太原科技大学电力拖动试题评分标准.doc
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太 原 科 技 大 学华科学院
2007级《电力拖动》评分标准A卷
一、填空题（共22分,每空1分）
1、他励直流电动机的人为机械特性主要有串电阻、降电压、弱磁三大类。
2、直流电机铭牌上的额定容量，对于直流发电机是指电刷端的输出电功率（或），对于直流电动机是指转轴上输出的机械功率或（）。
3、直流电动机定子部分的作用是产生固定磁场（或产生磁场），异步电动机定子部分的作用是产生旋转磁场。
4、三相异步电动机按照转子可分为绕线式和鼠笼式。
5、直流电机的优点有：
调速范围广、启动转矩大和易于控制。
6、三相异步电动机常用的调速方法大致可分为：
变转差率、变频和变极。
（定子降电压、转子串电阻、变频、变极任意写三个同样给分）
7、判定电力拖动系统稳定运行的充要条件是和
8、三相异步电动机的电磁转矩T与电压U1的关系是平方正比（或或写出公式同样给分）。
9、他励直流电动机工作在第一、三象限时处于电动运转状态，此时，电磁功率PM>0（或正的）；而在第二、四象限时处于制动运转状态，此时，电磁功率PM<0（或负的）。
二、单项选择题（共4分,每空1分）
1、一台他励直流发电机由额定运行状态转速下降到原来的60%，而励磁电流、电枢电流都不变，则A
Ａ）Ea下降到原来的60%Ｂ）T下降到原来的60%
Ｃ）Ea和T都下降到原来的60%Ｄ）端电压下降到原来的60%
2、一台YZR电动机，提升某重物，当达到一定高度时需要短时停在空中，不使用例如抱闸等装置使卷筒停转的办法，那么可以采用的办法是B。
Ａ）切断电动机电源 Ｂ）在电动机转子绕组中串入适当的三相对称电阻
Ｃ）对调定子绕组任意两出线端 Ｄ）降低电动机电源电压
3、三相绕线异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时，电动机运行于正向电动状态，若改变三相电源的相序时，电动机运行状态是B或D。
Ａ）能耗制动运行Ｂ）反向回馈制动运行Ｃ）倒拉反转运行Ｄ）反接制动运行
4、如不考虑机械强度或换向问题，在下列条件下拖动负载运行时，从充分利用电动机来讲，哪种情况下电动机的输出功率最大D。
Ａ）强迫通风，环境温度60℃ Ｂ）自然冷却，环境温度40℃
Ｃ）自然冷却，环境温度60℃ Ｄ）强迫通风，环境温度40℃
三、判断题（共10分,每空1分）
1、一台直流电机可以运行在发电状态，也可以运行在电动机状态。
（√）
2、他励直流电动机降压调速与弱磁调速，都可以做到无级调速。
（√）
3、空载转矩T0是一个制动性的转矩，永远与转速n的方向相反。
（√）
4、起重机提升与下放同一重物时，传动机构的损耗转矩一样大。
（√）
5、他励直流电动机降低电压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。
（×）
6、三相异步电动机的临界转差率Sm的大小与转子电阻r2无关。
（×）
7、三相鼠笼式异步电动机直接启动时，启动电流很大，为了避免启动过程中因电流过大而烧毁电动机，轻载时需要采用降压启动。
（×）
8、电动机的拖动的负载越重，电流则越大，因此只要是空载，三相异步电动机就都可以直接启动。
（×）
9、三相绕线式异步电动机转子串电阻分级启动，若仅仅考虑启动电流与启动转矩这两个因素，那么分级数越多越好。
（√）
10、他励直流电动机电磁功率PM<0，说明此时电动机已经变为他励直流发电机了。
（×）
四、简答题（共17分）
1、他励直流电动机的总损耗分别有哪些？
（2分）
答：
他励直流电动机的总损耗包括电枢回路总的铜损耗PCUa，铁损耗PFe，机械摩擦损耗Pm，
杂散损耗PS。
（每条0.5分）
2、异步电动机和直流电动机的定子和转子铁心各用什么材料制成？
为什么？
（6分）
答：
①直流电动机的定子用厚钢板，转子用硅钢片制成；异步电动机的的定子和转子都用硅钢片制成。
②这主要是因为直流电机定子产生固定的磁场，定子产生的涡流损耗和铁损耗较小，因而用厚钢板，转子铁心随磁通方向变化产生涡流与磁滞损耗，因而用导磁性能好的硅钢片。
③异步电动机定子产生旋转的磁场，此时的涡流损耗和铁损耗较大，转子铁心也产生涡流与磁滞损耗，因此都用导磁性能好、，损耗小的硅钢片。
（每条2分）
3、确定电动机功率的原则和步骤。
（4分）
答：
原则①不过热。
②不过载。
③保证启动时间（或保证足够的启动能力）。
（每条0.5分）
步骤：
①工作制、工作级别、JC值。
②计算负载功率PL。
③根据负载功率，预选电动机的额定功率和其它参数。
④校核预选电动机；一般先校核温升，再校核过载倍数，必要时校核启动能力。
⑤三者都通过，所选的电动机便选定，通不过，从第三步重新开始，直到通过为止。
（每条0.5分）
4、一般他励直流电动机为什么不能直接启动？
采用何种启动方法较好？
（5分）
答：
①他励直流电动机直接启动时，此时启动电流IS=20IN（或写启动电流过大也给分）（1分）
②启动转矩TS=20TN（或写启动转矩过大也给分）（1分）
③这样大的启动电流和启动转矩会烧坏电动机（1分）
④一般采用降电压、串电阻的启动方法较好。
（2分）
五、分析题（共10分）
1如图所示，曲线1为他励直流电动机的电压为额定值时的机械特性，曲线2为泵类负载转矩特性，
（1）分析当电压降低时，系统稳定运行的变化过程并在图中标识；
（2）分析当电压恢复后，系统稳定运行的变化过程并在图中标识。
答：
（1）①当电压降低时，电动机机械特性曲线代替了机械特性曲线1（0.5分）
②转速在该瞬间不变，仍为，于是电动机运行点从A变成B（0.5分）
③这时，电动机电磁转矩减小为，而负载转矩不变，仍为（0.5分）
④根据转动方程式，系统的动转矩，系统开始减速的机械过渡过程（0.5分）
⑤在减速过程中，电动机转速逐渐降低，电磁转矩逐渐增大，电动机运行点在机械特性曲线上沿特性曲线下降（0.5分）
⑥对于负载来说，由于是泵类负载，其转矩随着转速下降而减小（0.5分）
⑦直到曲线与曲线2交于点A,为止（0.5分）
⑧此时在两特性交点处，重新满足稳定运行的条件，系统达到了新的稳定运行状态。
（0.5分）
电压降低时图中标识1分（画出点和线给0.5分，画出点、线和方向给1分）
（2）当电压恢复时，电动机机械特性变成了曲线1，而转速在该瞬间不变，于是电动机运行点从变成C。
这时，电动机电磁转矩增大为，而负载转矩不变。
根据转动方程式，系统的动转矩，系统开始增速的机械过渡过程。
在增速过程中，电动机转速逐渐增加，电磁转矩逐渐减小，电动机运行点在机械特性曲线1上沿特性曲线上升；对于负载来说，由于是泵类负载，其转矩随着转速上升而增大。
直到曲线1与曲线2交于点A为止，此时在两特性交点A处，重新满足稳定运行的条件，系统达到了新的稳定运行状态。
（给分情况和
（1）相同，共4分）
电压恢复时图中标识1分（画出点和线给0.5分，画出点、线和方向给1分）
六、计算题（共37分）
（注：
如果只有公式正确，结果不正确，只给公式分；如果没写公式，但过程和结果正确，给满分，例如：
，写成了，给满分。
）
１ 如图所示的某车床电力拖动系统中，已知切削力，工件直径，电机转速，减速箱的三级减速比为：
，各转轴的飞轮矩为，各级传动效率分别都是。
求
（1）系统总的飞轮转矩；（２）忽略电动机空载转矩时，电动机电磁转矩。
（8分）
解：
（1）飞轮矩折算：
（公式每项0.5分，共2分）
（1分）
（2）电磁转矩折算：
（1分）
（1分）
（2分，如写成给1分）
（1分）
2 一台他励直流电动机额定数据为：
，，，
（1）计算其固有机械特性；
（2）当此电动机电枢回路串入电阻（为电枢电阻），画出它的人为机械特性。
（10分）
解：
（1）计算固有机械特性：
1）估算：
（0.5分）
（0.5分）
2）计算：
（0.5分）
（0.5分）
3）计算：
（0.5分）
（0.5分）
4）计算：
（0.5分）
（0.5分）
（2）当此电动机电枢回路串入电阻（为电枢电阻）时：
电枢电阻（0.5分）
（0.5分）
当串入电阻R为时，理想空载转速不变，即为（1分）
额定电磁转矩下的转速为：
（1分）
（1分）
（图2分）
3 一台三相6极工频绕线式异步电动机数据为：
额定容量PN=75kW，额定转速nN=950rpm,λ=2.4，转子额定电势E2N=213V（转子不转，转子绕组开路电势），转子额定电流I2N=200A，U1=220V。
求：
（1）额定转矩和最大转矩；
（2）最大转矩对应的转差率；（3）用实用转矩公式绘制电动机的固有机械特性。
（10分）
解：
（1） 同步转速 （0.5分）
（0.5分）
（2） 额定转矩 （0.5分）
（0.5分）
（3） 最大转矩 （0.5分）
（0.5分）
（4） 额定转差率 （0.5分）
（0.5分）
（5） 临界转差率 （0.5分）
（0.5分）
（6） 转矩实用公式 （0.5分）
（0.5分）
（7） 当s=1时 （0.5分）
（0.5分）
n
s
T
A
1000
0
0.23
1809.48
790.552.09
950
0.05
753.95
（曲线和关键点共3分，如果只画出曲线给1分，4个关键点，每个点0.5分）
4 他励直流电动机的额定数据为：
，，，，。
（1）求直接启动时的启动电流；
（2）拖动额定负载启动，要求启动转矩为，若采用电枢回路串电阻启动，问应串入多大的电阻；若采用降压启动，电压应降到多大。
（9分）
解：
（1）直接启动时的启动电流：
（1分）
（1分）
（2）当要求启动转矩为，即，（1分）
由此可以推出：
（1分）
（1分）
1）串入的电阻为：
（1分）
（1分）
2）当采用降电压启动时，电压应该为：
（1分）
（1分）
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