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常熟理工學(xué)院 《電機與拖動》模擬試卷（A卷） 一、填空題（每空1分，共15分） 1、直流發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向______，直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的方向和電樞旋轉(zhuǎn)方向_______。 2、直流電動機的勵磁方式有____________、__________、__________、____________四種。 3、變壓器主要由_________________和__________________兩部分組成。 4、三相交流電機電樞繞組產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁勢的條件是_____________________，其轉(zhuǎn)速與通入電流頻率及電機極對數(shù)的關(guān)系是________，若改變電流的相序，其轉(zhuǎn)向____________。 5、三相異步電動機在額定負載運行時，其轉(zhuǎn)差率s一般____________在范圍內(nèi)。 6、異步電機中存在著二個轉(zhuǎn)速：一個是 轉(zhuǎn)速，另一個是 轉(zhuǎn)速。 7、變壓器空載運行時功率因數(shù)很低，這是由于__________________________________________________________。 二、判斷題（每題2分，共10分） 1、 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機提升位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮钑r，重物將停在空中。（ ） 2、 不管異步電動機轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)還是靜止，定子旋轉(zhuǎn)磁動勢和轉(zhuǎn)子磁動勢之間都是相對靜止。（ ） 3、 變壓器在一次側(cè)外加額定電壓不變的情況下，二次側(cè)電流也大，導(dǎo)致一次側(cè)電流也大，因此變壓器的主磁通也大。（ ） 4、 直流電動機的人為特性都比固有特性軟。（ ） 5、 三相異步電動機的變極調(diào)速只能用在籠型轉(zhuǎn)子電動機上。（ ） 三、簡答題（每題6分，共30分） 1、什么因素決定直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的大??？電磁轉(zhuǎn)矩的性質(zhì)和電動機運行方式有何關(guān)系？ 2、直流電動機為什么不能直接起動？如果直接起動會引起什么樣的后果？ 3、變壓器中主磁通與漏磁通的性質(zhì)有什么不同？在等效電路中怎樣反映它們的作用？ 4、為什么通常把三相異步電動機機械特性的直線段認為穩(wěn)定運行段，而把機械特性的曲線段認為不穩(wěn)定運行段？曲線段是否有穩(wěn)定運行點？。 5、異步電動機等效電路中的代表什么？能否用電感或電容代替，為什么？ 四、計算題（每題15分，共45分） 1、一臺并勵直流電動機，，V，，，， 試求： （1）電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩； （2）在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩； （3）當(dāng)時電機的轉(zhuǎn)速； （4）在總制動轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞中串入電阻而達穩(wěn)定時的轉(zhuǎn)速。 2、某三相鋁線變壓器，聯(lián)接。低壓邊做空載試驗，測出。高壓邊做短路試驗，測得。 試求：折算到高壓側(cè)的變壓器形等效電路參數(shù)并畫出等效電路圖（設(shè)）。 3、已知一臺三相四極異步電動機的額定數(shù)據(jù)為，定子繞組為接法，額定運行時，。試求（1）額定轉(zhuǎn)速；（2）空載轉(zhuǎn)矩；（3）電磁轉(zhuǎn)矩；（4）電機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。 常熟理工學(xué)院 《電機與拖動》模擬試卷（B卷） 一、填空題（每空1分，共15分） 1、直流電機定子主磁極的作用是_____________。 2、直流電動機的電磁制動有___________、__________ 、__________三種。 3、串勵直流電動機的特點是：負載變化時勵磁電流及主磁通同時該變，故負載變化時________________________變化很大，電磁轉(zhuǎn)距則近似正比于 變化。 4、變壓器的 損耗可以近似看成鐵耗， 損耗可以近似看成銅耗。 5、三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同可分為_______和_______兩類。 6、一個三相對稱交流繞組，2p=2，通入f = 50Hz的對稱交流電流，其合成磁動勢為______磁動勢，該磁動勢的轉(zhuǎn)速為_____r/min。 7、一臺6極三相異步電動機接于50Hz的三相對稱電源，其 s =0.05，則此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為______ r/min，定子旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)速為_____r/min。 8、三相異步電動機等效電路中的附加電阻是模擬___________的等效電阻。 二、判斷題（每題2分，共10分） 1、 三相繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)子回路串入電阻可以增加起動轉(zhuǎn)矩，串入電阻值越大，起動轉(zhuǎn)矩也越大。（ ） 2、 三相異步電動機轉(zhuǎn)子不動時，經(jīng)由空氣氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子側(cè)的電磁功率全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子銅耗（ ） 3、 使用電壓互感器時其二次側(cè)不允許短路，而使用電流互感器則不允許開路。（ ） 4、 提升位能負載時的工作點在第一象限內(nèi)，而下放位能負載時的工作點在第四象限內(nèi)。（ ） 5、 若把一臺直流發(fā)電機電樞固定，而電刷與磁場同時旋轉(zhuǎn)，則在電刷兩端也能得到直流電壓（ ） 三、簡答題（每題6分，共30分） 1、 何為電樞反映？電樞反映對氣隙磁場有什么影響？對電機運行有什么影響？ 1、答：直流電機勵磁后，由勵磁磁動勢產(chǎn)生氣隙磁場，電樞繞組內(nèi)通有電流產(chǎn)生的電樞磁動勢對氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)使氣隙磁場波形畸變，并呈去磁性。電樞反應(yīng)對直流發(fā)電機影響其端電壓，對直流電動機影響其電磁轉(zhuǎn)據(jù)和轉(zhuǎn)速。 2、 并勵直流電動機在運行是，勵磁繞組斷線會出現(xiàn)什么后果？ 2、答：如勵磁繞組斷開，則主磁通下降到剩磁磁通值，而電樞電流將迅速增大，轉(zhuǎn)速迅速上升，可能大大超過額定轉(zhuǎn)速，造成“飛車”，使換向器、電樞繞組和轉(zhuǎn)動部件損壞，甚至造成人身事故。電機空載時勵磁繞組斷開最容易發(fā)生這種危險情況。 3、 器勵磁電抗的物理意義是什么？我們希望變壓器的是大好還是小好？若變壓器用空氣心而不用鐵心，則是增大還是減少？如果一次繞組匝數(shù)增加，其余不變，如何變化？如果將鐵心截面積增加，其余不變，如何變化？ 4、 三相異步電動機的原理是什么？ 5、 說明異步電動機的機械負載增加時，定子電流和輸入功率會自動增加的物理過程。 四、計算題（每題15分，共45分） 1、一臺并勵直流電動機在額定電壓=230V和額定電流=85A的情況下運行，電樞回路總電阻，V，勵磁回路總電阻，額定負載時的效率，試求： （1）額定輸入功率； （2）額定輸出功率； （3）總損耗； （4）電樞回路銅耗； （5）勵磁回路銅耗； （6）電刷接觸損耗； （7）附加損耗； （8）機械損耗與鐵耗之和。 2、三相變壓器的額定值為聯(lián)結(jié)。從負載實驗得，。當(dāng)時，測得二次繞組電壓恰為額定值。求此時負載的性質(zhì)及功率因數(shù)角的大小（不考慮溫度換算）。 3、某臺繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的數(shù)據(jù)為：，，，。啟動最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，負載轉(zhuǎn)矩。求三級啟動時的每級啟動電阻值。 常熟理工學(xué)院 《電機與拖動》模擬試卷（C卷） 一、填空題（每空1分，共15分） 1、直流電動機的靜差度越小，表明電動機轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性越______，也表明機械特性越_______。 2、可用下列關(guān)系來判斷直流電機的運行狀態(tài)：當(dāng)_______時為電動機狀態(tài)，當(dāng)______時為發(fā)電機狀態(tài)。 3、直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩是由________和_________共同作用產(chǎn)生的。 4、變壓器空載試驗一般在 側(cè)進行，而短路試驗一般在 側(cè)進行。 5、三相異步電動機自耦變壓器降壓起動，定子電壓將降低到原來的 倍，而起動電流和起動轉(zhuǎn)矩則降低到原來的 ___________倍。 6、額定頻率為50Hz的三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速為725 r/min，該電機的極數(shù)為______，同步轉(zhuǎn)速為_____r/min，額定轉(zhuǎn)差率為_______，轉(zhuǎn)子電流頻率______ Hz。 7、當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速超過________時，出現(xiàn)回饋制動。 二、判斷題（每題2分，共10分） 1、 一臺并勵直流發(fā)電機，正轉(zhuǎn)能自勵，反轉(zhuǎn)也能自勵。（ ） 2、 一臺并勵直流電動機，若改變電源極性，則電機轉(zhuǎn)向也改變。（ ） 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。（ ） 4、 改變電流相序，可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁動勢力的轉(zhuǎn)向。（ ） 5、 三相異步電動機的變極調(diào)速只能用在籠型轉(zhuǎn)子電動機上。（ ） 三、簡答題（每題6分，共30分） 1、 直流電動機的電磁轉(zhuǎn)距是驅(qū)動性質(zhì)的轉(zhuǎn)距，電磁轉(zhuǎn)距增大時，轉(zhuǎn)速似乎應(yīng)該上升，但從直流電動機的轉(zhuǎn)距以及轉(zhuǎn)速特性看，電磁轉(zhuǎn)距增大時，轉(zhuǎn)速反而下降，這是什么原因？ 2、直流并勵發(fā)電機自勵的條件是什么？ 3、為什么變壓器空載損耗可以近似地看成鐵耗，負載損耗可近似地看成銅耗？ 4、三相異步電動機直接起動時，為什么起動電流很大，而起動轉(zhuǎn)矩卻不大？ 異步電動機的轉(zhuǎn)差功率消耗到哪里去了？若增加這部分損耗，異步電動機會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 四、計算題（每題15分，共45分） 1、某他勵電動機的數(shù)據(jù)為：，V，，，。若忽略空載損耗，試計算： （1）電動機以轉(zhuǎn)速吊起負載，，求這時串接在電樞電路內(nèi)的電阻值； （2）采用能耗制動使負載（）以的轉(zhuǎn)速下降求電樞電路內(nèi)的串接電阻值； （3）在時吊起負載，忽然將電樞反接，并使電流不超過，求最后穩(wěn)定下降的轉(zhuǎn)速。 2、三相變壓器的額定值為聯(lián)結(jié)，空載損耗，負載損耗。求： （1）當(dāng)輸出電流（滯后）時的效率； （2）效率最大時的負載系數(shù)。 2、 一臺的三相四極異步電動機，在某種運行情況下，自定子方面輸入的功率為，。試繪出該電機的功率流程圖，并計算在該運行情況下，電動機的效率、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。 課程名稱： 電機及拖動模擬題 A卷 一、填空題（每空1分共15分） 1． 相反，相同； 2． 他勵，并勵，串勵，復(fù)勵； 3． 原邊，付邊（或鐵芯，線圈）； 4． 三相對稱定子繞組中加入三相對稱的交流電， ，相反； 5． 0.010.06 6． 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速； 7． 空載時建立主、漏磁場所需無功遠大于供給鐵耗和空載時所需的有功功率。 二、判斷題（每題2分，共10分） 1．√2．√3．4．5．√ 三、簡答題（每題6分，共30分） 1、答：從電磁轉(zhuǎn)據(jù)公式可知成正比。若電機作發(fā)電機運行，電磁轉(zhuǎn)據(jù)是制動性質(zhì)的阻轉(zhuǎn)矩；若電機作電動機運行，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動性質(zhì)的拖動轉(zhuǎn)矩。 2、答：不能直接起動，因為直接加額定電壓起動起動電流可能增大到額定電流的十多倍使換向惡化，嚴重時產(chǎn)生火花，而且與電流成正比的轉(zhuǎn)據(jù)將損壞拖動系統(tǒng)的傳動機構(gòu)。 3、答：主磁通路徑是鐵心，與產(chǎn)生它的磁化電流之間為非線性關(guān)系，且同時交鏈變壓器一、二次繞組，是傳遞能量的介質(zhì)，在等效電路中用勵磁電抗表征它對磁路的效應(yīng)。樓磁通數(shù)量很小，路徑基本上是空氣或非磁性介質(zhì)，與產(chǎn)生它的電流之間為線性關(guān)系，且只交鏈變壓器一側(cè)繞組，不參與能量傳遞，在等效電路中用表征它對漏磁路的效應(yīng)。 4、答：這是因為大多數(shù)負載類型是恒轉(zhuǎn)矩負載，且恒轉(zhuǎn)矩負載特性與電動機機械線段的交點為穩(wěn)定工作點，而與曲線段的交點為不穩(wěn)定工作點。當(dāng)風(fēng)機類型負載特性與電動機機械特性曲線段相交且在交點以上電磁轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩時，該交點就是穩(wěn)定工作點，所以曲線段上也有穩(wěn)定運行點。 5、答：等效電路中的是個虛擬的附加電阻，它的損耗代表電動機產(chǎn)生的機械功率，故不能用電感或電容代替。 四、計算題（每題15分，共45分） 1．答：1）電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩 2）在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩 3）當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速 4）在總制動轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞中串入電阻而達穩(wěn)定時的轉(zhuǎn)速為： 2、解：（1）由空載試驗數(shù)據(jù)求勵磁參數(shù) 折算到高壓側(cè)有： （2）由短路試驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù)： 3、解：（1）額定轉(zhuǎn)速為： 由 則 （2）空載轉(zhuǎn)矩為： （3）電磁轉(zhuǎn)矩為： （4）電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩為： 課程名稱： 電機及拖動模擬題 B卷 一、填空題（每空2分共20分） 1． 產(chǎn)生磁場； 2． 能耗制動，反接制動，回饋制動； 3． 轉(zhuǎn)速，電流的平方； 4． 空載損耗，負載損耗 5． 籠式，繞線式； 6． 旋轉(zhuǎn)，3000； 7． 950，1000； 8． 總的機械功； 二、判斷題（每題2分，共10分） 1．2．√3．√4．√5．√ 常熟理工學(xué)院試題參考答案及評分標(biāo)準準 三、簡答題（每題6分，共30分） 1、答：直流電機勵磁后，由勵磁磁動勢產(chǎn)生氣隙磁場，電樞繞組內(nèi)通有電流產(chǎn)生的電樞磁動勢對氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)使氣隙磁場波形畸變，并呈去磁性。電樞反應(yīng)對直流發(fā)電機影響其端電壓，對直流電動機影響其電磁轉(zhuǎn)據(jù)和轉(zhuǎn)速。 2、答：如勵磁繞組斷開，則主磁通下降到剩磁磁通值，而電樞電流將迅速增大，轉(zhuǎn)速迅速上升，可能大大超過額定轉(zhuǎn)速，造成“飛車”，使換向器、電樞繞組和轉(zhuǎn)動部件損壞，甚至造成人身事故。電機空載時勵磁繞組斷開最容易發(fā)生這種危險情況。 3、答：（1）勵磁電抗是主磁通引起的感抗，代表了變壓器鐵芯的導(dǎo)磁性能，反映了主磁通對電路的電磁效應(yīng)。當(dāng)磁通一定時，越大，所需的勵磁電流越小，所以希望變壓器的大些好。若用空氣芯而不用鐵芯，則因空氣的導(dǎo)磁效率較低，而使降低。 （2）若原繞組匝數(shù)增加5%時，即由，，下降5%左右，不考慮飽和時，磁勢也下降5%左右，即 4、答：當(dāng)定子三相對稱繞組中通入三相對稱電流時，就會在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，旋轉(zhuǎn)磁場的速度為，轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場有相對運動，轉(zhuǎn)子繞組會切割磁力線，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感生電動勢，由于轉(zhuǎn)子是一閉合回路，就有感生電流的存在，感生電流在磁場的作用下，會產(chǎn)生力的作用，使電動機轉(zhuǎn)動。 5、答：從能量守恒定律知，有功的機械負載增加時，電源輸入異步電動機的電功率也隨之增加。由于機械負載增加，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有所降低，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組的相對速度就增加了，從而使轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動勢變大，轉(zhuǎn)子電流也隨之增大；由磁動勢平衡關(guān)系知，定子電流會隨之增加。這個過程直到電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩重新平衡為止。 四、計算題（每題15分，共45分） 1．答：1）額定輸入功率 2）額定輸出功率 3）總損耗 4）電樞回路銅損耗 5）勵磁回路銅耗 6）電刷接觸損耗 7）附加損耗 8）機械損耗與鐵耗之和 2、解：由負載試驗的短路參數(shù)為： 當(dāng)時，，即 可見負載性質(zhì)為容性。 3、解： 故符合要求。 三級啟動的每級啟動電阻 課程名稱： 電機及拖動模擬題C卷 一、填空題（每空1分共15分） 1． 高 硬； 2． 3． 每極氣隙磁通，電樞電流； 4．低壓，高壓 5． ， ； 6．8，750，0.0333；1.665；7．理想空載轉(zhuǎn)速； 二、判斷題（每題2分，共10分） 1．2．3．√4．√5．√ 三、簡答題（每題6分，共30分） 1． 答：從和中可以看到當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩M增大時，電流將增大，由于電樞電阻壓降的增大，使轉(zhuǎn)速降也增大，所以轉(zhuǎn)速n反而下降。 2．答：直流并勵發(fā)電機自勵的條件是： 1）電機必須有剩磁，如果電機已經(jīng)失磁，可用其他直流電源激勵一次，以獲得剩磁。 2）勵磁繞組并聯(lián)到電樞的極性必須正確，否則繞組接通后，電樞中的電動勢不但不會增大，反而會下降，如出現(xiàn)這種情況，可將勵磁繞組與電樞出線端的連接對調(diào)，或者將電樞反轉(zhuǎn)。 3）勵磁回路中的電阻要小于臨界值。 3．答：變壓器等效電路中參數(shù)是由空載試驗、負載試驗得到的。變壓器在額定電壓空載時輸入的功率全部消耗于鐵耗和銅耗。此時因空載電流很小，其在一次繞組中的銅耗很小，可忽略不計，而電壓為額定時的主磁通很大，故可認為空載損耗就是鐵耗。負載試驗二次側(cè)短路時電流為額定電流，一次電壓很低，磁通也很小，在不計鐵耗時可近似認為此時的輸入功率全部都是銅耗。 4． 答：從三相異步電動機的等效電路來看，起動瞬間，附加電阻，相當(dāng)于短路狀態(tài)。起動電流為，由于定轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗很小，故直接起動電流很大。從電磁轉(zhuǎn)矩公式來看，雖然起動時很大，但起動時轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低，加上起動時的，約為額定時的一半，所以起動轉(zhuǎn)矩并不大。 5．答：異步電動機的轉(zhuǎn)差功率，這部分功率消耗在轉(zhuǎn)子繞組的銅耗上。增加這部分功率會使轉(zhuǎn)差率增加，電動機轉(zhuǎn)速及效率都會降低。 四、計算題（每題15分，共45分） 1．解： 1） 當(dāng) 2） 能耗制動時 3） 忽然將電樞反接，并使電流不超過，則電路中串接的電阻為： 最后穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 2． 解：（1），即（滯后）時效率為： ==98.1% (2)令 從得 即時有最大效率 3． 解：功率流程圖如下： 輸出功率： 效率： 電磁功率： 轉(zhuǎn)差率： 轉(zhuǎn)速： 空載轉(zhuǎn)矩： 輸出轉(zhuǎn)矩： 常熟理工學(xué)院試題參考答案及評分標(biāo)準準 電磁轉(zhuǎn)矩： 3、 18 / 18