電機拖動期末試卷

試卷序號：班級：學號：姓名：

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一、

閱卷教師得分選擇題（本大題共10小題，每題2分，共20分。）

1.磁路中磁阻的單位是____________。

A、安培（A）B、歐姆（Ω）C、安培/韋伯（A/Wb）D、伏（V）

-42

2.有一閉合鐵心磁路，鐵心的截面積A=9×10m，磁路的平均長度L=0.3m，鐵心的磁導率μ產(chǎn)生1T的磁通密度時，所需的勵磁磁動勢____________。

A、47.7B、57.7C、0D、45

3.磁化曲線分為四段，其中電機一般工作的點是____________。

A、直線段B、膝點C、曲線段D、沒有明確的定義4.在變壓器中，電流的比與線圈的匝數(shù)成____________。

A、正比B、反比C、有時候正比，有時候反比D、沒有對應關(guān)系

5.已知在直流電機繞組中，2P=6,S=K=QU=36,選用全節(jié)距繞組的形式，則第一節(jié)距為____________。A、3B、5C、6D、126.在電機雙層繞組中，單疊繞組和單波繞組的不同在于____________。

A、第一節(jié)距B、元件個數(shù)C、合成節(jié)距D、換向片數(shù)目

7.為了消除感生電動勢中的5次諧波，可采用短節(jié)距繞組的形式，其第一節(jié)距應為____________。A、τB、

131517Fe=5000μ0（μ0=4π

×10（H/m），則在鐵心中

-7

τC、τD、τ

8.有一臺50Hz、三相、四極的感應電動機，正常運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率為5%，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為（同步速度為1500r/min）____________。

A、1500r/minB、1420r/minC、75r/minD、1425r/min9.有一臺50Hz、三相感應電機，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，則磁極對數(shù)P為____________。A、2B、1C、3D、4

10.三相六極異步電動機，接到頻率為50Hz的電網(wǎng)上額定運行時，其轉(zhuǎn)差率SN=0.04，額定轉(zhuǎn)速為（）A、1000轉(zhuǎn)/分B、960轉(zhuǎn)/分C、40轉(zhuǎn)/分D、0轉(zhuǎn)/分二、

閱卷教師填空題（本大題共5小題，每題3分，共15分。）

1.在變壓器測參數(shù)時，可以使用開路試驗和短路試驗，為了試驗安全和儀器的選用方便，通常在開路試驗中把電壓加在________側(cè)。2.在三相變壓器中，為了表示高、低壓的線電壓之間的相位關(guān)系，通常采用________表示法。3.一臺三相、四級、36槽的感應電機相鄰兩槽間的電度角為___________。

4.三相感應電機轉(zhuǎn)子繞組是轉(zhuǎn)子電路的部分，它可分為繞線型和_________________。

5.感應電機中轉(zhuǎn)差率在0和1之間的運行狀態(tài)是_________________。三、

閱卷教師得分判斷題，正確的在括號中劃√，錯誤劃×。（本大題共10小題，每題1分，共10分。）1.在鐵材料中，磁通密度和磁場強度之間呈直線關(guān)系。（）

2.軟磁材料磁滯回線窄，剩磁和矯頑力都小。（）

3.在所有損耗中，如磁滯損耗、渦流損耗等都與頻率無關(guān)。（）4.變壓器的負載形式一般為容性負載。（）

5.變壓器由于原副線圈的匝數(shù)不同，因此不能等效到一個電路中進行定量計算。（）

得分

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━━━━━━━━━裝━━━━━━━訂━━━━━━━線━━━━━━━━━6.標么值是實際值與基值的比值的形式，這種方法在測量變壓器的參數(shù)時歸算到高壓側(cè)或者低壓側(cè)的值相等，計算起來非常方便。（）7.變壓器并聯(lián)運行，必須保證各個變壓器的的鏈接組號相同。（）8.在直流電機的勵磁方式中，并勵式發(fā)電機的勵磁電流由電樞供給。（）9.發(fā)電機和電動機是在一定條件下是可以互相轉(zhuǎn)換的。（）

10.感應電機的效率通常發(fā)生在（0.8～1.1）額定功率的范圍內(nèi)，額定效率一般為76%～94%之間，容量越大，額定效率越高。（）四、

閱卷教師得分簡答題（本大題共2小題，共9+9=18分。）1.在導出變壓器的等效電路時，為什么要進行歸算？歸算是在什么條件下進行的？

2.感應電動機等效電路中的

1ssR2代表什么？能否不用電阻而用一個電抗去代替?為什么?

"

五、

閱卷教師計算題（本大題共4小題，共7+10+10+10=37分。）

得分1.一臺四極82kW、230V、970r/min的他勵直流發(fā)電機，電樞上共有123個元件，每元件為一匝，支路數(shù)2a2。如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時每極的磁通，試計算當電機輸出額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩。

2.計算下列三相、兩極、50Hz的同步發(fā)電機定子的基波繞組因數(shù)和空載相電動勢、線電動勢。已知定子槽數(shù)Q=48，每槽內(nèi)有兩根導體，支路

數(shù)a=1，y1=20，繞組為雙層、星形聯(lián)結(jié)，基波磁通量φ1=1.11Wb。

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3.有一臺1000kVA，10kV/6.3kV的單相變壓器，額定電壓下的空載損耗為4900W，空載電流為0.05（標幺值），額定電流下75c時的短路損

耗為14000W，短路電壓為5.2%（百分值）。設(shè)歸算后一次和二次繞組的電阻相等，漏抗亦相等，試計算：（1）歸算到一次側(cè)時T型等效電路的參數(shù)；（2）用標幺值表示時近似等效電路的參數(shù)；（3）負載功率因數(shù)為0.8（滯后）時，變壓器的額定電壓調(diào)整率和額定效率；（4）變壓器的最大效率，發(fā)生最大效率時負載的大�。╟os20.8）。

4.一臺三相異步電動機，額定頻率為50Hz，額定轉(zhuǎn)速是576轉(zhuǎn)/分。試求：（1）極數(shù)；（2）磁場的同步轉(zhuǎn)速n1；（3）額定轉(zhuǎn)差率SN；（4）轉(zhuǎn)子電流頻率f2。

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《電機與電力拖動基礎(chǔ)》試卷一答案

一、填空題（每空1分，共20分）

1、他勵直流電動機的機械特性是指在電動機處于穩(wěn)態(tài)運行的條件，轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。2、直流電動機的起動方法有：電樞回路串電阻和降壓起動3、一臺接到電源頻率固定的變壓器，在忽略漏磁阻抗壓降的條件下，其主磁通的大小決定于輸入電壓的大小，而與磁路的基本無關(guān)，其主磁通與勵磁電流成正比關(guān)系。

4、變壓器帶負載運行時，若負載增大，其鐵損耗將不變，銅損耗增大（忽略漏磁阻抗壓降的影響）。5、當變壓器負載（φ2>0）一定，電源電壓下降，則空載電流I0減小，鐵損耗PFe減小。

6、采用短矩繞組繞組和分布繞組繞組可以有效的削弱諧波分量，同時使基波分量減�。ㄔ龃蠛蜏p小）。7、當s在0~1范圍內(nèi)，三相異步電動機運行于電動狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為驅(qū)動性質(zhì)；在小于1范圍內(nèi)運行于發(fā)電機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為制動性質(zhì)。

8、三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子不同可分為籠型和繞線兩類。二、判斷題（每題2分，共20分）1、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。（對）2、直流電動機的人為特性都比固有特性軟（錯）

3、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時，電樞電流都會突變。（對）4、一臺變壓器原邊電壓U1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。（錯）5、變壓器在原邊外加額定電壓不變的情況下，副邊電流大，導致原邊電流也大，因此變壓器的主磁通也大。（錯）6、交流發(fā)電機正常發(fā)電以后可以斷掉直流勵磁電源。（錯）

7、改變電流相序可以改變?nèi)�相旋轉(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。（對）

8、不管異步電動機轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)，還是靜止，定、轉(zhuǎn)子磁通勢都是相對靜止的（錯）

9、三相異步電動機的最大磁通勢Tm的大小與轉(zhuǎn)子電阻rm阻值無關(guān)。（對）10、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。（對）三、簡答題（每題5分，共20分）

1、簡述異步測速發(fā)電機的剩余電壓誤差產(chǎn)生原因及解決辦法？

答：由于加工、裝配過程中存在機械上的不對稱及定子磁性材料性能的不一致性，使得測速發(fā)電機轉(zhuǎn)速為零時，實際輸出電壓并不為零，此時的輸出的電壓叫剩余電壓。剩余電壓的存在引起的測量誤差稱為剩余電壓誤差。減小剩余電壓誤差的方法是選擇高質(zhì)量各方向性一致的磁性材料，在機加工和裝配過程中提高機械精度，也可以通過裝配補償繞組的方法加以補償。

2、為什么采用短矩繞組可以改變電動勢波形？圖中實線表示表示整矩繞組情況，這時五次諧波磁場在線圈兩個有效邊中感應電動勢大小相等，方向相反，沿線圈回路，

正好相加。如果把節(jié)矩縮短1/5τ，如圖中虛線所示，兩個有效邊中五次諧波電動勢大小、方向都相等，沿回路正好抵消，合成電動勢為零。3、試繪出單相變壓器“T”型等效電路圖。r1x1r2x2rmZLxm4、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？

答：必要條件：電動機的機械特性與負載特性必須有交點，即Tem=TL.

充分條件：在交點的轉(zhuǎn)速以上存在TemTL.四、計算題（第一題10分，第二、三題每題15分，共40分）

1、他勵直流電動機的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω,試問：（1）直接起動時的起動電流是額定電流的多少倍?（2）如限制起動電流為1.5IN，電樞回路應串入多大的電阻？解：（1）直接起動的電流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6AIst/IN=3283.6/207.5=15.8

（2）Ist1=1.5×IN=1.5×207.5=311.25A=UN/(Ra+Rst)由此可得：Rst=0.64Ω

2、一臺三相籠型異步電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=125KW，Nn=1460r/min,UN=380V，Y聯(lián)結(jié)，IN=230A，起動電流倍數(shù)ki=5.5，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst=1.1，過載能力λT=2.2，設(shè)供電變壓器限制該電動機的最大起動電流為900A，問：（1）該電動機可否直接起動？（2）采用電抗器降壓起動，起動電抗xst值應為多少？（3）串入（2）中的電抗器時能否半載起動？解：（1）直接起動電流為：Ist=kiIN=5.5×230A=1265A>900A所以不能采用直接起動。

（2）定子串電抗器后，起動電流限制為900A則：α=Ist/Ist=1265/900=1.4

22

短路阻抗為：Zs=√rs+xs=UN/√3×Ist=380/√3×1265=0.173Ω

所以rs=0.3Zs=0.3×0.173=0.052Ω

2222

xs=√Zs-rs=√0.173-0.0520.165Ω應串接電抗值：

22222222

xst=√αxs+(α-1)rs-xs=√1.4×0.165+(1.4-1)×0.052－0.165=0.072Ω

（3）串入xst=0.072Ω時的起動轉(zhuǎn)矩為

222

Tst=1/αTst=1/αkstTN1=1.4×1.1×TN=0.56TN因為，Tst=0.56TN>TN=0.5TN所以可以半載起動

3、一臺三相異步電動機接到50HZ的交流電源上，其額定轉(zhuǎn)速nN=1455r/min，試求：（1）該電動機的極對數(shù)p；（2）額定轉(zhuǎn)差SN；（3）額定轉(zhuǎn)速運行時，轉(zhuǎn)子電動勢的頻率。解：（1）因異步電動機額定轉(zhuǎn)差率很小，故可根據(jù)電動機的額定轉(zhuǎn)速nN=1455r/min,直接判斷出最接近nN的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,于是p=60f/n1=(60×50)/1500=2

或p=60f/n1≈60f/n=(60×50)/1455=2.06取p=2

（2）sN=(n1－n)/n1=(1500－1455)/1500=0.03（3）f2=sNf1=0.03×50HZ=1.5HZ

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