2025年电气工程变极调速测试试题及答案.doc

20252025 年电气工程变极调速测试试题及答案年电气工程变极调速测试试题及答案 一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1.变极调速是通过改变电动机的（）来实现调速的。A.电源电压 B.电源频率 C.磁极对数 D.转差率 答案：C 解析：变极调速就是改变电动机的磁极对数来调速，磁极对数改变，同步转速改变，从而实现调速。2.三相异步电动机变极调速时，若极对数增加一倍，则同步转速（）。A.增加一倍 B.减少一倍 C.不变 D.增加两倍 答案：B 解析：同步转速公式(n_0=frac60fp)，当极对数(p)增加一倍时，同步转速(n_0)减少一倍。3.变极调速只适用于（）电动机。A.直流 B.笼型异步 C.绕线式异步 D.同步 答案：B 解析：笼型异步电动机转子结构简单，便于改变极对数实现变极调速，而绕线式异步电动机变极调速较复杂，直流电动机和同步电动机一般不采用这种调速方式。4.双速电动机高速运转时的磁极对数是低速运转时磁极对数的（）。A.一半 B.一倍 C.两倍 D.四倍 答案：A 解析：双速电动机通过改变绕组连接方式实现不同极对数，高速时极对数减少，是低速时的一半。5.变极调速时，电动机的（）基本不变。A.效率 B.功率因数 C.最大转矩 D.以上都是 答案：D 解析：变极调速时，电动机的效率、功率因数、最大转矩等基本不变，调速性能较好。6.变极调速属于（）调速方式。A.无级 B.有级 C.恒转矩 D.恒功率 答案：B 解析：变极调速是通过改变磁极对数来实现不同转速，是有级调速。7.以下哪种不是变极调速的优点（）。A.设备简单 B.效率高 C.调速范围广 D.维护方便 答案：C 解析：变极调速设备简单、效率高、维护方便，但调速范围有限，一般只有 2-3 种转速。8.变极调速时，若电动机从高速变为低速，其输出功率（）。A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 答案：B 解析：变极调速从高速变低速，磁极对数增加，同步转速降低，输出功率减小。9.变极调速主要用于（）负载。A.恒转矩 B.恒功率 C.通风机类 D.以上都不对 答案：C 解析：通风机类负载转矩与转速平方成正比，变极调速适合此类负载。10.变极调速时，电动机的启动电流（）。A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 答案：B 解析：变极调速时，极对数改变，启动电流会减小。二、填空题（每题 3 分，共 15 分）1.变极调速是通过改变电动机的（）来实现调速的。答案：磁极对数 解析：这是变极调速的基本原理。2.三相异步电动机变极调速时，若极对数从(p)变为(2p)，则同步转速从(n_0)变为（）。答案：(fracn_02)解析：根据同步转速公式(n_0=frac60fp)，当极对数变为(2p)时，同步转速变为(frac60f2p=fracn_02)。3.双速电动机改变极对数的方法有（）和（）两种。答案：绕组串联改并联；改变绕组接线方式 解析：常见的双速电动机改变极对数就是这两种方式。4.变极调速属于（）调速方式，调速范围一般较（）。答案：有级；窄 解析：变极调速是有级调速，调速范围有限。5.变极调速时，电动机的最大转矩与磁极对数（）（填“有关”或“无关”）。答案：无关 解析：变极调速时最大转矩基本不变，与磁极对数无关。三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1.简述变极调速的原理。答案：变极调速是通过改变电动机定子绕组的连接方式，从而改变电动机的磁极对数来实现调速的。当磁极对数改变时，同步转速(n_0=frac60fp)会相应改变，电动机的转速也随之改变。例如，将磁极对数减少一半，同步转速就会增加一倍，电动机转速也升高。解析：阐述变极调速通过改变磁极对数实现调速，以及同步转速与磁极对数的关系，并举例说明。2.变极调速有哪些优缺点？答案：优点：设备简单，无需复杂的调速装置；效率较高，调速过程中能量损耗相对较小；维护方便，结构相对简单，维护成本低。缺点：调速范围较窄，一般只有 2-3 种转速可供选择；属于有级调速，调速过程不连续，转速变化有级差。解析：分别从设备、效率、维护等方面说明优点，从调速范围和调速方式特点说明缺点。3.变极调速适用于哪些类型的负载？为什么？答案：变极调速适用于通风机类负载。因为通风机类负载的转矩与转速平方成正比，变极调速时，随着转速降低，转矩也相应减小，能较好地匹配负载特性，且在调速过程中电动机的效率、功率因数等基本不变，能满足通风机类负载的运行要求。解析：说明适用负载类型，解释其转矩与转速关系以及变极调速与之匹配的原因。四、计算题（每题 10 分，共 15 分）1.一台三相异步电动机，原极对数(p=2)，同步转速(n_0=1500r/min)，现将极对数变为(p=4)，求改变极对数后的同步转速。答案：根据同步转速公式(n_0=frac60fp)，已知原(p=2)时(n_0=1500r/min)，可推出(f=fracn_0p60=frac1500times260=50Hz)。当(p=4)时，(n_0=frac60fp=frac60times504=750r/min)。解析：先根据已知求出电源频率，再利用公式计算改变极对数后的同步转速。2.一台双速电动机，高速时磁极对数(p_1=2)，低速时磁极对数(p_2=4)，电源频率(f=50Hz)，求高速和低速时的同步转速。答案：高速时，(n_01=frac60fp_1=frac60times502=1500r/min)；低速时，(n_02=frac60fp_2=frac60times504=750r/min)。解析：分别代入高速和低速时的磁极对数及电源频率，利用同步转速公式计算。五、综合题（20 分）有一台三相笼型异步电动机，其铭牌数据如下：(P_N=10kW)，(n_N=1460r/min)，(U_N=380V)，(I_N=20.1A)，(cosvarphi_N=0.87)，定子绕组为(triangle)接法。现要求采用变极调速，从高速变为低速，磁极对数从(p_1=2)变为(p_2=4)。已知低速时负载转矩(T_L=50Ncdot m)。1.计算高速和低速时的同步转速。答案：高速时，(n_01=frac60fp_1)，(f=50Hz)，(p_1=2)，则(n_01=frac60times502=1500r/min)；低速时，(p_2=4)，(n_02=frac60fp_2=frac60times504=750r/min)。解析：根据同步转速公式分别计算高速和低速时的同步转速。2.计算高速和低速时电动机的转差率。答案：高速时，(s_1=fracn_01-n_Nn_01=frac1500-14601500approx0.027)；低速时，(n=n_N)，(s_2=fracn_02-n_Nn_02=frac750-1460750approx-0.947)（这里计算结果不符合实际情况，说明题目中低速时转速不是(n_N)，应根据实际低速运行转速计算，假设低速运行转速(n=720r/min)，则(s_2=fracn_02-nn_02=frac750-720750=0.04)）解析：根据转差率公式计算，高速时用实际转速和同步转速计算，低速时因原转速计算不合理，重新假设转速计算。3.判断低速时电动机能否正常运行，若能运行，计算此时电动机的输出功率。答案：低速时，先求低速时电动机的转矩(T_2)，根据(T=9550fracPn)，高速时(T_1=9550fracP_Nn_N=9550timesfrac101460approx65.4Ncdot m)。变极调速时最大转矩基本不变，所以低速时最大转矩(T_maxapprox T_1=65.4Ncdot m)，已知低速时负载转矩(T_L=50Ncdot m)，(T_LT_max)，所以电动机能正常运行。此时电动机输出功率(P=T_2n/9550)，(T_2=T_L=50Ncdot m)，(n=720r/min)，则(P=50times720/9550approx3.77kW)。解析：先判断转矩关系确定能否运行，再根据功率公式计算输出功率，计算中转速按假设的低速运行转速。