直流电机原理及拖动
1.直流电动机的电磁转矩的大小与_________成正比。
A．电机转速B．主磁通和电枢电流
C．主磁通和转速D．电压和转速
2.图示的直流电动机机械特性曲线，是_________励磁方式的电动机。
A．串励
B．他励
C．并励
D．复励
3.直流电机换向极作用主要是_________。
A．增加电机气隙磁通B．改善换向，减少换向时火花
C．没有换向极，就成为交流电机D．稳定电枢电流
4.并励电动机出现轻载“飞车”的主要原因是_________。
A．电源电压过高B．电枢绕组流过的电流过大
C．电刷和换向器接触不良D．励磁绕组断线
5.直流电机换向极绕组与_________。
A．电枢绕组并联B．电枢绕组串联
C．并励绕组串联D．并励绕组并联
6.同交流异步电机比较，直流电机的最大优点是________。
A．造价低B．结构简单
C．维修工作量少D．调速性能好
7.直流电动机电枢导体中的电流是_______。
A．直流电B．交流电C．脉动电流D．以上均不对
8.下列调速法不适用于直流电机的是__。
A．在电枢回路的串联可调电阻B．改变励磁回路中的励磁电阻
C．改变电枢的电压D．改变定子磁极对数
9.下列励磁方式的直流电机不能空载运行的是___。P187
A．串励B．并励C．他励D．复励
10.一般说来，串励、并励、复励三种励磁方式的直流电动机中，机械特性最硬
和最软的分别是___。
A．串励／复励B．复励／并励C．并励/串励Ｄ．复励/串励
11.改变直流电动机的转向方法有________。
A．对调接电源的两根线
B．改变电源电压的极性
C．改变主磁通的方向并同时改变电枢中电流方向
D．改变主磁通的方向或改变电枢中电流方向
12.直流电动机起动时必须在电枢回路中串联起动电阻，原因是刚起动时
________。
A．主磁通较弱B．反电动势为零
C．瞬间高压D．提高电磁转矩
13.直流电动机的调速方法种类与交流电动机________，而制动方法种类
________。
A．相同／相同B．相同／不同
C．不同／相同D．不同／不同
14.直流发电机和直流电动机的铭牌上的额定容量是指电机在额定状态下的
________。
A．电功率B．机械功率C．输入功率D．输出功率
15.直流电动机和交流绕线式电动机在结构上都具有________。
A．电刷、换向器B．电刷、滑环
C．电刷D．滑环
16.对于直流电机，下列部件不在定子上的是________。
A．主磁极B．换向极C．电枢绕组D．电刷
17.对于直流电机，下列部件不在转子上的是________。
A．换向器B．换向极
C．电枢铁心D．电枢绕组
18.一台他励直流电动机，起动前出现励磁回路断线。假设该电机未设失磁保护，
现空载起动，则会________。
A．堵转一致于烧毁电机绕组B．发生飞车事故
C．无起动转距，转子静止D．转子的转速大大降低
19.直流电机电枢绕组中的电动势与其转速大小成________，与主磁通大小成
________。
A．正比／正比
B．反比／反比
C．视电机种类(是发电机还是电动机)而定
D．视电机容量而定
20.关于直流电动机的转动原理，下列说法正确的是________。
A．转子在定子的旋转磁场带动下，转动起来
B．通电导体在磁场中受到力的作用
C．导体切割磁力线产生感生电流，而该电流在磁场中受到力的作用
D．穿过闭合导体的磁感应强度变化引起电磁转矩
21.直流电机换向极绕组是怎样连接的？
A．与励绕组串联B．与电枢绕组并联
C．与电枢绕组串联D．与励绕组并联
22.在直流电机中，故障率最高，维护量最大的部件是________。
A．主磁极B．换向器与电刷C．电枢绕组D．换向极
直流电动机电枢导体中的电流是_______。
A．直流电B．交流电C．脉动电流D．以上均不对
同步电机及单相电机
23.称之为“电枢”的是________。
A．三相异步电动机的转子
B．直流发电机的定子
C．旋转磁极式三相同步发电机的定子
D．三相变压器的副边
24.要改变同步发电机的频率，则必须调整________。
A．励磁电流B．原动机的转速
C．负载的性质D．输出电流
25.一台6极船用柴油发电机，额定频率为50Hz，其额定转速为________。
A．1000r／rain B．960r／min
C．500r／rain D．480r／min
26.同步发电机带感性负载时，对气隙磁场具有作用，随负载电流增加，
端电压将。
A．增磁/上升B．增磁/下降
C．去磁/上升D．去磁/下降
27.交流同步发电机转子的转速n与定子旋转磁场的转数n。的关系是________。
A．n>n0B．n 28.同步补偿机就是运行于状态下的同步电动机。 A. 负载、欠励； B. 负载、正常励磁 C. 空载、欠励； D. 空载、过励 29.单相异步电动机在起动绕组上串联电容，其目的是________。 A．提高功率因数 B．提高电机过载能力 C．使起动绕组获得与励磁绕组相位差接近90的电流 D．提高起动绕组的电压 30.要改变电容分相式单相异步电动机的转向，应________。 A．调换电机的二根进线 B．调换工作绕组的始末端二根进线 C．同时调换工作绕组、起动绕组的始末端二根进线 D．起动时将电机的转子反向拨动一下 31.电容分相式单相异步电动机中，串接电容的那相绕组电流比另一绕组的电流 ________。 A．超前B．滞后C．同相D．时而超前，时而滞后 32.假设只是为解决单相异步电动机不能自行起动问题，下列办法行不通的是 ________。 A．起动绕组上串入一定大小的电容 B．起动绕组上串入合适大小的电阻 C．起动绕组采用直流励磁 D．起动时，借外力拨动一下转干 33.直流电机励磁绕组不与电枢连接，励磁电流由独立的电源供给，称为_____电机。 A．复励B．他励C．串励D．并励 34.直流电机换向极绕组是怎样连接的？ A．电枢绕组并联B．电枢绕组串联C．并励绕组串联D．并励绕组并联 35.对于直流电机，下列部件在转子上的是________ A．主磁极B．换向极C．换向器D．电刷 36.直流电动机的电枢电动势表达式为_____ A．E=K E TφB．E=K E I aφC．E=KEnφD．E=K E nI a 37.直流电动机的电磁转矩的大小与_______成比例 A．电机转速B．主磁通和电枢电流C．主磁通和转速D．电压和转速 38.对于直流发电机，电枢电动势性质是___，转子电磁转矩性质是___ A．电源电动势／驱动转矩 B．反电动势／阻转矩 C．反电动势／驱动转矩 D．电源电动势／阻转矩 39.直流电机与交流电机相比，结构复杂，维护量大，其中故障率最高，维护量最大的部件 是________ A．主磁极B．换向器与电刷C．电枢绕组D．换向极 40.关于串励电动机，下列说法错误的是____ A．可以轻载或空载起动 B．励磁绕组与电枢绕组串联，Ia=If C．机械特性软 D．适用于电力机车、电车等牵引机械 41.他(并)励电动机与串励直流电动机分别适用于拖动____生产机械 A．恒速／恒速B．恒速／起重C．起重／起重D．起重／恒速 42.一般情况下，直流电动机不能直接起动。原因是_____ A．起动转矩小 B．起动电流太大 C．起动后转速太高 D．起动时电枢反电势太大 43.直流电动机起动时，在电枢电路中串入电阻，原因是刚起动时_____ A．主磁通较弱 B．瞬时产生高压 C．起动力矩太小 D．反电动势为零 44.一般的直流电动机起动时，采用的方法是____ A．直接起动 B．在励磁回路中串电阻 C．在电枢回路串电阻 D．降低电源电压 45.为使直流电动机反转，可以采取措施改变主磁场的方向。下面那种方法可行____ A．改变励磁绕组极性 B．减少电流 C．增大电流 D．降压 46.下列方法不能改变并励直流电动机转向的是_____ A．调换励磁绕组两端接线 B．调换电枢绕组两端接线 C．调换直流电源两端接线 D．调换励磁绕组或者电枢绕组两端接线 47.下列关于电机反转的说法，错误的是_____ A．永磁式直流电机，只要把电源正负极连接方向调换，就可以实现电机反转。B．串励直流电机，改变定子线圈与碳刷串联的方向，就可以实现电机反转 C．串励直流电机，改变电源正负极性的连接方向，就可以实现电机反转D．并励直流电机，改变电枢绕组两端的连接方向，就可以实现电机反转 48.在直流电动机的电枢回路中串联一只调速变阻器的调速方法，称为_____调速法A．电枢回路串电阻 B．改变励磁磁通 C．改变电枢电压 D．改变电枢电流 49.并励电动机如果使用电枢回路串电阻调速，它的机械特性会_____ A．变硬 B．不变 C．变软 D．更接近自然特性 50.下面哪一种调速方法可以从额定转速往上调_____ A．电枢回路串电阻调速 B．降低电源电压调速 C．提高电源电压至高出额定电压 D．弱磁调速 51.串励直流电动机的制动方法不包括______ A．回馈制动 B．反接制动 C．能耗制动 D．机械制动 52.将直流电动机电枢的动能消耗在电阻上的制动方法称为_____ A．反接制动 B．回馈制动 C．能耗制动 D．机械制动 53.关于反接制动的说法，不正确的是_____ A．当电动机转速接近于零时，应切断电源 B．反接制动时，电枢电流反向了 C．反接制动适用于需要快速停车的场合 D．反接制动时，电枢不需要串接电阻 控制电机 54.交流伺服电动机的励磁绕组和控制绕组在空间相差度电角度。 A. 30 B. 60 C. 90 D. 120 55.为了消除交流伺服电动机单相“自转”现象，通常采取的措施是： A. 增大转子电阻； B. 增大定子阻抗； C. 提高控制电压； D. 提高电源频率 56.为满足电气系统的自动控制需要，常用到一些被称为“控制电机” 的电器。控制电机的主要任务是转换和传递控制信号。下列不属于 控制电机的是________。 A．交流伺服电动机B．直流伺服电动机 C．测速发电机D．单相异步电动机 57.交流伺服电机转子导体的电阻比普通笼式异步电机转子导体的电阻____。 A．小B．大C．相同D．无要求 58.关于步进电动机的转速，下面说法正确的是： A．与电脉冲信号的频率成正比B．与电脉冲信号的频率成反比 C．与通电方式无关 D. 与电脉冲信号的频率无关 59.将输入的电压信号转换为转轴的角位移或角速度输出的控制电机是： A．测速发电机B．伺服电动机 C．步进电动机 D. 自整角机 60.自整角机按使用方式分为________两种形式。 A．力矩式和控制式B．接触式和无接触式 C．控制式和差动式D．力矩式和差动式 61.交流执行电动机控制绕组上所加的控制电压消失后，电动机将________。 A．在由机械摩擦作用下，转动几周后停止 B．减速并继续运行 C．保持原转速运行 D．立即停止 62.为取得与某转轴的转速成正比的直流电压信号，应在该轴安装________。A．交流执行电机B．自整角机 C．直流执行电机D．直流测速发电机 变压器部分习题 63.变压器原边的电流随副边的电流增大而________。 A．减少B．增加C．成反比例关系D．不变 64.关于电流互感器的副边绕组不准开路的原因，下列说法最为恰当的是 ________。 A．副边绕组开路产生高电压B．铁心发热严重 C．测不出电流大小D．综合A及B二方面的原因 65.在升压变压器中，原绕组匝数N1与副绕组匝数N2关系是________。 A．N2>N1 B．N2=N1 C．N2 66.为保证互感器的安全使用，要求互感器________。 A．只外壳接地即可B．只副绕组接地即可 C．只铁心接地即可D．必须铁心、副绕组都接地 67.仪用互感器使用时，电流互感器绝对不允许________，电压互感器不允许 ________。 A．开路／短路B．短路／短路 C．短路／开路D．开路／开路 68.三相变压器原、副边的电功率传递是通过________完成的。 A．磁耦合B．直接的电联结C．磁阻D．电流 69.关于变压器的功能，下列说法错误的是________。 A．变压功能B．变流功能C．变阻抗功能D．变频功能 70.变压器的基本功能主要是________。 A．变压，变功率，变阻抗B．变压，变阻抗，变流 C．变压，变磁通，变流D．变压，变阻抗，变磁势 71.变压器容量，即________功率，其单位是________。 A．有功／千瓦B．视在／千乏 C．视在／千伏安D．无功／千伏安 72.变压器铭牌上标有额定电压U1N、U2N，其中U2N表示________。 A．原边接额定电压，副边满载时的副边电压 B．原边接额定电压，副边空载时的副边电压 C．原边接额定电压，副边轻载时的副边电压 D．原边接额定电压，副边过载时的副边电压 73.电力变压器原边中的电流________副边电流；电流互感器原边中电流 ________副边电流。 A．取决于／决定了 B. 取决于／取决于 C．决定了／决定了D．决定了／取决于 74.变压器的铁心采用硅钢片制成，这是为了________。 A．减轻重量B．减少铁损C．减小尺寸D．拆装方便 75.变压器之所以能够变压是因为 A 。 A．原副边绕组匝数不等B．原副边绕组匝数相等 C．原副边绕组交链磁通不等D．原副边绕组电流不等 76.变压器的铁损为________。 A．只有涡流损耗B．只有磁滞损耗 C．磁力损耗D．包括涡流、磁滞二种损耗 77.变压器接交流电源，空载时也会有损耗，这种损耗的大部分是________。 A．铜损I2R B．铁损C．负载损耗D．磁滞损耗 78.变压器的铁心不用整块硅钢，而用相互绝缘硅钢片做成，这主要考虑的是 ________。 A．有剩磁B．减少涡流损失C．导磁性好D．减少磁滞损失 79.下面关于互感器的说法中，正确的是________ A．电流互感器在使用时，副绕组可以开路 B．电流互感器在使用时，原绕组与负载串联 C．电压互感器在使用时，副绕组可以短路 D．电压互感器在使用时，原绕组与电压表并联 80.当变压器工作时，情况下其效率最高？ A．空载运行B．带额定负载运行 C．适当过载运行D．可变损耗等于不变损耗 三相异步电机部分习题 81.三相异步电动机定子各相绕组的电源引出线应彼此相隔电角度。 A．60°B．90°C．120°D．180°82.异步电动机空载时的功率因数与满载时比较，前者比后者 ________________。 A．高B．低C．相同D．以上说法均错 83.三相异步电动机在什么情况下会出现转差率s>l，是________________。 A．再生制动B．能耗制动C．反接制动D．机械制动 84.三相异步电动机带载工作时，其转子绕组上________电流。 A．由于无外部电源给转子供电，故无电流 B．由于有外部电源给转子供电，故有电流 C．由于无电磁感应，故无电流 D．由于有电磁感应，故有电流 85.向电网反馈电能的电机制动方式称为________。 A．能耗制动B．电控制动C．再生制动D．反接制动 86.三相异步电动机现正向运转，欲进行制动停车，下列各制动法中冲击电流 最大的是________________。 A．能耗制动B．反接制动 C．机械制动D．三种制动方法冲击电流相同 87.当三相异步电动机的转差率s=1时，电机为________________状态。 A．空载B．再生制动C．起动D．反接制动 88.当异步电动机转速大于旋转磁场的转速时，处于________________状态。 A．再生制动B．能耗制动C．反接制动D．反转 89.电机再生制动可能发生在________________的场合。 A．起货机快速下放重物B．锚机快速收锚 C．换气扇电机D．同步发电机失步时 90.三相异步电动机的转矩特性分析知道，电动机临界转差率Sm=R2/X20,为了 增加起动转矩，希望转子回路电阻R2_______。 A．越小越好B．越大越好C．等于X20D．和X20无关 91.三相异步电动机能耗制动时，其定子绕组产生的磁场是________________。 A．静止磁场B．圆形旋转磁场 C．椭圆形旋转磁场D．脉动磁场 92.一台6极三相异步电动机接于50Hz的电源上，转速为960r／min。此时电 动机的转子电流频率为________________。 A．50Hz B．20Hz C．2Hz D．4Hz 93.一台六极三相异步电动机，额定转差率 S=0.05，带额定负载工作时，突然 N 改变定子电源的相序，该瞬间电机转差率是。 A．1 B．0.05 C．2 D．1.95 94.随着三相异步电动机负载转矩增大，转差率将________，定子电流将 ________。 A．减小／增加B．增加／减小C．减小／减小D．增加／增加95.三相异步电动机转差率s<0时，电动机处于________。 A．起动状态B．调速状态C．制动状态D。反转状态 96.三相异步电动机的旋转方向与________有关。 A．三相交流电源的频率大小B．三相电源的频率大小 C．三相电源的相序D．三相电源的电压大小 97.绕线式异步电动机转子串电阻起动是为了________。 A．空载起动B．增加电机转速C．轻载起动D．增大起动转距98.绕线式三相异步电动机带额定负载运行,在发生电源反接制动瞬间,下列参 数肯定增大的是_______。 A．同步转速n1 B．电机转差率s C．电机转速n D．主磁通 99.异步电动机工作于电动机状态时，转子绕组中的电流是________。 A．直流B．低于定子电流的频率的交流 C．高于定子电流的频率的交流D．等于定子电流的频率的交流 100.改变三相鼠笼式异步电动机转速时不可能采取的方法是__________。 A．改变磁极对数B．改变电源频率 C．改变电压D．转子回路串电阻 101.对一台正在运行的三相异步电动机，突然调换定子绕组的二根进线，则电机立即进入________状态。 A．反向电动B．再生制动C．反接制动D．能耗制动 102.三相异步电动机当采用Y--D换接起动时，电动机的起动电流可降为直接起动的________。 A．1/3 B．1/3C．1/2 D．2/2 103.三相异步电动机的同步转速与电源频率f、磁极对数p的关系是________。 A．n1=60f／p B．n1=60p／f C．n1=pf／60 D．n1=p／60f 104.三相异步电动机处于电动机工作状态时，其转差率一定为________。 A．s>l B．s=0 C．0 105.一般说来，三相异步电动机直接起动的电流是额定电流的________。 A．10倍B，1—3倍C．5~7倍D．1／3倍 106.三相对称电流电加在三相异步电动机的定子端，将会产生________。 A．静止磁场B．旋转圆形磁场 C．脉动磁场D．旋转椭圆形磁场 107.一般三相异步电动机在起动瞬间的转差率________，在空载时的转差率________，在额定负载时的转差率为________。 A．≈0，≈1，0.02~0.06 B．1，≈0，0.002~0.006 C．1，≈0，0.02~0.06 D．1，1，≈0 108.三相异步电动机的转子绕组，工作时绕线式绕组是________，鼠笼式绕组 是________。 A．开路的／闭合的B．闭合的／闭合的 C．开路的／开路的D．闭合的／开路的 109.三相异步电动机铭牌上的额定功率是当带有额定负载时的________。 A．输入的三相电功率D．定、转子铁损 C．电磁功率D．轴上输出的机械功率 110.绕线式三相异步电动机负载不变，转子串电阻后，电动机各量的变化是___ ___。 A．n↑Tmax↓B．n↓Tmax↓ C．n↓Tmax不变D．n↑Tmax↑ 111.三相异步电动机之所以能转动起来，是由于________和________作用产生电磁转矩。 A．转子旋转磁场与定子电流B．定子旋转磁场与定子电流 C．转子旋转磁场与转子电流D．定子旋转磁场与转子电流 112.三相异步电动机的转矩与电源电压的关系是__________。 A．成正比B．成反比 C．无关D．与电压平方成正比 113.电机拖动系统控制电路应具备的三大基本保护环节是______。 A．短路保护、过载保护、缺相保护 B．互锁环节、过载保护、缺相保护 C．失压欠压保护、短路保护、过载保护 D．短路保护、过载保护、互锁环节 114.一台六级三相异步电动机，接于50Hz的电源上，n n=960r／rain，起动瞬间转子电流的频率为________Hz，额定运行时转子电流的频率又为________Hz。 A．0／20 B．50／2 C．0／4 D．50／4 115.关于绕线式异步电动机转子电路中电阻，下列说法不正确的是________。 A．串电阻后最大转矩不变B．串联适当电阻，可提高起动转矩 C．串电阻后机械特性变软 D. 最大转矩随串联值增大而增大 116.在起重机电力拖动系统中，一般空钩下放时电动机工作在状态。 A．正向电动B．反向电动 C．反接接制动D．能耗制动 117.三相异步电动机“制动”含义是指________。 A．旋转磁场方向与转子转向相反B．转子电流大于额定电流 C．电磁转矩与旋转磁场方向相反D．电磁场转矩与转子转向相反 118.三相异步电动机的正反转机械特性如题图所示，表示电动机工作的工作点是________。 A．a B．b C．c D．d 119.三相异步电动机的机械特性如97题图所示，表示发电机回馈制动的工作点是________。 A．a B．b C．c D．d 120.三相异步电动机的机械特性如图97题所示，表示反接制动的工作点是________。 A．a B．b C．c D．d 121.三相异步电动机的机械特性如图97题所示，表示能耗制动的工作点是________。 A．a B．b C．c D．d 《电机学》作业题解 （适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》） 1-5 何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？ 答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。 1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采 用硅钢片？ 答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。 1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m，铁心的相对磁导率为1000。问：要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？ 解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。 磁路段1长度和截面积：()120.050.20.0250.55m =?++=l ， 210.050.150.0075m =?=A ； 41m17 10.55 5.83610A wb 10004100.0075 π-= ==????l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+?=l ， 220.050.100.005m =?=A ； 42m27 20.30 4.77510A wb 10004100.005 π-= ==????l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+?=l ， 230.050.050.0025m =?=A ； 43m37 30.309.54910A wb 10004100.0025 π-= ==????l R uA 总磁阻： 45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++?=?R R +R +R 磁动势：5m 0.003 2.01610604.8A φ==??=F R 励磁电流：604.8 1.512A 400 = ==F i N 14-1水轮发电机和汽轮发电机结构上有什么不同，各有什么特点？ 14-2 为什么同步电机的气隙比同容量的异步电机要大一些？ 14-3 同步电机和异步电机在结构上有哪些异同之处？ 14-4 同步发电机的转速为什么必须是常数？接在频率是50Hz电网上，转速为150r/min的水轮发电机的极数为多少？ 14-5 一台三相同步发电机S N=10kV A，cosφN=0.8（滞后），U N=400V，试求其额定电流I N和额定运行时的发出的有功功率P N和无功功率Q N。 14-6 同步电机在对称负载下稳定运行时，电枢电流产生的磁场是否与励磁绕组匝链？它会在励磁绕组中感应电势吗？ 14-7 同步发电机的气隙磁场在空载状态是如何激励的，在负载状态是如何激励的？ 14-8 隐极同步电机的电枢反应电抗与与异步电机的什么电抗具有相同的物理意义？ 14-9 同步发电机的电枢反应的性质取决于什么，交轴和直轴电枢反应对同步发电机的磁场有何影响？ 答案： 14-3 2p=40 14-4 I N=14.43A，P N=8kW，Q N=6 kvar 15-1 同步电抗的物理意义是什么？为什么说同步电抗是与三相有关的电抗，而它的值又是每相的值？ 15-2 分析下面几种情况对同步电抗有何影响：（1）铁心饱和程度增加；（2）气隙增大；（3）电枢绕组匝数增加；（4）励磁绕组匝数增加。 15-9 (1) * 0E =2.236， (2) *I =0.78（补充条件： Ｘ*S 非=1.8） 15-10 (1) *0E =1.771, 0E =10.74kV ， 4.18=θ 15-11 0 2.2846E * =, 013.85kv E =，32.63θ= 15-12 012534.88v E =，57.42ψ=，387.61A d I =，247.7A q I = 16-1 为什么同步发电机的稳态短路电流不大，短路特性为何是一直线？如果将电机的转速降到0.5n 1则短路特性，测量结果有何变化？ 16-2 什么叫短路比，它与什么因素有关？ 16-3 已知同步发电机的空载和短路特性，试画图说明求取Ｘd 非和Kc 的方法。 16-4 有一台两极三相汽轮同步发电机，电枢绕组Y 接法，额定容量S N =7500kV A ，额定电压U N =6300V ，额定功率因数cos φN =0.8（滞后），频率f =50Hz 。由实验测得如下数据： 空载实验 短路实验测得N k I I =时，A 208fk =I ，零功率因数实验I =I N ，U =U N 时测得A 433fN0=I 试求：（1）通过空载特性和短路特性求出X d 非和短路比；（2）通过空载特性和零功率因数特性求出X σ和I fa ；（3）额定运行情况下的I fN 和u ?。 16-5 一台15000kV A 的2极三相Y 联接汽轮发电机， kV 5.10N =U ，8.0cos N =?（滞 09.2*** （2）额定负载时的励磁电流标么值。 电机学试题及答案 Revised as of 23 November 2020 《电机学（1）》模拟试题 一：填空题（每空3分，共45分） 1．一台变压器加额定电压时，主磁通为φ，空载电流为I0，励磁阻抗为Z m，现将电源的频率从50Hz改变为60Hz，其它情况不变，并假定磁路线性，则现在的磁通φ‘= φ，空载电流I’0= I0，励磁阻抗Z’m= Z m。 2．某变压器带感性负载运行时，若负载电流相同，则cosφ 2 越小，副边电压变化率越，效率越。 3．一台单相变压器，铁芯柱上有三个绕组，已知U 1=330V，W 1 =700匝，为获得 U 2=220V，U 3 =11V，应使W 2 = 匝，W 3 = 匝。若已知绕组W 1 开路， ì 3=10∠100A，忽略励磁电流，则ì 2 = A。 4．拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机，若减弱磁通，电枢电流 将。 5．交流电机绕阻高次谐波电势，如5次和7次谐波，可以通过 的方法大大削弱。 6．三相同步电机，定子上A、B两导体空间相隔200机械角度，该电机接于50Hz三相交流电源，同步转速为750r/min，则A、B两导体的空间电角度为。 二、（8分） 图1所示为三相变压器接线图，画出电动势向量图，并确定其连接组别。 三、（27分） 一台三相电力变压器额定容量S=1000 kVA，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=+，该变压器原边接额定电压，副边带Δ接对称负载，每项负载阻抗Z L=50+j85Ω，计算： （1）变压器原边线电流； （2）副边线电流； （3）副边线电压； （4）电压调整率 四、（10分） 一台他励直流电动机，P N=22KW，I N=115A，U N=220V，n N=1500r/min电枢回 路总电阻R a=Ω（包括了电刷回路的接触电阻），忽略M0，要求把转速降到 多电机速度同步控制 在传统的传动系统中，要保证多个执行元件间速度的一定关系，其中包括保证其间的速度同步或具有一定的速比，常采用机械传动刚性联接装置来实现。但有时若多个执行元件间的机械传动装置较大，执行元件间的距离较远时，就只得考虑采用独立控制的非刚性联接传动方法。下面以两个例子分别介绍利用PLC和变频器实现两个电机间速度同步和保持速度间一定速比的控制方法。 薄膜吹塑及印刷机组的主要功能是，利用挤出吹塑的方法进行塑料薄膜的加工，然后经过凹版印刷机实现对薄膜的印刷，印刷工艺根据要求不同可以采用单面单色、单面多色、双面单色或双面多色等方法。在整个机组中，有多个电机的速度需要进行控制，如挤出主驱动电机、薄膜拉伸牵引电机、印刷电机以及成品卷绕电机等。电机间的速度有一定的关系，如：挤出主电机的速度由生产量要求确定，但该速度确定之后，根据薄膜厚度，相应的牵引速度也就确定，因此挤出速度和牵引速度之间有一确定的关系；同时，多组印刷胶辘必须保证同步，印刷电机和牵引电机速度也必须保持同步，否则，将影响薄膜的质量、印刷效果以及生产的连续性；卷绕电机的速度受印刷速度的限制，作相应变化，以保证经过印刷的薄膜能以恒定的张力进行卷绕。 在上述机组的传动系统中，多组印刷胶辘的同步驱动可利用刚性的机械轴联接，整个印刷胶辘的驱动由一台电机驱动，这样就保证了它们之间的同步。印刷电机的速度必须保证与牵引电机的速度同步，否则，在此两道工艺之间薄膜会出现过紧或过松的现象，影响印刷质量和生产的连续性。但是印刷生置与牵引装置相距甚远，无法采用机械刚性联接的方法。为实现牵引与印刷间的同步控制，牵引电机和印刷电机各采用变频器进行调速，再用PLC对两台变频器直接控制。 牵引电机和印刷电机采用变频调速，其控制框图如图1所示。在这个闭环控制中，以牵引辘的速度为目标，由印刷电机变频器调节印刷辘速度来跟踪牵引辘的速度。利用旋转编码器1和旋转编码器2分别采集上述两个电机的脉冲信号（编码器位置参见图3），并送到PLC的高速计数口或接在CPU的IR00000~IR00003。以这两个速度信号数据为输入量，进行比例积分（PI）控制算法，运算结果作为输出信号送PLC的模拟量模块，以控制印刷电机的变频器。这样，就可以保证印刷速度跟踪牵引速度的变化而发生变化，使两个速度保持同步。 第二章 变压器 一、填空： 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V 上，则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电 网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ， 漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担 负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ，空 载电流将 ，空载损耗将 。 答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流 将 ，变压器将 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。 答：采用d 接。 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 15. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。 第六章 同步电机 一、填空 1. ★在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。 答 交轴 2. 同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3）。 答 发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致 3. ★同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出，产生 电枢反应。 答 超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁 4. ★同步电机的功角δ有双重含义，一是和之间的夹角；二是 和 空间夹角。 答 主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压 5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 。 答 增加 6. 凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将 。 答 减小 7. ★凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。 答 δs i n 2)X 1 X 1( mU d q 2 - 二、选择 1. 同步发电机的额定功率指（ ）。 A 转轴上输入的机械功率； B 转轴上输出的机械功率； C 电枢端口输入的电功率； D 电枢端口输出的电功率。 答 D 2. ★同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos =?，则其电枢反应的性质为（ ）。 A 交轴电枢反应； B 直轴去磁电枢反应； C 直轴去磁与交轴电枢反应； D 直轴增磁与交轴电枢反应。 答 C 3. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（ ）。 A 漏阻抗较大； B 短路电流产生去磁作用较强； C 电枢反应产生增磁作用； D 同步电抗较大。 答 B 4. ★对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ ）。 A q aq d ad X X X X X >>>>σ； B σX X X X X q aq d ad >>>>； 一、单项选择题 1、一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ ）。 （Ａ）１６； （Ｂ）１６００； （Ｃ）０.１６。 2、三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（ ）电压。 A 空载线 B 空载相 C 额定负载时的线 3、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差α为（ ）。 （A ）15°； （B ）30°； （C ）45°； （D ）60°。 4、单相绕组的基波磁势是（ ）。 (A) 恒定磁势； （B ）脉振磁势； （C ）旋转磁势。 5、同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性80.cos =?，则其电枢反应的性质为（ ）。 （A ）交轴电枢反应； （B ）直轴去磁电枢反应； （C ）直轴去磁与交轴电枢反应； （D ）直轴增磁与交轴电枢反应。 二、填空题 1、变压器主要结构部件是（ ）和（ ）。 2、一台单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路时，测得A I 20=，W P 200=；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得=0I （ ）A ，=0P （ ）W 。 3、交流电机的电角度与机械角度的关系是（ ）。 4、同步发电机电枢反应的性质取决于（ ）时间向量的相位差。 5、同步发电机外功率因素角?定义为（ ）之间的夹角，内功率因素角0ψ为（ ）之间的夹角。 6、同步发电机内功率因素角?=00ψ时，电枢反应的性质为（ ）电枢反应，此时电磁转矩将对转子产生（ ）作用。 三、名词解释 1、电角度 2、每极每相槽数 3、槽距角 4、分布因数 四、简述题 同步电机 一、填空题： 1. 同步电机_____________对_____________的影响称为电枢反应。同步发电机电枢反应的性质取决于__________________________。 电枢磁动势；励磁磁动势；内功率因数角ψ 2. 同步发电机当?=0°时，除产生____________________电枢反应外，还产生__________________________电枢反应。 交轴电枢反应；直轴去磁电枢反应 3. 利用同步发电机的_____________和_____________曲线可以测量同步发电机的同步电抗，利用______ ______和_____________曲线可以测量同步发电机的定子漏电抗。 空载特性；短路特性；空载特性；零功率因数负载特性 4. 利用_________可以同时测量凸极同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。 转差法 5. 同步发电机与电网并联运行的条件是：（1） ； （2） ； （3） ； （4） 。 发电机的频率等于电网的频率；发电机的电压幅值等于电网电压的幅值且波形一致；发电机的电压相序与电网的电压相序相同；在合闸时，发电机的电压相位与电网电压的相位一样 6. ★同步电机的功率角有双重物理含义，在时间上是 和 之间的夹角；在空间上是 和 之间的夹角。 励磁电动势0E &；电压U &；励磁磁动势1 f F &；等效合成磁动势F δ'& 7. 同步发电机静态稳定的判据是___________，隐极同步发电机静态稳定极限对应的功率角= 。 0dT d θ>，90 8. 同步发电机并联在无穷大容量电网上运行时，要调节输出的有功功率，必须调节___________________ ________；如果只调节其输出的无功功率，可通过调节______________实现。 原动机的输入功率（或输入转矩）；励磁（电流） 9. 一台并联在无穷大容量电网上运行的同步发电机，功率因数是超前的，则电机运行在______状态，此时发电机向电网发出__________的无功功率；若不调节原动机的输入功率而使励磁电流单方向调大，当发出的无功功率为零时，励磁状态为 状态；进一步增大励磁电流，电机变化到_____状态，此时发电机向电网发出_______无功功率。 欠励；超前（或容性）；正常励磁；过励；滞后（或感性） 10. 凸极同步发电机功角特性的表达式是_________________________________________。 20sin sin 22d q M d d q X X E U P m mU X X X θθ-=+ 11. ★凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，则发电机电磁转矩为 。 电机学考试试卷A卷 一、填空题（每空1分共40分） 1 构成电机主磁路的主要材料为，其磁导率远远真空的磁导 率，并且随磁路饱和程度的增加而。 2 一台额定频率为50Hz的变压器，接于60Hz、6/5倍变压器额定电压的电网上运行，则磁 路的饱和程度，激磁电流，激磁电抗，漏电抗，铁耗。（填增大、减小或不变） 3 一台三相变压器，额定电压为6000/380V，Y，d联接，其变比为；如果把原边 匝数减少10%，外加电压仍为6000V，此时变压器的副边开路相电压为（忽略漏阻抗压降）。 8 电流互感器副边绝对不允许，电压互感器副边绝对不允许。 9 一台三相同步发电机，极对数为2，定子总槽数为36，双层绕组，则每对极下每相绕组 包括 个线圈组，每个线圈组由个线圈串联组成，一相绕组的最大可能并联支路数为。 10 采用、分布绕组可以削弱绕组电动势与磁动势的高次谐波分量，改善其波形。 为了同时削弱5、7次谐波分量，对于双层绕组，应选取节距等于倍极距。 11 三相同步发电机，定子三相对称绕组流过三相对称电流，则其每相绕组产生的磁动势性 质为 磁动势，而三相绕组的基波合成磁动势性质为磁动势。 12 分析同步发电机电枢反应的性质，可以采用图。 13 从时间概念而言，同步电机功率角是。 14 同步发电机并网运行。若原动机不做调节而调节励磁电流，则同步发电机的输出有功功 率 、输出无功功率；若励磁电流不做调节而调节原动机则同步发电机输出有功功率、输出无功功率（填改变或不变）。 15 变压器的正序电抗负序电抗；同步电机的正序电抗负序电抗（填大于、 小于或等于）。 二、作图题（共30分） 1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T ”型等效电路，标注其电阻、电抗参数，并说明 其物理意义。（10分） 2 指出下图所示三相变压器各相原副绕组同名端，并做相量图判断其联接组标号。（10分） 3 一台并联于无限大电网的隐极同步发电机，调节其励磁电流而原动机不做调节，做出此时 的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹（忽略电枢电阻与饱和）。 （5分） 4 一台凸极同步发电机，已知其X d *＝1、X q *＝0.8、U*=1、I*=1、功率因数角φ＝90o，做 出其电动势相量图，并标注d 、q 轴以及励磁电动势相量的具体数值（不考虑磁路的饱和并 忽略电枢电阻）。（5分） 三、计算题（共30分） 1 一台三相变压器， S N =25kV A ，U 1N /U 2N =6/0.4kV ，阻抗电压u k =4%，额定负载时的短路损 耗p kN =300W ， Y ，y0联接， (1) 求短路参数的有名值及标么值；（7分） (2) 负载电流为额定电流的0.6倍且负载为纯电阻性质，求此时的电压调整率。（3分） 2 两台额定电压相同的变压器并联运行，已知：S NI =3000kV A ，u KI =5%；S NII =3000kV A ， u KII =10%。 (1) 总负载为3000kV A 时，两台变压器的负载分别是多少？（2分） (2) 为了不使任一台变压器过载，两台变压器的最大总输出容量是多少。（3分） 3 一台三相交流凸极同步发电机，额定电流100A ，Y 接法，极对数p=3，双层绕组，每相绕 组串联匝数为100匝，同步转速1000转/分钟，基波绕组因数0.9456，三次谐波绕组因数 0.578，空载情况下气隙基波与三次谐波每极磁通量分别为1Φ=0.197Wb 、3Φ=0.003Wb ， 忽略其它高次谐波分量。 (1) 求基波感应电动势的频率；（1分） (2) 空载情况下，求每相绕组基波感应电动势与三次谐波感应电动势的有效值；（2分） (3) 在三相绕组通过三相对称额定电流情况下，求三相绕组合成基波与三次谐波磁动势 的幅值。（2分） 4 一台三相汽轮发电机数据如下，S N =31250kVA ，U N =10.5kV （Y 接），cos ΦN =0.8（滞后）， 同步电机的控制原理 一、控制原理 主机结构，包括定子、转子以及控制系统。 定子和异步电机完全相同。转子和线绕异步电机转子相同，有三个线圈，其中两个是励磁绕组，一个是阻尼绕组。励磁绕组通直流电，形成和定子对应的转子磁极，转子磁极在定子旋转磁场的作用下旋转，和定子保持同步。阻尼绕组的作用是防止已进入同步运转的电机失步。 启动状态下，转子的三个绕组起异步启动作用，产生感应电流，使电机逐步升速，直到接近于投磁前的亚同步状态。电机被拉入同步以前，两个励磁绕组经凸轮控制器串联，阻尼绕组经线路转换开关自成回路，这时通入直流电，把异步运转的电机强行拉入同步。 同步运转状态下，阻尼绕组和旋转磁场之间没有相对运动，不产生电流；失步状态下，阻尼绕组和旋转磁场之间有相对运动，产生电流和电动力，电动力的方向刚好和电机失步的方向相反，因此能起到阻止电机失步的作用。 控制系统包括一次系统控制回路和二次系统控制回路两部分。 一次系统控制回路主要是一台六氟化硫开关和一系列保护。有差动保护，过流保护，低电压保护，接地方向保护。 差动保护针对的是定子内部的短路或接地，定子内部短路或接地时，差动保护动作。过流保护主要保护电机的过载，在过载情况下动作。低电压保护在电网出现较长时间低电压情况下动作。接地方向保护在6kV单相完全接地或不完全接地情况下动作。各种保护动作，在切断主回路的同时，也切断直流回路。 二次回路包括励磁控制和启动回路。励磁控制是一套可控硅系统，功能和直流电机控制系统类似而较为简单，没有那么多反馈控制环，只有一个电流反馈控制环； 另外有联锁回路和失步、失磁、过激保护回路。励磁投入必须具备一定条件，如各种保护都没有动作，慢动电机处于脱开的位置，电机启动已进入亚同步状态的信号已送出，等。根据这些条件来准备控制可控硅的投入时间就是连锁，相应的回路称为连锁回路。 相对于一次回路的保护而言，失步、失磁和过激保护属于二次回路的保护。失步保护保护电动的失步。电机失步的破坏性很大，形成的异步力量能剪切转子线圈，所以这个保护功能必须可靠，否则一旦发生失步，后果很严重。该回路检测定子电流、电压。 众所周知，电机运行在功率因数超前状态，定子电流比定子电压滞后；运行在功率因数滞后状态，定子电流比定子电压超前。不论超前还是滞后，6kV回路的电流波和电压波之间都没有相对运动。如果电机失步，电机的电流波和电压波之间立即产生来来回回的相对运动，失步检测回路即捕捉此电流波和电压波来回运动时重合的脉冲。重合一次证明失步一次，重合两次失步保护动作。 失磁是欠激的极限状态，不清楚为什么有失磁保护而没有欠激保护，请各位探讨。失磁信号和过激信号的确定都通过比较放大器实现，比较放大器的给定可以调整。 二、启动过程 同步电机启动必须满足三个条件：1、继电器30C不激磁（过电流保护50/51未动作，接地方向继电器67G未动作，差动继电器87未动作，欠压继电器27未动作，故障继电器86X未动作，激磁变压器一次侧空气开关未跳，故障包括：失磁，失步，过激，启动限时，凸轮控制器及线路转换开关过载保护49AX，慢动电机总空气开关，慢动抱闸空气开关，慢动热保护49I，可控硅风机开关，及其热保护49FX， 一、填空题 1、为了减少中，小型电力变压器铁心的铁摸耗，其铁心多 采用( 彼此绝缘的硅钢片叠成) 制成。 2、变压器并列运行的条件为(额定电压)相等，( 联 结组) 相同，短路阻抗相同。 3、一台电压比为220/110的变压器，N1 =2000匝，N2 =1000 匝。在修理时，有人为了节省铜线，将N2 改为500匝，则这变压器输出( 55v ) ，(不能)正常工作4、一台三相异步电动机，其铭牌上标明额定电压为220/380 Ｖ，其接法应是（△/ Ｙ）。 5、三相异步电动机采用星--三角降压起动，起动时可以使电 动机的起动电流降为三角形接法的( 1／3 )。 6、三相异步电动机，若要稳定运行，则转差率应（小于） 临界转差率。 7、三相鼠笼异步电动机转子绕组的电流是由( 电磁感应) 产生的。 变压比、组别；0．35厚，彼此绝缘的硅钢片叠成；△/ Ｙ；1／3；小于；电磁感应 8、电容分相单相异步电动机改变转向的方法是( 对调两绕组 之一的首尾端)。 9、直流电动机如要实现反转，需要对调( 电枢电源)的极 性，其励磁电源的极性（保持不变）。 10、直流电动机的电磁转矩将随着转速的降低而( 增 大) 。 11、直流电动机直接起动时的起动电流可达额定电流的( 1 0～20 )倍。 12、降低直流电动机的电枢端电压，可以( 降低)其转速。 13、减少并励直流电动机的激磁电流，将会使其转速( 升 高) 。 ?对调两绕组之一的首尾端；电枢电源；保持不变；增大； 1 0～20；降低；升高； 二判断题１、在交流电机的三相相同绕组中，通以三相相等电流，可以形成圆形旋转磁场。（×）２、三相异步电动机定子极数越多，则转速越高，反之则越低。（×）3、电动机定子、转子间有匝间短路故障，会引起绕组发热( 对) 。 ?4、三相异步电动机，无论怎样使用，其转差率都在0~1 之间。（×） 5、为了提高三相异步电动机的起动转矩，可使电源电 压高于额定电压，从而获得较好的起动性能。（×）?三、计算： ?1、一台三相异步电动机铭牌上标明f=50Hz，额定转速 同步发电机习题二 一、填空题 1、我国生产的72500千瓦的水轮发电机，其转速为125转／分，那么，极对数 p=__________________(24) 2、三相同步发电机带有纯电感负载时，如不计电枢电阻的作用，则电枢反应作用是 _________________(直轴去磁) 3、装在用户附近的一台调相机，在负载比较小的夜间为改善长线末端的电压应使调相机处于 状态。（欠励） 4、调节同步发电机励磁电流就能改变发电机输出的________ 。（无功功率） 5、同步发电机用暗灯法并联合闸，当频率不等时所出现的现象___________ 。（三相灯出现同时暗，同时亮的交替变化现象） 9．同步发电机内功率因数角ψ=90时的电枢反应为________________。_(直轴去磁) 10、同步发电机用暗灯法并联合闸，当电压不等时所出现的现象 ___________ 。（一个相灯没有绝对熄灭的时侯，在最亮和 最暗范围内闪烁） 11．同步发电机处于“欠励磁”状态时发出无功的性质为___________.（容性） 12．并联于无限大电网的运行的同步发电机，要改变有功功率输出，只需调节 ______________________.（原动机的转速） 13．同步发电机气隙增大，其同步电抗将 。（减小） 14．同步发电机内功率因数角ψ=0时的电枢反应为________ 。（交轴电枢 反应） 15、同步发电机在过励时从电网吸收 容性无功功率 ，产生 直轴去磁的电枢 反应 电枢反应 16、同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角； 是 和 空间夹角。（电动势和电压；励磁磁动势和气隙磁动势） 17．凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 2q d mU 11()sin22X X δ-Ω 18、一台并网运行的同步发电机，按发电机惯例，已知原运行点的功率因数是超前的，则电 机运行在______励状态，此时电机从电网吸收_____性质的无功功率；若不调节原动机输出 而将励磁电流单方向调大，则电机可变化到_____励状态，此时电机向电网发出_______无功 功率。（欠励，感性，过励，感性） 19、同步发电机按转子结构分，有 , ；按原动机类型分，主要 有 , ；（凸极式和隐极式；汽轮层峦叠嶂电机和水轮发电机） 20、同步电机空载运行指仅有_____________输出，________________输出为零 二、单项选择题 1、并联于大电网上的同步发电机，当运行于cos =1.0的情况下，若逐渐减小励磁电流， 则电枢电流是（ A ） A ．逐大 B ．逐小 C ．先增大后减小 D ．先减小 后增大 2、 同步发电机电枢反应性质取决于( C ) A ．负载性质 B 发电机本身参数 一、填空题 1．变压器中的磁通按照性质和作用的不同，分为__主磁通__和 漏磁通 ，其中__漏磁通___不参与变压器的能量传递。 2．他励直流电动机常用的调速方法有：_ 改变电枢回路里的串联电阻 ； 减小气隙磁通 ；改变电枢端电压U 。 3．鼠笼式异步电动机降压起动的方法有 定子串接电抗器起动 ； Y —起动 ； 自耦减压起动 。 4．三相同步电动机通过调节___励磁电流__可调节无功功率。 5．异步电动机的电源电压降低10％，电机的过载能力降低到____80%__________，临界转差率___不变_______，负载不变时，电机的转速将___降低_______。 6．直流电动机常用的调速方法有： 电枢 控制和 磁场 控制。 7．变压器负载运行时， 二 次电流的大小决定着 一 次电流的大小。 8．削弱齿谐波电动势的方法有 斜槽 、 分数槽（半闭口槽） 以及其它措施。 9．单相绕组的磁动势是 脉动 磁动势；对称三相绕组的磁动势为 旋转 磁动势。 10．三相感应电动机的调速方法有：改变转差率调速、 改变电压 调速、 变频 调速。 11．变压器空载实验选择在__低压侧_____压侧进行，原因是___安全和仪表选择方便 。短路实验选择在高压侧 压侧进行，原因是 安全和仪表选择方便 。 12．一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10，则将二次绕组进行归算后，归算前后的二次侧电阻之比为 1：100 ；归算前后的二次侧磁势之比是 1：1 。 13．并励直流发电机自励的三个条件是 有剩磁 、 剩磁与励磁方向相同（电枢和励磁绕组接法正确） 、 励磁电阻小于临界电阻 。 14．一台直流发电机，其电势和端电压的大小关系是 E>U 。 15．三相感应电动机转子转速为n ，定子旋转磁场的转速为n S , 极对数为p ，则定子电流的交变频率为 60s n p _ ；转子电流的交变频率为 ()60 s n n p 。 二、选择题 1、两相对称绕组通以两相对称电流，将产生（ A ）；三相感应电机通以三相对称电流，若一相绕组断线（绕组无中线），将产生脉振磁场。 A 圆形旋转磁场 B 脉振磁场 C 椭圆形旋转磁场 2、一台额定条件下工作在 220V50Hz 的单相变压器，错接在220V60Hz 的交流电源上，则额定负载时的主磁通会（ B ）： A 变大 B 变小 C 几乎不变 3、直流电动机定子励磁绕组中电流为（ A ）： A 直流电流 B 交流电流 C 尖顶波形 多台电机同步调速器的应用 （TB-4同步控制器使用说明书） 同步控制是工业控制中常见的控制方式，传统的机械同步控制由于精度和可调性差而逐渐减少，我所开发的TB-4 同步控制器由于控制精度高，输出模拟量可选性多，能多台同步器并联使用, 等优点而在电线电缆, 皮革, 钢铁, 纺织, 造纸, 等一些需要电机同步同速和同步非同速控制的行业被大量应用。TB-4 同步控制器就其工作原理而言，实际上是一台具有4 路直流模拟量（电压或电流）控制信号输出的信号发生器。 技术参数； 自动控制输入：0-5VDC 。0-10V DC 手动控制：主调10K 电位器 模拟量输出四组电压型；0-5VDC . 1-5VDC. 0-10V . 2-10V 。 模拟量输出四组电压型：0-10ma. 0-20ma .2-10ma.4-20ma 软启动时间调节：0-60 秒 控制电机台数；4-48 台 可接口调速器：力矩电机控制器，直流电机调速器，变频器，电磁电机调速器，等可调速电机控制器。 外型尺寸 原理示意图 同步器的技术及其特点 TB-4 同步器，内部采用MAXI 公司的是最新12 位D/A ，A/D 转换电路，他能通过主调电位器同时输出 4 组电压量或电流量信号，这四组信号可通过4 个多圈微调电位器，在原有主调电位器调节输出的（电压或电流）基础上增加或衰减，以达到多台电机的同步同速和同步非同速控制。 软启动曲线图 该控制器具有输出模拟量（电压或电流）随时间线性上升功能，调节机器内部电位器W1 可使上升时间，0-60秒线性调节（图 1 ） 注：V/I 输出电压和电流，ms 启动时间 应用举例： 绪 论 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性 答：电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。这类材料应具有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。 在图中，当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 和2N 中各感应什么性质的电动势电动势的大小与哪些因素有关 答：当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 中便有交变电流流过，产生相应的交变的磁动势，并建立起交变磁通，该磁通可分成同时交链线圈1N 、2N 的主磁通和只交链线圈1N 的漏磁通。这样，由主磁通分别在线圈1N 和2N 中感应产生交变电动势21,e e 。由漏磁通在线圈1N 中产生交变的σ1e 。电动势的大小分别和1N 、2N 的大小，电源的频率，交变磁通的大小有关。 0-3 感应电动势=e dt d ψ-中的负号表示什么意思 答： dt d e ψ-=是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为dt d N e Φ -=；当磁路是线性的，且磁场是由电流产生时，有L Li ,=ψ为常数，则可写成 dt di L e -=。 试比较磁路和电路的相似点和不同点。 答：磁路和电路的相似只是形式上的，与电路相比较，磁路有以下特点： 1）电路中可以有电动势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通； 2）电路中有电流就有功率损耗；而在恒定磁通下，磁路中无损耗 3）由于G 导约为G 绝的1020倍，而Fe μ仅为0μ的4310~10倍，故可认为电流只在导体中流过，而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通； 4）电路中电阻率ρ在一定温度下恒定不变，而由铁磁材料构成的磁路中，磁导率μ随B 变化，即磁阻m R 随磁路饱和度增大而增大。 电机运行时，热量主要来源于哪些部分为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度电机的温升与哪些因素有关 答：电机运行时，热量主要来源于各种损耗，如铁耗、铜耗、机械损耗和附加损耗等。当电机所用绝缘材料的等级确定后，电机的最高允许温度也就确定了，其温升限值则取决于冷却介质的温度，即环境温度。在电机的各种损耗和散热情况相同的条件下，环境温度不同，则电机所达到的实际温度不同，所以用温升而不直接用温度表示电机的发热程度。电机的温升主要决定于电机损耗的大小、散热情况及电机的工作方式。 电机的额定值和电机的定额指的是什么 答：电机的额定值是指电机在某种定额下运行时各物理量的规定值；而电机的定额是指制造厂按国家标准的要求对电机的全部电量和机械量的数值及运行的持续时间和顺序所作的规定。 电机原理试题及答案（仅供参考） 一、填空(每空1分，共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率S N=，则额定转速为n N=_____、额定工作时， 将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。 ~ 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了 ___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。 5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距τ＝＿＿＿、每极每 相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角α＝＿＿＿。 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 … 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。 10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。 》 13. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则 U1应随f1按______规律调节。 14、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。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。 二、判断正误(对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分) 【 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.( ) 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变 3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 - 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 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 此变压器的主磁通也大。 > 龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/0f11032907.html, 浅析两台异步电机的同步控制 作者：殷雄 来源：《科技资讯》2012年第02期 摘要：在两台异步电机(分别命名为1#，2#，下同)的控制中，以1#电机为基准，采用基 于PLC技术的变频控制，根据根据负载需要，不断改变1#电机的转速，为了达到两台异步电机的同步运行，以1#电机的转速为给定量，2#电机的转速为随动量，也采用基于PLC技术的闭环变频控制。从而实现两台异步电机的精确同步运行，也达到了节能之目的。 关键词：异步电机同步控制节能 中图分类号：TPO文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)01(b)-0134-01 随着国民经济的发展，生产过程中的机械化程度不断提高，而机械化程度的不断提高与电机特别是异步电机的广泛应用和精确控制是密不可分的。在海绵、塑料制品和钢铁行业生产过程中，对异步电机的同步控制要求十分高。例如：在海绵发泡过程中，必须保证两台电机转速的同步，如果2#电机的转速大于1#电机的转速，就会造成切断机刀架拉坏，如果2#电机的转速小于1#电机的转速就不能切断海绵。这两种情况在实际生产中是不允许的，因为这会造成 设备的损坏和产品的报废，从而造成经济损失，影响企业的效益。本文依据负载需要对两台电机采用闭环PLc变频控制，从而实现两台异步电机的转速同步控制，以满足工业生产的需要。 1基于PLC技术的1#电机转速变频控制的实现 先令1#电机以最低频率(35Hz)进行启动，当电机启动后，依据生产需要，不断改变电机转速的给定值，并将给定值输入PLC相应模块，与1#电机的相连的测速电机对1#电机进行测速，并将所测的速度值也输入PLC相应模块，让PLC进行判断。如果测速电机所测的速度大于给定速度时，那么PLC向1#电机的变频器发出无极降速的指令，从而让1#电机的变频器降低频率进而降低转速；如果测速电机所测的速度小于给定速度时，那么PLC向1#电机的变频器发出无极升速的指令，从而让1#电机的变频器提高频率进而升高转速。其PLC闭环控制原理图如图1所示，其PLC闭环控制流程图如图2所示。 考 试 卷（ A 卷） 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的 物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β= ）___时，变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允 许____开路____。 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势 ____________波形。设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱电机学课后习题解答(配王秀和孙雨萍编)
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