电机与电力拖动复习题.doc

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。答：降压起动、电枢串联起动变阻器起动；降压启动的优点是，启动电流小，启动过程平滑，能量消耗少，因而在直流电力拖动系统中得到广泛应用。 二 试说明变压器并联运行的条件。答：1、各变压器的原边额定电压要相等，各副边额定电压也要相等，即变比要相等；2、各变压器副边线电势对原边线电势的相位差应相等，即连接组要相同；3、各变压器的阻抗电压标么值应相等，短路阻抗角应相等。三 电压变化率U%和阻抗电压UK有什么联系？UK的大小决定于哪些因素？ UK的大小对变压器运行的影响如何？答：可用下式来表示其联系，U%=（UINU2）UIN100%=UKUIN100%但阻抗电压UK的大小决定于漏阻抗ZK和负载的大小。如果UK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，UK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UK的大小。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？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 一台八极异步电动机电源频率=50Hz，额定转差率SN=0.04，试求额定转速nN。答：同步转速：n=60f/P=60*50/4=750 r/min额定转速：nN=n-(n*s)=750-(750*0.04)= 720 r/min六 一台单相变压器，额定容量SN=1000kVA ,额定电压U1NU2N=606.3kV , 额定频率=50Hz，归算至高压侧的ZK=61j205，P0=5000W，PKN=16950W。求：（1） 阻抗电压UK；（2） 额定负载且cos2=0.8（滞后）时的电压调整率；（3） cos2=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？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 一台直流发电机的额定数据为：PN=100kW，UN=230V，nN=2850r/min，N=85%，试求该发电机的额定电流IN及额定输入功率P1N。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？答：观察电枢电压表用欧姆计检查励磁电路断路点。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？、答：指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高十一 三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？为什么？答：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 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？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 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？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=4.44WkW1中可以看出，如果匝数W减少，磁通与磁密B的数值将增加。十四 异步电动机为什么又称为感应电动机？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 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1.3810-2Wb，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：PN=17kW，UN=220V，nN=1500r/min，N=83%，试求该电动机的额定电流IN及额定输入功率P1N。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=1.110-2Wb，电枢回路总电阻Ra=0.208，PFe=362W， P=204W，忽略附加损耗。试求：a) 此直流电机是发电机还是电动机？b) 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：PN=7.5kW，UN=220V，IN=39.8A，nN=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3.7910-2Wb，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PN=60kW，nN=577 r/min，cosN=0.77，N=88.5%，试求在额定线电压为380V时的额定电流IN。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：PN=90kW，UN=230V，nN=1450r/min，N=89.6%，试求该发电机的额定电流IN。二十三 一台四极直流电动机，单叠绕组，额定转速nN=1460r/min，36槽，每槽6个元件边，每极磁通为2.210-2Wb，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PN=55kW，额定电压UN=380V，额定电流IN=119A，额定转速nN=570r/min，额定功率因素 cosN=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：PN=10kW,UN=220V, nN=1500r/min,N=88.6%,试求该电动机额定运行时的输入功率P1及额定电流IN。二十八 有一台三相变压器，额定容量SN=50kVA , 高压侧额定电压U1N=10kV , 低压侧额定电压U2N=400V , 高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流I1N和I2N。二十九 某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.510-2Wb，电枢总导线为152根，转速为1200 r/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、电枢串联起动变阻器起动二 各变压器连接组号相同各变压器一次侧额定电压相等，变比相等标幺值相等三 答：可用下式来表示其联系，U%=（UINU2）UIN100%=UKUIN100%但阻抗电压UK的大小决定于漏阻抗ZK和负载的大小。如果UK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，UK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UK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 nN=720 r/min六 （1）阻抗电压UK%=5.94% （2）电压调整率U%=4.77%（3）最高效率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IN= 434.78 A 额定输入功率P1N=117.6kW 九基本步骤为观察电枢电压表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=4.44WkW1中可以看出，如果匝数W减少，磁通与磁密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. TM=234 Nm Ea=81.7V十六. 额定电流IN=93.1A 额定输入功率P1N=20.48kW 十七. (1) 电枢电势Ea= Cen=204.6V U=220V,为电动机（2）电磁转矩TM=CMIa =96.38 Nm输入功率P1= UIa=16.28kW电磁功率PM=EaIa=15.14 kW 输出功率P2= PMPFeP=14.574 kW 效率= P2P1100%=89.52%十八. 通过计算求得理想空载转速n0=1615r/min,额定电磁转矩TN=51.77Nm。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：Ea =115V 改为单波绕组：n=1198 r/min二十. IN=133.8A二十一. 电磁功率PM=7965 W 转子铜耗PCU2=SPM=270.8W 机械损耗P= PMPCU2=7694.2W二十二. IN=391.3A二十三. TM=605 Nm(牛米)二十四. 答：从公式TM=CMIa 和n=(U-IaRa)/Ce中可以看出，当电磁转矩增大时，电流Ia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n1=600r/min 极对数p=5 效率N= 79% 转差率SN=0.05二十七. P1 =11.29 kW IN=51.3A二十八. I1N=2.89A I2N=72.17A二十九. Ea=106.4V n=1184 r/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。