《电机与电力拖动》复习题.docx

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《电机与电力拖动》复习题

《电机与电力拖动》复习题

备注：

1.请考生自带计算器；

2.计算题只有答案以零分计。

一．试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。

二．试说明变压器xx运行的条件。

三．电压变化率ΔU%和阻抗电压U

K有什么联系？

U

K的大小决定于哪些因素？

U

K的大小对变压器运行的影响如何？

四．一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三相额定电压，会产生什么后果？

五．一台八极异步电动机电源频率ƒ=50Hz，额定转差率S

N=0.04，试求额定转速n

N。

六．一台单相变压器，额定容量S

N=1000kVA,额定电压U

1N／U

2N=60／6.3kV,额定频率ƒ=50Hz，归算至高压侧的Z

K=61＋j205Ω，P

0=5000W，P

KN=16950W。

求：

（1）阻抗电压U

K；

（2）额定负载且cosψ

2=0.8（滞后）时的电压调整率；（3）cosψ

2=0.8（滞后）时的最高效率。

七．如果一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，试问是否能同步转动？

八．一台直流发电机的额定数据为：

P

N=100kW，U

N=230V，n

N=2850r/min，η

N=85%，试求该发电机的额定电流I

N及额定输入功率P

1N。

九．如果一台并励发电机不能建立电压时，检查的方法是什么？

十．试说明变压器的效率在什么样的情况下达到最大值，这个最大值是如何得到的？

十一．三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？

为什么？

十二．三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会产生什么后果？

十三．拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，则气隙中的每极磁通与磁密数值将怎样变化？

十四．异步电动机为什么又称为感应电动机？

十五．一台六极直流电机，1200r/min，74槽，每槽4个元件边，单匝元件，单叠绕组，每极磁通为1.38×10-2Wb，电枢电流为120A，求其电磁转矩及电枢电动势。

十六．一台直流电动机的额定数据为：

P

N=17kW，U

N=220V，n

N=1500r/min，η

N=83%，试求该电动机的额定电流I

N及额定输入功率P

1N。

十七．一台他励直流电机并联于U=220V电网上运行，单波绕组，已知p=2，N=372（电枢总导线数），n=1500r/min，每极磁通为φ=1.1×10-2Wb，电枢回路总电阻R

a=0.208Ω，P

Fe=362W，P

Ω=204W，忽略附加损耗。

试求：

a）

b）此直流电机是发电机还是电动机？

电磁转矩、输入功率和效率各为多少？

十八．一台他励直流电动机的额定数据为：

P

N=7.5kW，U

N=220V，I

N=39.8A，n

N=1500r/min，试计算并绘制其固有机械特性。

十九．一台四极直流发电机是单叠绕组，每极磁通为3.79×10-2Wb，电枢总导线数为152根，转速为n=1200r/min，求电机的空载电动势。

若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为230V时，电机的转速应是多少？

二十．一台三相异步电动机P

N=60kW，n

N=577r/min，cosψN=0.77，η

N=88.5%，试求在额定线电压为380V时的额定电流I

N。

二十一．一台三相异步电动机的输入功率8.6kW，定子铜耗为425W，铁耗为210W，转差率为S=0.034，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械损耗。

二十二．某台直流发电机的额定数据为：

P

N=90kW，U

N=230V，n

N=1450r/min，η

N=89.6%，试求该发电机的额定电流I

N。

二十三．一台四极直流电动机，单叠绕组，额定转速n

N=1460r/min，36槽，每槽6个元件边，每极磁通为2.2×10-2Wb，问电枢电流为800A时，求其电磁转矩。

二十四．电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转矩及转速特性来看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？

二十五．并励直流电动机在运行时若励磁绕组断线，会出现什么后果？

二十六．三相异步电动机，额定功率P

N=55kW，额定电压U

N=380V，额定电流I

N=119A，额定转速n

N=570r/min，额定功率因素cosψ

N=0.89，求同步转速、极对数、额定负载时的效率和转差率。

已知电网频率为50Hz。

二十七．某台直流电动机的额定数据为：

P

N=10kW,U

N=220V,n

N=1500r/min,η

N=88.6%,试求该电动机额定运行时的输入功率P

1及额定电流I

N。

二十八．有一台三相变压器，额定容量S

N=50kVA,高压侧额定电压U

1N=10kV,低压侧额定电压U

2N=400V,高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流I

1N和I

2N。

二十九．某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb，电枢总导线为152根，转速为1200r/min，求电机的空载电动势。

若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V时，电机的转速是多少？

三十．为什么说交流异步测速发电机是交流侍服电动机的一种逆运行方式？

复习题参考答案：

一．降压起动、电枢xx起动变阻器起动

二．①各变压器连接组号相同②各变压器一次侧额定电压相等，变比相等③标幺值相等

三．答：

可用下式来表示其联系，

ΔU%=（U

IN－U

2’）／U

IN×100%=U

K／U

IN×100%

但阻抗电压U

K的大小决定于漏阻抗Z

K和负载的大小。

如果U

K较大，则变压器在负载运行时的电压变化率就较大，即二次绕组端电压波动受负载影响较大。

但从另一方面来考虑，U

K越大，则限制变压器短路电流的能力就强些。

所以要合理选择U

K的大小。

四．答：

如果把转子抽掉，则磁路中的气隙将大大增加，即磁阻增大。

因为定子绕组上加三相额定电压，那么所产生的磁通也应是额定的，这样就需要增加很大的励磁电流，以至烧毁定子绕组。

五．n

N=720r/min

六．

（1）阻抗电压U

K%=5.94%

（2）电压调整率ΔU%=4.77%（3）最高效率η

max=97.75%

七．答：

一般单相自整角机定子绕组是三相绕组，在一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，其他两相还可以形成单相回路。

当发送机有角位移或转动时，对接收机存在电势差，产生均衡电流，在两相绕组中形成单相回路，产生脉动磁场，它与转子励磁磁场的相互作用，不会产生转矩，因此无法与发送机保持同步转动。

八．额定电流I

N=434.78A额定输入功率P

1N=117.6kW九基本步骤为①观察电枢电压表②用欧姆计检查励磁电路断路点。

十．对变压器的效率公式利用数学方法求极值。

十一.不能。

长期电压太低会造成电动机的过载能力太低，当负载波动较大时，电动机可能会停止转动。

十二.答：

如果三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，则主磁路的磁阻将急剧增加，而励磁电抗大为减小，若要产生同样大小的旋转磁场，必须大大增加励磁电流，甚至超过额定电流好多倍，以至电动机在运行时，有可能烧坏绕组。

十三.答：

因为额定电压不变，所以感应电动势也不发生变化。

那么从公式E=4.44ƒWk

W1Φ中可以看出，如果匝数W减少，磁通Φ与磁密B的数值将增加。

十四.答：

异步电动机的工作原理是由于在定子绕组接上三相对称电源，从而建立旋转磁场，依靠电磁感应作用在转子绕组中感应电动势，并产生电流，转子电流与磁场相互作用，产生电磁转矩，从而实现能量的转换。

由于转子电流是感应而生的，因此又称为感应电动机。

十五.T

M=234N·mE

a=81.7V

十六.额定电流I

N=93.1A额定输入功率P

1N=20.48kW

十七.

（1）电枢电势E

a=C

eφn=204.6V

（2）电磁转矩T

M=C

MφI

a=96.38N·m

输入功率P

1=UI

a=16.28kW

电磁功率P

M=E

a·I

a=15.14kW

输出功率P

2=P

M－P

Fe－P

Ω=14.574kW

效率η=P

2／P

1×100%=89.52%

十八.通过计算求得理想空载转速n

0=1615r/min,额定电磁转矩T

N=51.77N·m。

通过两点（0，1615）和（51.77,1500）作一条直线，即得其固有机械特性曲线。

十九.单叠绕组：

E

a=115V改为单波绕组：

n=1198r/min二十.I

N=133.8A

二十一.电磁功率P

M=7965W转子铜耗P

CU2=S·P

M=270.8W机械损耗P

Ω=P

M－P

CU2=7694.2W

二十二.I

N=391.3A

二十三.T

M=605N·m（牛·米）

二十四.答：

从公式T

M=C

MφI

a和n=（U-I

aR

a）/C

eφ中可以看出，当电磁转矩增大时，电流I

a将增大，从而导致转速n的减小。

所以说电磁转矩增大转速反而下降。

二十五.答：

若励磁绕组断线，则主磁通下降到剩磁磁通值，而电枢电流将迅速增大，转速迅速上升，可能大大超过额定转速，造成“飞车”，使换向器、电枢绕组和转动部件损坏，甚至造成人身事故。

（电机空载时励磁绕组断线最容易发生这种危险。

）

二十六.同步转速n

1=600r/min

极对数p=5

效率η

N=79%

转差率S

N=0.05

二十七.P

1=11.29kWI

N=51.3A

二十八.I

1N=2.89AI

2N=72.17A

二十九.E

a=106.4Vn=1184r/min

三十.答：

在交流侍服电动机中，由控制绕组输入的是电压信号，通过电动机变成了转速信号在轴上输出，在交流异步测速发电机中，由外力拖动转轴转动，输入的是转速信号，通过测速发电机，输出与转速成正比的电压信号。

所以就信号的转换而言，两者互为可逆运行方式，和一般发电机和电动机的能量转换是一样的，是符合可逆原理的。