电机与拖动期末试题及答案(DOC 31页).doc
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1、.电机与拖动试题及答案直流电机 一、填空题: 1、并励直流发电机自励建压的条件是_;_;_。(主磁路存在剩磁;并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确,使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同;励磁回路的总电阻必须小于临界电阻) 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态,当_时为电动机状态,当_时为发电机状态。 (EaU;EaU)3、直流发电机的绕组常用的有_和_两种形式,若要产生大电流,绕组常采用_绕组。(叠绕组;波绕组;叠) 4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_。 (相反;相同)5、单迭和单波绕组,极对数均为p时,并联支路数分别是_,_。(
2、2p;2) 6、直流电机的电磁转矩是由_和_共同作用产生的。(每极气隙磁通量;电枢电流)7、直流电机电枢反应的定义是_,当电刷在几何中线时,电动机产生_性质的电枢反应,其结果使_和_,物理中性线朝_方向偏移。(电枢磁动势对励磁磁动势的作用;交磁;气隙磁场产生畸变;对主磁场起附加去磁作用)二、判断题 1、一台并励直流发电机,正转能自励,若反转也能自励。()(F) 2、一台直流发电机,若把电枢固定,而电刷与磁极同时旋转,则在电刷两端仍能得到直流电压。(T)3、一台并励直流电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。(F) 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的,因此稳定运行时,大的电磁转矩对应的转速就
3、高。() (F)三、选择题 1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于()中。 (1)(1)电枢绕组;(2)励磁绕组;(3)电枢绕组和励磁绕组 2、直流发电机电刷在几何中线上,如果磁路不饱和,这时电械反应是() (3)(1)去磁;(2)助磁;(3)不去磁也不助磁。 3、如果并励直流发电机的转速上升20%,则空载时发电机的端电压U0升高()。(2) (1)20%;(2)大于20%;(3)小于20%。 四、简答题 1、直流发电机的励磁方式有哪几种?(他励;自励(包括并励,串励和复励) 2、如何确定换向极的极性,换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联? (使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于
4、直流发电机而言,换向极性和电枢要进入的主磁极性相同;而对于直流电动机,则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。换向极绕组与电枢组相串联的原因是:使随着电枢磁场的变化,换向极磁场也随之变化,即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。)3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同?并说明影响曲线形状的因素。 (并励直流发电机的外特性比他励的软。他励:影响因素有两个(1)随着Ia增加,IaRa增加,使U下降;(2) 随着Ia增加,电枢反应附加去磁作用增强,使磁通减少,电枢电动势Ea减少,最后使U下降。并励:影响因素有三个(1) 随着Ia增加,IaRa增加,使U下降;(2) 随着Ia增加,电枢反应附
5、加去磁作用增强,使磁通减少,电枢电动势Ea减少,最后使端电压U下降。(3) 两端电压下降,磁通下降,电枢电动势Ea进一步减少,端电压U进一步下降。)4、一台并励直流发电机并联于电网上,若原动机停止供给机械能,将发电机过渡到电动机状态工作,此时电磁转矩方向是否变?旋转方向是否改变? (电磁转矩方向改变,电机旋转方向不变。)五、计算题 1、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:PN=3.5kW,UN=220V,I N=20A,nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1,Ub=1V,励磁回路电阻R1=440,空载实验:当U=220V,n=1000r/min时,I0=2A,试计算当电枢电流I a=10A时
6、,电机的效率(不计杂散损耗)。 解:励磁电流: 励磁损耗: 空载时: 输入功率: 励磁功率:电枢铜损耗:电刷接触损耗:附加损耗:则:当时,输入功率: 输出功率:效率:2、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=177,额定负载时的电枢铁损PFe=234W,机械损耗为Pmec=61W,求:(1)额定负载时的电磁功率和电磁转矩。(2)额定负载时的效率。 解:(1) 所以 (2)3、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:PN=23kW,UN=230V,nN=1500r/min,励磁回路电阻Rf=57
7、.5,电枢电阻Ra=0.1,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行,把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源:运行时维持电枢电流为原额定值。求(1)转速n;(2)电磁功率;(3)电磁转矩。 解:(1) 电动机运行:(2)(3)第二部分直流电动机的电力拖动 一、填空题: 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_条件下,_和_的关系。 (U=UN、=N,电枢回路不串电阻;n;Tem 2、直流电动机的起动方法有_ _。(降压起动、电枢回路串电阻起动) 3、如果不串联制动电阻,反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_倍。 (2)4、当电动机的转速超过_时,出现回
8、馈制动。(理想空载转速) 5、拖动恒转转负载进行调速时,应采_调速方法,而拖动恒功率负载时应采用_调速方法。(降压或电枢回路串电阻;弱磁) 二、判断题 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。()(F) 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中,每切除一级起动电阻,电枢电流都将突变。() (T)3、提升位能负载时的工作点在第一象限内,而下放位能负载时的工作点在第四象限内。() (T)4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式,因此只能拖动恒转矩负载运行。() (F)5、他励直流电动机降压或串电阻调速时,最大静差率数值越大,调速范围也越大。() (T)三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式
9、中的GD2反映了:(2)(1)旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积,它没有任何物理意见;(2)系统机械惯性的大小,它是一个整体物理量;(3)系统储能的大小,但它不是一个整体物理量。 2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比,其理想空载转速和斜率均发生了变化,那么这条人为特性一定是:(3)(1)串电阻的人为特性;(2)降压的人为特性;(3)弱磁的人为特性。 3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动,其目的是:(2)(1)为了使起动过程平稳;(2)为了减小起动电流;(3)为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时,这时电动机处于:(2)(1)能耗制动状态;(2)反
10、接制动状态;(3)回馈制动状态。5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速,设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2,那么:(2)(1)I1I2。 四、简答题: 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么?(电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点,且在交点处,满足) 2、何谓电动机的充分利用?(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 五、计算题: 一台他励直流电动机数据为:PN=7.5kW,UN=110V,I N=79.84A,nN=1500r/min,电枢回路电阻Ra=0.1014,求:(1)U=U N,=N条件下,电
11、枢电流Ia=60A时转速是多少?(2) U=U N条件下,主磁通减少15%,负载转矩为TN不变时,电动机电枢电流与转速是多少?(3)U=U N,=N条件下,负载转矩为0.8TN,转速为(800)r/min,电枢回路应串入多大电阻? 解:(1) (2)不变时,不变,即 (3)不计空载转矩时,故: 解得:第三部分变压器 一、填空题: 1、一台接到电源频率固定的变压器,在忽略漏阻抗压降条件下,其主磁通的大小决定于_的大小,而与磁路的_基本无关,其主磁通与励磁电流成_关系。(外加电压;材质和几何尺寸;非线性) 2、变压器铁心导磁性能越好,其励磁电抗越_,励磁电流越_。 (越大;越小)3、变压器带负载运
12、行时,若负载增大,其铁损耗将_,铜损耗将_(忽略漏阻抗压降的影响)。 (不变;增加)4、当变压器负载(20)一定,电源电压下降,则空载电流I0_,铁损耗PFe_。( 减小;减小)5、一台2kVA,400/100V的单相变压器,低压侧加100V,高压侧开路测得I0=2A;P0=20W;当高压侧加400V,低压侧开路,测得I0=_A,P0=_W。(0.5;20) 6、变压器短路阻抗越大,其电压变化率就_,短路电流就_。(大;小) 7、变压器等效电路中的xm是对应于_电抗,rm是表示_电阻。 (主磁通的;铁心损耗的等效)8、两台变压器并联运行,第一台先达满载,说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台_
13、。 (小)9、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_和_有关,而且还与三相绕组的_有关。 (绕向;首末端标记;联结方式)10、变压器空载运行时功率因数很低,这是由于_ _。(空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁损耗和空载时铜损耗所需的有功功率) 二、判断题 1、一台变压器原边电压U1不变,副边接电阻性负载或接电感性负载,如负载电流相等,则两种情况下,副边电压也相等()。 (F)2、变压器在原边外加额定电压不变的条件下,副边电流大,导致原边电流也大,因此变压器的主要磁通也大()。(F) 3、变压器的漏抗是个常数,而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少()。(T) 4、自耦变压器由于存在传导功率,因此其
14、设计容量小于铭牌的额定容量()。 (T)5、使用电压互感器时其二次侧不允许短路,而使用电流互感器时二次侧则不允许开路()。 (T)三、单项选择题 1、变压器空载电流小的原因是:一次绕组匝数多,电阻很大;一次绕组的漏抗很大;变压器的励磁阻抗很大;变压器铁心的电阻很大。 2、变压器空载损耗: 全部为铜损耗;全部为铁损耗; 主要为铜损耗;主要为铁损耗 3、一台变压器原边接在额定电压的电源上,当副边带纯电组负载时,则从原边输入的功率: 只包含有功功率;只包含无功功率; 既有有功功率,又有无功功率;为零。 4、变压器中,不考虑漏阻抗压降和饱和的影响,若原边电压不变,铁心不变,而将匝数增加,则励磁电流:
15、增加;减少;不变;基本不变。 5、一台变压器在( )时效率最高。=1;P0/PS=常数;PCu=PFe;S=SN四、简答题 1、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗,而短路损耗可近似看成为铜损耗? (变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小,铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。变压器空载和短路时,输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时,电源电压为额定值,铁心中磁通密度达到正常运行的数值,铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零,没有铜损耗,一次绕组中电流仅为励磁电流,远小于正常运行的数值,它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计,
16、因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时,输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值,铜损耗也达到正常运行时的数值,而电压大大低于额定电压,铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值,此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。)2、电源频率降低,其他各量不变,试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。 (据可知,当降低时,增加,铁心饱和程度增加,励磁电流增加,励磁电抗减小。)3、变压器的原、副边额定电压都是如何定义的? (原边额定电压是指规定加在一次侧的电压。副边额定电压是指当一次侧加上额定电压时,二次侧的开路电压。)4、变压器并联运行的条件
17、是什么?哪一个条件要求绝对严格?ba( 变压器并联运行的条件是:(1)各变压器一、二次侧的额定电压分别相等,即变比相同;(2)各变压器的联结组别必须相同;(3)各变压器的短路阻抗(或短路电压)标幺值相等,且短路阻抗角也相等。五、作图题 1、画相量图判定组别:如右图(a)所示 (图略,组别Y,y4)2、画相量图判定组别: 如右图(b)所示(图略,组别Y,d11)六、计算题 1、三相变压器额定容量为20kVA,额定电压为10/0.4 kV,额定频率为50HZ,Y,y0联结,高压绕组匝数为3300。试求:(1)变压器高压侧和低压侧的额定电流;(2)高压和低压绕组的额定电压;(3)绘出变压器Y,y0的
18、接线图。 解:(1) (2) 2、一台SN=100kVA,U1N /U2N=6/0.4 kV,Y,y0联结的三相变压器,I0%=6.5%,P0=600W,us=5%,PSN=1800W,试求:(1)近似等效电路参数标么值;(2)满载及cos2=0.8(滞后)时的二次端电压和效率;(3)产生最大效率时的负载电流及cos2=0.8(20)时的最大效率。 解:(1)由空载试验数据求励磁参数 由短路试验数据求短路参数 (2) (3) 第四部分交流电机的绕组、电动势和磁动势 一、填空题: 1、一个三相对称交流绕组,2p=2,通入f=50Hz的三相对称交流电流,其合成磁通势为_磁通势。(圆形旋转)2、采用
19、_绕组和_绕组可以有效地削弱谐波分量,同时使基波分量_(增加、减小)。 (叠;波;增加)3、一个脉振磁通势可以分解为两个_和_相同,而_相反的旋转磁通势。 (幅值;转速;转向)4、三相对称绕组的构成原则是_ _;_ _;_ _ _。(各相绕组的结构相同;阻抗相等;空间位置对称(互差120度电角度))二、是非题 1、两相对称绕组,通入两相对称交流电流,其合成磁通势为旋转磁通势。() (T)2、改变电流相序,可以改变三相旋转磁通势的转向。() (T)第五部分异步电动机 一、填空题: 1、当s在_范围内,三相异步电机运行于电动机状态,此时电磁转矩性质为_;在_范围内运行于发电机状态,此时电磁转矩性质
20、为_。(0;反电动势;制动转矩) 2、三相异步电动机根据转子结构不同可分为_ _和_ _两类。(笼型异步电动机和绕线型异步电动机) 3、一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源;其s=0.05,则此时转子转速为_r/min,定子旋转磁势相对于转子的转速为_r/min。(950;50;0) 4、三相异步电动机的电磁转矩是由_和_共同作用产生的。(主磁通;转子电流的有功分量 )5、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行,若电源电压下降,则电动机的转速_,定子电流_,最大转矩_,临界转差率_。(减小;增大;减小;不变) 6、三相异步电动机电源电压一定,当负载转矩增加,则转速_,定子电流_。(减小
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