2024年機(jī)械電工高級工理論知識卷及答案

2024年機(jī)械電工高級工理論知識合并卷及答案

一、解釋題（每題5分，共295分）

1.＞負(fù)荷率：在一定時(shí)間內(nèi)，用電負(fù)載的平均負(fù)荷與在這段時(shí)間內(nèi)的

最大負(fù)荷之比值。

2.＞調(diào)速性質(zhì)：指轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。它是選擇拖動(dòng)和控制方

案以及確定電機(jī)容量的前提。

3.＞恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速：指一個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)在它所規(guī)定的速度變化范圍內(nèi)，電

動(dòng)機(jī)的輸出矩為恒值。而對負(fù)載來說,則是指在某一定速度變化范圍

內(nèi)負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變。

4.＞平均負(fù)荷：在一定時(shí)間內(nèi)用電負(fù)載的平均消耗功率，即用電負(fù)載

在一定時(shí)間內(nèi)的用電量除以這段時(shí)間的小時(shí)數(shù)所得的功率數(shù)。

5.＞控制電機(jī)：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，作為測量元件、比較元件（檢測）、

放大元件、執(zhí)行元件或計(jì)算元件用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

6.＞自動(dòng)控制系統(tǒng)的靜特性：指給定量Ugd不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩（或

電柜電流I）與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。

7.＞同步調(diào)相機(jī)：運(yùn)行時(shí)不帶機(jī)械負(fù)載，只從電網(wǎng)中吸收電感性或電

容性無功功率的同步電動(dòng)機(jī)叫同步調(diào)相機(jī)。

8.＞同步發(fā)電機(jī)的外特性：當(dāng)保持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變,勵(lì)磁電流和負(fù)

載功率因數(shù)也不變時(shí)，改變負(fù)載電流的大小,發(fā)電機(jī)端電壓隨負(fù)載電

流變化的曲線。

9.＞換路定理：電路在換路后一瞬間，電容的端電壓和電感中的電流,

都保持換路前一瞬間的數(shù)值,稱為換路定理。

10.＞過渡過程：電路以一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變換到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),往往不

能躍變,而是需要一定的時(shí)間和經(jīng)歷一定的過程。這個(gè)過程就稱為過

渡過程。

11.＞微處理機(jī)：就是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的中央處理機(jī)，即CPU。由于半導(dǎo)體集

成技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算器和控制器可集成在一小塊芯片上成為一個(gè)獨(dú)立

器件,將其稱為微處理器或微處理機(jī)。

12.＞半加器：兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)A、B相加時(shí)，如果不考慮低位來的進(jìn)位，

只是本位al、bl相加,則稱為半加。實(shí)現(xiàn)半加操作的電路稱為半加

器。

13.＞全加器：兩個(gè)二進(jìn)數(shù)A、B相加時(shí)，本位al、bl和低位來的進(jìn)位

C1-1三者相加叫全加。實(shí)現(xiàn)全加操作的電路稱為全加器。

14.＞譯碼器：用代碼的特定含意翻譯出來的過程叫做譯碼,也就是編

碼的逆過程。實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路叫譯碼器。

15.＞編碼器：用代碼表示特定信號的過程,或者賦予代碼特定含意的

過程叫做編碼。實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路叫編碼器。

16.＞微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：以微計(jì)算機(jī)為中心配上外圍設(shè)備、電源和軟件等,

能獨(dú)立工作的完整計(jì)算機(jī),叫做微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

17.＞計(jì)算機(jī)的字長：計(jì)算機(jī)的信息都以二進(jìn)制的代碼表示,二進(jìn)制代

碼的位數(shù)稱為計(jì)算機(jī)的字長。

18.＞計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)：編制計(jì)算機(jī)程序的整個(gè)過程稱為計(jì)算機(jī)的程

序設(shè)計(jì)。

19.〉計(jì)算機(jī)指令：以計(jì)算機(jī)所能識別的代碼表示的工作步驟稱為計(jì)

算機(jī)的指令。

20.＞匯編語言：用一些簡單而又形象的符號來表示操作碼和地址碼，

這些符號稱為“符號語言”,也稱“匯編語言”。

21.＞機(jī)器語言：用一組二進(jìn)制代碼表示讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行指定的某種操

作稱為機(jī)器指令，計(jì)算機(jī)的全部指令集合稱為系統(tǒng)或機(jī)器語言。

22.＞寄存器：在數(shù)控裝置中進(jìn)行數(shù)碼運(yùn)算,就須將參加運(yùn)算的數(shù)碼和

運(yùn)算結(jié)果暫時(shí)存放起來，以備隨時(shí)參加機(jī)器的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，

這種存放數(shù)碼的部件，叫寄存器。

23.＞工業(yè)電視：由視頻電纜直接傳輸圖象信號的電視。工業(yè)電視亦稱

電纜電視或閉路電視。

24.＞集成電路：將構(gòu)成一電路的電阻、電容、半導(dǎo)體管等元件和電路

連接線等集結(jié)到一塊固體上,組成一個(gè)不可分割的整體,而外觀上已

分不出各種元件和電路的界限，這樣的微型結(jié)構(gòu)就是通常所說的集成

電路。

25.”或非”門電路：在數(shù)字電路中，用來完成先“或”后“非”的邏輯運(yùn)

算的電路叫“或非”門電路。

26.”與非”門電路：在數(shù)字電路中，用來完成先“與”“后”非〃邏輯運(yùn)算

的電路叫做“與非”門電路。

27.＞反向擊穿電壓：二極管反向電壓逐漸增大，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，

反向電流突然增大,二極管失去了單向?qū)щ娦?稱為擊穿。擊穿時(shí)加在

二極管上的反向電壓叫反向擊穿電壓。

28.＞反向飽和電流：晶體二極管所加反向電壓在一定范圍內(nèi)時(shí),反向

電流基本上維持一定大小不變,與反向電壓數(shù)值沒有關(guān)系,此時(shí)的反

向電流叫做反向飽和電流。

29.＞絕緣配合：指合理地考慮電氣設(shè)備的絕緣水平問題,具體說,變

電所中的絕緣配合,就是指保護(hù)變電所的閥型避雷器的伏安特性與被

保護(hù)設(shè)備絕緣的伏安特性的配合。

30.＞變壓器的連接組別：變壓器的連接組別是指變壓器初、次級線圈

按一定接線方式連接時(shí),初級線電壓和次級線電壓之間的相位關(guān)系。

31.＞測速發(fā)電機(jī)：一種測量轉(zhuǎn)速的信號裝置。它可以把機(jī)械轉(zhuǎn)速換成

電氣信號,其輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。

32.＞計(jì)算機(jī)的程序：為完成某一工作任務(wù)而為計(jì)算機(jī)編制的整套指

令稱為計(jì)算機(jī)的程序。

33.＞編碼：用代碼表示特定信號的過程,或者賦予代碼特定含意的過

程叫做編碼。

34.＞譯碼：把代碼的特定含意翻譯出來的過程叫做譯碼,也就是編碼

的逆過程。

35.＞直擊雷過電壓：當(dāng)雷電直接擊中輸電線路的導(dǎo)線、桿頂時(shí)，雷電

流通過被擊物體,在被擊物體的阻抗和接地電阻產(chǎn)生電壓降，使被擊

點(diǎn)出現(xiàn)很高的電位,稱為直擊雷過電壓。

36.＞合成節(jié)距：直流電機(jī)電樞繞組中，相鄰連接的兩個(gè)繞組元件對應(yīng)

邊之間的距離。

37.＞可控硅關(guān)斷時(shí)間角：晶闡管恢復(fù)正向阻斷能力需要的關(guān)斷時(shí)間

所對應(yīng)的電角度。

38.＞互感器電壓誤差：指電壓互感器的副繞組電壓實(shí)測值U2與額定

變比Ke的乘積KeU2與原繞組電壓實(shí)測值U1之差對U1的百分比，即：△

U%=(KeU2-Ui)X1OO%/U1

39.＞互感器電動(dòng)力穩(wěn)定：指電流互感器所能承受因短路電流引起的

電動(dòng)力作用而不致?lián)p壞的能力,通常用電動(dòng)力穩(wěn)定倍數(shù)表示,其值等

于最大電流瞬時(shí)值與該互感器額定電流幅值之比。

40.＞線路電壓損失：輸電線路導(dǎo)線存在阻抗，當(dāng)線路通過電流時(shí)在導(dǎo)

線全長產(chǎn)生電壓降。線路末端的電壓與線路始端的電壓代數(shù)差值稱為

線路的電壓損失。

41.＞電氣主接線：是指變、配電所匯集和分配電能的電路，它由斷路

器、隔離開關(guān)、變壓器、電抗器、互感器、電容器等電氣設(shè)備和連接

母線組成。

42.＞過電流方向保護(hù)：是在電流保護(hù)的基礎(chǔ)上加裝方向元件而構(gòu)成

的保護(hù)裝置,用來保護(hù)雙側(cè)電源電網(wǎng)或環(huán)形電網(wǎng)的相間短路和單相接

地短路。

43.＞零序電流保護(hù)：利用電網(wǎng)接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流,使電流保護(hù)動(dòng)

作的裝置，叫做零序電流保護(hù)。

44.＞振蕩器：不用加外信號,就能夠產(chǎn)生交流輸出信號的電子儀器叫

做振蕩器。

45.＞直流放大電路：能對隨時(shí)間緩慢變化的直流信號起放大作用的

電路叫直流放大電路。

46.＞交流放大器：能對交流信號進(jìn)行放大的電路稱為交流放大電路。

47.”或“門電路：是一種具有多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的邏輯電路。

只要輸入端中有一個(gè)是規(guī)定信號輸入,便有規(guī)定信號輸出，只有當(dāng)所

有輸入端均為非規(guī)定信號輸入時(shí)，輸出端才是非規(guī)定信號。

48.”與“門電路：具有多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的邏輯電路,只有當(dāng)

所有輸入端同時(shí)是規(guī)定的信號時(shí),才有規(guī)定信號輸出，若輸入端有一

個(gè)為非規(guī)定信號,輸出端就是非規(guī)定信號,稱為與門電路。

49.＞門電路：是一種具有一個(gè)或幾個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的開關(guān)電

路,當(dāng)輸入信號之間滿足某一特定關(guān)系，門電路才有信號輸出，否則就

沒有信號輸出，門電路能控制信號通過和不通過,好像是滿足一定條

件時(shí)才自動(dòng)打開的門，故稱門電路。

50.＞安全系數(shù)：在進(jìn)行電氣工程設(shè)計(jì)時(shí)，所選用的設(shè)備、器件、材料

等，本身極限負(fù)荷與其在運(yùn)行中承受的最大負(fù)荷之比稱為安全系數(shù)。

51.＞計(jì)算機(jī)的指令：以計(jì)算機(jī)所能識別的代碼表示的工作步驟稱為

計(jì)算機(jī)的指令。

52.＞微計(jì)算機(jī)：以微處理機(jī)為中心,配上外設(shè)接口電路和存貯器構(gòu)成

的整體,稱為微計(jì)算機(jī)。

53.＞互感器熱穩(wěn)定：指電流互感器所能承受因短路電流引起的熱力

作用而不致?lián)p壞的能力,通常用熱穩(wěn)定倍數(shù)表示,其值等于在1秒種內(nèi)

不使電流互感器的發(fā)熱超過允許限度的電流（熱穩(wěn)定電流）與互感器

額定電流之比。

54.＞同步發(fā)電機(jī)外特性：當(dāng)保持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變,勵(lì)磁電流和負(fù)載

功率因數(shù)也不變時(shí),改變負(fù)載的電流大小,發(fā)電機(jī)端電壓隨負(fù)載變化

的曲線。

55.＞濾波電路：能把脈動(dòng)直流電中的交流成分濾掉的電路稱為濾波

電路。

56.＞脈沖：是指隨時(shí)間具有突然的變化規(guī)律的信號,正弦波以外的一

些周期性電信號稱為脈沖信號。

57.＞反饋：是將放大器的輸出信號(電壓或電流)通過一定的電路(反

饋電路)送到輸入端。

58.＞阻抗匹配：使負(fù)載阻抗與放大器輸出阻抗相等，以獲得所需要的

輸出功率或放大倍數(shù),稱為阻抗匹配。

59.＞直流放大器的零點(diǎn)漂移：直流放大器即使輸入端沒有信號,輸出

端也有電壓輸出，而且這種輸出會(huì)隨著溫度的變化和時(shí)間的推移作不

規(guī)則的變化,這種現(xiàn)象稱之為直流放大器的零點(diǎn)漂移。

二、計(jì)算題(每題10分，共400分)

1.＞有一容量為50KVA的單相變壓器,其原副邊額定電壓比為

2400V/240V,今以低壓邊短路作短路試驗(yàn)時(shí),測得

Ik=20.8A,Uk=48V,Pk=617W;而以低壓邊作空載試驗(yàn)時(shí),測得

Uo=240V,Io=5.41A,Po=186W,并知滿載時(shí)功率因數(shù)為0.8(感性)。試求

該變壓器的參數(shù)和效率。

答案：解:按低壓邊作短路試驗(yàn)時(shí)所得數(shù)據(jù)求得：

Zk=Uk/Ik=48/20.8=2.31(Q)

rk=rl+r2'二Pk/Ik2=617/(20.8)2=1.43(Q)

Xk=X1+X2，_=,2.312—1.43?_=1.82(Q)

按低壓邊作空載試驗(yàn)時(shí)所得的數(shù)據(jù)求得:

Zm'^Zo=Uo/Io=240/5.41=44.4(Q)

rm5=ro=Po/Io^=186/(5.42)2=6.35(Q)

Xm'=X0542_6.352=43.9(Q)

將以上這些低壓邊數(shù)值折標(biāo)到高壓邊后得：

Zm=K2Zm，=102X44.4=4440(Q)

rm=K2rm，=102X6.35=635(Q)

Xm^Xm)=102X43.9=4390(Q)

效率：n=P2/(P2+PFe+Pr)

=X103X0.8/(50X103X0.8+617+186)=0.98=98%

(PFe=Po=186W,Pr=Pk=617W,P2=S?cos巾)

2.＞圖示為小信號放大電路。已知:Ec=-12V,三極管的B=50,直流工作

點(diǎn)Ic=lmA,Uce=6V,Cl=C2=10uF,Ce=50uF,求Rc、Re、Rb2、Rrl、

lb的數(shù)值各為多少？

答案：解案1）計(jì)算lb

lb=Ic/3=1/50=20(uA)

(2)計(jì)算Rb2(Ube^0.2?0.3楮管,0.6?0.7V硅管)

根據(jù)Ub^(5~10)Ube=l-3V,mub=2V

根據(jù)Ib2^(5~10)Ib，取Ib2=10Ib=200uA有:

Rb2=Ub/Ib2=2/(200XIO")=10(KQ)

(3)計(jì)算Re(Ie^Ic)

Re=(Ub-Ube)/Ie=(Ub一Ube)/Ic=(2-0.3)/(lX10-3)=l.7(K

Q)

(4)計(jì)算Rc

Ue=Re?Ie=Re?Ic=l.7X1XW3=l.7(V)

Rc=(Ec-Uce-U)/Ic=(12-6-1.7)/1=4.3(KQ)

(5)計(jì)算Rbl(Ibl=Ib+Ib2^Ib2)

Rbl=(Ec-Ub)/(Ibl+Ib2)(Ec-Ub)/Ib2=(12-2)/(200

X10-6)=50(KQ)

答:Rc=4.3KQ,Re=L7KQ,Rbl=50KQ,Rb2=10KQ,lb=20uAo

3.>DD2-II型儀表中有一壓力變送器,它的振蕩回路電感量為L=2微亨,

電容器C=62微微法,求這個(gè)振蕩回路的固有頻率有多少？

答案：解:振蕩回路的固有頻率：

fO=1/(2JiVZc)=l/(2JiV2X10-6x62X10-12)

=14300000(Hz)=14.3(MHz)

答:壓力變送器振蕩回路的固有頻率是14.3兆赫。

4.>有一單相半波可控硅整流電路,接交流電源U=220伏，已知其負(fù)載

電阻Rfz=10歐,控制角a=60°,這時(shí)的直流電壓Ud與交流電源電壓

之比為Ud/U=0.338,直流電流Id與交流輸入電流I之比Id/1=1.88,

求輸出直流電壓和電流、輸入交流電流值？

答案:解:輸出直流電壓為Ud=0.338U=0.338X220=74.4(V)

輸出直流電流為Id=Ud/Rfz=74.4/10=7.44(A)

輸入交流電流為I=Id/1.88=7.44/1.88=3.96(A)

答:整流電路的直流電壓為74.4伏,直流電流為7.44安,交流電流為

3,96安。

5.＞規(guī)格為200伏、5安的可控硅元件,應(yīng)采用多大電阻和電容來作為阻

容吸收保護(hù)裝置？

答案：解:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：

R=(2?4)Ufm/Ip=(2-4)X200/5

(取系數(shù)4)=4X200/5=160(0)

C=(2.5?5)X10'3ID=(2.5?5)X10-3X50

(取系數(shù)5)=5XIO—x50=0.25(uF)答:阻容吸收保護(hù)裝置

的電阻為160歐，電容為0.25微法。

6.＞有一三相半控橋式整流電路,可控元件損壞，已知該電路每相交流

電壓為220伏,輸出電流為40安,應(yīng)該選用何種規(guī)格的可控硅元件更

換？

答案：解:可控硅承受的最大正向、反向電壓為

Ufm二展u"X220=538(V)

可控硅的平均電流為：

ID=(1/3)Ifz=(1/3)X40=13.33(A)答:根據(jù)計(jì)算可選

用800伏、20安的可控硅元件更換。

7.>一臺異步電動(dòng)機(jī),額定功率Pe=40千瓦,接法:ZX/Y;電壓為

220/380伏,額定電流Ie=130/75安，Ia/Ie=7,額定轉(zhuǎn)矩Me=268牛頓?米,

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ma=191牛?米。當(dāng)電源為220伏,用Y/△換接起動(dòng),求起動(dòng)電

流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？(空載運(yùn)動(dòng))如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩Me的50%,電動(dòng)機(jī)

能否起動(dòng)？

答案：解:直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流：

IRA=7Ie-7X130=910(A)

接成星形直起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流：

lay=IaA/方二910/有525.4(A)

接成星形時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：

MaY=(1/3)Ma1(1/3)X191=64牛,米

在50%額定負(fù)載時(shí)：

MaY/0.5Me=64/(0.5X268)=64/134<1

答:Y-△換接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流525.4安,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為64牛-米,在50%

額定負(fù)載時(shí),不能起動(dòng)。

8.>一臺三相變壓器,額定容量為100千伏安,副繞組額定線電壓400伏

向三角形接線的負(fù)載供電。負(fù)載每相等效電阻為3歐,等效電抗為2歐，

此變壓器能否擔(dān)負(fù)上述負(fù)載？

答案：解:負(fù)載每相阻抗為：

2=1R-+X工=^32+22=3.6(0)

每相的電流為：I4)=U<i)/Z=400/3.6=111(A)

由相、線之間的關(guān)系，求出線電流：

IX=7314)=73x111=192(A)

由變壓器額定容量,求出副邊額定電流：

Ie=S/V3Ue=100000/(^3x400)=144(A)答：因?yàn)镮入>Ie,所以

該變壓器超載，即不能擔(dān)負(fù)上述負(fù)載。

9.>圖示是一臺單相電容式電動(dòng)機(jī)的線路圖，電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)繞組,一個(gè)

是主繞組,另一個(gè)是起動(dòng)繞組,它們的阻抗為Z1=Z2=(2120+j2120)歐,

在起動(dòng)繞組中串入電容器容抗為Xc=j4242歐,求兩個(gè)繞組中的電流

11、12和總電流I,并畫出相量圖。

答案：解:設(shè)U(相)=220/0。則

Il(ffl)=U(ffl)/Zi=220/(2120+j2120)=0.0734e-J45°(A)

12(相)=U(相)/(Z2-jXc)=220/(2120+j2120-j4240)

=0.0734eJ45°(A)

總電流為：

1(相)=11(相)+12(相)=0.073e~J45°+0.0734ej45°=o.1(A)

相量圖如圖所示。答:總電流為0.1安。

i2

u

10.＞交流電焊機(jī)的結(jié)構(gòu)圖和電焊機(jī)工作時(shí)的等效電路如圖所示,設(shè)焊

接變壓器的輸出電壓U=70伏(有效值)，串聯(lián)電感線圈的感抗XL=0.21

歐,線圈電阻可忽略不計(jì)。電弧的等效電阻為R,求當(dāng)工作電流1=300

安時(shí),在電弧上的電壓降UR,并畫出電路中的電流電壓的相量圖。

⑻結(jié)構(gòu)原理(b)等效電路

答案：解:這是電感和電阻串聯(lián)電路

電感線圈上的電壓降

UL=I-XL=300X0.21=63(V)

因U=UL2+UR2則電弧壓降：

222

Ur=^U-UlV70-63=30.5(V)

電壓、電流相量圖如圖所示。答:

電弧壓降為30.5伏。

UL

u

Uai

11.＞有一架空線路,其檔距S=150米,導(dǎo)線的綜合荷載W=30牛頓/米,導(dǎo)

線的拉斷力是50000牛頓,安全系數(shù)取2.5,其弧垂及導(dǎo)線的長度應(yīng)為

多少？

答案：解:導(dǎo)線的允許拉力為T=50000/2.5=20000(N)

導(dǎo)線的弧垂為D=WS2/8T=30X1502/(8X20000)=4.2(m)

導(dǎo)線的長度為L=S+8D2/3S=150+8X4.22/(3X150)=150.3(m)

答:架空線路弧垂是4.2米,導(dǎo)線長150.3米。

12.＞某變電所的接地網(wǎng)，接地體全長L=1500米，已知流經(jīng)接地裝置的

最大單相短路電流1=1200安,變電所內(nèi)平均土壤電阻率為P=300歐米,

流入接地裝置的電流不均勻修正系數(shù)Ki=l.25,系數(shù)Km=l和Ks=0.2,求

接地網(wǎng)的最大接觸電壓和跨步電壓？

答案：解:最大接觸電壓

Ui=KmKi?PI/L=1X1,25X300X1200/1500=300(V)

最大跨步電壓

UK=KsKi?PI/L=0.2X1.25X300X1200/1500=60(V)

答:變壓電所接地網(wǎng)的最大接觸電壓為300伏,最大跨步電壓為60伏。

13.＞如圖電橋電路中,已知Rl=10歐,R2=30歐,R3=60歐,R4=4歐,R5=22

歐,E=2.2伏,求電橋的總電流I?

答案：解:將Rl、R2、R3組成三角形，用R12、R13、R23

組成的星形等效代替，如圖所示。

R12=R1R2/(R1+R2+R3)=1。X30/(10+30+60)=3(。)

R23=R2R3/(R1+R2+R3)=30X60/(10+30+60)=18(Q)

R13=R1R3/(R1+R2+R3)=10X60/(10+30+60)=6(Q)

R13與R4串聯(lián)，則R13-4=R13+R4=6+4=10(Q)

R23與R6串聯(lián),則R23_5=R23+R5=18+22=40(Q)

R13-4與R23-5并聯(lián),則

ROB=R13-4?R23-5/(R13-4+R23-5)=10X40/(10+40)=8(Q)

總等效電阻R=R12+ROB=3+8=H(Q)

電橋總電流>E/R=2.2/11=0.2(A)

答：電橋的總電流為0.2安。

R13R4

R12

Ai—EZFB

R21R5

D

E

14.＞有一臺三相電動(dòng)機(jī),繞組連成三角形,接于線電壓3=380伏電源

上,從電源所取用的功率P=8.2千瓦,功率因數(shù)cos6=0.83,求電動(dòng)機(jī)

的相電流和線電流。如果將此電動(dòng)機(jī)改接為星形,仍接在380伏電源上,

它的相電流線電流和功率將如何改變？(設(shè)cos小不變)

答案：解:根據(jù)公式P=6UiIicos小得

Il=P/V3U!C0Se=8200/(6X380X0.83)=15(A)

根據(jù)三角形對稱負(fù)載線,相電流之間的關(guān)系,求出相電流

16=11/8=15/百=8.66(A)

答:如電動(dòng)機(jī)接成星形,仍接至在線電壓為380伏的電源上,則各相電

壓減小到石倍,各相電流也相應(yīng)關(guān)減小到6倍,11=1e=5安,P=2.74

千瓦,功率也將減小到原來的三分之一。

15.＞一臺異步電動(dòng)機(jī)的額定功率Pe=7.5千瓦,額定轉(zhuǎn)速嶼=2890轉(zhuǎn)/分,

最大轉(zhuǎn)矩Mm=50.96牛頓-米,求電動(dòng)機(jī)的過載能力是多少？

答案：解：電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩為Me=9555Pe/ne=9555X

7.5/2890=24.8(N?m)

電動(dòng)機(jī)的過載能力是Mm/Me=50.96/24.80=2.05

答：電動(dòng)機(jī)的過載能力是2.05o

16.>異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1420轉(zhuǎn)/分，電源頻率為50赫,求電動(dòng)機(jī)

的同步轉(zhuǎn)速,磁極對數(shù)P,額定轉(zhuǎn)差率及轉(zhuǎn)子的電流頻率？

答案：解：同步轉(zhuǎn)速為no=60f/P=60X50/P

當(dāng)P=1時(shí)，no=3000轉(zhuǎn)/分，當(dāng)P=2時(shí),n()=1500轉(zhuǎn)/分。

已知額定轉(zhuǎn)速略縮小于同步轉(zhuǎn)速，

因此得出：n()=1500轉(zhuǎn)/分,P=2

額定轉(zhuǎn)差率為Se%=(no-ne)X100%/nQ=(1500-1420)X

100%/1500=5.33%

轉(zhuǎn)子電流頻率為f2=(no-1420)X2/60=2.67Hz

答:異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分,P=2;額定轉(zhuǎn)差率為5.33%,轉(zhuǎn)子

電流頻率為2.67赫。

17.>10/0.4千伏,Se=320千伏安的變壓器，已知月有功電量15萬KWh,

無功電量12萬KWh,變壓器空載損耗APO=1.5萬千瓦,短路損耗APO

=6.2千瓦,空載電流Io%=5.5,短路電壓Uo%=4.4,求,一個(gè)月(30天)

的有功和無功損失電量？

答案：解:一個(gè)月平均有功功負(fù)苛為P=15X104/(30X24)=208(KW)

一個(gè)月平均無功功負(fù)苛為Q=12X104/(30X24)=167(KVar)

則變壓器的負(fù)載為5=正+0=_A/2082+1672=267(KVar)

月有功損失電量為△Ap=[Z\Po+1.05AP0(S/Se)2]?T

=[1.5+1.05X6.2X(267/320)2]X720=4343(KWh)

月無功損失電量為△AQ=[Z\QO+1.05AQ0(S/Se)2]?T

=[5.5X320/100+1.05X4.4X320/100X(267/320)2]X720

=20251(KWh)

答:變壓器一個(gè)月有功損失電量為4343千瓦時(shí),無功損失電量為20251

千瓦時(shí)。

18.＞一條10千伏架空線路,導(dǎo)線用LJ-70,線間距1.5米,三角排列，導(dǎo)

線每公里電阻ro=0.46歐/公里，線路每公里感抗Xo=0.37歐/公里，

線路長度20公里，當(dāng)輸送P=400千瓦,Q=300千瓦時(shí),求線路有功功率損

失4P和無功功率損失△、？

答案：^：AP=(P2+Q2)RX10'3/Ue2-(4002+3002)XO.46X20X

W3/102=23(KW)

△Q=(P2+Q2)XX10-3/Ue2=(4002+3002)XO.37X20XIO-3

=18.5(KVar)

答:線路的有功功率損失為23千瓦,無功功率損失為18.5千瓦。

19.＞一臺10/04kV,SN=320kVA的變壓器，已知每月有功電能15X

104kW-h,無功電量-XlO,kvar?h,變壓器空載損耗APFe=L5kW,

短路損耗APcu=6.2kW,空載電流Ik=5.5%,短路電壓Ud=4.4%,

求一個(gè)月(30天)的有功和無功損失電量。

答案：解：一個(gè)月平均有功功率負(fù)荷為：P=15X1()4/30X24=208(kW)

一個(gè)月平均無功功率負(fù)荷為：Q=12X104/30X24=167(kW)

則變壓器的負(fù)載為：

S=護(hù)+02=72082+1672=267(kVA)

2

月有功損失電量為：AAp=[APFe+APcu(S/SN)]t=[1.5+6.2X

(267/320)2]X30X24=4188(kW?h)

月功損失電量為:

AAQ=[AQk+AQd(S/SN)2]t=[lK%SN/100+(Ud%SN/100](S/SN)2]t

=[5.5X320/100+4.4X320/100X(267/320)2]X30X24

-19730(kvar,h)

20.＞有一條lOkV三相架空電力線路，LGJ-95型導(dǎo)線排列為三角形，幾

何均距為1.5m,導(dǎo)線工作溫度為60℃,線路長度為10km,負(fù)荷集中在

末端，輸送功率為lOOOkW,負(fù)荷功率因數(shù)cosO=0.9,試求電路中的

電壓損失。

答案：解：線路的計(jì)算電流為：I=P/(UNcos4))=1000/(X10X

0.9)=64.2(A)

根據(jù)導(dǎo)線幾何均距、導(dǎo)線工作溫度查LGJ導(dǎo)線電阻和電抗值表(請參

閱有關(guān)手冊)，得R()=0.365Q/Km,X0=0.354Q/Km

由負(fù)荷功率因數(shù)cos可求出sin:

則：AU%=/10UN(R0cos+x0sin)IL-/(10X10)(0.365X0.9+0.354X

0.4359)X64.2X10=5.37%

答：該線路中的電壓損失為5.37%。

2L＞某10kV高壓架空線路，線路長10km,導(dǎo)線型號為LGJ-120,線路

的Ro=0.27Q/km,一年內(nèi)輸送有功電能1200XlO,kW?h,測得最大

負(fù)荷電流為160A,cos9=0.8,求一年內(nèi)線路電能損耗。

答案:解:線路總電阻R=POL=O.27X10=2.7(。)負(fù)荷的最大功率:

Pmax=UNlmaxcos4)=X10X160X0.8=2217(kW)

最小負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：

tmax=A/Pmax=1200X104/2217=5413(h)

由tmax和cos查最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)與最在功率損耗時(shí)間關(guān)系(請參

閱有關(guān)手冊)，得最大功率損耗時(shí)間：t=4000(h)

全年線路的電能損耗

AA=3Imax2RtX10-3-3X1602X2.7X4000X10-3=829440(kW?h)

答:一年內(nèi)線路電能損耗為829440kW?h。

22.＞由交流220V單相電源供給一組功率為500W的白熾燈，線路總長L

=50m,采用絕緣銅導(dǎo)線，其導(dǎo)電率r=54m/mn]2?Q,求導(dǎo)線的最小

截面積(設(shè)允許電壓損失為L2%)。

答案：解：根據(jù)單相220V兩線制照明線路的電壓損失計(jì)算公式：

AU%=2PLX100%/rSl；2得S=2PL/r(j2AU%=2X500X50X100/54X

2202X1.2=1.6(mm2)

答：照明線路最小導(dǎo)線截面積應(yīng)為L6mm2。

23.＞某車間配電用10kV架空線路，由變電所直接引入，全長為20km。

已知該線路導(dǎo)線參數(shù)為r0=0.46Q/km,XQ=O.37Q/km,試計(jì)算在該

線路末端發(fā)生短路故障時(shí)，其短路電流值Ik3、Ik2和Iki的大??？(假

定短路前，在故障點(diǎn)的電壓為10.5kV,其他參數(shù)忽略不計(jì))。

答案：解：依題意得：RWL=r0L=0.46X20=92(。)

XWL=X()L=0.37X20=7.4(Q)

所以

Ik2=/2lK⑶=/2X0.513=0.445(KA)

Ikl=l/2lK⑶=1/2X0.513=0.257(KA)

答：在該線路末端發(fā)生的短路電流值Ik3、Ik2、Iki分別為513A、445A

和257A。

24.＞有一長度為2km的配電線路，如圖IIIT4所示，從35kV/6.3kV

lOOOkVA三相變壓器所引出，試計(jì)算在該線路出口處A點(diǎn)及末端B點(diǎn)的

三相短路電流?設(shè)變壓器每相電抗Xc=0.5Q,配電線路電阻及電抗均

為0.4Q/km,其他參數(shù)忽略不計(jì)，并假定短路前，在A點(diǎn)及B點(diǎn)各線電

壓為6.3kVo

——

圖IE-14_2km

答案：解：一相的等值電路如圖ni-24所示。

——..------n-----VM

圖in-24

按照題意：Xc=0.5(Q),R=0.4X2=0.8(Q)

XL=0.4X2=0.8(Q)

根據(jù)戴維南定理，可得A點(diǎn)的短路電流為:

lKA=6300/0.5=7275(A)

B點(diǎn)的短路電流為：

IKB=63OO/=2383(A)

答：A點(diǎn)及B點(diǎn)的短路電流分別是7252A和2383A。

25.>有一臺三相降壓變壓器，額定容量為2000kVA,變壓比為

35kV/10kV,若該變壓器過電流保護(hù)采用兩相不完全星形接線，試選

用35kV側(cè)電流互感器變壓比，并根據(jù)所選變壓比計(jì)算35kV側(cè)過電流保

護(hù)的二次動(dòng)作電流(計(jì)算公式中：可靠系數(shù)Kk=L2,繼電器返回系數(shù)

Kf=O.85)o

答案：解：IN1=SN/UN=2000/X35=33(A)可選用電流互感器變壓比為

50/5

因?yàn)槎蝿?dòng)作電流

Idzj=(KKKzx/Kf)/(lNl/n)

式中n為互感器變壓比：KK為可靠系數(shù)，取L2；KK為接線系數(shù)，取L

Kf為返回系數(shù)，取0.85。將各數(shù)值代入上式得：

Idzj=(L2X1/0.85)/(33/50⑸=4.66(A)答：電流互感器變壓比

可選50/5,二次動(dòng)作電流為4.66(A)。

26.>有一直流他激電動(dòng)機(jī)，其數(shù)據(jù)如下：PN=13kW,IN=137A,UN

=110V,nN=680r/min,RQ=0.08Q,該電動(dòng)機(jī)用在吊車裝置上，以

n=800r/min放落重物，試求該電機(jī)處在再生發(fā)電狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩及電

樞電流？(略去摩擦轉(zhuǎn)矩)。

答案：解：由已知條件：CE<l>==UNTNRa/nN=(110T37X

0.08)/680=0.146

CMO=CEO/1.03=0.146/1.03=0.141

反電勢E=CE①！i=0.146X800=116.8(V)

故電樞電流Ia=Ij=E-UN/Ra=H6.8-110/0.08=85(A)

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩MD=9.81CM①3=9.81X0.141X85=117.6(N?m)

答：該電機(jī)處在再生發(fā)電狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩為H7.6N?m,電樞電流為85A。

27.＞有一臺Zz型并勵(lì)電動(dòng)機(jī)PN=7.5kW,UN=H0V,n=82.9%,nN

=1000r/min,RE=4L5。,電樞回路總電阻(包括電刷接觸電阻)R

=0.1504。，在額定負(fù)載時(shí)，在電樞回路內(nèi)串入電阻Rr=0.5246。，

求：

(1)電樞回路串入電阻前的電磁轉(zhuǎn)矩；

⑵電樞回路串入電阻后，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不因轉(zhuǎn)速變化而改變，則到達(dá)

穩(wěn)定狀態(tài)后的轉(zhuǎn)速為多少？

答案：解：輸入電動(dòng)機(jī)的功率為：Pl=Pn/n=7.5/82.9%=9.05(kW)

輸入電流:I=P1/UN=9.05X103/l10=82.3(A)

勵(lì)磁電流：IE=U/RE=H0/4L5=2.65(A)

電樞電流：Ia=I"E=82.3-2.65=79.65(A)

電樞回路銅耗Pcua=1a2R=79.652x0.1504=954(W)

勵(lì)磁回路銅耗PCUE=IE2RE=2.652X41.5=291(W)

電磁功率PM=P「(Pcua+PcuE)=9.05-(954+291)X10-3=7.8(kW)

電磁轉(zhuǎn)矩M=9550PM/nN=9550X7.8/1000=74.5(N?m)

串聯(lián)電阻Rr前的轉(zhuǎn)速：nN=U-IaR/Ce①

所以C2=UNTaR/nN=(110-79.65X0.1504)/1000=0.098

則串入電阻Rr后的轉(zhuǎn)速：

n=UN“a(R+Rr)/Ce①=(110-79.65X

(0.1504+0.5246))/O.O98=577(r/min)

答：電樞回路串入電阻前的電磁轉(zhuǎn)矩為74.5N?m,串入電阻后的轉(zhuǎn)速

為577r/min。

28.＞一臺并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=7.5kW,UN=200V,IN=40A,nN=

2000r/min,Ra=0.2Q,RE=50Q,求：

(1)繪出示意圖，求nN、la、MN；

⑵當(dāng)Ia=50A時(shí)，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速nl；

(3)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩肛不變；主磁通減少20%的電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速

n2;

⑷設(shè)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML不變，電樞回路串入1Q的電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)

的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n3;

⑸ML依舊不變，電壓降低50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速，n4o

答案：解：(1)依題意作示意圖如圖in-23所不。

圖III-23

H=P2/P1=PN/UNIN=7.5X103/200X40=0.938

IE=UN/RE=200/50=4(A)

Ia=lN“E=40-4=36(A)

MN=9550PN/nN=9550X7.5/2000=35.8(N?m)

(2)IN=40A時(shí)，Ea=U-IaRa=200-36X0.2=192.8(V)

nN=2000r/min

當(dāng)Ia=5OA時(shí)，Eal=200-50XO.2=190(V)

因?yàn)镋a=Ce①n即Ea0cn

所以Ea/nN=Eal/nl

n1=Ea1nN/Ea=190X2000/192.8=197l(r/min)

(3)ML不變M=CM①la,①減少20%即①=0.8①N，

則:Ia2=l/0