电机与电力拖动基础试卷一答案

《电机与电力拖动基础》试卷一答案

一、 填空题（每空1分，共20分）

1、 他励直流电动机的机械特性是指在 电动机处于稳态运行 的条件，转速 和电磁转矩 的关系。

2、直流电动机的起动方法有：电枢回路串电阻和 降压起动 3、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏磁阻抗压降的条件

下，其主磁通的大小决定于 输入电压的大小，而与磁路的 基本无关，其主磁通与励磁电流成 正比 关系。

4、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将 不变 ，铜损耗 增大 （忽略漏磁阻抗压降的影响）。

5、当变压器负载（φ2>0?）一定，电源电压下降，则空载电流I0 减小 ，铁损耗PFe 减小 。

6、采用 短矩绕组 绕组和 分布绕组 绕组可以有效的削弱谐波分量，同时使基波分量 减小 （增大和减小）。

7、当s在 0~1 范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此时电磁转矩性质为 驱动性质 ；在 小于1范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为 制动性质 。

8、三相异步电动机根据转子不同可分为 笼型 和 绕线 两类。 二、 判断题（每题2分，共20分）

1、一台直流发电机若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷

两端仍能得到直流电压。 （ 对 ） 2、直流电动机的人为特性都比固有特性软 （ 错 ）

3、直流电动机串多级电阻起动，在起动过程中，每切除一级起动电

阻时，电枢电流都会突变。 （ 对 ） 4、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，

如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等。（错 ） 5、变压器在原边外加额定电压不变的情况下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大 。（ 错 ）

6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。 （ 错） 7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。 （ 对 ） 8、不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的 （ 错） 9、三相异步电动机的最大磁通势Tm 的大小与转子电阻rm 阻值无关。（ 对 ）

10、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（对 ） 三、 简答题（每题5分，共20分）

1、简述异步测速发电机的剩余电压误差产生原因及解决办法？ 答：由于加工、装配过程中存在机械上的不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时的输出的电压叫剩余电压。剩余电压的存在引起的测量误差称为剩余电压误差。减小剩余电压误差的方法是选择高质量各方向性一致的磁性材料，在机加工和装配过程中提高机械精度，也可以通过装配补偿绕组的方法加以补偿。 2、为什么采用短矩绕组可以改变电动势波形？

图中实线表示表示整矩绕组情况，这时五 次谐波磁场在线圈两个有效边中感应电 动势大小相等，方向相反，沿线圈回路， 正好相加。如果把节矩缩短1/5τ，如图中虚线所示，两个有效边中五次谐波电动势大小、方向都相等，沿回路正好抵消，合成电动势为零。 3、试绘出单相变压器“T”型等效电路图。 r1 x1 r2 x2 rm ZL xm

4、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

答：必要条件：电动机的机械特性与负载特性必须有交点，即Tem=TL.

在交点的转速以上存在 充分条件：下存在Tem>TL.

四、 计算题（第一题10分，第二、三题每题15分，共40分） 1、他励直流电动机的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω,试问：（1）直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍?（2）如限制起动电流为1.5IN，电枢回路应串入多大的电阻？

解：（1）直接起动的电流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6A

Tem

Ist/IN=3283.6/207.5=15.8

（2）Ist1=1.5×IN=1.5×207.5=311.25A=UN/(Ra+Rst) 由此可得：Rst=0.64Ω

2、一台三相笼型异步电动机的额定数据为：PN=125KW，Nn=1460r/min,UN=380V，Y联结，IN=230A，起动电流倍数ki=5.5，起动转矩倍数kst=1.1，过载能力λT=2.2，设供电变压器限制该电动机的最大起动电流为900A，问：（1）该电动机可否直接起动？（2）采用电抗器降压起动，起动电抗xst值应为多少？（3）串入（2）中的电抗器时能否半载起动？

解：（1）直接起动电流为：Ist=kiIN=5.5×230A=1265A>900A 所以不能采用直接起动。

（2）定子串电抗器后，起动电流限制为900A 则：α=Ist/I?st=1265/900=1.4

短路阻抗为：Zs=√rs2+xs2 =UN/√3 ×Ist=380/ √3×1265 =0.173Ω 所以rs=0.3Zs=0.3×0.173=0.052Ω

xs=√Zs2-rs2 =√0.1732-0.0522 0.165Ω 应串接电抗值：

xst=√α2xs2+(α2-1)rs2- xs=√1.42×0.1652+(1.42-1)×0.0522 －0.165=0.072Ω （3）串入xst=0.072Ω时的起动转矩为

T?st=1/α2Tst=1/α2kstTN1=1.42×1.1×TN=0.56TN

因为，T?st=0.56TN> TN=0.5 TN 所以可以半载起动

3、一台三相异步电动机接到50HZ的交流电源上，其额定转速nN=1455r/min，试求：（1）该电动机的极对数p；（2）额定转差SN；（3）额定转速运行时，转子电动势的频率。

解：（1）因异步电动机额定转差率很小，故可根据电动机的额定转速nN=1455 r/min,直接判断出最接近nN的气隙旋转磁场的同步转速n1=1500 r/min,于是

p=60f/n1=(60×50)/1500=2 或 p=60f/n1≈60f/n=(60×50)/1455=2.06 取 p=2

（2）sN=(n1－n)/n1=(1500－1455)/1500=0.03 （3）f2=sNf1=0.03×50HZ=1.5 HZ