电机及拖动基础试题及答案2

电机及拖动基础试题及答案2

电机与拖动试卷及参考答案

一、、填空题（每空1分，共30分）

1．直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相反），因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。

2．接触器主要由（电磁机构）、（触点系统）、（灭弧装置）等三大部分组成。3．空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构）、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转180度）。4、用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的（1/3）,所以对降低（起动电流）很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时（1/3），因此只适用于空载或轻载启动。

5．反接制动时，当电机转速接近于（0）时，应及时（切断电源），防止电机（反转）。

6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。

8．分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。9．单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。

10．熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。

二、判断题（每小题1分，共10分）。

（×）1．一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。

（×）2．三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。

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（×）3．交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。

（×）4．转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。

（×）5．三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。

（×）6．使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。

（×）7．电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。

（√）8．三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。

（√）9．刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。

（×）10．单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。

三、简述题（每小题5分，共15分）

1．直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？（5分）答：起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0，最初起动电流INUNRa。若直接起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。2．异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流又属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。

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3．变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么？答：不会。因为直流电源加在变压器一次绕组上，将产生直流电流，在铁心中建立恒定磁通，恒定磁通不会在二次绕组中产生稳定的感应电动势。

另外，如加上和额定交流电压相同的直流电压，由于电感对直流相当于短路，故此时只有绕组电阻限制电流，电流将很大，并将烧毁变压器。

四、作图题（共21分）

1．已知三相变压器的接线图，作出原、副边的电压相量图，并判别它的联接组别。（9分）

该三相变压器的联接组别是Y△11。

2．按设计思路自行设计三相笼型异步电动机按时间原则控制的电动机可逆运行直流制动电路图,要求有必要的保护环节。（12分）

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五、计算题（24分）

1．有一台笼形异步电动机，PN20kW，IstIN6.5，如果变压器容量为

SN560kVA，问能否直接起动？（4分）

IQ3SN解：判断电机能否直接起动的依据是满足公式：IN44PN3S35607.75IQIN6.5，N44PN4420所以满足上面的公式，此电动机可以直接起动。

2．并励电动机的UN=220V，IN=122A，Ra=0.15Ω，Rf=110Ω，nN=960r/min。如保持额定转矩不变，使转速下降到750r/min，求需在电枢电路中串入电阻Rc的阻值？（8分）解：串入电阻前：IfUN2202AIaINIf1222110ARf110EaUNIaRa2201*00.15203.5V

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Ea"CEn"n"750"串入电阻调速后：因此Ea159VEaCEnNnN960由于额定转矩不变，TeCTIa，所以Ia保持不变。

UNEa"2201*9EaUNIaRa所以Ra0.51

Ia120"""RcRa"Ra0.510.150.36

3．已知一台三相异步电动机的额定数据如下：

PN=4.5KW,nN=950r/min,N=84.5%,cosN=0.8,起动电流与云额定电流之比Ist/IN=5，=2，起动转距与额定转距之比Tst/TN=1.4，额定电压220/380V，

接法星/三角，f1=50Hz。求（1）磁极对数p；（2）额定转差率sN；(3)额定转距TN；（4）三角形联结和星形联结时的额定电流IN；（5）起动电流Ist；（6）起动转距Tst。（12分）解：（1）n160f13000r/min当p2时，,当p1时，n13000ppn11500r/min

r0/min而nN950r/min，所以取p3，此时当p3时，n1100n1100r0/min

（2）SNn1nN1000950P45000.05（3）TN9.55N9.5545.2Nmn11000nN950（4）三角形联结时IN星形联结时INPN450010.1A

3UNcosNN33800.80.845PN450017.47A

3UNcosNN32200.80.845（5）三角形联结时IQ5IN510.150.5A

星形联结时IQ5IN517.4787.35A（6）TQTN245.290.4Nm

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扩展阅读：电机及拖动基础试题及试卷201*.12。_(2)

《电机原理及拖动》复习

一、名词解释

1、绕组元件：是两端分别与两个换向片相连接的单匝或多匝线圈。2、直流电机的电磁转矩：是指电机在正常运行时，电枢绕组流过电流，这些载流导体在磁场中受力所形成的总转矩。

3、电力拖动系统的过渡过程：就是指拖动系统从一个稳定状态到另一个稳定状态中间的过程。

4、整流变压器：是作为整流装置的电源变压器，用来把电网电压转换成整流装置所需的电压。

5、能耗制动：能耗制动是指利用转子惯性转动切割磁力线而产生制动转矩，就是说把转子的能量消耗在转子回路的电阻上。6、第一节距：一个元件两个有效边之间的距离，以所跨槽数表示。7、直流电机的电枢电动势：是指直流电机正常工作时绕组切割气隙磁通产生的刷间电动势。

8、电力拖动系统：是由电动机、机械传动机构、生产机械的工作机构、电动机的控制设备以及电源等五部分组成的综合机电装置。9、变压器的额定容量：是变压器的额定视在功率，三相变压器指的是三相总容量。

10、反接制动：反接制动是利用改变电动机定子绕组的电源相序、产生反向的制动转矩，而迫使电动机迅速停止转动的方法。

二、填空题

1、直流电动机改变线圈中电流方向是换向器和电刷完成的。2、直流发电机把机械能转换成直流电能。

《电机原理及拖动》A卷答案第1页共12页

3、他励直流电动机的调速方法有电阻串电阻调速降低电源电压调速减弱磁通调速。

4、三相变压器的原、副绕组都可以接成星形或三角形。5、国际上规定标志三相变压器高、低压绕组线电势的相位关系用

时钟表示法。

6、交流异步电动机的转子绕组有鼠笼型和绕线型两种。7、定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生旋转磁场

8、同步电机可分为同步发电机、同步电动机和同步补偿机三类。

9、对于同步发电机，按拖动它的原动机来分有水轮汽轮发电机等。

10、通常采用.平均损耗法等效电流法等效转矩法

等效功率法等方法来校验电动机的发热。

11、主磁极的作用是产生主磁通。它由主磁极铁心励磁绕组组成。

12、初始值稳态值机电时间常数是决定机械过渡过程的三要素。

13、三相变压器组是由三台单相变压器按一定的方式联接起来组成的。

《电机原理及拖动》A卷答案第2页共12页

14、空间电角度是空间几何角度的p倍，p是磁极对数。15、电压互感器在运行时副绕组绝对不允许短路而电流互感器在运行时副边绝对不允许开路。

16、定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生旋转磁场。

17、鼠笼型电动机的起动方法有直接起动、减压起动两种。18、异步电动机的调速有.变极变频改变转差率调速。19、同步电动机的结构分有电枢旋转式磁极旋转式两种。20、同步电动机起动的方法有辅助电动机法变频起动异

步起动

。

二1.换向器电刷2.机械能直流电能3.电阻串电阻调速降低电源电压调速减弱磁通调速4.星形或三角形5.时钟表示法6.鼠笼型绕线型7.旋转磁场8.同步发电机同步电动机同步补偿机9.水轮汽轮10.平均损耗法等效电流法等效转矩法等效功率法11.主磁通主磁极铁心励磁绕组12.初始值稳态值机电时间13.三台单相变压器14.p磁极对数15.短路开路16旋转磁场17直接减压18.变极变频改变转差率19电枢旋转式磁极旋转式20辅助电动机法变频起动异步起动

三、选择题

1、一台直流发电机由额定运行状态转速下降为原来的50%，而励

《电机原理及拖动》A卷答案第3页共12页

磁电流和电枢电流保持不变，则(1)

(1)电枢电势下降50%(2)电磁转矩下降50%(3)电枢电势和电磁转矩都下降50%(4)端电压下降50%2、一台四极直流电机电枢绕组为单叠绕组，其并联支路数和电枢电流分别为（2）

(1)并联支路数为4，电枢电流等于每条支路电流(2)并联支路数为4，电枢电流等于各支路电流之和(3)并联支路数为2，电枢电流等于每条支路电流(4)并联支路数为2，电枢电流等于各支路电流之和

3、直流电动机在串电阻调速过程中，若负载转矩不变，则(1)(1)输入功率不变(2)输出功率不变(3)总损耗功率不变(4)电磁功率不变

4、接在运行线路中，但暂时未使用的电流互感器，其二次侧线圈应(4)

(1)开路(2)一端接地，另一端不接地(3)两端短路(4)两端短路而且其中一端还要接地5、三相异步电动机铭牌上标明：“额定电压380/220V，接法丫/△”。当电网电压为380V时，这台三相异步电动机应采用(2)(1)△接法(2)丫接法(3)△、丫都可以(4)△、丫都不可以6、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(3)电机

(1)他励(2)并励(3)复励(4)串励

7、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(3)安

(1)300(2)86.6(3)173.2(4)60

《电机原理及拖动》A卷答案第4页共12页

8、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9、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10、一台他励直流电动机拖动恒转矩负载，当电枢电压降低时，电枢电流和转速将(3)

(1)电枢电流减小、转速减小(2)电枢电流减小、转速不变(3)电枢电流不变、转速减小(4)电枢电流不变、转速不变11、有一电力拖动系统拖动恒转矩负载运行，已知负载转矩为150Nm，系统损耗转矩为30Nm，当系统匀速上升和下降时，电机的输出转矩为：（2）

(1)上升时转矩为180Nm，下降时转矩为150Nm(2)上升时转矩为180Nm，下降时转矩为120Nm(3)上升时转矩为150Nm，下降时转矩为150Nm(4)上升时转矩为150Nm，下降时转矩为120Nm12、一台直流电动机起动时，励磁回路应该(3)

(1)与电枢回路同时接入(2)比电枢回路后接入(3)比电枢回路先接入(4)无先后次序

13、一台变压器在工作时，有可能使额定电压变化率为零，这时的负载性质可能是(4)

(1电阻性负载(2电容性负载(3电阻电容性负载(4电阻电感性负载14、一台额定运行的三相异步电动机，当电网电压降低10%时，电动机的转速将(2)

(1)上升(2)降低(3)不变(4)停止转动

《电机原理及拖动》A卷答案第5页共12页

15、当直流电机定子与电枢之间的空气隙增大时，直流电机的(1)(1)磁阻减少(2)磁阻增大(3)磁阻不变(4)电流减少，转矩增大16、某直流电机2P=4,S=K=Z=17，那么它的合成节距Y=(4)

(1)4(2)2(3)6(4)8

17、一台单相变压器，如果它的变压比为20，当它正常工作时，副边电流为100A，那么它的原边绕组中的电流应为(3)安(1)5(2)0.2(3)50(4)2.518、改变三相异步电动机转向的方法是()

(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

三12142334232332413

四、问答题

1、改善电机换向有哪些方法?

方法有三个，一是选用适当的电刷，更换时要用与原来牌号相同的电刷。二是移动电刷位置，这种方法只适于负载不变的电机。三是装置换向磁极。

2、电流互感器在使用时必须注意什么？

①为了安全，二次侧应牢固地接地。②二次侧不允许开路。在换接电流表时要先按下短路开关，以防二次绕组开路，否则二次绕组会产生很高的尖峰电动势。③二次绕组回路接入的阻抗不能超过允许值，否则会使电流互感器的精度下降。

3、根据什么情况决定异步电动机可以全压起动还是应该采取降压措施?

一般对于经常起动的电动机来说，如果它的容量不大于供电

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变压器容量的20％都可以直接起动。否则应采取降压措施。4、什么是电枢反应?电枢反应的性质与哪些因素有关?

当定子绕组流过三相对称的电流时，将产生电枢(定子)磁场。电枢磁场对主磁场必将产生影响，这种影响就叫电枢反应。电枢反应的性质因负载的性质和大小的不同而不同，它取决于电枢磁势与励磁磁势在空间的相对位置。

5、简述建立并励直流发电机输出电压的条件。

①发电机必须有剩磁，如果无剩磁，必须用另外的直流电源充磁。②励磁绕组并联到电枢两端，线端的接法与旋转方向配合，以使励磁电源产生的磁场方向与剩磁的磁场方向一致。③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。6、如何使他励直流电动机反转?

使他励直流电动机反转的方法有两种：(1)电枢绕组接线不变，将励磁绕组反接，这种方法称为磁场方向。(2)励磁绕组接线不变，电枢绕组反接，称为电枢反向。

7、自耦变压器有什么特点?应用时要注意什么问题?

自耦变压器的优点是节省原材料、体积小、重量轻、安装运输方便、价格低、损耗小、效率高。它的缺点是一次绕组和二次绕组有电的联系，因此，低压绕组及低压方的用电设备的绝缘强度及过电压保护等均需按高压方考虑。使用时，需把原副边的公用端接零线，外壳必须接地。

8、三相异步电动机的起动电流为什么很大?有什么危害?由于刚起动时，旋转磁场与转子导体相对转速大，转子导体以最大转速切割磁力线，产生很大的电流。电流大的危害是(1)使线路产生很大的电压降，影响同一线路的其它负载的正常工作。严

《电机原理及拖动》A卷答案第7页共12页

重时还可能使本电机的起动转矩太小而不能起动；(2)使电动机绕组过热，加速绝缘老化，缩短电动机的使用寿命。

五、计算题

1、一台他励直流电动机，额定数据为，PN1.1KW，

UN110V，IN13A，nN1500r/min，电枢回路电阻Ra1。计算：（1）额定电磁转矩；（2）额定输出转矩；（3）空载转矩；（4）理想空载转矩；（5）实际空载转矩。

1.解：CeNUNINRa1101310.065V(r/min)1；

nN1500CTN9.55CeN9.550.0650.621Nm/A；（1）额定电磁转矩TNCTNIN0.621138.073Nm；

P1.1（2）额定输出转矩T2N9550N95507.0Nm；

nN1500（3）空载转矩T0TNT2N8.0737.01.073Nm；（4）理想空载转矩n0（5）实际空载转矩

UN1101692.3r/min；CeN0.065UNRa1101n0T01.073CeNCeNCTN0.0650.0650.6211665.7r/min

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2、一台他励直流电动机，铭牌数据如下：PN13kW，UN220V，

IN68.7A，nN1500r/min，Ra0.224。该电动机拖动额定负载运行，要求把转速降低到1000r/min，不计电动机的空载转矩

T0，试计算：

采用电枢串电阻调速时需串入的电阻值。

2.解：CeNUNINRa22068.70.2240.136

nN1500n0UN2201*17.6r/minCeN0.136nNn0nN1617.61500117.6r/min在人为机械特性上运行时的转速降

nn0n1617.61000617.6r/minTTN时，

RRcnanNRan617.61R10.2240.952所以Rcna117.6N

3、一台电力三相变压器，SN750KVA，U1N/U2N10000/400原、V，副边绕组为Y，y0接法。在低压边做空载试验，数据为：U20400V，（1）变压器的变比；（2）励磁电阻I2060A，p03800W。求：和励磁电抗。

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3.解：变比：kU1N/3U2N/310000/3400/325

励磁阻抗：zm励磁电阻：rmU20U2N/3400/33.85I20I2060p0/32I203800/30.3560222rm3.8520.3523.84励磁电抗：xmzm

4、一台他励直流电动机，铭牌数据如下：PN60kW，UN220V，（1）固有机械特性。（2）IN305A，nN1000r/min。试求：

RC0.5的人为机械特性。解：（1）固有机械特性①估算电枢电阻Ra

UNINPN10312203056010310.038Ra222305IN2②计算CeN

CeNUNINRa2203050.0380.2084V(r/min)1

nN1000UN2201*5r6/minCeN0.2084③理想空载转速n0n0④额定电磁转矩TN

TN9.55CeNIN9.550.2084305607Nm

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注：理想空载点（n01056；额定运行点r/min，T0）（nnN1000；绘出固有机械特性，如r/min，TN607Nm）图直线1。

（2）RC0.5的人为机械特性。①理想空载转速n01056r/min②TTN时电动机的转速nRN

nRNn0RaRc9.55CeNT10562N0.0380.5607268r/min29.550.2084通过（nn01056r/min，T0）及（nnN1000r/min，

TTN607Nm）两点连一直线，即得RC0.5的人为机械特性，如图直线2。

14001201*000n(r/min)18006002400201*100201*00400500600700T(Nm)

《电机原理及拖动》A卷答案第11页共12页

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