10电机与拖动试卷及答案.doc

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三峡大学成人教育 年 学期
《电机与拖动》课程考试试卷(A卷)
专业 命题教师

注 意：1、本试卷共 页； 2、考试时间: 110 分钟；
3、姓名、学号必须写在指定地方。
题 号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总 分
得 分

一、填空题（每空 1.5分，共 45 分）
1．直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 因此电磁转矩为 转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 ，因此电磁转矩为 转矩。、
2．接触器主要由 、 、 等三大部分组成。
3．空气阻尼式时间继电器主要由 、 和 三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将 。
4、 Y-△降压起动时起动电流为直接用△接法起动时的 用 所以对降低 很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时 ，因此只适用于 或 启动，防止电机 。
5．反接制动时，当电机转速接近于 时，应及时 。
6、伺服电动机为了防止 现象的发生，采用 的方法。
7、步进电动机是一种把 信号转换成 信号的控制电机。
8．分磁环的作用是使 ，以消除 现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环 。
9．单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是 ，可分 解 和 两部分。
10．熔断器又叫保险丝，用于电路的 保护，使用时应 接在电路中。
二、判断题（每小题 2分，共 20 分）。
（ ）1．一台额定电压为 220V 的交流接触器在交流 220V 和直流 220V 的电源上均可使用。
（ ）2．三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。
（ ）3．交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。
（ ）4．转差率 S 是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。
（ ）5．三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。
（ ）6．使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。
（ ）7．电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。
（ ）8．三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。
（ ）9．刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。
（ ）10．单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。
三、简述题（每小题 5 分，共 15 分）
1．直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？（5 分）

2．异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

3．变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么？

四、计算题（20 分）
1．有一台笼形异步电动机， PN 20kW ， I st I N 6.5 ，如果变压器容量为 S N 560kVA，问能否直接起动？（4 分）
IQ 3 SN解：判断电机能否直接起动的依据是满足公式： IN 4 4 PN 3 SN 3 560I Q I N 6.5 ， 7.75 4 4 PN 4 4 20所以满足上面的公式，此电动机可以直接起动。

2．并励电动机的 U N 220V， I N 122A， Ra 0.15Ω， f 110Ω， n N 960r/min。 R如保持额定转矩不变，使转速下降到 750 r/min，求需在电枢电路中串入电阻 Rc的阻值？（6 分）

3、已知一台三相异步电动机的额定数据如下： PN 4.5KW n N 950r/min N 84.5 cos N 0.8起动电流与云额定电流之比 I st / I N 5， 2，起动转距与额定转距之比 Tst / TN 1.4，额定电压 220/380V，
求（1）磁极对数 p ；距 TN ；（2）额定转差率 s N ；（3）额定转接法星/三角， f1 50Hz。（4）三角形联结和星形联结时的额定电流 I N ；（5）起动电流 I st ；（6）起动转距 Tst 。（10 分）

答案
一、填空题（每空 1.5分，共 45 分）
1．直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 （相反） 因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。 （触点系统） 、
2．接触器主要由（电磁机构） 、 （灭弧装置） 等三大部分组成。
3．空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构） 、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转 180 度）。
4、 Y-△降压起动时起动电流为直接用△接法起动时的 （1/3） 用 所以对降低（起动电流）很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时 （1/3），因此只适用于 空载或轻载 启动。 ，防止电机（反
5．反接制动时，当电机转速接近于（0）时，应及时（切断电源）转）。
6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。
7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。
8．分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。
9．单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。
10．熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。
二、判断题（每小题 2分，共 20 分）。
（ × ）1．一台额定电压为 220V 的交流接触器在交流 220V 和直流 220V 的电源上均可使用。
（ × ）2．三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。
（ × ）3．交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。
（ × ）4．转差率 S 是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。（ × ）
5．三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。
（ × ）6．使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。
（ × ）7．电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。
（ √ ）8．三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。
（ √ ）9．刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。
（ × ）10．单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。
三、简述题（每小题 5 分，共 15 分）
1．直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？（5 分）
答：起动瞬间转速 n0，电动势 EaCeΦn0，最初起动电流 I N U N Ra 。若直接起动，由于 Ra 很小，Ist 会达到十几倍 甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。
2．异步电动机中的空气隙为什么做得很小？
答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流又属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。
3．变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么？
答：不会。因为直流电源加在变压器一次绕组上，将产生直流电流，在铁心中建立恒定磁通，恒定磁通不会在二次绕组中产生稳定的感应电动势。 另外，如加上和额定交流电压相同的直流电压，由于电感对直流相当于短路，故此时只有绕组电阻限制电流，电流将很大，并将烧毁变压器。
四、计算题（20 分）
1．有一台笼形异步电动机， PN 20kW ， I st I N 6.5 ，如果变压器容量为 S N 560kVA，问能否直接起动？（4 分）
IQ 3 SN解：判断电机能否直接起动的依据是满足公式： IN 4 4 PN 3 SN 3 560I Q I N 6.5 ， 7.75 4 4 PN 4 4 20所以满足上面的公式，此电动机可以直接起动。
2．并励电动机的 U N 220V， I N 122A， Ra 0.15Ω， f 110Ω， n N 960r/min。 R如保持额定转矩不变，使转速下降到 750 r/min，求需在电枢电路中串入电阻 Rc的阻值？（6 分）
U N 220解：串入电阻前： I f 2A I a I N I f 122 2 110 A Rf 110 E a U N I a Ra 220 110 0.15 203.5V Ea C n n 750 串入电阻调速后： E 因此 E a 159V E a C E n N n N 960由于额定转矩不变， Te CT I a ，所以 I a 保持不变。 U N Ea 220 159E a U N I a Ra 所以 Ra 0.51 Ia 120 Rc Ra Ra 0.51 0.15 0.363．
3、已知一台三相异步电动机的额定数据如下： PN 4.5KW n N 950r/min N 84.5 cos N 0.8起动电流与云额定电流之比 I st / I N 5， 2，起动转距与额定转距之比 Tst / TN 1.4，额定电压 220/380V，
求（1）磁极对数 p ；距 TN ；（2）额定转差率 s N ；（3）额定转接法星/三角， f1 50Hz。（4）三角形联结和星形联结时的额定电流 I N ；（5）起动电流 I st ；（6）起动转距 Tst 。（10 分）
60 f1 3000解：（1） n1 当 p 1 时， n1 3000r / min 当 p 2 时， p pn1 1500r / min 当 p 3 时 ， n1 1000r / min 而 n N 950r / min ， 所以取 p 3 ，此时n1 1000r / min n1 n N 1000 950 P 4500
（2）S N 0.05
（3）TN 9.55 N 9.55 45.2 N m n1 1000 nN 950 PN 4500
（4）三角形联结时 I N 10.1A 3U N cos N N 3 380 0.8 0.845 PN 4500 星形联结时 I N 17.47 A 3U N cos N N 3 220 0.8 0.845
（5）三角形联结时 I Q 5I N 5 10.1 50.5 A 星形联结时 I Q 5I N 5 17.47 87.35 A
（6） TQ TN 2 45.2 90.4 N m