鐵損耗也為正常運行時的數(shù)值。而

此時二次繞組中的電流為零，沒有銅損耗，一次繞組中電流僅為勵磁電流，遠小于正常運行的數(shù)值，它

產(chǎn)生的銅損耗相對于這時的鐵損耗可以忽略不計，因而空載損耗可近似看成為鐵損耗。短路試驗時，輸

入功率為短路損耗。此時一次、二次繞組電流均為額定值，銅損耗也達到正常運行時的數(shù)值，而電壓大

大低于額定電壓，鐵心中磁通密度也大大低于正常運行時的數(shù)值，此時鐵損耗與銅損耗相比可忽略不計。因

此短路損耗可近似看成銅損耗。）

2、電源頻率降低，其他各量不變，試分析變壓器鐵心飽和程度、勵磁電流、勵磁電抗、漏抗的變化情況。

（據(jù)。產(chǎn)4.44力V1①,，可知，當了降低時，

①,”（5“）增加，鐵心飽和程度增加，勵磁電流

VIW1

增加，勵磁電抗減小。）I.I.

3、變壓器的原、副邊額定電壓都是如何定義的？

（原邊額定電壓是指規(guī)定加在一次側(cè)的電壓。副邊額定電壓是指當一次側(cè)加上額定

電壓時，二次側(cè)的開路電壓。）L

4、變壓器并聯(lián)運行的條件是什么？哪一個條件要求“IvlW1絕對嚴格？

（變壓器并聯(lián)運行的條件是：（1）各變壓器一、勺55二次側(cè)的額定電壓分別相等，即變比相同；（2）

各變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同；（3）各變壓器的短路阻J?3抗（或短路電壓）標幺值相等，且短路阻抗角

U1VIW1

a

也相等。

五、作圖題

1、畫相量圖判定組別：如右圖（a）所示

（圖略,組別Y,y4）

2、畫相量圖判定組別：如右圖（b）所示

（圖略，組別Y,dll）

六、計算題

1、三相變壓器額定容量為20kV-A,額定電壓為10/0.4kV,額定頻率為50Hz,Y,y0聯(lián)結(jié)，高壓繞組匝數(shù)為3300?

試求：（1）變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流；（2）高壓和低壓繞組的額定電壓；（3）繪出變壓器Y,y0的接線圖。

解：（1）/皿=-^^=L16A

百外

I_SN

2N-鳳2N=28.87A

_UIN

(2)UINP=5.77W

耳

U2Mp、行=0.231左V

2、一臺SN=100kV-A,U1N/U2N=6/0.4kV,Y,yO聯(lián)結(jié)的三相變壓器，I0%=6.5%,Po=6OOW,us=5%,P婕4800W,試求：

（1）近似等效電路參數(shù)標么值；（2）滿載及cos（p2=0.8（滯后）時的二次端電壓和效率；（3）產(chǎn)生最大效率時的負

載電流及cos（p2=0.8（cp2>0°）時的最大效率。

解：（1）由空載試驗數(shù)據(jù)求勵磁參數(shù)

*=15.38

Zm=不

A

P*

E*=、=1.42

m,*2

m44—R儲X*

=15.31

由短路試驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù)

Z*=U*=0.05

R*_p*=P5N=0.018

SSN---

S

N

X；=77S2-Rs2=0.467

(2)NU=coscp+X*sin")x100%=4.24%

s2s2

Ih=(1—AU)SN=383V

iP+mX=

°_SN)100%97.1%

13scos。+尸+麻F

N20SN

0.577

(3)/3m

【2=Pm12N=X83.3A

於U?N

2Po

〃=(1----------------)X100%=97.5%

除嚴.2P。

第四部分交流電機的繞組、電動勢和磁動勢

一、填空題：

1、一個三相對稱交流繞組，2P=2,通入f=50Hz的三相對稱交流電流，其合成磁通勢為磁通勢。（圓形旋

轉(zhuǎn)）

2、采用繞組和繞組可以有效地削弱諧波分量，同時使基波分量_______（增加、減?。?。（疊;波;

增加）

3、一個脈振磁通勢可以分解為兩個和相同，而相反的旋轉(zhuǎn)磁通勢。（幅值;轉(zhuǎn)速;轉(zhuǎn)向）

4、三相對稱繞組的構(gòu)成原則是;__。（各相繞組的結(jié)構(gòu)相同；阻

抗相等;空間位置對稱（互差120度電角度））

二、是非題

1、兩相對稱繞組，通入兩相對稱交流電流，其合成磁通勢為旋轉(zhuǎn)磁通勢。（）（T）

2、改變電流相序，可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。（）（T）

第五部分異步電動機

一、填空題:

1、當s在范圍內(nèi)，三相異步電機運行于電動機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為；在范圍內(nèi)運

行于發(fā)電機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為=（0-1；反電動勢；一8?0；制動轉(zhuǎn)矩）

2、三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同可分為異步電動機）

―和—兩類。（籠型異步電動機和繞線型

3、一臺6極三相異步電動機接于50Hz的三相對稱電源；其s=0.05,則此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為r/min,定子旋轉(zhuǎn)磁

勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為r/min?（950；50；0）

4、三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是由和共同作用產(chǎn)生的。（主磁通；轉(zhuǎn)子電流的有功分量）

5、一臺三相異步電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負載運行，若電源電壓下降，則電動機的轉(zhuǎn)速,定子電流,最大

轉(zhuǎn)矩，臨界轉(zhuǎn)差率=（減小；增大；減小；不變）

6、三相異步電動機電源電壓一定，當負載轉(zhuǎn)矩增加，則轉(zhuǎn)速,定子電流0（減小；增加）

7、三相異步電動機等效電路中的附加電阻是模擬的等值電阻。（總機械功率）

8、三相異步電動機在額定負載運行時，其轉(zhuǎn)差率s一般在范圍內(nèi)。（0.01?0.06）

9、對于繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，如果電源電壓一定，轉(zhuǎn)子回路電阻適當增大，則起動轉(zhuǎn)矩,最大轉(zhuǎn)矩

o（增大；不變）

二、判斷題

1、不管異步電機轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)還是靜止，定、轉(zhuǎn)子磁通勢都是相對靜止的（）。（T）

2、三相異步電動機轉(zhuǎn)子不動時，經(jīng)由空氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子側(cè)的電磁功率全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子銅損耗（）。（T）

3、三相異步電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩T.的大小與轉(zhuǎn)子電阻n阻值無關(guān)（）。（T）

4、通常三相籠型異步電動機定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)不相等，而三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的定、轉(zhuǎn)子相數(shù)則相

等。（）（T）

5、三相異步電機當轉(zhuǎn)子不動時，轉(zhuǎn)子繞組電流的頻率與定子電流的頻率相同（）。（T）

三、選擇題

1、三相異步電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負載運行，如果電源電壓下降，當電動機穩(wěn)定運行后，此時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩：①

①下降；②增大；③不變；④不定。

2、三相異步電動機的空載電流比同容量變壓器大的原因：③

①異步電動機是旋轉(zhuǎn)的；②異步電動機的損耗大；③異步電動機有氣隙；④異步電動機有漏抗。

3、三相異步電動機空載時，氣隙磁通的大小主要取決于：①

①電源電壓；②氣隙大??；③定、轉(zhuǎn)子鐵心材質(zhì)；④定子繞組的漏阻抗。

4、三相異步電動機能畫出像變壓器那樣的等效電路是由于：②

①它們的定子或原邊電流都滯后于電源電壓；②氣隙磁場在定、轉(zhuǎn)子或主磁通在原、副邊都感應(yīng)電動勢；③它們

都有主磁通和漏磁通；④它們都由電網(wǎng)取得勵磁電流。

5、三相異步電動機在運行中，把定子兩相反接，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會：②

①升高；②下降一直到停轉(zhuǎn)；③②下降至零后再反向旋轉(zhuǎn)；④下降到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。

四、簡答題

1、三相異步電動機空載運行時，電動機的功率因數(shù)為什么很低？

???????

（空載時，而/。=/?！?/?！?，其中，/?！橛泄Ψ至侩娏鳎脕砉┙o空載損耗；/。，?為無功分量電流，用

??

來建立磁場。由于/?！?lt;</。:，所以空載電流基本上是一無功性質(zhì)的電流，因而電動機的功率因數(shù)很低。）

’一"...................的物理意義是什么？能否用電抗或電容代替這個附加電阻？為什

么？

（異步電動機等效電路中的附加電阻代表總機械功率的一個虛擬電阻，用轉(zhuǎn)子電流在該電阻所消耗的功率

l~SRI2

s22來代替總機械功率（包括軸上輸出的機械功率和機械損耗、附加損耗等）。因輸出的機械功率和機械損耗等

均屬有功性質(zhì)。因此，從電路角度來模擬的話，只能用有功元件電阻，而不能用無功元件電抗或電容代替這個附加電

阻）

3、異步電動機中的空氣隙為什么做得很??？

（異步電動機氣隙小的目的是為了減小其勵磁電流（空載電流），從而提高電動機功率因數(shù)。因異步電動機的勵

磁電流是由電網(wǎng)供給的，故氣隙越小，電網(wǎng)供給的勵磁電流就小。而勵磁電流有屬于感性無功性質(zhì)，故減小勵

磁電流，相應(yīng)就能提高電機的功率因數(shù)。）

五、計算題

1、已知一臺三相四極異步電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=10kW,UN=380V,IN=11.6A,定子為Y聯(lián)結(jié)，額定運行時，定子

銅損耗Pw=560W,轉(zhuǎn)子銅損耗Pg=310W,機械損耗P““=70W,附加損耗Pad=200W,試計算該電動機在額定負載時的：（1）

額定轉(zhuǎn)速；（2）空載轉(zhuǎn)矩；（3）轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩；（4）電磁轉(zhuǎn)矩。

解：（1）Pem=P2+Pmec+Pad+PCu2=10.58W

SN~PCu2/Pem~0.0293

nN=(l-sN)n1=1456r/min

T_Pmec+Pad

(2)=UJN-m

o

Q

(3)4=巳=65.59N?機

（4）Tem=T2^-TQ=67.36N-m

2、已知一臺三相異步電動機，額定頻率為150k肌額定電壓為380V,額定轉(zhuǎn)速為1460r/min,過載倍數(shù)為2.4,

試求：（1）轉(zhuǎn)矩的實用表達式；（2）問電動機能否帶動額定負載起動。

TN=9550以=98L2N?機

解：（1）nN

Tm=“TN=2355N?m

根據(jù)額定轉(zhuǎn)速為1460r/min,可判斷出同步轉(zhuǎn)速=1500r/min,則額定轉(zhuǎn)差率為

?_%一如

$—“=0.027

s=5(2+也2一I)=O.I24

mNmm

轉(zhuǎn)子不串電阻的實用表達式為：

丁2T4710

_s_______________

——_|_r—/2z_s+0.124

sms0.124s

(2)電機開始起動時，s=LT=Ts,代入實用表達式得:

丁4710

Ts==5/5N-m

~0.124

------+------

0.1241

因為5〈刀v,故電動機不能拖動額定負載起動。

第六部分異步電動機的電力拖動

一、填空題：

1、拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行的三相異步電動機，其轉(zhuǎn)差率S在范圍內(nèi)時，電動機都能穩(wěn)定運行。（o-S”）

2、三相異步電動機的過載能力是指。（Tm/TN）

3、星形一三角形降壓起動時，起動電流和起動轉(zhuǎn)矩各降為直接起動時的倍。（3）

4、三相異步電動機進行能耗制動時，直流勵磁電流越大，則補始制動轉(zhuǎn)距越。（大）

5、三相異步電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載進行變頻調(diào)速時，為了保證過載能力和主磁通不變，則Ui應(yīng)隨L按規(guī)

律調(diào)節(jié)。（正比）

二、判斷題

1、由公式Te^GQJ'2cos<t>2可知，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流成正比，因為直接起動時的起動電流很大，所以起動轉(zhuǎn)

矩也很大。（）（F）

2、深槽式與雙籠型三相異步電動機，起動時由于集膚效應(yīng)而增大了轉(zhuǎn)子電阻，因此具有較高的起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。

（）（T）

3、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路串入電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩，串入電阻值越大，起動轉(zhuǎn)矩也越大。（）

（F）

4、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機提升位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，當轉(zhuǎn)子回路串接適當?shù)碾娮柚禃r，重物將停在空中。（）

（T）

5、三相異步電動機的變極調(diào)速只能用在籠型轉(zhuǎn)子電動機上。（）（T）

三、選擇題

1、與固有機械特性相比，人為機械特性上的最大電磁轉(zhuǎn)矩減小，臨界轉(zhuǎn)差率沒變，則該人為機械特性是異步電動

機的：（3）

（1）定子串接電阻的人為機械特性；（2）轉(zhuǎn)子串接電阻的人為機械特性；（3）降低電壓的人為機械特性。

2、一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為PN=20kW,UN=380V,AT=l.15,L=6,定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)。當拖動額

定負載轉(zhuǎn)矩起動時，若供電變壓器允許起動電流不超過12L,最好的起動方法是：（1）

（1）直接起動；（2）Y一△降壓起動；（3）自耦變壓器降壓起動。

3、一臺三相異步電動機拖動額定轉(zhuǎn)矩負載運行時，若電源電壓下降10%,這時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩：（1）

（1）%=TN；（2）Tem=0.81TN；（3）Tem=0.9TN。

4、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機拖動起重機的主鉤，提升重物時電動機運行于正向電動狀態(tài)，若在轉(zhuǎn)子回路串接三相

對稱電阻下放重物時，電動機運行狀態(tài)是：（3）

（1）能耗制動運行；（2）反向回饋制動運行；（3）倒拉反轉(zhuǎn)運行。

5、三相異步電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載，當進行變極調(diào)速時，應(yīng)采用的聯(lián)結(jié)方式為：（1）（1）Y—YY；（2）△—YY；

（3）正串Y一反串Yo

四、簡答題

1、容量為幾個千瓦時，為什么直流電動機不能直接起動而三相籠型異步電動機卻可以直接起動？

（直流電動機的直接起動電流為【M=UN/Ra,由于4?R“，無論功率大小，4都將達到額定電流的十幾倍，

甚至幾十倍，這是電動機本身所不能允許的，所以直流電動機不能直接起動。三相異步電動機在設(shè)計時通常允許直接

起動電流為額定電流的5-7倍，加上供電變壓器容量通常都能滿足小功率三相異步電動機直接起動要求，所以幾個千瓦

的三相異步電動機可以直接起動。）

2、深槽與雙籠型異步電動機為什么起動轉(zhuǎn)矩大而效率并不低？

（深槽式與雙籠型異步電動機所以起動轉(zhuǎn)矩打，是因為起動時轉(zhuǎn)子電動勢、電流頻率較高，出現(xiàn)集膚效應(yīng)造成了轉(zhuǎn)

子電阻增大所致。正常運行時集膚效應(yīng)不顯著，轉(zhuǎn)子電阻減小為正常值。因此運行時效率仍較高。）

五、計算題

一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為R=40kW,UN=380V,nN=2930r/min,r］、=0.9,cos0x=O.85,ki=5.5,k“=L2,定子

繞組為三角形聯(lián)結(jié)，供電變壓器允許起動電流為150A,能否在下列情況下用Y一△降壓起動？

(1)負載轉(zhuǎn)矩為0.25TN;(2)負載轉(zhuǎn)矩為0.5TNo

40x103

1N=-=~&---------=73X380X0.9X0.85A=79.44A

」3UN"Ncos仰

解：額定電流

直接起動電流乙=弘=5,5X79.44A=437A

采用Y-X降壓起動時

1

I'st=1=1X437A=145.7AY150A

起動電流：33

r=1T='xkT=lxl.2T=0.4T

stRstqstNqNN

起動轉(zhuǎn)矩：

可見：（1）當〃=025小時，可以起動；（2）當時，不能起動。

第七部分同步電機

一、填空題：

1、同步發(fā)電機的短路特性為一線，這是因為在短路時電機的磁路是=（直；處于不飽和狀態(tài)）

2、同步發(fā)電機正常情況下并車采用,事故狀態(tài)下并車采用o（準同期法；自同期法）

3、同步調(diào)相機又稱為o實際上就是一臺運行的同步,通常工作于狀態(tài)。（同步補

償機；空載；電動機；過勵）

4、同步發(fā)電機帶負載時，如0°<甲<90°,則電樞反應(yīng)磁通勢Fad,可分解為F—,F,產(chǎn),其中F.

電樞反應(yīng)的性質(zhì)，心電樞反應(yīng)的性質(zhì)。（工sin〃；工cos”；為去磁性質(zhì)；為交磁性質(zhì)）

二、判斷題

1、凸極同步發(fā)電機由于其電磁功率中包括磁阻力功率，即使該電機失去勵磁，仍能穩(wěn)定運行。（）（T）

2、采用同步電動機拖動機械負載，可以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，為吸收容性無功功率，同步電動機通常于過勵狀態(tài)。

（）（T）

3、同步發(fā)電機采用準同期法并車，當其他條件已滿足，只有頻率不同時，調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，使其頻率與電網(wǎng)頻

率相等時，合上并聯(lián)開關(guān)，即可并車成功。（）（F）

三、選擇題

1、同步發(fā)電機帶容性負載時，其調(diào)整特性是一條=（3）

（1）上升的曲線；（2）水平直線；（3）下降的曲線

2、同步發(fā)電機的V型曲線在其欠勵時有一不穩(wěn)定區(qū)域，而對同步電動機的V形曲線，這一不穩(wěn)定區(qū)應(yīng)該在

區(qū)域。（3）

（1）l!>If0；（2）Ii=If0；（3）L<Ifo

3、工作于過勵狀態(tài)的同步調(diào)相機，其電樞反應(yīng)主要是o（2）

（1）交軸電樞反應(yīng)；（2）去磁的直軸電樞反應(yīng)；（3）增磁的直軸電樞反應(yīng)

四、簡答題

試簡述功率角的雙重物理意義？

（時間相角差：即空載電動勢瓦和電壓U間的夾角;

空間相角差：即為勵磁磁動勢可與定子等效合成磁動勢工之間的夾角。當忽略定子漏阻抗壓降時，F(xiàn)u=Fs,

即等于氣隙合成磁動勢。）

五、計算題

1、一臺隱極三相同步發(fā)電機，定子繞組為Y聯(lián)結(jié)，UN=400V,IN=37.5A,cos①N=0.85（滯后），xt=2.38Q（不飽

和值），不計電阻，當發(fā)電機運行在額定情況下時，試求：（1）不飽和的勵磁電動勢反；（2）功率角5N；（3）電

磁功率P”；（4）過載能力入。_

解：UNP=UN/=400/3V=231V

Eop=1/^=jxt'=231Z0°+j2.38x37.5Z-31.79°=278+775.86=288.2Z15.26°V(1)

」NP

Eo=43E0P=3x288.2V=499.IV

(2)8N=15.26°