电机及拖动试题

电机及拖动（A卷）
一、填空题（每空1分，总计20分）
1．异步电动机不同运行状态对应转差率范围有所不同，电动机运行时转差率范围为（0<s<1）；发电机运行时转差率范围为（s<0）。

2．四极交流电机电枢36槽，相邻两个线圈电动势相位差（20 ）。

若线圈两个边分别在第1、第9槽中，绕组短距系数等于（0.9848），绕组分布系数等于（0.9598），绕组系数等于（0.9452）。

3．异步电动机的铁损主要位于（定子铁芯）中，分析时用（激磁电阻）来表征。

4．异步电动机定转子之间没有电的直接联系，通过（频率归算）和（绕组归算）可以获得等效电路图。

5．异步电动机的转子铜损也称为（转差）功率，该损耗为（电磁）功率与（总机械）功率之间的差值。

6．三相异步电动机的电磁制动状态分为（回馈制动）、（反接制动）和能耗制动。

7．双笼式三相异步电动机的上笼也称为（起动笼）。

8．同步电机的运行状态包括发电机、电动机和（补偿机/调相机）。

与异步电机不同的是，同步电机的转子存在（励磁）。

9．汽轮发电机采用（隐极）式转子同步电机，相对于水轮发电机，一般极对数比较（少）。

二、选择题（每题2分，总计14分） 1．下列电机中，气隙最小的是（B）
A直流电机 B异步电机 C同步电机 D不能确定
2．一台三角形接法的交流电机接到三相电源时，有一相绕组断线，则电机内部产生的磁通势为（D）
A静止磁通势 B脉振磁通势 C圆形旋转磁势 D椭圆形旋转磁通势
3．三相异步电动机参数的测定过程中，需要根据曲线进行损耗分离，对应损耗为（B） A 铜损和铁损 B铁损和机械损耗 C 机械损耗和附加损耗 D附加损耗和铜损 4．三相异步电动机由单相电源供电时，下面说法正确的是（D）
A转速出现飞车 B旋转速度大约为三相供电时的一半 C电磁转矩为零 D起动转矩为零5．针对三相异步电动机变频调速，下面说法正确的是（ C ） A属于恒转矩调速 B属于恒功率调速 C频率低时需电压补偿 D转速正比于频率
6．同步发电机电枢反应电抗对应了同步发电机的（A）磁场。

A电枢主磁场 B电枢漏磁场 C 电枢磁场 D激磁磁场
7. 两台相同型号的同步发电机的短路比不同，短路比较大的同步发电机（ B ） A：同步电抗也较大 B：静态稳定极限较高
C：短路电流较小 D：负载电流引起端电压波动幅度较大
三、简答题（每题6分，总计24分）
1．单相绕组通入交流电流后产生脉振磁动势，该磁动势可以分解成两个旋转磁动势，从转速、转向和幅值角度分析两个旋转磁动势的特点与区别。

答：都是旋转磁动势，转速相同，为同步转速（2分）；转向相反（2分）；行波磁动势幅值是原脉振基波磁动势幅值的一半（2分）。

2．一台三相异步电动机额定电压为380V，定子绕组为星形接法，现改为三角形接法，仍接在380V电源上，会出现什么情况？
答：定子绕组由Y接法改为 接法，则定子绕组相电压增加为原值的3倍，主磁通也将增加为原值的3倍，铁心饱和程度增加，励磁电流会有较大增加（4分）。

励磁电流为无功电流，功率因数降低，且负载运行时定子电流视在值过大.
3．例举6种可以实现三相绕线式异步电动机调速的方法。

答：变频调速、变压调速、定子串电阻调速、转子串电阻调速、串级调速、滑差离合器调速、定子串电抗调速。

4. 大亚湾核电站采用三机无刷励磁系统，请首先说明三机和无刷的含义，并简要说明是如何实现无刷的。

答：三机：主发电机、主励磁机、副励磁机（2分）；无刷：没有电刷滑环装置（1分）。

采用旋转整流器励磁，主励磁机采用旋转电枢式同步发电机，副励磁机采用永磁同步发电机（3分）。

四、计算题
1.某台三相异步电动机，额定功率75kW，额定转速975r/min，额定电压3000V，额定电流18.5A，额定功率因数0.87，额定频率50Hz，试求：（1）极数；（2）额定转差率；（3）额定效率；（4）额定转矩。

解：（1）根据额定转速略小于同步转速，频率50Hz时，同步转速为1000r/min。

，所以2p=6。

（2）
（3）
（4）
2．绕线式三相四极异步电动机，额定电压380伏，频率50赫兹，额定功率10千瓦，定子绕组为三角形连接，额定负载时，定子电流19.8安，转子电流9.97安，功率因数为0.87，额定效率88.26%，定子相电阻1.33欧，转子相电阻1.12欧，激磁电阻7欧。

试计算功率图中所示传递过程中的各种损耗和传递功率，以及转矩方程中的三个转矩值。

另外已知机械损耗为100瓦，附加损耗50瓦。

解：
3．某三相四极笼型异步电动机，Y连接，额定功率11kW，额定电压380V，
额定转速1430r/min，过载系数2.2，拖动80%额定恒转矩负载。

求（1）电动机转速；（2）电压变为80%额定电压时的转速。

解：（1）
,即
所以：s=0.0366，（s=1.0318，不合理，舍去）
n=(1-s) nN =(1-0.0366)×1500=1445r/min
（2）
,即
所以：s/=0.0605，（s/=0.6232，不合理，舍去）
n/=(1-s/)nN=(1-0.0605)×1500=1410r/min
《电机与拖动》试题B
一、填空题（每空1分，共25分）
1某起重机的提升机构，所吊重物的重力为3400N，以0.42 m/s的速度等速上升，此时电动机的转速为975r/min。

忽略传动损耗，那么折算到电动机轴上的负载转矩为 N.m，折算到电动机轴上的重物的飞轮力矩为 N.m2。

2 一台Z2型他励直流电动机的铭牌数据为：PN=4kW，UN=220V，IN=22.7A，nN=1500r/min。

已知铜损占总损耗的1/2。

则电枢电阻Ra= Ω，电势系数CeΦN= V/( r/min)，转矩系数CeΦN= N.m/A，理想空载转速n0= r/min，额定转矩TN＝ N.m。

3直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速nN=900r/min，高速机械特性的理想空载转速n0= 1000r/min；低速机械特性的理想空载转速n0min=200r/min，在额定负载下低速机械特性的转速n=100r/min，那么电动机在额定负载下运行的调速范围D= ，静差率δ= 。

4他励直流电动机降低电枢端电压调速可以实现恒调速；而在弱磁调速时可以实现恒调速。

5已知直流电动机的转动惯量为J，理想空载转速为Ω0，那么在空载起动过程中的能量损耗为；在空载能耗制动转速从Ω0 减为0的过程中能量损耗为；在空载电枢反接制动转速从Ω0 减为0的过程中能量损耗为。

6三相异步电动机的电磁转矩与和的乘积成正比。

异步电机接电源时，s=1时地电磁转矩称为，当电动机各参数及电源频率不变时，它与的平方成正比。

7异步电动机的能耗制动过程中，改变和的大小均可调节制动转矩的数值。

8 三相笼型异步电动机减压起动的方法有：、、等；绕线转子异步电动机可有、两种起动方法。

二、简答题（共35分）
1 他励直流电动机的制动方法有哪几种？画出各自对应的人为机械特性图，并简述其特点。

（11分）
2 试列举出三种以上异步电动机的调速方法，简述其调速原理和特点。

（9分）
3 电气同步旋转系统通常又称为什么系统？主要有哪三种类型？试从负载的平衡能力、效率、调速性能和动态稳定性四个方面来比较这三种系统。

（8分）
4电动机发出的热量去向是怎样的？对同样尺寸的电动机，欲使其额定功率提高，可采取那些措施？电动机按发热的不同情况有哪三种工作制？列出电动机在连续工作方式、变化负载下选择功率时发热校验的几种方法。

（7分）
三、计算题（共40分）
1 某他励直流电动机的铭牌数据为：PN=1.75kW，UN=110V，IN=20.1A，nN=1450r/min，测得电枢电阻Ra=0.57Ω。

此电机用于起吊和下放重物的起重机上，试求：
（1）额定负载时，电枢回路串有8.205Ω电阻时，电动机稳定运行转速为多少？处于何种运转状态？
（2）当额定负载时，若电枢无外加电压，电枢并联电阻为2.735Ω，电动机稳定转速为多少？电动机处于何种运转状态？（13分）
2 某三相绕线转子异步电动机的技术数据为：PN=75kW，I1N=148A，nN=720r/min，E2N= 213V，I2N= 220A，KT =2.4。

用该电动机带动位能负载，如果下放负载时要求转速n= -300r/min，负载转矩Tz=0.8TN时转子每相应该串接多大电阻？（12分）
3 某三相四极笼型异步电动机，其定子绕组Y联结，该电动机的部分技术数据为： U1N= 380V，
nN=1430r/min，KT =2.2，用它来拖动Tz=0.9TN的恒转矩负载运行。

求：（1）电动机的转速。

（2）电源电压降低到0.9UN时电动机的转速。

（3）频率降低到0.8fN、保持E1/f1不变时电动机的转速。

（15分。