1電機與拖動試題庫第一部分 直流電機 一、填空題： 1、并勵直流發電機自勵建壓的條件是_;_;_。(主磁路存在剩磁；并聯在電樞兩端的勵磁繞組極性要正確，使勵磁電流產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、可用下列關系來判斷直流電機的運行狀態，當_時為電動機狀態，當_時為發電機狀態。 （E aU；E aU）3、直流發電機的繞組常用的有_和_兩種形式，若要產生大電流，繞組常采用_繞組。（疊繞組；波繞組；疊） 4、直流發電機電磁轉矩的方向和電樞旋轉方向_，直流電動機電磁轉矩的方向和電樞旋轉方向_。 （相反；相同）5、單迭和單波繞組，極對數均為 p 時，并聯支路數分別是_，_。（2p；2） 6、直流電機的電磁轉矩是由_和_共同作用產生的。（每極氣隙磁通量；電樞電流）7、直流電機電樞反應的定義是_，當電刷在幾何中線時，電動機產生_性質的電樞反應，其結果使_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、一臺并勵直流發電機，正轉能自勵，若反轉也能自勵。（ ）（F） 2、一臺直流發電機，若把電樞固定，而電刷與磁極同時旋轉，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，則電機轉向也改變。（F） 4、直流電動機的電磁轉矩是驅動性質的，因此穩定運行時，大的電磁轉矩對應的轉速就高。（ ） （F）三、選擇題 1、直流發電機主磁極磁通產生感應電動勢存在于（ ）中。 （1）（1）電樞繞組；（ 2）勵磁繞組；（ 3）電樞繞組和勵磁繞組 2、直流發電機電刷在幾何中線上，如果磁路不飽和，這時電械反應是（ ） （3）（1）去磁；（ 2）助磁；（ 3）不去磁也不助磁。 3、如果并勵直流發電機的轉速上升 20%，則空載時發電機的端電壓 U0升高（ ）。（2） （1）20%；（2）大于 20%；（3）小于 20%。 四、簡答題 1、直流發電機的勵磁方式有哪幾種？（他勵；自勵（包括并勵，串勵和復勵）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？ 2（使換向極產生的磁通與電樞反應磁通方向相反。對于直流發電機而言，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的影響。）3、試比較他勵和并勵直流發電機的外特性有何不同？并說明影響曲線形狀的因素。 （并勵直流發電機的外特性比他勵的軟。他勵：影響因素有兩個(1)隨著 Ia 增加，IaRa 增加，使 U 下降；(2) 隨著 Ia 增加，電樞反應附加去磁作用增強，使磁通 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 Ia 增加，IaRa 增加，使 U 下降；(2) 隨著 Ia 增加，電樞反應附加去磁作用增強，使磁通 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 下降，電樞電動勢 Ea 進一步減少，端電壓 U 進一步下降。）4、一臺并勵直流發電機并聯于電網上，若原動機停止供給機械能，將發電機過渡到電動機狀態工作，此時電磁轉矩方向是否變？旋轉方向是否改變？ （電磁轉矩方向改變，電機旋轉方向不變。）五、計算題 1、一臺并勵直流電動機,銘牌數據如下:P N=3.5kW，U N=220V，I N=20A，n N=1000r/min,電樞電阻 Ra=1，U b=1V，勵磁回路電阻 R1=440，空載實驗：當 U=220V,n=1000r/min 時，I 0=2A，試計算當電樞電流 I a=10A 時,電機的效率（不計雜散損耗）。 解：勵磁電流： 2.54ffUIA勵磁損耗：2201fCuffPRIW空載時：輸入功率： 104UI勵磁功率： fW電樞銅損耗： 220().5CuaafPRI電刷接觸損耗： 130bW附加損耗： 0ad則： 1 24.75CuaubmecFf adP當 時，aIA.5fIA輸入功率： 120310PUW32210CuaPRIWf220CubbaUI輸出功率： 11()175.2CuafCubmecFPPPW效率： 210%75.982、一臺并勵直流發電機，銘牌數據如下：PN=6kW，U N=230V，n N=1450r/min，R a=0.57（包括電刷接觸電阻），勵磁回路總電阻 Rf=177，額定負載時的電樞鐵損 PFe=234W，機械損耗為 Pmec=61W，求：（1）額定負載時的電磁功率和電磁轉矩。（2）額定負載時的效率。 解：（1） 26NPkW201.37ffUIAR29ff60.13NPIU27.4afA.9CuaPRIW所以 26emf7.4.3150eTNm（2） 12.9emcFePW210%85.43、一臺并勵直流發電機，銘牌數據如下：PN=23kW，U N=230V，n N=1500r/min，勵磁回路電阻 Rf=57.5，電樞電阻Ra=0.1,不計電樞反應磁路飽和。現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）轉速 n；（2）電磁功率；(3)電磁轉矩。 4解： 230457.NffUIAR3120NPI4afIA218.6CuaPRW（1） 20.NaEUIV.163en電動機運行： 209.6aNaRI 130.53eeC167/minaeEnr（2） 2.98emaPIkW（3）31.70152.76/eTN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_的關系。 （U=UN、=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、如果不串聯制動電阻，反接制動瞬間的電樞電流大約是電動狀態運行時電樞電流的_倍。 （2）4、當電動機的轉速超過_時，出現回饋制動。（理想空載轉速） 5、拖動恒轉轉負載進行調速時，應采_調速方法，而拖動恒功率負載時應采用_調速方法。（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，而下放位能負載時的工作點在第四象限內。（ ） （T）54、他勵直流電動機的降壓調速屬于恒轉矩調速方式，因此只能拖動恒轉矩負載運行。（ ） （F）5、他勵直流電動機降壓或串電阻調速時，最大靜差率數值越大，調速范圍也越大。（ ） （T）三、選擇題 1、電力拖動系統運動方程式中的 GD2反映了：（2）（1）旋轉體的重量與旋轉體直徑平方的乘積，它沒有任何物理意見；（2）系統機械慣性的大小，它是一個整體物理量；（3）系統儲能的大小，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，其理想空載轉速和斜率均發生了變化，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；（2）為了減小起動電流；（3）為了減小起動轉矩。 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；（2）反接制動狀態；（3）回饋制動狀態。5、他勵直流電動機拖動恒轉矩負載進行串電阻調速，設調速前、后的電樞電流分別為 I1和 I2，那么：（2）（1）I 1I2。 四、簡答題： 1、電力拖動系統穩定運行的條件是什么？（電動機的機械特性與負載的轉矩特性必須有交點，且在交點處，滿足） emLdTn2、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速下運行,還是調速過程中處于不同轉速下運行,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據為：P N=7.5kW，U N=110V，I N=79.84A，n N=1500r/min，電樞回路電阻 Ra=0.1014，求：（1）U=U N，= N 條件下，電樞電流 Ia=60A 時轉速是多少？（2） U=U N 條件下，主磁通減少 15%，負載轉矩為 TN 不變時，電動機電樞電流與轉速是多少？（3）U=U N，= N 條件下，負載轉矩為 0.8TN，轉速為（ 800）r/min ，電樞回路應串入多大電阻？ 解：（1） 0.68NaeURICn152/minaeNIr6（2） 不變時， 不變，即NTemTNTaCII93.0.85NaIIA17/inNaeURInrC（3）不計空載轉矩時， ，故：emLT0.8.9538.2NemNPTn2aBeNeTNURnC解得： .69B第三部分 變壓器 一、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，其主磁通與勵磁電流成_關系。（外加電壓；材質和幾何尺寸；非線性） 2、變壓器鐵心導磁性能越好，其勵磁電抗越_，勵磁電流越_。 （越大；越小）3、變壓器帶負載運行時，若負載增大，其鐵損耗將_，銅損耗將_（忽略漏阻抗壓降的影響）。 （不變；增加）4、當變壓器負載（20）一定，電源電壓下降，則空載電流 I0_，鐵損耗PFe_。（ 減小；減小）5、一臺 2kVA,400/100V 的單相變壓器，低壓側加 100V，高壓側開路測得I0=2A；P 0=20W；當高壓側加 400V，低壓側開路，測得I0=_A，P 0=_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_。（大；小） 7、變壓器等效電路中的 xm是對應于_電抗，r m是表示_電阻。 （主磁通的；鐵心損耗的等效）8、兩臺變壓器并聯運行，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_。 （小）9、三相變壓器的聯結組別不僅與繞組的_和_有關，而且還與三相繞組的_有關。 （繞向；首末端標記；聯結方式）10、變壓器空載運行時功率因數很低，這是由于_ _。（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 71、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（ ）。 （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，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功率，因此其設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不允許短路，而使用電流互感器時二次側則不允許開路（ ）。 （T）三、單項選擇題 1、變壓器空載電流小的原因是：一次繞組匝數多，電阻很大；一次繞組的漏抗很大；變壓器的勵磁阻抗很大；變壓器鐵心的電阻很大。 2、變壓器空載損耗： 全部為銅損耗；全部為鐵損耗； 主要為銅損耗；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： 只包含有功功率；只包含無功功率； 既有有功功率，又有無功功率；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，而將匝數增加，則勵磁電流： 增加；減少；不變；基本不變。 5、一臺變壓器在（ ）時效率最高。=1；P 0/PS=常數；P Cu=PFe；S=S N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。輸入功率全部變為變壓器的損耗。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值，鐵損耗也為正常運行時的數值。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值，它產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 可知，當 降低時， 增加，鐵心飽和程度增加，勵磁114.mUfNf()mB電流增加，勵磁電抗減小。 ）83、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定加在一次側的電壓。副邊額定電壓是指當一次側加上額定電壓時，二次側的開路電壓。）4、變壓器并聯運行的條件是什么？哪一個條件要求絕對嚴格？（ 變壓器并聯運行的條件是：（1）各變壓器一、二次側的額定電壓分別相等，即變比相同；（2）各變壓器的聯結組別必須相同；（3）各變壓器的短路阻抗（或短路電壓）標幺值相等，且短路阻抗角也相等。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,d11)六、計算題 1、三相變壓器額定容量為 20kVA，額定電壓為 10/0.4 kV，額定頻率為50HZ，Y，y0 聯結，高壓繞組匝數為 3300。試求：（1）變壓器高壓側和低壓側的額定電流；（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） 11.63NSIAU228.7NI（2） 15.43PkV20.NPU2、一臺 SN=100kVA，U 1N /U2N=6/0.4 kV，Y，y0 聯結的三相變壓器，I0%=6.5%，P 0=600W，u s=5%，P SN=1800W，試求：（1）近似等效電路參數標么值；（2）滿載及 cos 2=0.8（滯后）時的二次端電壓和效率；（3）產生最大效率時的負載電流及cos 2=0.8( 20)時的最大效率。 解：（1）由空載試驗數據求勵磁參數*015.8mZIU1 V1 W1u1 v1 w1aU1 V1 W1u1 v1 w1b9*021.4mPRI*25.3mXZ由短路試驗數據求短路參數*0.SU*.18SNSPR*2*0.467SSXZ（2） 22(cosin)10%4.2UX1)38NV20( )1097.cosSNP（3） 0.57mSN2283.NmI AU0max2(1)1%97.5cosNPS2-1.1 變壓器是根據什么原理進行電壓變換的？變壓器的主要用途有哪些？答：變壓器是一種靜止的電器設備，它利用電磁感應原理，把一種電壓等級的交流電能轉換成頻率相同的另一種電壓等級的交流電能。變壓器的主要用途有：變壓器是電力系統中實現電能的經濟傳輸、靈活分配和合理使用的重要設備,在國民經濟其他部門也獲得了廣泛的應用，如：電力變壓器（主要用在輸配電系統中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯絡變壓器和廠用變壓器） 、儀用互感器（電壓互感器和電流互感器,在電力系統做測量用） 、特種變壓器（如調壓用的調壓變壓器、試驗用的試驗變壓器、煉鋼用的電爐變壓器、整流用的整流變壓器、焊接用的電焊變壓器等） 。2-1.3 鐵心在變壓器中起什么作用？如何減少鐵心中的損耗？答：鐵心是變壓器的主磁路，又是它的機械骨架。為了提高磁路的導磁性10能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導率的磁性材料硅鋼片疊成，其厚度為 5m.03.，兩面涂以厚 23m.0.的漆膜，使片與片之間絕緣。2-1.5 一臺單相變壓器，S N=5000kVA，U 1N/U2N=10/6.3kV，試求