重庆大学 《直流电机》试卷
重庆大学《电机学（1）》课程试卷
2014—2015学年 第一学期
开课学院： 电气工程学院 课程号：15012650 考试日期： 2014.11.17
考试方式：
考试时间： 45 分钟
一、单项选择题（每小题2分，共20分）
1．直流电机电枢磁动势与交轴电枢磁密的波形分别是 C 。 A ．马鞍波、三角波； B ．马鞍波、马鞍波； C ．三角波、马鞍波； D ．三角波、三角波。
2．直流电机交轴电枢反应磁动势最大值的位置取决于 A/D 。 A ．电刷的位置 B ．主磁极轴线的位置； C ．转子旋转方向； D ．电枢的几何中性线。 3．直流发电机与直流电动机最重要的特性分别是 D 。 A ．效率特性、效率特性； B ．外特性、效率特性； C ．调整特性、机械特性； D ．外特性、机械特性。
4．在直流电机中，公式E a =C e Фn 和T e =C T ФI a 中的Φ指的是 C 。 A ．每极合成磁通； B 所有磁极的总磁通； C ．每极主磁通； D ．以上都可以。
5．一台空载运行的他励直流发电机，电刷位置偏移了几何中心线一个角度
在其它条件不变的情况下，试分析空载电压如何变化 D 。
A ．不变；
B ．取决电刷位置移动方向；
C ．增大；
D ．减小。 6．直流电动机和直流发电机的额定功率分别指 B 。 A ．转轴上吸收的机械功率，电枢端口吸收的电功率； B ．转轴上输出的机械功率，电枢端口输出的电功率； C ．转轴上吸收的机械功率，电枢端口输出的电功率； D ．电枢端口输出的电功率，转轴上输出的机械功率。
7．若并励直流发电机转速下降5%，则空载时发电机的端电压将 A 。
A ．下降多于5%；
B ．下降少于5%；
C ．下降5%；
D ．无法判定。 8．一台直流电动机拖动一台他励直流发电机。当电动机的外电压、励磁电流不变时，增加发电机的负载，则电动机的电枢电流I a 和转速n 将 A 。 A ．I a 增大，n 降低； B ．I a 增大，n 升高； C ．I a 减少，n 升高； D ．I a 减少，n 降低。 9．串励直流电动机轻载运行时，若不慎将励磁回路断开，则电机转速将 B 。 A ．上升到较高的转速后稳定运行； B ．减速到停转； C ．上升到不允许的高速即“飞车”； D ．保持原转速不变。
10．一台额定转速为1000r/min 的并励直流电动机，在额定状态运行时输入功率为15kW ，若在电枢回路中串电阻调速，保持负载转矩不变，当转速为800r/min 时输入功率为 B 。
A ．10kW ；
B ．15kW ；
C ．12.5kW ；
D ．18kW 。
二、填空题（每空1分，共22分）
1．直流电机若想实现机电能量转换，必须靠 交轴 电枢磁势的作用（填直轴、交轴、交轴和直轴）。
2．直流电动机常用的起动方法有 直接起动 、 电枢回路串电阻起动 和 降压起动 。
3．串励直流电动机在电源反接时，磁通的方向将 反向 ，电枢电流的方向
将 反向 ，转速的方向将 不变 。（填不变或反向）。 4．影响他励直流发电机电压调整率的因素有 电枢回路的电阻压降 和 电枢反应的去磁效应。
5．并励直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速 增大 ，机械特性 变软 ；在电枢回路中增加调节电阻，可使转速 减小 ，机械特性 变软 ；降低电枢端电压，可使转速 减小 ，机械特性 不变 。(填增大、不变或减小，变硬、变软或不变)。
6．对于单叠短距绕组，2p =4，Q u =K =S =21，则y 1= 5 、y 2= 4 、y = 1 、y c = 1 。 7．直流电动机的制动方法有 能耗制动 、 反接制动 和 回馈制动 。
命题人：
组题人：
审题人：
命题时间：
教务处制
学院 专业、班 年级 学号 姓名 考试教室
公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊
封
线
密
三、简答题（共27分）
1．简述并励直流发电机自励建立稳定电压的条件。（6分）
答：①有一定的剩磁；（2分）
②励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻；（2分）
③励磁绕组的接线与电机转向的配合正确。（2分）
2．请画出并励直流电动机的功率流程图和写出功率平衡方程式。（7分）
（3分）
基本铜耗：p cua=Ia2R ；
电刷损耗：p s=2ΔU s I a；
励磁铜耗：p cuf =U f I f；
杂散损耗：pΔ≈0.01P N(I/I N)2；
机械损耗：pΩ；
铁耗：p Fe；
机械损耗和铁耗仅与转速和电枢铁心内的磁通密度有关。（1分）
P1=P e+p cua+p cuf+p s+pΔ(2分)
P e=P2+p0（1分）
3．一台串励直流电动机，在电枢电流不变的情况下，若转速下降，试分析说明其基本铜耗、电刷损耗、励磁铜耗、铁耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率将分别如何变化？（14分）答：由p cua=I a2R a、p cuf=I f2R f、p s=2ΔU s I a，I a=I f，当电枢电流I a不变时，铜耗p cu、p cuf、p cus不变。（3分）
在直流电机中，铁损耗p Fe和机械损耗p
Ω与转速n有关，当n下降时，
铁损耗p Fe和机械损耗p
Ω变小。（2分）
由E a=C eφn可知，励磁电流I f不变，φ也不变，当转速n下降时，电动势E a变小。（1分）
由P e=E a I a可知，当电枢电流I a不变、电动势E a变小时，电磁功率P e 变小。（2分）
由T e=C TφI a可知，由于φ、I a不变，故电磁转矩T e不变。（2分）
由P2=T2.Ω、T e=T2+T0可知，T e和T0不变，因此T2不变，而n下降，Ω下降，故输出功率P2变小。（2分）
因为P1=P e+p cua+p cuf+p△，当电枢电流I a和励磁电流I f不变时，p cua、p cuf
和p
△
不变，当转速n下降时，由于P e变小，故输入功率P1变小。（2分）四、计算题（共31分）
1．已知一台并励直流发电机的有关数据如下：P N＝6kW，U N＝230V，n N＝1450r/min，电枢回路总电阻R a=0.921Ω，励磁回路电阻R f＝130Ω，铁耗p Fe=145.5W，机械损耗pΩ=168.4W，不计附加损耗，若忽略电枢反应的去磁效应，不计铁心磁路饱和。试求在额定负载下的：(1)负载电流I N(2分)；
(2)励磁电流I fN(2分)；(3)电枢电流I aN(2分)；(4)电枢电动势E aN(3分)；(5)
电磁功率P eN(3分)；(6)电磁转矩T eN(3分)；(7)输入功率
N
P
1
(3分)；(8)效率η
N
(3分)。在保持其它参数不变的情况下，设I N不变，当改为电动机运行状态时，
若在励磁绕组串入
1
R=30Ω的附加调节电阻，求此时的：(9)电枢电流I a(2分)；
(10)电枢电动势E a(3分)；(11)转速n(5分)。
解：发电机
（1）087
.
26
230
6000
=
=
=
U
P
I
N
N
N
（A）
（2） 230
1.7692130N fN f
U I R =
==（A ） （3） 23026.08727.856130N
aN N f
U I I R =+
=+=（A ）
（4） 23027.8560.921255.656aN aN a N U E I R =+=+?=（V ） （5） 255.65627.8567121.54eN aN aN P E I ==?=（W ） （6） 84.15160
1450
2602=?==Ωππn N (rad/s) 7121.5446.9151.844eN eN N
P T =
==Ω(N·
m)
（7）
P P P P Fe eN N ++=Ω1
7121.542168.4145.57435.442(w)
=++=(W)
（8） 16000
80.69%7435.442
N N N
P P η==
=
电动机
（9） 励磁绕组串电阻运行时 1
23026.08724.649513030N
a ?N f U I I R R =-
=-=++（A ） （10） 23024.64950.921207.298a a a N U E I R =-=-?=（V ） （11） 电动机未串接电阻额定运行时 23026.08724.32130N
aN N f
U I I R =-
=-=（A ）
23024.320.921207.60aN aN a N U E I R =-=-?=（V ）
N N e aN n C E Φ=
207.60 1.0015207.298aN e N N a
e C n E C n E Φ===Φ
不计饱和，所以
1/160
1.231/()130
N N U U f N f R R R Φ===Φ+ 1450 1.231
1782.28(/min)1.001(/) 1.0015
N N n n r ?=
==ΦΦ
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
河北科技大学2009——2010学年第一学期 《电机学》期末考试试卷A 学院班级姓名学号 一、填空：（1×30=30分） 1、当一台三相六极异步电动机接在频率为50Hz的电源上运行时，若电动机的额定转差率为 0.04 ，则该电动机的同步转速为1000r/min，电动机转子的转速为960r/min，转子绕组感 应电动势的频率为2Hz ，转子电流的频率为2Hz ，由转子电流产生的基波旋转磁动势相对于转子的转速是40r/min ，而相对于定子的转速是1000r/min 。 2、变频调速的异步电动机，在基频以下变频调速时，若使U1/f 1=常值，则近似属于恒磁通控 制方式调速方式。 3、三相异步电动机定子绕组接法为三角形接法时，才能采用Y—△起动方式。 4、在直流电动机中，电枢电动势的方向与电枢电流的方向相反；电磁转矩的方向与电枢 的旋转方向相反。（填相同或相反） 5、直流电动机的调速方法有：电枢串电阻调速、改变电枢电压调速、 改变励磁电流调速。 6、一台额定频率为60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，则该变压器 的主磁通将增大、激磁电流将增大。（填增大、减小或不变） 7、并励直流发电机自励的条件是：点击必须有剩磁、励磁绕组并联到电极性必须正 确、励磁绕组的电阻小于该转速下的临界电阻。 8、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速，在恒转矩负载情况下，调速前后电动机的 输入功率不变、电磁功率不变、输出功率减小、电动机的效率将减小。 （填增大、减小或不变） 9、有一台三相变压器，额定容量为600KV A，额定电压为10000 V/400V，Dy联结，则该变压 器一次侧的额定相电压为10000v ，二次侧的额定相电压为400/根号3 ，一次侧的额定相电流为10A ，二次侧的额定相电流为1500/根号3 A ，该变压器的电压比为25倍根号3 。
期末 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____。
直流电机测验题 一、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:P N=，U N=220V，I N=20A，n N=1000r/min，电枢回路电阻r a=1Ω，△U=2V，励磁 回路电阻R f=440Ω，空载实验：当U=220V时，输入电流I0=2A，试计算:当电枢电流I a=10A时,电机的效率。 二、一台他励直流电动机数据为：P N=，U N=110V，I N=，n N=1500r/min，电枢回路电阻R a=Ω，求：1）U=U N，Φ=ΦN条件下，电枢电流I a=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T N不变时，电动机电枢电流与转速是多少（3）U=U N， Φ=ΦN条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min，电枢回路应串入多大电阻。 三、他励直流电动机：P N=29KW，U N=440V，I N=，n N=1050rpm，R a=。 1）电动机在发电反馈制动状态下工作。设I a=-60A，附加电阻R c=0 ，求电动机的转速 2）电动机在能耗制动状态下工作。转速n=-500rpm 时，电枢电流为额定值，求接入电枢回路中的附加电阻和电动机轴的电磁转矩； 3）电动机在反接状态下工作。转速n=-600rpm 时，电枢电流I a=-50A。求接入电枢回路中的附加电阻，电动机轴的电磁转矩，电网供给的功率，电枢回路电阻上消耗的功率以及从轴上输入的机械功率。 4）画出电机的机械特性及其1）、2）、3）情况下的工作点。 四、选择答案填空：一台提升用他励直流电动机，当需要高速（发电制动）下放物体时： （1）在启动阶段（n 电机学Ｉ试题 （华南理工大学电力学院２００５．６） 姓名班级学号（指班内序号）成绩 注意： 1. 一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置； 2. 四、五、六题写在答题纸上； 3. 不得自带草稿纸； 4．答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）右下角写上自己的名字，才可拆开试卷。 一、填空（25分） 1. 电机是 装置。 2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，不变； 不变。 3. 变压器的效率在达到最大值。 4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为： 。 5. 自耦变压器功率传递的特点为 。 6. 短距因数的物理意义为 。 7. 一相绕组的感应电动势计算公式为；其中的匝数N是指。 8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。其旋转的规律为：；其幅值为单相磁动势的倍。 9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n= 。 10. 感应电机转子反应的物理意义为 。 11. 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进行和归算。 13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为。 14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率P em，可以分割成转子铜耗p cu2、总机械功率（转换功率）PΩ。二者同P em的关系为p cu2= ；PΩ = 。 15. 同步电机的电枢反应是指 。 16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时， 之间的关系。 17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是 之间的夹角；从磁场角度看，它是 之间的夹角。 18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cos?、X d、X q，求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势E Q来求取I和E0的夹角ψ0。。 1、说明直流发电机的工作原理。 答：1）用原动机拖动电枢绕组旋转 2）电机内部有磁场存在； 3）电枢绕组旋转切割磁场，产生交变的感应电势（右手定则）； 4）通过电刷将交变感应电势引出变成直流； 5）将机械能变为电能。 2、说明直流电动机的工作原理。 答：1）将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。 2）机内部有磁场存在。 3）载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 作用 f=Bli a（左手定则） 4）所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以便拖 动机械负载。 3、直流电机的额定值有哪些 答：额定值有额定功率、额定电压、额定电流和额定转速等 4、 答：直流电机的励磁方式分为他励和自励两大类，其中自励又分为并励、串励和复励三种形式。 1）他励 他励直流电机的励磁绕组由单独直流电源供电，与电枢绕组没有电的联系，励磁电流的大小不受电枢电流影响。 2）并励 发电机：I a =I f +I 电动机：：I =I a +I f 3）串励：I a =I f =I 4）复励 5、直流电机有哪些主要部件各部件的作用是什么。 答：一、定子 1、主磁极：建立主磁通，包括：铁心：由低碳钢片叠成 绕组：由铜线绕成 2、换向磁极：改善换向，包括：铁心：中大型由低碳钢片叠成。 小型由整块锻钢制成。 绕组：由铜线绕成。 3、机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。 4、电刷装置：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。 二．转子 1．电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。由电工钢片叠成。 2．电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。由铜线绕成。 3． 换向器：换向用，由换向片围叠而成。 6、直流电机的换向装置由哪些部件构成它在电机中起什么作用 答 ：换向装置由换向片、换向极铁心和换向极绕组构成。主要作用是改善直流电机的换向，尽可能地消除电火花。 7、 直流电枢绕组由哪些部件构成 答：电枢绕组是由很多个线圈按照一定的规律连接而成的。 8、 什么是电枢反应对电机什么影响 答：直流电机在空载运行时,气隙磁场仅有励磁磁动势产生,而负载运作时,气隙磁场是由励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的,显然与空载时不同，因此把电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应. 电枢反应结果可能使气隙磁场畸变，同时还可能使气隙磁场削弱或增强。 9、电机产生的的电动势E a =C e Φn 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的作 用有什么不同 答； 直流发电机电枢电动势为电源电动势（a a E I 与同向），直流电动机为反电 动势（a a E I 与反方向）。 10、电机产生的的电磁转矩T=C e ΦI a 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的 作用有什么不同 答：在发电机中，电磁转矩的方向与电枢转向相反，对电枢起制动作用；在电动机中，电磁转矩的方向与电枢转向相同，对电枢起推动作用。 11、 答：电流电动机的输入功率P 1是从电枢两端输入的电功率，P 1=UI ；电磁功率P M 是扣除励磁回路的损耗和电枢回路的损耗后剩余部分的功率， )(1Cuf Cua M p p P P +-=；输出功率P 2是转轴上输出的机械功率，即电磁功率扣 除机械损耗Ωp 、铁损耗Fe p 和附加损耗ad p 后的机械功率， 02)(p P p p p P P M ad Fe M -=++-=Ω。 电机学期末考试试卷大全(附答案) 考试卷（ A 卷）《电机学》课程试卷 一、填空： 1．一台直流电动机，PN=10KW,UN=220V,?=0.86，nN=980r/min，则额定电 流为＿＿＿52.85A ＿＿＿，额定输出转矩为＿＿＿97.44N.m＿＿＿＿。 2．电机铁心采用0.35或0.5mm的硅钢片，其目的是:＿＿提高磁路的磁导率,降低电机的铁耗＿＿＿＿＿＿＿ 3．YYn联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形为:＿接近正弦波＿＿ ＿＿，这是因为:三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合，只能沿油或空气及油 箱壁闭合，磁阻大，故三次谐波磁通小，且负载时副方YO联接，使副方可感应、 流通较小的三次谐波电流，此电流也会对三次谐波磁通有所削弱，使磁通接近 正弦波，故相电势接近正弦波。 4．变压器的空载损耗主要是＿铁＿＿＿损耗，短路损耗主要是＿＿＿铜＿＿ 损耗。 5．选择交流绕组节距时，主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势，故 通常采用y1=＿＿＿5/6τ＿＿＿。 6. 一台隐极同步发电机并联于无穷大电网，额定负载时功率角 =200，现因外线发生故障，电网电压降为60%*UN，为使角保持在小于250范围内，应加大励磁，使E0为：E0/E0＿＿＿E0*/E0>1.35＿＿＿＿。 二、选择题： 1．下列关于直流电动机说法错误的是：（ c ） A 串励电动机不允许空载或轻载运行 B 并励电动机不允许励磁回路开路 C 同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向 D 其它条件不变，仅降低他励电动机电枢端电压，其转速下降 2．在两相对称绕组中分别通入i1=Imsinwt,i2=Imsin(wt 1200)，则此时产生的磁场（ b ） A 圆形旋转磁场 B 椭圆形旋转磁场 C 脉振磁场 D 无法确定 直流电机测验题 一台并励直流电动机，铭牌数据如下：P N =3.5kW, U=220V , I N =20A , n N =1000r/min ，电枢回路电阻 U=2V 励磁回路电阻R=440 Q,空载实验：当 U=220V 时，输入电流10=2A ,试计算：当电枢电流I a =10A 时，电机的 效率。 二、一台他励直流电动机数据为： P N =7.5kW, U=110V, I N =79.84A , n N =1500r/min ，电枢回路电阻 R a =0.1014 Q,求：1） U=U,①=O N 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？ 2） U=U 条件下，主磁通减少 15%负载转矩为 T N 不变时，电动机电 枢电流与转速是多少？（ 3） U=U , ①=O N 条件下，负载转矩为 0.8T N ,转速为（一800） r/min ，电枢回路应串入多大电阻。 三、他励直流电动机： P N =29KW U N =440V , I N =76.2A , n N =1050rpm , R a =0.393W 。 1） 电动机在发电反馈制动状态下工作。设 I a =-60A ，附加电阻R=0，求电动机的转速 2） 电动机在能耗制动状态下工作。 转速n=-500rpm 时，电枢电流为额定值，求接入电枢回路中的附加电阻和电动机轴的 电磁转矩； 3） 电动机在反接状态下工作。转速 n=-600rpm 时，电枢电流I a =-50A 。求接入电枢回路中的附加电阻，电动机轴的电磁转 矩，电网供给的功率， 电枢回路电阻上消耗的功率以及从轴上输入的机械功率。 4） 画出电机的机械特性及其 1）、2）、3）情况下的工作点。 四、选择答案填空：一台提升用他励直流电动机，当需要高速（发电制动）下放物体时: （1） 在启动阶段（n 选择题 1一台双绕组单相变压器，其主磁通在一、二次侧线圈中产生的每匝电动势分别为 ec1和ec2，则应有（ C ） (A)ec1>ec2 (B)ec1 ） d ）不确定。 ） d ）不确定。 直流电机测验题 一台并励直流电动机，铭牌数据如下：P N =3.5kW, U=220V , I N =20A , n N =1000r/min ，电枢回路电阻 U=2V 励磁回路电阻R=440 Q,空载实验：当 U=220V 时，输入电流10=2A ,试计算：当电枢电流I a =10A 时，电机的 效率。 二、一台他励直流电动机数据为： P N =7.5kW, U=110V, I N =79.84A , n N =1500r/min ，电枢回路电阻 R a =0.1014 Q,求：1） U=U,①=O N 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？ 2） U=U 条件下，主磁通减少 15%负载转矩为 T N 不变时，电动机电 枢电流与转速是多少？（ 3） U=U , ①=O N 条件下，负载转矩为 0.8T N ,转速为（一800） r/min ，电枢回路应串入多大电阻。 三、他励直流电动机： P N =29KW U N =440V , I N =76.2A , n N =1050rpm , R a =0.393W 。 1） 电动机在发电反馈制动状态下工作。设 I a =-60A ，附加电阻R=0，求电动机的转速 2） 电动机在能耗制动状态下工作。 转速n=-500rpm 时，电枢电流为额定值，求接入电枢回路中的附加电阻和电动机轴的 电磁转矩； 3） 电动机在反接状态下工作。转速 n=-600rpm 时，电枢电流I a =-50A 。求接入电枢回路中的附加电阻，电动机轴的电磁转 矩，电网供给的功率，电枢回路电阻上消耗的功率以及从轴上输入的机械功率。 4） 画出电机的机械特性及其 1）、2）、3）情况下的工作点。 四、选择答案填空：一台提升用他励直流电动机，当需要高速（发电制动）下放物体时: （1） 在启动阶段（n 华侨大学 电机学期末考试试卷A 考试日期： 年 月 日 院（系） 班级 学号 姓名 成绩 一. 填空题。【每空一分，共30分，将答案直接填在题中．．．．．．．．．括号中．．． 】 3．凸极同步电机的转子绕组为（集中）（分布、集中）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（矩形）（正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。 5．有一台三相交流电机，定子有36个槽，极数为4，节距为7。则每极每相槽数q 为（3），槽距角为（20°），极距τ为（9），短距因数p k 为(0.9397)，分布因数d k 为（0.9598），绕组因数w k 为（0.9019） 6．一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为a r ,电枢电流为a I ,可知此单迭绕组有(p 2)条并联支路，其每条支路电阻为(a pr 2)；若为单波绕组其每条支路电阻为(a r p 22)，电枢电阻为(a r p 2)。 7. 同步发电机在过励时从电网吸收(超前)无功功率，产生(直轴去磁)电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出(滞后) 无功功率，产生(直轴增磁)电枢反应。 8. 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(减小)，铁耗将(减小)。 以下各题在答题纸上作答，并在每张答题纸上写上：班级、姓名、学号．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 二. 简答题。【每小题5分，共25分。】 1. 变压器为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？ 答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。 20１4年安徽大学电机学考试卷 （小题目每年基本不变,考前一定要看) 得分 一、选择题（每小题1分，共10分) １.以下是有关变压器的论述,唯一错误论述为（)。 变压器的磁路可以闭合，而电机的磁路必有气隙 三相变压器的额定电压指的是线电压 三相变压器的额定电流指的是相电流 推导变压器的等效电路必须遵循磁动势守恒和功率守恒的原则 ２．变压器做空载试验时，在一、二次侧分别进行，并且都加额定电压,则两侧的铁耗（)。 A.相等 B. 不相等 C.一次侧大 D.二次侧大 3. 变压器运行时,当二次电流增加到额定值，若此时二次电压恰好等于其开路电压,即,其中,那么,二次阻抗的性质为（ )。 A.感性B．纯电阻性C.容性D.任意 ４.已知一双层交流绕组的极距,今欲利用短距消除５次谐波电动势,其线圈节距应设计为( ）。 A.的某个值 B. C. D. 5．三相感应电动机定子绕组，联结,接在三相对称交流电源上,如果有一相断线，在气隙中产生的基波合成磁动势为（）。 A．不能产生磁动势Ｂ．脉振磁动势C．椭圆形旋转磁动势D．圆 形旋转磁动势 6.改变A、B、C三根电源线与异步电动机的连接关系可以改变电动机的转向,正确方法是()。 A.Ａ、B、C 三线逆时针轮换一遍B．A、B、Ｃ三线顺时针轮换一遍 C．A、B、Ｃ三线中任意两根互换一次Ｄ．Ａ、B、C三线中任意两根互换两次 ７．绕线式异步电动机拖动恒转矩负载运行，当转子回路串入不同电阻，电动机转速不同，而串入电阻与未串电阻相比，对转子的电流和功率因数的影响是（）。 A．转子的电流大小和功率因数均不变Ｂ.转子的电流大小变化，功率因数不变 Ｃ．转子的电流大小不变,功率因数变化D.转子的电流大小和功率因数均变化 8.一台正向旋转的直流并励发电机接在直流电网上运行，若撤掉原动机,则发电机将( )。 A.停转B．作为电动机反向运行Ｃ.作为电动机正向运行D.不能继续运行 9．一台并励直流电动机拖动一台并励直流发电机,当电动机的电压和励磁回路的电阻均不变时,若增加发电机输出的功率,此时电动机的电枢电流和转速将（)。 A．减小，降低B．减小，增高Ｃ.增大，增高D. 增大,降低 1０．一台积复励直流发电机与直流电网连接向电网供电,欲将它改为积复励直流电动机运行，若保持电机原转向不变，设电网电压极性不变,需要采取(）。 A．反接并励绕组Ｂ．反接串励绕组C.反接电枢绕组D.所有绕组接法不变 华侨大学 <电机学>期末考试试卷A 考试日期： 年 月 日 院（系） 班级 电气7班 学号 姓名 成绩 一. 填空题。【每空一分，共30分，将答案直接填在题中．．．．．．．．．括号中．．． 】 1. 一台3相感应电动机，通电频率为50 Hz ，额定转速是730 r/min ，该电机的同步转速是（750）r/min ，极数是（8），额定时的转差率是（0.027）。 2．三相异步电动机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1 n n <是（电动机） 运行状态；当 1 n n >是（发电机）运行状态；当n 与 1 n 反向时是（电磁制动）运 行状态。 3．凸极同步电机的转子绕组为（集中）（分布、集中）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（矩形）（正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。 4．当降低感应电动机的定子电压时，感应电动机的最大转矩（减小），产生最大转矩的临界转差率（不变）。当增加转子回路电阻时，感应电动机的最大转矩（不变），产生最大转矩的临界转差率（增大）。（增大、减小、不变） 5．有一台三相交流电机，定子有36个槽，极数为4，节距为7。则每极每相槽数q 为（3），槽距角为（20°），极距τ为（9），短距因数p k 为(0.9397)，分布因数d k 为（0.9598），绕组因数w k 为（0.9019） 6．一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为 a r ,电枢电流为 a I , 可知此单迭绕组有(p 2)条并联支路，其每条支路电阻为(a pr 2)；若为单波绕组其每条支路电阻为(a r p 22)，电枢电阻为(a r p 2)。 第七章直流电机 一、填空（每空1分） 1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是。 答：交流的。 2. ★★一台四极直流发电机采用单叠绕组，若取下一支或相邻的两支电刷，其电流和功率，而电 刷电压。 答：减小，不变。 3. ★一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流I f不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流 超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法。串入电阻后，电动机的输入功率R 将，电枢电流l a，转速n将，电动机的效率n将。 答：不行，不变，不变，下降，下降。 4. ★一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20%，则稳定后电 机的电流为倍的额定电流（假设磁路不饱和）。 答：1.25倍。 5. 并励直流电动机，当电源反接时，其中l a的方向，转速方向。 答：反向，不变。 6. 直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是转矩。 答：制动，驱动。 7. 一台串励直流电动机与一台并励直流电动机，都在满载下运行，它们的额定功率和额定电流都相等，若 它们的负载转矩同样增加0.5，则可知：电动机转速下降得多，而电动机的电流增加得多。 答：串励，并励。 8. ★电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流l a增加时，转速n将, 转矩T e将。 答：下降，增加。 9. 直流电动机电刷放置的原则是：。 答：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。 10. 直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转 速。 答：升高，降低。 11. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括损耗；对于直流电动机包括损耗。 答：空载损耗功率，绕组铜损耗。 12. ★串励直流电动机在负载较小时，l a ；当负载增加时，T e，l a ；n随着负载增加下降程度比并励电动机 要。 答：小，增加，增加，严重。 13. ★一台P对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为r a,电枢电流为l a,可知此单迭绕组有条并联 支路，其每条支路电阻为；若为单波绕组其每条支路电阻为 ，电枢电阻为。 答: 2P,2pr a，2p2r a, p2r a 14. 并励直流电动机改变转向的方法有，。 《电机与拖动基础》试题库及答案 第一部分直流电机 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。（E a〈U；E a〉U） 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_______，_______。（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。 一、填空题 1、三相异步电动机在额定电压U（相电压）运行时，从电源吸收的有功功率P=3UI cos(φ)，如果电压U为线电压，从电源吸收的有功功率P=3UI cos(φ)。 2、在三相异步电动机中，___电磁_____功率是气隙旋转磁场的作用从定子经过气隙传递到转子。这部分是转子通过__电磁感应______作用而获得的，因此称为电磁功率。 3、三相异步电动机运行时电磁功率、转子回路铜耗及机械功率的关系为 P M:P cu2:P m=1:s（1-s），从这个表达式中可知，如果电磁功率一定，转差率s越小，机械功率_ 越大 __，_转差率s ____越大，转子铜耗P cu2越大。 4、三相异步电动机中，最大电磁转矩对应得转差率称为___临界_____转差率。三相异步电动机起动时，n=___0_____，s=___1_____的电磁转矩称为起动转矩。 5、从三相异步电动机的工作特性可知，当三相异步电动机空载时，转子的转速n接近于___同步_____转速n1，假设空载运行时的转子电流约等于零，则定子电流I1等于_ 励磁 __ I0。 6、_功率因数 __是三相异步电动机的主要性能指标之一，我国生产的三相异步电动机cosφ为0.7～0.9。 7、从三相异步电动机固有特性分析可知，如果额定电压下直接起动三相异步电动机，由于最初起动瞬间主磁通约减少到额定值的一半，功率因数很低，造成了_起动电流 __较大而_ 起动转矩 __并不大的结果。 8、一般地三相异步电动机在_ 7.5 __kW以下的小容量鼠笼式异步电动机可直接起动。 9、三相异步电动机的降压起动有定子串电抗器 __、Y-Δ和自耦变压器降压__等起动方法。 10、三相异步电动机的能耗制动是当三相异步电动机在额定转速旋转时，突然切断三相交流电源，同时把_直流电 __通入其定子绕组中。 11、三相同步电机也是有定子和转子两大部分组成，定子上有三相交流 __绕组，转子上有_励磁 __绕组。 12、一般同步电机的转子有两种结构形式，即_ 凸极式 __和_隐极式 __。 13、同步电机在空载时，定子电流为零，气隙中仅存在转子磁动势。接上负载后，除转子磁动势外，定子三相交流电流将产生_ 电枢 __磁动势。同步电机额定运行时，随着电枢磁动势的产生，使气隙中的磁动势从空载时的磁动势变为负载时的_ 合成 __磁动势。因此，电枢磁动势的存在，将使气隙中的磁场的大小及位置发生变化，这种现象称为_电枢 __反应。 14、直流电机与交流电机相比，其主要缺点是_ 换向 __，因此限制了直流电机的最大容量，增加了运行的维护工作量，导致制造成本高。 15、直流电动机具有优良的调速性能，其调速范围_ 宽 __、_ 精度 __高、平滑性好。且调节方便，还具有较强的过载能力和优良的起动、制动性能，因此直流电动机特别适合于要求宽调速范围的电气传动和特殊性能要求的自动控制系统中。 16、直流发电机的工作原理是转子线圈中的电动势及其电流的方向是_ 交变 __的，只是经过电刷和换向片的_ 整流 __作用，才使外电路得到方向不变的_ 直 重庆大学试卷 直流电机 第 1 页 共 2 页 重庆大学 电机学（1） 直流电机课堂测验 2012 ~2013 学年 第 一 学期 考试方式 ： 测验日期：2012.12.23 测验时间： 45 分钟 一、 单项选择题（每小题2分，共20分） 1．直流电机电枢磁动势的波形是 C 。 A ．平顶波； B ．尖顶波； C ．三角形波； D ．马鞍形波。 2．直流电机交轴电枢反应磁动势最大值的位置取决于 C 。 A ．电刷的位置； B ．主极轴线的位置； C ．电枢的几何中性线； D ．转子的旋转方向。 3．若并励直流发电机转速上升20%，则空载时发电机的端电压将 B 。 A ．升高20%； B ．升高大于20%； C ．升高小于20%； D ．无法确定。 4．一台串励直流电动机，设电枢电流保持不变，若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度，此时电动机转速 B 。 A ．升高； B ．降低； C ．保持不变。 5．当他励直流电动机的励磁电流和负载转矩不变时，如果电枢回路串入附加电阻，则电机稳定运行时电枢电流将 C 。 A ．上升； B ．下降； C ．不变。 6．一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是 C 。 A ．改变原动机的转向； B ．改变励磁绕组的接法； C ．改变转向或改变励磁绕组接法； D ．增加原动机的转速。 7．直流发电机电枢导体中的电流是 C 。 A ．直流； B ．脉动直流； C ．交流； D ．无法确定。 8.并励直流电动机重载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将 B 。 A ．上升到较高的转速后稳定运行； B ．减速到停转； C ．上升到不允许的高速即“飞车”； D ．保持原转速不变。 9．直流电动机的额定功率指 C 。 A ．电枢端口输出的电功率； B ．电枢端口吸收的电功率； C ．转轴上输出的机械功率； D ．转轴上吸收的机械功率。 10．电枢磁动势与主磁场相互作用产生电磁转矩。若电枢磁动势有交轴分量和直轴分量，则 D 。 A ．二者都产生电磁转矩； B ．二者都不产生电磁转矩； C ．仅直轴分量产生电磁转矩； D ．仅交轴分量产生电磁转矩。 二、 填空题（每空2分，共26分） 1．直流发电机最重要的特性是 外特性 ，直流电动机最重要的特性是 机械 特性 。 2．他励直流发电机的电压调整率与 电枢电阻 和 电枢反应 有关。 3．电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 铁心损耗和机械 损耗；对于直流电动机包括 各种铜损耗和杂散 损耗。 4．他励直流电动机的负载转矩保持不变，若采用降压调速，转速将 减小 ，电枢电流将 不变 ；若采用弱磁调速，则转速将 增大 ，而电枢电流将 增大 。（增大、减小或不变） 5．他励直流发电机自励建立稳定电压的条件是：磁路中必须有剩磁；励磁磁动势与剩磁的方向必须相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 三、 简答题（共24分） 1．一台并励直流电动机，在励磁电流和电枢电流不变的情况下，若转速下降，试分析说明其铜耗、铁耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率将分别如何变化？（14分） 答：由p cua =I a 2R a 、p cuf =I f 2R f 可知，当电枢电流I a 和励磁电流I f 不变时，铜耗p cu 、p cuf 不变。（2分） 在直流电机中，铁损耗p Fe 和机械损耗p Ω与转速n 有关，当n 下降时，铁损耗p Fe 和机械损耗p Ω变小。（2分） 由E a =C e φn 可知，励磁电流I f 不变，φ也不变，当转速n 下降时，电动势E a 变小。（2分） 由P e =E a I a 可知，当电枢电流I a 不变、电动势E a 变小时，电磁功率P e 变小。（2分） 由T e =C T φI a 可知，由于φ、I a 不变，故电磁转矩T e 不变。（2分） 由P 2=T 2.Ω、T e =T 2+T 0可知，T e 和T 0不变，因此T 2不变，而n 下降，Ω下降，故输出功率P 2变小。（2分） 学院 电气工程学院 专业、班 年级 学号 姓名 公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊 封 线 密 电机学期末测验试卷大全(附答案) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 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 0β=）___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，为同时削弱电机学期末试题及答案
第一章直流电机习题答案
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