電機(jī)及其控制題庫

1電機(jī)與拖動試題庫第一部分 直流電機(jī) 一、填空題： 1、并勵直流發(fā)電機(jī)自勵建壓的條件是_;_;_。(主磁路存在剩磁；并聯(lián)在電樞兩端的勵磁繞組極性要正確，使勵磁電流產(chǎn)生的補(bǔ)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(guān)系來判斷直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)_時為電動機(jī)狀態(tài)，當(dāng)_時為發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 （E aU；E aU）3、直流發(fā)電機(jī)的繞組常用的有_和_兩種形式，若要產(chǎn)生大電流，繞組常采用_繞組。（疊繞組；波繞組；疊） 4、直流發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向_，直流電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向_。 （相反；相同）5、單迭和單波繞組，極對數(shù)均為 p 時，并聯(lián)支路數(shù)分別是_，_。（2p；2） 6、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由_和_共同作用產(chǎn)生的。（每極氣隙磁通量；電樞電流）7、直流電機(jī)電樞反應(yīng)的定義是_，當(dāng)電刷在幾何中線時，電動機(jī)產(chǎn)生_性質(zhì)的電樞反應(yīng)，其結(jié)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(chǎn)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(fā)電機(jī)，正轉(zhuǎn)能自勵，若反轉(zhuǎn)也能自勵。（ ）（F） 2、一臺直流發(fā)電機(jī)，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。（ ） （T）3、一臺并勵直流電動機(jī)，若改變電源極性，則電機(jī)轉(zhuǎn)向也改變。（F） 4、直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動性質(zhì)的，因此穩(wěn)定運(yùn)行時，大的電磁轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速就高。（ ） （F）三、選擇題 1、直流發(fā)電機(jī)主磁極磁通產(chǎn)生感應(yīng)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(fā)電機(jī)電刷在幾何中線上，如果磁路不飽和，這時電械反應(yīng)是（ ） （3）（1）去磁；（ 2）助磁；（ 3）不去磁也不助磁。 3、如果并勵直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升 20%，則空載時發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)的勵磁方式有哪幾種？（他勵；自勵（包括并勵，串勵和復(fù)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(lián)？ 2（使換向極產(chǎn)生的磁通與電樞反應(yīng)磁通方向相反。對于直流發(fā)電機(jī)而言，換向極性和電樞要進(jìn)入的主磁極性相同；而對于直流電動機(jī)，則換向極極性和電樞要進(jìn)入的主磁極極性相反。換向極繞組與電樞組相串聯(lián)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(fù)載情況下都能抵消電樞反應(yīng)的影響。）3、試比較他勵和并勵直流發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)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(yīng)附加去磁作用增強(qiáng)，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(yīng)附加去磁作用增強(qiáng)，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(jìn)一步減少，端電壓 U 進(jìn)一步下降。）4、一臺并勵直流發(fā)電機(jī)并聯(lián)于電網(wǎng)上，若原動機(jī)停止供給機(jī)械能，將發(fā)電機(jī)過渡到電動機(jī)狀態(tài)工作，此時電磁轉(zhuǎn)矩方向是否變？旋轉(zhuǎn)方向是否改變？ （電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變。）五、計(jì)算題 1、一臺并勵直流電動機(jī),銘牌數(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)：當(dāng) U=220V,n=1000r/min 時，I 0=2A，試計(jì)算當(dāng)電樞電流 I a=10A 時,電機(jī)的效率（不計(jì)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(dāng) 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(fā)電機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)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(fù)載時的電樞鐵損 PFe=234W，機(jī)械損耗為 Pmec=61W，求：（1）額定負(fù)載時的電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩。（2）額定負(fù)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(fā)電機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)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(jì)電樞反應(yīng)磁路飽和?，F(xiàn)將這臺電機(jī)改為并勵直流電動機(jī)運(yùn)行，把電樞兩端和勵磁繞組兩端都接到 220V 的直流電源：運(yùn)行時維持電樞電流為原額定值。求（1）轉(zhuǎn)速 n；（2）電磁功率；(3)電磁轉(zhuǎn)矩。 4解： 230457.NffUIAR3120NPI4afIA218.6CuaPRW（1） 20.NaEUIV.163en電動機(jī)運(yùn)行： 209.6aNaRI 130.53eeC167/minaeEnr（2） 2.98emaPIkW（3）31.70152.76/eTN第二部分 直流電動機(jī)的電力拖動 一、填空題： 1、他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性是指在_條件下，_和_的關(guān)系。 （U=UN、=N，電樞回路不串電阻；n；Tem 2、直流電動機(jī)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(lián)制動電阻，反接制動瞬間的電樞電流大約是電動狀態(tài)運(yùn)行時電樞電流的_倍。 （2）4、當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速超過_時，出現(xiàn)回饋制動。（理想空載轉(zhuǎn)速） 5、拖動恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)負(fù)載進(jìn)行調(diào)速時，應(yīng)采_調(diào)速方法，而拖動恒功率負(fù)載時應(yīng)采用_調(diào)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(jī)的人為特性都比固有特性軟。（ ）（F） 2、直流電動機(jī)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(fù)載時的工作點(diǎn)在第一象限內(nèi)，而下放位能負(fù)載時的工作點(diǎn)在第四象限內(nèi)。（ ） （T）54、他勵直流電動機(jī)的降壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，因此只能拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。（ ） （F）5、他勵直流電動機(jī)降壓或串電阻調(diào)速時，最大靜差率數(shù)值越大，調(diào)速范圍也越大。（ ） （T）三、選擇題 1、電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程式中的 GD2反映了：（2）（1）旋轉(zhuǎn)體的重量與旋轉(zhuǎn)體直徑平方的乘積，它沒有任何物理意見；（2）系統(tǒng)機(jī)械慣性的大小，它是一個整體物理量；（3）系統(tǒng)儲能的大小，但它不是一個整體物理量。 2、他勵直流電動機(jī)的人為特性與固有特性相比，其理想空載轉(zhuǎn)速和斜率均發(fā)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(jī)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(wěn)；（2）為了減小起動電流；（3）為了減小起動轉(zhuǎn)矩。 4、當(dāng)電動機(jī)的電樞回路銅損耗比電磁功率或軸機(jī)械功率都大時，這時電動機(jī)處于：（2）（1）能耗制動狀態(tài)；（2）反接制動狀態(tài)；（3）回饋制動狀態(tài)。5、他勵直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行串電阻調(diào)速，設(shè)調(diào)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(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是什么？（電動機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點(diǎn)，且在交點(diǎn)處，滿足） emLdTn2、何謂電動機(jī)的充分利用？(所謂電動機(jī)的充分利用是指電動機(jī)無論在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,還是調(diào)速過程中處于不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,其電樞電流都等于額定值。) 五、計(jì)算題： 一臺他勵直流電動機(jī)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)速是多少？（2） U=U N 條件下，主磁通減少 15%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 TN 不變時，電動機(jī)電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？（3）U=U N，= N 條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 0.8TN，轉(zhuǎn)速為（ 800）r/min ，電樞回路應(yīng)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(jì)空載轉(zhuǎn)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(guān)，其主磁通與勵磁電流成_關(guān)系。（外加電壓；材質(zhì)和幾何尺寸；非線性） 2、變壓器鐵心導(dǎo)磁性能越好，其勵磁電抗越_，勵磁電流越_。 （越大；越?。?、變壓器帶負(fù)載運(yùn)行時，若負(fù)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(dāng)變壓器負(fù)載（20）一定，電源電壓下降，則空載電流 I0_，鐵損耗PFe_。（ 減??；減?。?、一臺 2kVA,400/100V 的單相變壓器，低壓側(cè)加 100V，高壓側(cè)開路測得I0=2A；P 0=20W；當(dāng)高壓側(cè)加 400V，低壓側(cè)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；?。?7、變壓器等效電路中的 xm是對應(yīng)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(lián)運(yùn)行，第一臺先達(dá)滿載，說明第一臺變壓器短路阻抗標(biāo)么值比第二臺_。 （小）9、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別不僅與繞組的_和_有關(guān)，而且還與三相繞組的_有關(guān)。 （繞向；首末端標(biāo)記；聯(lián)結(jié)方式）10、變壓器空載運(yùn)行時功率因數(shù)很低，這是由于_ _。（空載時建立主、漏磁場所需無功遠(yuǎn)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(fù)載或接電感性負(fù)載，如負(fù)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(dǎo)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(shù)，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(dǎo)功率，因此其設(shè)計(jì)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(cè)不允許短路，而使用電流互感器時二次側(cè)則不允許開路（ ）。 （T）三、單項(xiàng)選擇題 1、變壓器空載電流小的原因是：一次繞組匝數(shù)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(dāng)副邊帶純電組負(fù)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(shù)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(shù)；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?yōu)樽儔浩鞯膿p耗。即銅損耗與鐵損耗之和?？蛰d時，電源電壓為額定值，鐵心中磁通密度達(dá)到正常運(yùn)行的數(shù)值，鐵損耗也為正常運(yùn)行時的數(shù)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(yuǎn)小于正常運(yùn)行的數(shù)值，它產(chǎn)生的銅損耗相對于這時的鐵損耗可以忽略不計(jì)，因而空載損耗可近似看成為鐵損耗。短路試驗(yàn)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(dá)到正常運(yùn)行時的數(shù)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(yùn)行時的數(shù)值，此時鐵損耗與銅損耗相比可忽略不計(jì)。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(jù) 可知，當(dāng) 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(guī)定加在一次側(cè)的電壓。副邊額定電壓是指當(dāng)一次側(cè)加上額定電壓時，二次側(cè)的開路電壓。）4、變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么？哪一個條件要求絕對嚴(yán)格？（ 變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是：（1）各變壓器一、二次側(cè)的額定電壓分別相等，即變比相同；（2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同；（3）各變壓器的短路阻抗（或短路電壓）標(biāo)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(jì)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(lián)結(jié)，高壓繞組匝數(shù)為 3300。試求：（1）變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)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(lián)結(jié)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(shù)標(biāo)么值；（2）滿載及 cos 2=0.8（滯后）時的二次端電壓和效率；（3）產(chǎn)生最大效率時的負(fù)載電流及cos 2=0.8( 20)時的最大效率。 解：（1）由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求勵磁參數(shù)*015.8mZIU1 V1 W1u1 v1 w1aU1 V1 W1u1 v1 w1b9*021.4mPRI*25.3mXZ由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù)*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(jù)什么原理進(jìn)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(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理，把一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)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(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能的經(jīng)濟(jì)傳輸、靈活分配和合理使用的重要設(shè)備,在國民經(jīng)濟(jì)其他部門也獲得了廣泛的應(yīng)用，如：電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)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(tǒng)做測量用） 、特種變壓器（如調(diào)壓用的調(diào)壓變壓器、試驗(yàn)用的試驗(yàn)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(jī)械骨架。為了提高磁路的導(dǎo)磁性10能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導(dǎo)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