《电机与电气控制技术》自测题与问题详解.docx

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《电机与电气控制技术》自测题与问题详解

第1章自测题

一、填空题

1、变压器运行中，绕组中电流的热效应引起的损耗称为铜损耗；交变磁场在铁心中所引起的磁滞损耗和涡流损耗合称为铁损耗。

其中铁损耗又称为不变损耗；铜损耗称为可变损耗。

2、变压器空载电流的有功分量很小，无功分量很大，因此空载的变压器，其功率因数很低，而且是感性的。

3、电压互感器实质上是一个降压变压器，在运行中副边绕组不允许短路；电流互感器是一个升压变压器，在运行中副绕组不允许开路。

从安全使用的角度出发，两种互感器在运行中，其副边绕组都应可靠接地。

4、变压器是既能变换电压、变换电流，又能变换阻抗的电气设备。

变压器在运行中，只要端电压的有效值和频率不变，其工作主磁通Φ将基本维持不变。

5、三相变压器的原边额定电压是指其原边线电压值，副边额定电压指副边线电压值。

6、变压器空载运行时，其电流很小而铜耗也很小，所以空载时的总损耗近似等于变压器的铁损耗。

7、根据工程上用途的不同，铁磁性材料一般可分为软磁性材料；硬磁性材料和矩磁性材料三大类，其中电机、电器的铁芯通常采用软材料制作。

8、自然界的物质根据导磁性能的不同一般可分为非磁性物质和铁磁性物质两大类。

其中非磁性物质部无磁畴结构，而铁磁性物质的相对磁导率大大于1。

9、磁通经过的路径称为磁路。

其单位有韦伯和麦克斯韦。

10、发电厂向外输送电能时，应通过升压变压器将发电机的出口电压进行变换后输送；分配电能时，需通过降压变压器将输送的电能变换后供应给用户。

二、判断题

1、变压器的损耗越大，其效率就越低。

（对）

2、变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁耗基本不变。

（对）

3、变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。

（错）

4、电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。

（对）

5、防磁手表的外壳是用铁磁性材料制作的。

（对）

6、变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。

（对）

7、电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制作。

（对）

8、自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。

（对）

9、无论何种物质，部都存在磁畴结构。

（错）

10、磁场强度H的大小不仅与励磁电流有关，还与介质的磁导率有关。

（错）

三、选择题

1、变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（B）

A、升高；B、降低；C、不变。

2、变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将（C）

A、增大；B、减小；C、基本不变。

3、电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面情况是（A）

A、原方匝数多，导线截面小；B、副方匝数多，导线截面小。

4、自耦变压器不能作为安全电源变压器的原因是（B）

A、公共部分电流太小；B、原副边有电的联系；C、原副边有磁的联系。

5、决定电流互感器原边电流大小的因素是（D）

A、副边电流；B、副边所接负载；C、变流比；D、被测电路。

6、若电源电压高于额定电压，则变压器空载电流和铁耗比原来的数值将（B）

A、减少；B、增大；C、不变。

7、（D）的说法是错误的。

A、变压器是一种静止的电气设备B、变压器可用来变换电压

C、变压器可用来变换阻抗D、变压器可用来变换频率

8、变压器的分接开关是用来（C）

A、调节阻抗B、调节相位C、调节输出电压D、调节输出阻抗

9、为了提高铁芯的导磁性能、减少铁损耗，中、小型电力变压器的铁芯都采用（B）制成。

A、整块钢材B、0.35mm厚，彼此绝缘的硅钢片叠装

C、2mm厚，彼此绝缘的硅钢片叠装D、0.5mm厚，彼此不绝缘的硅钢片叠装

10、单相变压器至少由（A）个绕组组成。

A、2个B、4个C、6个D、3个

11、一台三相的联结组别标号为Y、y0，其中Y表示变压器的（B）

A、高压绕组为三角形联结B、高压绕组为星形联结

C、低压绕组为三角形联结D、低压绕组为星形联结

12、电压互感器实质上是一个（B）

A、电焊变压器B、降压变压器

C、升压变压器D、自耦变压器

四、简答题

1、变压器的负载增加时，其原绕组中电流怎样变化？

铁芯中工作主磁通怎样变化？

输出电压是否一定要降低？

答：

变压器负载增加时，原绕组中的电流将随着负载的增加而增大，铁芯中的工作主磁通基本保持不变，输出电压随着负载的增加而下降。

2、若电源电压低于变压器的额定电压，输出功率应如何适当调整？

若负载不变会引起什么后果？

答：

若电源电压低于变压器的额定电压，输出功率应向下调整，以适应电源电压的变化。

若负载不变，就会引起线路上过流现象，严重时会损坏设备。

3、变压器能否改变直流电压？

为什么？

答：

变压器是依据互感原理工作的，直流下不会引起互感现象，因此不能改变直流电压。

4、铁磁性材料具有哪些磁性能？

答：

铁磁性材料具有高导磁性、磁饱和性、剩磁性和磁滞性。

5、你能说出硬磁性材料的特点吗？

答：

硬磁性材料由于磁滞回线包围的面积宽大，因此剩磁多、矫顽磁力大，不易磁化，一经磁化又不易去磁，一般用来制做各种人造的永久磁体。

6、为什么铁芯不用普通的薄钢片而用硅钢片？

制做电机电器的芯子能否用整块铁芯或不用铁心？

答：

铁芯不用普通的薄钢片而用硅钢片是为了增强材料的电阻率和提高其导磁率。

制做电机电器的芯子是不能用整块铁芯或不用铁芯的。

因为，用整块铁芯或不用铁芯造成涡流损耗过大或不能满足电气设备小电流强磁场的要求。

选用硅钢片叠压制成铁芯主要是为了小电流获得强磁场的要求，同时最大程度地限制了涡流损耗。

7、具有铁芯的线圈电阻为R，加直流电压U时，线圈过的电流I为何值？

若铁芯有气隙，当气隙增大时电流和磁通哪个改变？

为什么？

若线圈加的是交流电压，当气隙增大时，线圈中电流和磁路中磁通又是哪个变化？

为什么？

答：

具有铁芯的线圈电阻为R，加直流电压U时，线圈过的电流I=U/R；若铁芯有气隙，当气隙增大时电流不变，根据磁路欧姆定律可知，磁通减小。

若线圈加的是交流电压，当气隙增大时，根据主磁通原理可知，磁路中磁通不发生变化，根据磁路欧姆定律，线圈中电流大大增加。

8、为什么电流互感器在运行时二次绕组不允许开路？

而电压互感器在运行时二次绕组不允许短路？

答：

电流互感器运行时二次绕组不允许开路。

若二次绕组开路，则电流互感器成为空载运行状态，此时一次侧绕组中流过的大电流全部成为励磁电流，铁芯中的磁通密度猛增，磁路产生严重饱和，会因铁芯过热而烧坏绕组绝缘；另一方面，由于二次绕组中因匝数很多，会产生很高的感应电压，也会将绝缘击穿，危及二次绕组中的仪表及操作人员的安全。

电压互感器正常工作时降压变压器的空载运行，若运行时二次绕组短路，必将在一次侧引起很大的短路电流，致使互感器烧坏，因此绝不允许电压互感器二次绕组短路。

9、电弧焊工艺对焊接变压器有何要求?

如何满足这些要求？

电焊变压器的结构特点有哪些？

答：

电弧焊接工艺对焊接变压器的要：

①为保证容易起弧，二次侧空载电压在60～75V之间，最高空载电压小于85V；②负载运行时具有陡降的外特性，即当负载电流增大时，二次侧输出电压应急剧下降，通常在额定运行时输出电压约30V左右；③为了满足不同焊接材料，工件大小和不同规格焊条要求，焊接电流可在一定围调节；④短路时的电流不应过大，且焊接电流稳定。

基于上述要求，弧焊变压器的一次、二次绕组分装在两个铁芯柱上，并采用串联可变电抗器改变弧焊电流，以达到起弧和起弧后电压迅速下降，且短路电流与额定电流相差不多，具有陡降外特性的目的。

10、自耦变压器的结构特点是什么?

使用自耦变压器的注意事项有哪些?

答：

自耦变压器的结构特点是它不仅一次、二次具有磁耦合关系，而且一次、二次电路也有直接联系，因此自耦变压器不能用作安全变压器使用。

五、计算题

1、一台容量为20kVA的照明变压器，它的电压为6600V/220V，问它能够正常供应220V、40W的白炽灯多少盏？

能供给、电压为220V、功率40W的日光灯多少盏？

（10分）

解：

能够正常供应220V、40W的白炽灯数为：

20000÷40=500盏；

能供给、220V、40W的日光灯数为：

20000×0.6÷40=300盏

2、已知输出变压器的变比k=10，副边所接负载电阻为8Ω，原边信号源电压为10V，阻R0=200Ω，求负载上获得的功率。

（8分）

解：

Z1r=102×8=800I1=10/（800+200）=0.01AI2=I1×10=0.1AP=0.12×8=0.08W

第2章自测题

一、填空题

1、根据工作电源的类型，电动机一般可分为直流电动机和交流电动机两大类；根据工作原理的不同，交流电动机可分为同步电动机和异步电动机两大类。

2、异步电动机根据转子结构的不同可分为鼠笼式和绕线式两大类。

它们的工作原理相同。

异步式电机调速性能较差，绕线式电机调速性能较好。

3、三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成。

电机的铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压制成。

电动机的定子绕组可以联接成星形或三角形两种方式。

4、分析异步电动机运行性能时，接触到的三个重要转矩分别是额定电磁转矩、最大电磁转矩和起动电磁转矩。

其中最大电磁转矩反映了电动机的过载能力。

5、旋转磁场的旋转方向与通入定子绕组中三相电流的相序有关。

异步电动机的转动方向与定子旋转磁场的方向相同。

旋转磁场的转速决定于电动机的极对数和电源频率。

6、转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。

转子转速越接近磁场转速，则转差率越小。

对应于最大转矩处的转差率称为临界转差率。

7、若将额定频率为60Hz的三相异步电动机，接在频率为50Hz的电源上使用，电动机的转速将会大于额定转速。

改变频率或电机极对数可改变旋转磁场的转速。

8、电动机常用的两种降压起动方法是Y-Δ降压起动和自耦补偿降压起动。

9、三相鼠笼式异步电动机名称中的三相是指电动机的定子绕组为三相，鼠笼式是指电动机的转子结构是鼠笼型，异步指电动机的转速与旋转磁场转速不同步。

10、降压起动是指利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机达到一定的转速后，再使其恢复到额定值下正常运行。

11、异步电动机的调速可以用改变极对数、电源频率和改变转差率三种方法来实现。

其中变频调速是发展方向。

12、单相异步电动机的磁场是一个脉振磁场，因此不能自行起动，为获得旋转磁场，单相异步电动机采用了电容分相式和罩极式。

二、判断题

1、当加在定子绕组上的电压降低时，将引起转速下降，电流减小。

（错）

2、电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比，因此电压越高电磁转矩越大。

（错）

3、起动电流会随着转速的升高而逐渐减小，最后达到稳定值。

（对）

4、异步机转子电路的频率随转速而改变，转速越高，则频率越高。

（错）

5、电动机的额定功率指的是电动机轴上输出的机械功率。

（对）

6、电动机的转速与磁极对数有关，磁极对数越多转速越高。

（错）

7、鼠笼式异步机和绕线式异步机的工作原理不同。

（错）

8、三相异步机在空载下启动，启动电流小，在满载下启动，启动电流大。

（对）

9、三相异步电动机在满载和空载下起动时，起动电流是一样的。

（错）

10、单相异步机的磁场是脉振磁场，因此不能自行起动。

（对）

三、选择题

1、电动机三相定子绕组在空间位置上彼此相差（B）

A、60°电角度；B、120°电角