《电机与拖动试卷A及参考答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机与拖动试卷A及参考答案.doc（18页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、电机与拖动试卷A及参考答案、填空题（每小题1分，共30 分）1 在变压器的一次和（二次）绕组之间只有（磁）的耦合，却没有（电）的联系。2 单相变压器的额定容量为 Sn= （ U 1N IlN）=（ U 2N I 2N）。3 变压器一次绕组的匝数Ni与二次绕组匝数 N2之比称为变压器的变压比K,即，K=（N1/N2） =（ Uin./'U2N ） =（ I21 1N ） °4当N2 N1时，则U2 U1，为（升）变压器，若N2 ： 2，则U2，为（降）变压器。5 .变压器一次绕组电流的大小取决于二次绕组上的（电流）大小，即（负载）大小。6 .反接制动时，使旋转磁场反向转动与电动
2、机的转动方向（相反）。7三相异步电动机是利用定子绕组中三相交流电产生的（旋转磁场）与转子绕组内的（转子电流的有功分量）相互作用而旋转的。60f18.当旋转磁场具有 P对磁极时，旋转磁场的转速为（-）。P9 转速差与同步转速的比值称为（转差率）。10异步电动机中的定子绕组相当于变压器的（一次绕组 ）。11 .当Tem>T L时，A>0 ，电力拖动系统处于（加速运行）状态；当T em< Tl时， n/ AtV 0 ，电力拖动系统处于（减速运行）状态。12.凡用于1200V及以下的交流或1500V及以下的直流电路中，起通断保护，控制作用的电器叫（低压电器 ）。13 变压器的作用是变
3、（电压）、变（电流）、变（阻抗）。14在三相异步电动机的定子中布置有相隔（120°电角度的对称三相绕组。15. 直流电动机有两种常用起动方法（电枢回路串电阻起动）（降压起动）。 交流测速发电机的输出电压和频率与转速关系为：交流测速发电机的输出电压 U2与（转速n） 成正比，输岀频率 f2等于（励磁电源频率 f1 ）;转向改变时，输岀电压的相位变化（ 180°电角度。第1页共12页三、简答题 （每小题 5分，共 15 分）1、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 ? 答：使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极极性和电枢要 进
4、入的主磁极极性相同；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 向极绕组与电枢绕组相串联的原因是：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。2、变压器的电源电压过高为什么会烧坏？答：弓I起 m过大，使变压器中用来产生磁通的励磁电流（即空载电流10）大大增加而烧坏。3、三相异步电动机为什么会转，怎样改变它的转向？答：（ 1）定子三相绕组通以三相对称交流电流产生一个以同步速n1 转动的旋转磁场。 转向与电流相序有关。（ 2）转子绕组切割定子旋转磁场而感应电动势，其方向由”右手定则”确定，转子绕组自身闭合，便有电流通过。（3） 转子导体
5、中的电流（有功分量）在定子旋转磁场作用下受到电磁力的作用，其方向由” 左手定则” 确定， 这些力对转轴形成电磁转矩， 它与旋转磁场方向相同 （即与相序一致） ， 于是 在该转矩驱动下，转子沿着转矩方向旋转，从而实现了能量转换。改变相序即可改变三相异步电动机的转向。四、作图题 （共 23 分）1 试画出既可点动，又可连续运转的控制电路，并且有必要的保护环节。（ 6 分）第 2 页 共 12 页丄 1 Li L3& J1IISD17:FLUSB21KMECn FR2 .试画出两台三相电动机 M1、M2电气控制电路,要求 M1先启动，M2后启动，停止时两台同时停止，并且有必要的保护环节。（8
6、分）Li Li ad d d d d d KMI KM23分析下图（a）、（b）、（c）控制电路中各有何缺点或问题？在图中作出改正。（9分）第5页共12页(a)(b)(b)SQ 4o1第6页共12页第#页共12页五、计算题（共22分）1 一台单相变压器额定容量SNU 1N= 250kVA,额定电压廻U 2N10kV试求一、二次侧额定0.4kV第#页共12页第#页共12页电流1皿林。（6 分）解:= 250 1025AU1n 10 103SN250 103U2n 6.3 103 _39.68A2 .一台三相异步电动机 PN=10kW，Un=380V ,接法，n=1455r/min , cos &
7、#169;=0.85, n =0.88 求:额定转差率sN、额定电流lN和额定转矩Tn(8 分)第#页共12页第7页共12页解:SNn° - n1500-1455n°1500二 0.03Pn.3Un I n n cosPn10 103Un n cos3 380 0.88 0.85二 20AP9.55=9.5510 10_3nN1455二 65.6N.m3 . 一台步进电动机的转子齿数为 Zr=40,三相单双六拍工作方式， 电源频率1000Hz,求步距角& 和转速n。(8分)解：(1)步距角二为:)-360 /NZr =360 /6 40 =1.5(2) 步进电动机的
8、转速为：n =60f/NZR= 60 1000/6 40 =250r/min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
9、励的软。他励：影响因素有两个(1) 随着la增加，laRa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
10、？（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, lk=220V, I n=20A, nN=1000r/min,电枢电 阻 Ra=1Q,AU b=1V,励磁回路电阻 R=440Q，空载实验：当 U=220V,n=1000r/min 时，I 0=2A，试计算当电枢电流I a=10A时,电机的效率（不计杂散损耗）。解：励磁电流：,Uf220 AIfA - 0.5ARf440励磁损耗：2 U 22202Pcuf 二 RfI2f110WRf440空载时:输入功率：R=UI o=220 2W =440W励磁功率：Pf -110W电枢铜损耗:Pc
11、ua=RJ； = Ra(I0If)2=2.25W电刷接触损耗：PCub =2=Ubl； = 2 1 1.5W = 3.0W附加损耗：Pad = 0则:Pf -PfCua-PCub- 二 324.75W当 la =1°A 时，I =la I f =10.5A输入功率：p =ui =220 汉 10.5W =2310WP：uRaIa 1 102W=100WPf =110WPCub = 2.：Ubla =2 1 10W =20W输出功率：巳二 P IP=RPcua_Pf_Pcub_（PmecPpe）= 1755.25W效率：r P2 100% =75.98%P2、一台并励直流发电机，铭牌数
12、据如下：PN=6kW U=230V, n=1450r/min ,艮=0.57 Q （包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻R=177Q，额定负载时的电枢铁损 PFe=234W机械损耗为Pmec=61 W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）P2 二 PN =6kWIfUf 叫1.3A 177RfPf二 Rfl：-299WPn600026.1AUN 230Ia =In I f =27.4A2Pcua 二 Raia =427.9W所以P.P2 Pcua - Pf 二 6726.9WTem6726.92 二 1450N m 二 44.3N m第10页共12页解：I
13、 fRfFNUn23 103230A=100A60（2）R =m Pmec - Pf 7021.9W二旦 100% =85.45%P3、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：R=23kW UN=230V, nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5 Q ,电枢电阻R=0.1 Q ,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。230A =4A57.7Ia =In If =104AP：ua 二 Ralf =1081.6W（1）Ea =Un Rala=
14、240.4VCe.：居=0.1603nN电动机运行：Ea =Un Raia =209.6v220220Ce"Ce0.1603 = 0.1533230230nEa1367 r / minCe' Rm 二 Eala =21.798kW（3）TemRm321.798 102 二 1367/60N m = 152.27 N m第12页共12页第#页共12页四、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dTemdTL）dn dn2、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
15、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 Q,求：（1） U=U,=O n条件下，电枢电流la=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=UN，=O n 条件下，负载转矩为 0.8Tn，转速为（一800） r/min，电枢回路应串入多大电阻？解：（1） CeN 二 Un 一 RaI N = 0.068nN=1528r / min(2) Tn 不变时
16、，Tem不变，即 Ct'1" n I n = CtI a50.85n=93.93 aU n - Ral aCe=1738r / min（3）不计空载转矩时，Tem =Tl，故:Tem =0.8tn =0.8 0.955 邑=38.2n mnNRa ' RbCe'J N 2CeCTN解得：Rb =2.69门六、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）绘岀变压器Y, y0的接线图。解：（
17、1）I1N二 Sn-1.16A 3U1N第13页共12页第#页共12页I 2N（2） u1NP=5.774kV2、一台 SN=100kV- A, Un/U2n=6/0.4 kV, Y, y0 联结的三相变压器，I。=6.5% Po=6OOW 山=5%Psn=1800W试求：（1）近似等效电路参数标么值；（2）满载及cos © 2=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cos © 2=0.8（ © 2>O° ）时的最大效率。解：（1）由空载试验数据求励磁参数Z；丄-15.38I ORm*2 = 1.42Io2XmZm
18、2-Rm2 =15.31由短路试验数据求短路参数Zs = U s = 0.05R2n 唱"018Xs = Zs2 -Rs2 =0.467(2) U J：(Rscos 2 x；sin 2) 100% =4.24%U2 二(1 一 ：U)U2n =383V=(1Po：2PsnSNCOS 2 P 2PSN) 0%1%(3)：m =P。=0.577SN第14页共12页第#页共12页咕-83.3A'3U2Nmax = (12R.Sncos-2 2P0) 100%®5%第#页共12页第#页共12页五、计算题1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：PN=10kW U=380V
19、, I n=11.6A，定子为Y联结，额定运行时，定子铜损耗Pcu1=560W转子铜损耗P=u2=310W机械损耗P-=70W附加损耗P»d=200W 试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输岀转矩；（4）电磁转矩。解：（1）Pem 二卩2 Pmec P.dPcu2 =1058kWSn 二 PCu2 / Em 二 0.0293nN =（1-sN）n =1456r/mi n（2）t0 二 入 /.77N mQP2（3） T2- = 65.59 N m-N（4）Tem =T2 T0 = 67.36N m2、已知一台三相异步电动机， 额定频率为150k
20、W额定电压为380V,额定转速为1460r/min , 过载倍数为2.4，试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机能否带动额定负载起动。TN =9550 也=981.2 N m解：（1）氐Tm = ' mTn = 2355 N m根据额定转速为1460r/min，可判断出同步转速 山=1500 r/min，则额定转差率为n1 nN= 0.027n1= 0.124第15页共12页第#页共12页转子不串电阻的实用表达式为:4710s sms 0.124第#页共12页s 0.124（2）电机开始起动时,s=1，T=Ts，代入实用表达式得:4710丄迪575N m0.1241第#页共12页
21、因为Ts ：Tn，故电动机不能拖动额定负载起动五、计算题一台三相笼型异步电动机的数据为R=40kW,U=380V,nN=2930r/min, n n=0.9, cos n=0.85 ,ki=5.5, k st =1.2，定子绕组为三角形联结，供电变压器允许起动电流为150A，能否在下列情况下用Y降压起动?(1)负载转矩为0.25TN;(2)负载转矩为0.5TN。I N解：额定电流Pn 3Un n cos ;：n直接起动电流40 103A = 79.44A.3 380 0.9 0.851st* In =5.5 79.44A=437A第17页共12页第#页共12页采用Y- 降压起动时1 1Is；
22、= 1st =x437A = 145.7AY150A起动电流：331 1 1Tst = ：Tst = ; x kstTN = ; x2Tn = 0.4Tn起动转矩：333五、计算题1、一台隐极三相同步发电机，定子绕组为Y联结，U=400V, In=37.5A , cosn=0.85 (滞后)，xt=2.38 Q (不饱和值)，不计电阻，当发电机运行在额定情况下时，试求：(1)不饱和的励磁电动势巳；(2)功率角5 N;( 3)电磁功率Pem；( 4)过载能力入。解: U NP 二 UN / . 3 二 400/ . 3V 二 231VEOP 二Unp 二 jXtlNP =231 0°j2.38 37.5-31.79° =278, j75.86 = 288.2 1(1) E0 二 3E0P 二 3 288.2V =499.1V(2) 、N =15.26。（3）Pem ： P2 二msin、N=3 2882 型sin 15.260kW = 22.087kWXt2.38第#页共12页第#页共12页1sin *1sin 15.260= 3.8第18页共12页