川大《电机拖动与控制(专科)》17年6月考试试题及答案

《电机拖动与控制》复习题一．试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。

二．试说明变压器并联运行的条件。

三．电压变化率ΔU%和阻抗电压U有什么联系？U K的大小决定于哪些因素？U K的K大小对变压器运行的影响如何？四．一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三相额定电压，会产生什么后果？五．一台八极异步电动机电源频率ƒ=50Hz，额定转差率S=0.04，试求额定转速n N。

N六．一台单相变压器，额定容量S=1000kV A ,额定电压U1N／U2N=60／6.3kV , 额定频率Nƒ=50Hz，归算至高压侧的Z K=61＋j205Ω，P0=5000W，P KN=16950W。

求：（1）阻抗电压U；K（2）额定负载且cosψ=0.8（滞后）时的电压调整率；2（3）c osψ=0.8（滞后）时的最高效率。

2七．如果一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，试问是否能同步转动？八．一台直流发电机的额定数据为：P=100kW，U N=230V，n N=2850r/min，ηN=85%，N试求该发电机的额定电流I N及额定输入功率P1N。

九．如果一台并励发电机不能建立电压时，检查的方法是什么？十．试说明变压器的效率在什么样的情况下达到最大值，这个最大值是如何得到的？十一．三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？为什么？十二．三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会产生什么后果？十三．拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，则气隙中的每极磁通与磁密数值将怎样变化？十四．异步电动机为什么又称为感应电动机？十五．一台六极直流电机，1200r/min，74槽，每槽4个元件边，单匝元件，单叠绕组，每极磁通为1.38×10-2Wb，电枢电流为120A，求其电磁转矩及电枢电动势。

十六．一台直流电动机的额定数据为：P=17kW，U N=220V，n N=1500r/min，ηN=83%，N试求该电动机的额定电流I N及额定输入功率P1N。

十七．一台他励直流电机并联于U=220V电网上运行，单波绕组，已知p=2，N=372(电枢总导线数)，n=1500r/min，每极磁通为φ=1.1×10-2Wb，电枢回路总电阻R a=0.208Ω，P Fe=362W，PΩ=204W，忽略附加损耗。

试求：a)此直流电机是发电机还是电动机？b)电磁转矩、输入功率和效率各为多少？十八．一台他励直流电动机的额定数据为：P=7.5kW，U N=220V，I N=39.8A，Nn N=1500r/min，试计算并绘制其固有机械特性。

十九．一台四极直流发电机是单叠绕组，每极磁通为3.79×10-2Wb，电枢总导线数为152根，转速为n=1200r/min，求电机的空载电动势。

若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为230V时，电机的转速应是多少？二十．一台三相异步电动机P=60kW，n N=577 r/min，cosψN=0.77，ηN=88.5%，试N求在额定线电压为380V时的额定电流I N。

二十一．一台三相异步电动机的输入功率8.6kW，定子铜耗为425W，铁耗为210W，转差率为S=0.034，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械损耗。

二十二．某台直流发电机的额定数据为：P=90kW，U N=230V，n N=1450r/min，ηN=89.6%，N试求该发电机的额定电流I N。

二十三．一台四极直流电动机，单叠绕组，额定转速n=1460r/min，36槽，每槽6个N元件边，每极磁通为2.2×10-2Wb，问电枢电流为800A时，求其电磁转矩。

二十四．电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转矩及转速特性来看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？二十五．并励直流电动机在运行时若励磁绕组断线，会出现什么后果？二十六．三相异步电动机，额定功率P=55kW，额定电压U N=380V，额定电流I N=119A，N额定转速n N=570r/min，额定功率因素cosψN=0.89，求同步转速、极对数、额定负载时的效率和转差率。

已知电网频率为50Hz。

二十七．某台直流电动机的额定数据为：P=10kW,U N=220V, n N=1500r/min,ηN=88.6%,N试求该电动机额定运行时的输入功率P1及额定电流I N。

二十八．有一台三相变压器，额定容量S=50kVA , 高压侧额定电压U1N=10kV , 低压N侧额定电压U2N=400V , 高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流I1N和I2N。

二十九．某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb，电枢总导线为152根，转速为1200 r/min，求电机的空载电动势。

若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V时，电机的转速是多少？三十．为什么说交流异步测速发电机是交流侍服电动机的一种逆运行方式？三十一．为了获得变压器的等效电路，我们需要对变压器两侧绕组进行折算，请问这种折算的原则？三十二．某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb，电枢总导线为152根，转速为1200 r/min，求电机的空载电动势。

若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V时，电机的转速是多少？三十三．一台直流电动机改成直流发电机时，是否需要将换向极绕组重新安装？为什么？三十四．在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机运行于发电机状态还运行于电动机状态。

三十五．异步电动机的空气隙为什么必须做得很小？三十六．请简述直流电机的换向以及改善换向的主要措施。

三十七．试说明三相异步电动机的的调速方法及其特点。

复习题参考答案：一．降压起动、电枢串联起动变阻器起动二．①各变压器连接组号相同②各变压器一次侧额定电压相等，变比相等③标幺值相等三．答：可用下式来表示其联系，ΔU%=（U IN－U2’）／U IN×100%=U K／U IN×100%但阻抗电压U K的大小决定于漏阻抗Z K和负载的大小。

如果U K较大，则变压器在负载运行时的电压变化率就较大，即二次绕组端电压波动受负载影响较大。

但从另一方面来考虑，U K越大，则限制变压器短路电流的能力就强些。

所以要合理选择U K的大小。

四．答：如果把转子抽掉，则磁路中的气隙将大大增加，即磁阻增大。

因为定子绕组上加三相额定电压，那么所产生的磁通也应是额定的，这样就需要增加很大的励磁电流，以至烧毁定子绕组。

五．n N=720 r/min六．（1）阻抗电压U K%=5.94% （2）电压调整率ΔU%=4.77%（3）最高效率ηmax=97.75%七．答：一般单相自整角机定子绕组是三相绕组，在一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，其他两相还可以形成单相回路。

当发送机有角位移或转动时，对接收机存在电势差，产生均衡电流，在两相绕组中形成单相回路，产生脉动磁场，它与转子励磁磁场的相互作用，不会产生转矩，因此无法与发送机保持同步转动。

八．额定电流I N=434.78 A 额定输入功率P1N=117.6kW九基本步骤为①观察电枢电压表②用欧姆计检查励磁电路断路点。

十．对变压器的效率公式利用数学方法求极值。

十一.不能。

长期电压太低会造成电动机的过载能力太低，当负载波动较大时，电动机可能会停止转动。

十二.答：如果三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，则主磁路的磁阻将急剧增加，而励磁电抗大为减小，若要产生同样大小的旋转磁场，必须大大增加励磁电流，甚至超过额定电流好多倍，以至电动机在运行时，有可能烧坏绕组。

十三.答：因为额定电压不变，所以感应电动势也不发生变化。

那么从公式E=4.44ƒWk W1Φ中可以看出，如果匝数W减少，磁通Φ与磁密B的数值将增加。

十四. 答：异步电动机的工作原理是由于在定子绕组接上三相对称电源，从而建立旋转磁场，依靠电磁感应作用在转子绕组中感应电动势，并产生电流，转子电流与磁场相互作用，产生电磁转矩，从而实现能量的转换。

由于转子电流是感应而生的，因此又称为感应电动机。

十五. T M=234 N·m E a=81.7V十六. 额定电流I N=93.1A 额定输入功率P1N=20.48kW十七. (1) 电枢电势E a= C eφn=204.6V < U=220V,为电动机（2）电磁转矩T M=C MφI a =96.38 N·m输入功率P1= UI a=16.28kW电磁功率P M=E a·I a=15.14 kW输出功率P2= P M－P Fe－PΩ=14.574 kW效率η= P2／P1×100%=89.52%十八. 通过计算求得理想空载转速n0=1615r/min,额定电磁转矩T N=51.77N·m。

通过两点（0，1615）和（51.77,1500）作一条直线，即得其固有机械特性曲线。

十九. 单叠绕组：E a =115V 改为单波绕组：n=1198 r/min二十. I N=133.8A二十一. 电磁功率P M=7965 W 转子铜耗P CU2=S·P M=270.8W机械损耗PΩ= P M－P CU2=7694.2W二十二. I N=391.3A二十三. T M=605 N·m(牛·米)二十四. 答：从公式T M=C MφI a和n=(U-I a R a)/C eφ中可以看出，当电磁转矩增大时，电流I a将增大，从而导致转速n 的减小。

所以说电磁转矩增大转速反而下降。

二十五. 答：若励磁绕组断线，则主磁通下降到剩磁磁通值，而电枢电流将迅速增大，转速迅速上升，可能大大超过额定转速，造成“飞车”，使换向器、电枢绕组和转动部件损坏，甚至造成人身事故。

（电机空载时励磁绕组断线最容易发生这种危险。

）二十六 . 同步转速n1=600r/min极对数p=5效率ηN= 79%转差率S N=0.05二十七. P1 =11.29 kW I N=51.3A二十八. I1N=2.89A I2N=72.17A二十九. E a=106.4V n=1184 r/min三十. 答：在交流侍服电动机中，由控制绕组输入的是电压信号，通过电动机变成了转速信号在轴上输出，在交流异步测速发电机中，由外力拖动转轴转动，输入的是转速信号，通过测速发电机，输出与转速成正比的电压信号。

所以就信号的转换而言，两者互为可逆运行方式，和一般发电机和电动机的能量转换是一样的，是符合可逆原理的。

三十一、答：①折算前后，变压器的基本电磁关系不变②被折算侧磁动势不变③变压器各功率及损耗不变三十二、E a=106.4V n=1184 r/min三十三、答：不需改接。