哈工大电机与拖动模拟试题15Word下载.docx
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二.填空题（共35分，每题5分）
1．同步发电机并入电网以后要调节其有功功率，必须____，当只调节其无功功率，可____。
①调节原动机输入功率②调节同步发电机的励磁电流
2．一台三相感应电动机，额定频率为50赫，额定转速是575转／分，此机的同步速是____转／分，极数是____，额定时的转差率是____。
①600②10③0.0417
3．直流发电机的电磁转矩是____转矩，而直流电动机的电磁转矩是____转矩。
①制动②拖动
4．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____。
①升高②降低
5．变压器空载时，一方加额定电压，虽然线圈电阻很小，但电流仍然很小，其原因是____。
交变磁通在线圈感应电势和大部分外接电压相平衡，电阻上的压降很小。
6．电力传动系统一般由____、____、____和____四部分组成。
①电动机及其供电电源②传动机构③工作机构④电气控制装置
7．恒转矩负载有____和____两类。
①反抗性恒转矩负载②位能性恒转矩负载
三.简答题（共35分，每题7分）
1．三相对称绕组接成Y形，通以三相对称电流。
如果绕组中有一相断相，在无中线时各会产生什么性质的磁势？
为什么？
1、产生脉振磁场，因为电流无相位差。
2．并励直流发电机的自励条件有哪些？
不满足时有何影响？
条件有
（1）必须有剩磁，否则无法产生剩磁电压；
（2）励磁磁势与剩磁方向必须相同，否则形不成正反馈；
（3）励磁回路总电阻小于临界电阻，否则不稳定或只能发出剩磁电压。
3．电动机的工作状态可分为哪两大类？
（1）电动工作状态：
电机把电网的电能转变成机械能，并且发出与系统运动方向一致的转矩；
（2）制动工作状态：
电机把系统的机械能转变成电能，并且发出与系统运动方向相反的转矩
4．试绘出交流异步电动机降低电源电压U1时的人工机械特性
5．三相异步电动机变频调速有哪些特点？
（1）从基频向下调速，为恒转矩调速；
从基频向上调速，近似为恒功率调速；
（2）调速范围大；
（3）稳定性好；
（4）频率可连续调节，为无级调速；
（5）运行时s小，效率高。
四.计算题（共10分）
在起重机传动系统中，电动机的转速n=980r/min，GD2M=70N·
m2，卷筒转速n=100r/min，GD2=3000N·
m2，重物质量m=1000kg，提升速度v=1.5m/s，卷筒至电动机轴的传动效率=0.8，减速器的飞轮惯量和钢绳质量忽略不计。
试求：
（1）重物的作用力折算到电动机轴上的转矩；
（2）电动机轴上的总飞轮惯量。
模拟试题二：
1.同步发电机短路特性是一条直线的原因是：
⑴励磁电流较小磁路不饱和；
⑵电枢反应去磁作用使磁路不饱和；
⑶短路时电机相当于在一个电阻为常数的电路中运行，所以Ｉk和Ｉf成正比。
2.深槽和双笼感应电机的共同特点是：
①改善运行特性；
②改善启动特性；
③提高效率。
3.一台额定电压为100伏的并励直流发电机，空载额定励磁电流为1.0安，若励磁电流增加到2.0安，此时电枢电压：
⑴大于100伏但小于200伏；
⑵等于200伏；
⑶大于200伏。
1
4.一台四极单叠绕组的直流电机，若有一个元件断线，电机的电势将：
①保持不变；
②变大；
③变小。
5.一台变比K＝10的变压器，从低压侧做空载试验求得付边的励磁阻抗为16欧，那么，原边的励磁阻抗值是：
①16；
②1600；
③0.16。
2
1.单相感应电动机不能自己启动的原因是____。
（1）.启动时s=1，正、负序电磁转矩正好抵消，启动转矩为零
2.普通笼型感应电动机，在额定电压下起动时，起动电流很大但起动转矩并不大的原因是____。
（2）.转子上漏抗大，功率因数很低
3.变压器等效电路中励磁回路电阻Ｒm的物理意义是____。
（3）.表示铁芯损耗大小的等效电阻
4.三相变压器理想并联运行的条件是____。
（4）.①变压比相同；
②联接组标号相同；
③短路阻抗么值相等。
5.变压器作参数测试实验时，其空载损耗主要是____，短路损耗主要是____。
（5）.①铁心损耗②铜线电阻损耗
6、负载的转矩特性有____、____和____三种典型类型。
（6）.①恒转矩负载的转矩特性；
②通风机负载的转矩特性；
③恒功率负载特性
7、电动机的选择主要包括____、____、____、____和____。
（7）.①电动机的种类②电动机的型式③电动机的额定电压④额定转速⑤额定功率
1．画出感应电机空载、堵转两种状态下的等效电路，并说明对应的转差率数值。
2、根据公式说明直流电动机有哪些调速方法？
各有何特点？
公式：
调速方法：
（1）调电枢电压调速，调速特性好，但设备复杂，成本高
（2）电枢串电阻调速，方便，效率低且只能使转速调低
（3）调励磁调速，效率保持不变，但过程可能不稳定
3、多轴传动系统折算的原则是什么？
根据能量守恒定律，在忽略系统损耗的情况下，保持系统的功率传递关系及系统贮存的动能不变
4、电气制动有哪三种方法？
（1）回馈制动：
把电机轴上的机械能或传动系统储存的动能，变成电能回馈给电网；
（2）反接制动：
电机同时吸收机械能和电能，把这些能量消耗在电枢或转子回路的电阻上；
（3）能耗制动：
把机械能变成电能，并把这些能量消耗在电枢或转子回路的电阻上。
5、试绘出绕线式交流异步电动机转子电路串接对称电阻时的人工机械特性
直流他励电动机铭牌参数为：
PN=10kW，UN=440V，IN=26A，nN=1500r/min。
电动机拖动位能负载，在额定负载下工作，在固有机械特性上以回馈制动下放重物，求下放速度。
模拟试题三：
1.同步发电机短路特性是一条：
⑴上翘的曲线；
⑵直线；
⑶下降的曲线。
2.一台感应电机定子绕组Ｙ接，通以正序电流，此时基波旋转磁场转动方向为正向，若把绕组三个出线头任两个换接一下，此时旋转磁场方向：
（1）转向不变；
（2）和原转向相反。
3.变压器接哪种负载时，其电压调整率可能为零（）。
⑴阻性负载；
⑵容性负载；
⑶感性负载
4.一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：
⑴改变原动机的转向；
⑵改变励磁绕组的接法；
⑶既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法。
5.一台并励直流电动机，在电枢回路串入电阻，稳定后转速将：
⑴升高；
⑵降低；
⑶不变。
1.对隐极同步发电机，Xd和Xq的大小关系是____，而对凸极同步发电机，其大小关系为____。
Xd=Xq，Xd>
Xq
2.一般地，汽轮发电机转速____，多采用____结构，而水轮发电机转速____，多采用____结构。
较高，隐极，较低，凸极
3.一台四极直流发电机采用单迭绕组，若取下一支电刷，则电刷间的电压。
（3）不变
4.单相绕组通以单相正弦电流产生的基波磁动势为____磁动势。
三相对称绕组通以三相对称正弦电流产生的基波磁动势为____磁动势。
（4）脉振，圆形旋转
5.一台三相感应电动机，通电频率为50Hz，额定转速是1440r/min，该电机的同步转速是____r/min，极数是____，额定时的转差率是____。
（5）1500，4，0.04
6、恒转矩负载有____和____两类。
反抗性恒转矩负载,位能性恒转矩负载
7、调速范围与静差率的关系为____。
1、试简述增大感应电机转子电阻对下列数据有何影响：
起动电流，起动转矩，最大转矩。
起动电流：
减小
起动转矩：
增大
最大转矩：
不变
额定转速：
额定效率：
2、一台并励直流发电机在实验中，当转速达到额定转速时，电枢电压依然未建立起来。
分析其原因。
可能的原因：
（1）可能无剩磁
（2）可能励磁磁动势与剩磁方向相反
（3）可能励磁回路总电阻大于临界电阻
3、三相异步电动机变频调速有哪些特点？
4、说明自耦变压器降压起动的原理
5、试绘出三相异步电动机在四个象限内的各种运行状态
模拟试题四：
1.同步发电机的额定功率指：
（1）转轴上输入的机械功率；
（2）转轴上输出的机械功率；
（3）电枢端口吸收的电功率；
（4）电枢端口输出的电功率
4
2.若电源电压不变，变压器产生的主磁通φ，在空载和负载时，其数值：
（1）完全相等；
（2）基本相等；
（3）相差很大。
3.一台四极单叠绕组的直流电机，若有一个元件断线，电机的电势将：
（1）保持不变；
（2）变大；
（3）变小。
4.在空间正交的两相对称交流绕组中分别通正弦电流和余弦电流，产生的合成磁势是：
（1）圆形旋转磁势；
（2）椭圆形旋转磁势；
（3）脉振磁势。
5.感应电机工作在负载状态时，根据电压方程式，其本质相当于一台变压器工作在：
⑴电抗性负载；
⑵电阻性负载；
⑶电容性负载状态。
1.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____。
升高，降低
2.一台3相感应电动机，通电频率为50Hz，额定转速是950r/min，该电机的同步转速是____r/min，极数是____，额定时的转差率是____。
1000r/min，6，0.05
3.变压器作参数测试实验时，其空载损耗主要是____，短路损耗主要是____。
铁损，铜损
4.直流发电机一根电枢导体中的电压波形是____，两个电刷之间的电压波形是____。
交流电，直流电
5.感应电机进行计算时电流变比和电势变比可能不相等的原因是____。
电势归算就是匝数归算，而电流归算中还包括了相数的归算（只说最后一半也算对）
6、异步电动机降压起动的方法有____、____、____和____。
①定子串接对称电阻起动；
②定子串接对称电抗起动；
③自耦变压器降压起动；
④星形—三角形（Ｙ—Δ）降压起动
7、直流他励电动机的起动方法有____和____。
①降压起动②电枢回路中串接电阻起动
1、画出变压器带感性负载（COSΦ=0.8）时对应T型等效电路的相量图。
2、画出示意图说明并励直流电动机中电枢电流Ia、励磁电流If和线电流IN的相互关系。
并励直流电动机中外加电源的方向决定了电枢电流和励磁电流的方向，因此如图，有：
IN=Ia+If
3、对电机起动过程的一般要求。
（1）电动机能发出足够大的起动转矩以克服负载转矩，保证系统在规定时间内正常起动；
（2）起动电流限定在一定范围内，不会引起电机过热，供电电源电压跌落也在允许范围内；
（3）起动设备结构简单、操作方便、能量损耗小。
4、说明交流异步电动机倒拉反接制动的原理。
在异步电动机转子电路串接较大电阻。
对绕线式异步电动机拖动位能性负载（比如起重机或电梯），如图所示。
系统原来提升重物工作在固有机械特性的A点上，以速度nA稳定工作。
若突然在转子电路串入较大的电阻Rad，其机械特性变为曲线3，由于机械惯性，转速不能突变，传动系统由工作点A过渡到A'
点。
由于此时TA小于TL，则系统处于动态减速状态。
当电机转速沿机械特性减速到零时，电机转矩TC仍小于负载转矩TL，重物将倒拉着电机反转，系统则处于反向加速状态，即沿着机制特性3反向加速进入第IV象限到D点，这时，系统又处于新的稳定运行状态，即以nD稳定下放重物。
TD与nD的方向相反，故为制动转矩。
由于速度反向，故称倒拉反接制动。
倒拉反接制动可用在位能性负载下放重物的场合，以获得稳定的下放速度。
5、试说明交流电机变频调速的原理。
直流他励电动机的铭牌数据为：
PN＝13kW，UN＝440V，IN＝33.5A，nN＝1500r／min。
起动级数m＝4，试用分析法计算起动电阻。
模拟试题五：
一.选择题（共20分,每题5分）
1.电气制动有____、____和____三种方法。
①回馈制动；
②反接制动③能耗制动
2.恒转矩负载有____和____两类。
3.改变交流异步电动机转差率s的方法有____、____、____和____。
①转子电路串接电阻调速；
②改变定子电压调速；
③电磁滑差离合器调速；
④串级调速。
4.电动机的工作状态可分为____和____两大类
①电动工作状态；
②制动工作状态
二.简答题（共20分，每题5分）
1.电力传动系统有哪三种惯性？
（1）电磁惯性：
是由线圈或绕组的电感引起的，使其中流过的电流不能突变。
对于直流他励电动机，主要反映在电枢回路电感La和励磁回路电感Lf上，它们分别使电枢电流和励磁电流不能突变，从而使磁通不能突变。
（2）机械惯性：
是由旋转体或直线运动体的质量所引起的，使转速n不能突变。
（3）热惯性：
是由电机发热时，吸收热量提高温度和散热同时存在所引起的，使电机的温度不能突变。
2.绘出直流他励电动机串电阻调速的机械特性。
串电阻的机械特性是一条下垂的特性，所串附加电阻愈大，斜率b愈大，特性愈软。
3.试画出变频调速的机械特性
4.试绘出绕线式交流异步电动机转子电路串接对称电阻时的人工机械特性
绕线式三相异步电动机通过滑环，可以把三相对称电阻串入转子电路而后三相再短路。
鼠笼式异步电动机由于其转子的特定结构无法在转子电路内串接电阻。
绕线式三相异步电动机转子电路串接对称电阻后，其人工机械特性的变化特点：
（1）.最大转矩Tmax与转子电阻无关，所以Tmax不变；
（2）.sm∝r2'
，所以sm成正比增加；
这两项使机械特性斜率变软。
（3）.Tst最初增加，而后又减小；
（4）.n0与r2'
无关，所以n0不变。
根据以上特点，可在固有机械特性的基础上得到转子电路串接对称电阻的人工机械特性。
三、计算题（共60分，每题20分）
1、有一台他励直流电动机，其数据如下：
PN=96kW，UN=440V，IN=260A，nN=1450r/m,电枢回路总电阻Ra=0.1欧，略去电枢反应，计算在额定负载下稳态时：
（1）电动机的输出转矩和电磁转矩；
（2）负载转矩不变，电压下降到410V，求稳态转速。
忽略铁损及机械损耗的变化。
2、一台单相变压器，额定容量SN=100kVA，原付方额定电压U1N/U2N＝6000／230V，fN=50Hz。
原付线圈的电阻及漏电抗为：
r1=4.32Ω，r2=0.0063Ω，x1=8.9Ω，x2=0.013Ω。
（1）折算到高压侧的短路参数;
（2）将求得的参数用标么值表示；
（3）求满载及COSφ2=0.8（滞后）、COSφ2=0.8（超前）两种情况下的电压变化率。
3、一台三相感应电动机，额定功率为15kW，额定电压380V，额定转速1450r/min，频率50Hz，定子绕组Ｙ接法，额定运行时效率为0.88，功率因数为0.85，电磁转矩为100Nm。
（1）电磁功率；
（2）转子铜耗；
（3）定子电流。
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