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《電機與拖動》課程模擬試卷（三）
考試時間：90分鐘 一、填空題（每空1分，共30分） 1、電力拖動系統根據電機的數目可以分為 電力拖動系統和 電力拖動系統兩大類；根據轉軸的數目可以分為 電力拖動系統和 電力拖動系統兩大類，前者的運動方程為 。 答案：單機、多機、單軸、多軸、T-Tz=J?dW/dt(或T-Tz=GD2/375?dn/dt) 2、在直流電動機的電樞回路中串電阻調速，理想空載轉速 （填增大、減小或不變），特性的硬度 （填增大、減小或不變）；降電壓調速，理想空載轉速 （填增大、減小或不變），特性的硬度 （填增大、減小或不變）；減弱磁通調速，理想空載轉速 （填增大、減小或不變），特性的硬度 （填增大、減小或不變）。 答案：不變、減小、減小、不變、增大、減小 3、一臺他勵直流電動機采用電動機慣例，當P1=0，PM<0時，電動機運行于 狀態，當|Ea|>|UN|，n<0時，運行于 狀態。 答案：能耗制動、反向回饋制動運行 4、測定三相感應電動機的參數可以做的實驗有 和 。 答案：空載實驗、短路實驗 
5、某六極三相同步電動機額定工作頻率50Hz，帶額定負載運行時，其轉速為 ，如果負載轉矩增加，轉速會 （填增大或減小或不變）， 會變大。 答案：1500r/min、不變、功率角 7、右圖是單相變壓器帶電感性負載運行的相量圖，在圖中空白位置填寫相量符號。 8、一臺直流電動機降壓調速，在額定負載時達到的最高轉速是1000r/min，最低轉速是400r/min，調速范圍是 ，最低轉速特性的理想空載轉速是500r/min，靜差度是 。 答案：2.5、0.2 9、下圖為他勵直流電動機的功率流圖，請在其中適當的位置填入：pCua、P1、PM、P2和p0。
答案：pCua、p0、P1、PM、P2（先上排后下排，從左至右） 二、計算題（共30分） 1、（10分）某直流他勵電動機額定數據如下：PN=10[kW],UN＝220[V]，nN＝1000[r/min]，IN＝53.2[A]，電樞回路總電阻Ra＝0.393[Ω]，忽略空載轉矩T0，且不計電感的影響與電樞反應，電動機帶額定負載運行時， （1）若電樞回路中突然串入RW=1.5W的電阻，計算串入電阻瞬間的電樞電流以及穩定后的電樞電流與轉速； （2）若僅在勵磁回路中串電阻，使磁通減少15%，計算磁通突然減少時瞬間的電樞電流以及穩定后的電樞電流與轉速。 答案及解析：（1）當電樞回路中突然接入電阻時，由于慣性，轉速來不及變化，主磁通也保持不變，電樞電動勢與額定運行時的數值相同，即 （1分） 此時，電樞電流的瞬時值 （1分） 穩定后，由于負載轉矩保持不變，額定勵磁保持不變，電樞電流也保持不變，Ia=IN，電樞電動勢 （1分） 可計算得轉速 （1分） （2）在勵磁回路中突然接入電阻時，由于慣性，轉速來不及變化，主磁通減小，電樞電動勢隨主磁通正比減少，即
（1分） 此時，電樞電流的瞬時值 （1分） 穩定后，由于負載轉矩保持不變，新的電樞電流值為 （1分） 新的電樞電動勢為 （1分） 可計算得轉速 （2分） 2、（20分）一臺三相電力變壓器的額定容量SN=850kVA，額定電壓U1N/U2N=10000/500V，Y/Y連接。已知每相短路電阻Rk=1.40 W，Xk=6.48 W。該變壓器一次繞組接額定電壓，二次繞組接三相對稱負載運行，負載為Y接法，每相負載阻抗為ZL=0.25+j0.1W。計算： (1)變壓器一次、二次側電流（線值）； (2)二次繞組電壓（線值）； (3)輸入、輸出的有功功率和無功功率； (4)變壓器的效率。 答案及解析：（1） 變壓器的變比 （2分） 負載阻抗 （1分） 折算值 。 （1分） 從原邊看進去每相總阻抗 （1分） 那么一次側電流 （1分） 二次側電流 （1分） （2） 二次電壓 （1分） （3） 一次功率因數角， （1分） 功率因數 （1分） 輸入有功功率 （1分） 輸入無功功率 （1分） 二次功率因數角， （1分） 功率因數 （1分） 輸出有功功率 （1分） 輸出無功功率 （1分） （4） 效率 （1分） 電路圖 3分 三、簡答題（共40分） 1、一個變壓器的聯接組形式為Y/Δ-3，畫出兩種相量圖及其連接圖（標出12個連接端口）。（10分） 答案：（相量圖3分，連接圖2分） 圖1 Y/D-3相量圖1 圖2 Y/D-3連接圖1 圖3 Y/D-3相量圖2 圖4 Y/D-3連接圖2 2、單相感應電動機的起動方法有哪些?（6分） 答案：單相感應電動機的起動方法有： （1）電容分相法 （2）電阻分相法 （3）罩極法 3、簡述直流電動機的工作原理。（10分） 答案：直流電動機的工作原理：將直流電動機的電刷兩端接直流電源U，電動機軸上帶生產機械負載。在外施電壓U的作用下，有電流I流過電刷A及換向片進入電樞繞組然后經換向片及電刷B返回電源負極。電樞電流與磁場相作用，使電樞線圈受到電磁力f，在此電磁力所產生的電磁轉矩T的驅動下，轉子帶動生產機械負載沿T的方向旋轉起來。 4、寫出三相感應電動機機械特性的物理表達式、參數表達式、實用表達式和直線表達式，三相感應電動機的人為機械特性有哪幾種？（14分） 答案：三相感應電動機機械特性的物理表達式：
三相感應電動機機械特性的參數表達式：
三相感應電動機機械特性的實用表達式：
三相感應電動機機械特性的直線表達式：
三相感應電動機的人為機械特性有：降低定子端電壓的人為機械特性，轉子回路串三相對稱電阻的人為機械特性，定子回路串對稱三相電抗的人為機械特性。 《電機與拖動》課程模擬試卷（四） 考試時間：90分鐘 一、填空題（每空1分，共30分） 1、電力拖動系統中拖動生產機械轉動運行的電動機，根據供電系統的不同可以分為 電動機和 電動機兩大類；根據轉速特性，后者又可分為同步電動機和 電動機兩種；同步電動機根據轉子的結構形式可以分為 式電動機和 式電動機。 答案：直流、交流、感應（異步）、凸極、隱極 2、電動機的電磁轉矩是 （填拖動或制動）性質的轉矩，當電磁轉矩增加時轉速 （填上升或下降），電樞電流 （填增加或減�。�。 答案：拖動、下降、增加 3、變壓器的參數測定實驗有 和 ；前者是為了測定 ，空載電流百分數， 和 ；后者是為了測定短路電壓百分數， 和 。 答案：空載實驗、短路實驗、變比、鐵損耗、勵磁阻抗、、銅損耗、短路阻抗 4、一臺三相異步電動機，額定轉速是980r／min，若電源頻率是50Hz，則電動機的同步轉速是 ，極對數為 ，額定轉差率為 ；極對數為2的同步電動機通以60Hz的交流電，其轉子轉速為 。 答案：1000r/min、3、0.02、1800r/min 5、右圖為某三相感應電動機的 人為特性圖，RW1，RW2，RW3中 最大， 最小， 對應的機械特性起動轉矩最大， 對應的臨界轉差率最小。 答案：轉子串對稱三相電阻、RW3、RW1、RW3、RW1 6、交流伺服電動機在控制電壓突降為零時，仍然產生一個正的電磁轉矩而繼續旋轉的現象叫做 ，消除的方法是 。 答案：自轉、增加轉子電阻使臨界轉差率大于1 7、測定三相變壓器的參數可以做的實驗有 和 。 答案：空載實驗、短路實驗 8、一臺直流發電機，額定功率PN=10kw，效率hN=92%，額定轉速nN=1000r/min，額定電壓UN=220V，輸入功率P1= ，額定電流IN= 。 答案：10.87kW、 45.45A 9、單相感應電動機 （填能或不能）自行起動。 答案：不能 二、計算題（共30分） 1. （18分）某直流他勵電動機額定數據如下：PN=3[kW],UN＝220[V]，nN＝1000[r/min]，IN＝18[A]，電樞回路總電阻Ra＝0.8[Ω]，若運行于正向電動狀態時，要求計算： （1）負載為反抗性恒轉矩負載TZ＝TN，采用電壓反向的反接制動停車，制動轉矩為2TN，電樞回路應串入的制動電阻值是多少？ （2）負載同（1），當反接制動到轉速為0.3nN時，為了使電機不致反轉，換成能耗制動，要求制動轉矩為2TN，電樞回路應串入的電阻值是多少？ （3）負載為位能性恒轉矩負載TZ＝0.9TN，求電動機采用能耗制動運行穩速下放時，所能達到的最低轉速是多少？ （4）負載同（3），要求電動機以轉速n=150r/min穩速下放負載，電樞回路需串多大電阻？ （5）負載同（3），采用反向回饋制動運行，電樞回路不串電阻時，電動機轉速是多少？ 答案及解析： （1） （1分） 制動轉矩T＝2TN，則制動電流 （1分） 由反接制動時的機械特性可得 ， （1分） 計算得反接制動應串入的制動電阻值 （1分） （2） ，由能耗制動的機械特性可得 （2分） 電樞回路串入電阻的值 （1分） （3） 因為位能性負載TZ＝0.9TN，則穩速下放時電流， （1分） 由能耗制動時的機械特性可知不串電阻時轉速最低， （1分） （1分） （4） ， （1分） 可采用能耗制動或電動勢反向的反接制動 （1分） 由能耗制動的機械特性可得
電樞回路串入電阻的值 （2分） 由反接制動時的機械特性可得 電樞回路需串入電阻值 （2分） （5） 位能性恒轉矩負載反向回饋制動運行，電樞不串電阻時，電動機轉速為 （2分） 2. （12分）某三相繞線式感應電動機的定轉子繞組都Y接法，額定數據為：PN＝60[kW]，U1N＝380[V]，I1N＝133[A]，nN＝577[r/min]，E2N＝253[V]，I2N＝160[A]，lM＝2.4。試求： (1)采用反接制動使位能負載TZ＝0.8 TN以n＝150r/min的速度穩速下放，應在轉子每相中串入電阻RW＝？ (2)該機在額定運行時突然將定子任意兩相對調，要求制動初瞬的制動轉矩為1.2TN，應在轉子每相串入電阻RW＝？ 答案與解析： 額定轉差率 （1分） 轉子每相電阻 （1分） （1） 當重物以下放時， （1分） 此時負載為，根據電動機的固有機械特性有（1分） 得臨界轉差率：=7.29或0.21（由于<S=1.25不穩定，所以舍去）（1分） 因固有機械特性時， （1分） 設每相串入電阻RB，有，解得 （1分） （2）在定子兩相對調瞬間未變，制動轉矩 此時轉差率轉矩為 （1分） 根據定子兩相對調且串電阻的人為機械特性有（1分） 得臨界轉差率為＝0.53或7.31 （1分） 如取=0.53，此時應串電阻 （1分） 如取=7.31，此時應串電阻 （1分） 三、簡答題（共40分） 1、什么是變壓器的慣例？畫出單相變壓器空載運行時的慣例。（10分） 答案：變壓器運行時，各電磁量都是交變的，為了研究清楚他們之間的相位關系，必須先規定好各量的正方向。選取正方向有一定的習慣，稱為慣例（2分）。如右圖所示。（8分）（其中U1和I0的方向各1分，fm的方向1分，E1和E1s的方向各1分，E2和U2的方向各1分） 2、一個變壓器的聯接組形式為Y/Δ-5，畫出兩種相量圖及其連接圖（標出12個連接端口）。（10分） 答案：（相量圖3分，連接圖2分） 圖1 Y/D-5相量圖1 圖2 Y/D-5連接圖1 圖3 Y/D-5相量圖2 圖4 Y/D-5連接圖2 3、三相繞組的連接方式有哪幾種？每種連接方式下線電壓和相電壓，線電流和相電流之間的關系是怎樣的？（6分） 答案：三相繞組的連接方式有星形和三角形兩種。 星形連接時： ， 三角形連接時： ， 4、直流電動機的固有機械特性分布在哪幾個象限？直流電動機的人為機械特性有哪幾種？寫出直流電動機固有和人為機械特性表達式（10分） 答案：直流電動機的固有機械特性
固有機械特性是一條斜下降的直線，通過第I、II、IV象限。 直流電動機的人為機械特性有三種，分別是：電樞回路串電阻，改變端電壓和改變磁通的人為機械特性：
5、同步電動機能否自行起動？起動方法有哪些？（4分） 答案：同步電動機起動時，若將其定子直接投入電網，由于定子旋轉磁場的轉速為同步轉速，而此時轉子處于靜止，因而氣隙磁場與轉子磁極之間具有相對運動，不能產生平均的同步電磁轉矩，電動機不能自行起動。 常用的起動方法有：輔助電動機起動法，變頻起動法，異步起動法。 《電機與拖動》課程模擬試卷（五） 考試時間：90分鐘 一、填空題（每空1分，共30分） 1、所謂電力拖動，就是用 帶動 按給定的規律運動，來完成特定的生產任務。除這兩者之外，電力拖動系統還包括連結兩者的 、控制用的 和 。 答案：電動機、生產機械、傳動機構、電氣控制設備、電源 2、 是一種靜止的電氣設備，可以通過電磁耦合的作用把電能或信號從一個電路傳遞到另一個電路。根據繞組數目可以分為 和 ；按相數可分為 和 。 答案：變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器、單相變壓器、三相變壓器 3、三相異步電動機進行繞組折算的原則是 。 答案：保證在折算前后轉子磁動勢的幅值和空間位置保持不變 4、交流伺服電動機的控制方式有 、 和 三種。 答案：幅值控制、相位控制、幅值-相位控制 5、一臺三相變壓器的額定容量為SN=60kVA，額定電壓為U1N/U2N=1000/200V，原、副邊繞組Y/D接法，其變比為 ，原、副邊額定電流為 和 。 答案：2.89、34.64A、173.21A 6、一臺直流電動機由額定運行狀態轉速下降到原來的80%，而勵磁電流、電樞電流都不變，其電樞電動勢變為原來的 ，電磁轉矩為原來的 。 答案：80%、100% 7、無刷直流電動機由 、 和 三大部分構成。 答案：電動機本體、位置傳感器、電子換向器 8、變壓器C1的電流標么值是0.8，變壓器C2的電流標么值是1.0，其中 是滿載運行， 是輕載運行。 答案：C2、C1 9、下圖為單相變壓器的功率流圖，請在其中適當的位置填入：pCu1、P1、PM、P2和pCu2。
答案：pCu1、p Cu2、P1、PM、P2（先上排后下排，從左至右） 10、水輪發電機轉子結構多采用 ，汽輪發電機轉子結構多采用 。 答案：凸極式、隱極式 二、計算題（共30分） 1、（18分）某直流他勵電動機額定數據如下：PN=22[kW],UN＝220[V]，nN＝1500[r/min]，IN＝115[A]，電樞回路總電阻Ra＝0.1[Ω]，電樞回路中允許的最大電流Iamax≤2IN，若運行于正向電動狀態時，要求計算： （1）負載為反抗性恒轉矩負載TL＝0.9TN，采用能耗制動過程停車時，電樞回路應串入的制動電阻最小值是多少? （2）負載為位能性恒轉矩負載TL＝0.7TN，要求電動機運行在n1＝－200r/min勻速下放重物，采用能耗制動運行，電樞回路應串入的電阻值是多少？ （3）負載同（1），若采用電壓反向的反接制動停車，應在電樞中串入的制動電阻最小值為多少? （4）負載同（2），電動機運行在n2＝－980r/min勻速下放重物，采用倒拉反轉運行，電樞回路應串入的電阻值是多少？ （5）負載同（2），采用反向回饋制動運行，電樞回路不串電阻時，電動機轉速是多少？ 答案及解析：（1） （1分） 負載TL＝0.9TN，則正向電動運行時電樞電流 由機械特性 （1分） 可計算得轉速 （1分） 允許最大電流 （1分） 由串電阻調速時的機械特性 （1分） 可得， （1分） 計算得能耗制動應串入的制動電阻最小值 （1分） （2） 因為位能性負載TL＝0.7TN ，則勻速下放重物時電樞電流， （1分） 由串電阻調速時的機械特性 （1分） 可得， （1分） 計算得能耗制動應串入的制動電阻最小值 （1分） （3） 反接制動停車時機械特性， （1分） ， （1分） 所以電樞回路串入電阻的最小值： （1分） （4） 電動勢反向的反接制動停車時的機械特性， （1分） ， （1分） 所以電樞回路串入電阻的最小值： （1分） （5） 位能性恒轉矩負載反向回饋制動運行，電樞不串電阻時，電動機轉速為 （1分） 2、(12分)某三相繞線式感應電動機，額定工作頻率50[Hz]， U1N=380[V], nN＝1455 [r/min]，定子繞組Δ接法。r1=1.48[Ω]， =2.35[Ω]，r2’= 0.95[Ω]，=4.7[Ω] ，rm=9.05[Ω], Xm=85.2。額定負載時＝238[W]。試求： （1） 畫出簡化等值電路圖； （2） 定子電流和功率因數； （3） 輸入功率、額定功率及效率。 答案與解析：（1）首先根據、和同步轉速表達式，則，極對數p＝2，所以：。繪制簡化等制電路圖： （2分） （2）下面分析，以定子相電壓為參考相量： 勵磁支路阻抗：
負載支路阻抗：
總阻抗： （1分） 定子相電流為： （1分） 由于定子繞組接法，所以定子的額定電流為： （1分） 定子功率因數為： （1分） （3）轉子等效電流： （1分） 電磁功率為： （1分） 總機械功率為： （1分） 則（額定）輸出功率： （1分） 輸入功率為： （1分） 效率為： （1分） 三、簡答題（共40分） 1、一個變壓器的聯接組形式為Y/Δ-7，畫出兩種相量圖及其連接圖（標出12個連接端口）。（10分） 答案：（相量圖3分，連接圖2分） 圖1 Y/D-7相量圖1 圖2 Y/D-7連接圖1 圖3 Y/D-7相量圖2 圖4 Y/D-7連接圖2 2、三相異步電動機的機械特性有可能出現在哪幾個象限？簡述各象限中電機的運行狀況。（8分） 答案：三相異步電動機可以四象限運行，其機械特性四個象限都可能出現。 第一象限n>0,T>0，正向電動運行， 第二象限n>0,T<0，正向制動運行， 第三象限n<0,T<0，反向電動運行， 第四象限n<0,T>0，反向制動運行。 3、已知某電動機的機械特性1如圖所示，試分析它與特性2、3、4三種負載配合時，A、B、C、D四個平衡點哪些是穩定的，哪些是不穩定的？并說明原因。（8分） 答案：在A點，，該點穩定（2分）； 在B點，，該點穩定（2分）； 在C點，，該點穩定（2分）； 在D點，，該點不穩定（2分）。 4、同步電機的運行方式有哪些？什么是同步電機的電樞反應？簡述雙反應原理（6分） 答案：同步電機主要用作發電機，電動機和補償機。 同步電機負載運行時，電樞磁動勢對主磁極磁場的影響稱為電樞反應。 雙反應理論：對于在空間任意位置的電樞磁動勢，可將其分解為互相垂直的交軸分量和直軸分量，分別計算直軸和交軸電樞反應，最后再把它們的效果疊加起來。 5、什么是電機的可逆原理？直流電動機負載運行時，其效率是否為定值?在什么條件下，直流電動機的效率最高?（4分） 答案：同一臺電機，無論是直流電機或交流電機，由于其使用時外界條件的不同，它既可以作發電機運行（從軸上輸入機械功率而轉換成電功率從出線端輸出），也可以作電動機運行（從電源吸收電功率而轉換成機械功率從軸上輸出）。這個電機理論中普適的原理，稱為電機的可逆原理。 直流電動機負載運行時，其效率不是一定值。 在不變損耗與可變損耗相等時，直流電動機的效率最高。 6、同步電動機的結構主要有哪些？（4分） 答案：同步電動機的結構主要有：定子（或電樞）、轉子、氣隙和機座（或外殼）。 《電機與拖動》課程模擬試卷（一） 考試時間：90分鐘 一、填空題（每空1分，共30分） 1、電機是一種進行能量傳遞或機電能量轉換的電磁機械裝置，將電能轉換為機械能的是 ，將一種等級的電能轉換為另外一種等級的電能的是 ，將機械能轉換為電能的是 。 答案：電動機、變壓器、發電機 2、三相電力變壓器根據鐵心結構可以分為 變壓器和 變壓器兩種。 答案：心式、組式 3、一臺三相四極異步電動機，額定轉速是1440r／min，若電源頻率是50Hz，則電動機的同步轉速是 ，額定轉差率為 ；極對數為3的同步電動機通以60Hz的交流電，其轉速為 。 答案：1500r/min、 0.04、1200r/min 4、評價直流電動機調速性能的指標主要有 ， 和 。 答案：調速范圍、靜差度（或靜差率）、調速的平滑性 5、一臺他勵直流電動機采用電動機慣例，當P1>0，PM<0時，電動機運行于 狀態，當Ea>UN，n>0時，運行于 狀態。 答案：制動、正向回饋制動運行 6、一臺單相變壓器的原邊繞組匝數100匝，副邊繞組匝數50匝，當原邊加220V頻率50Hz的電壓時，電流為10A，副邊輸出的電壓是 V，頻率 Hz，電流是 A。 答案：110、50、20 7、步進電機是一種將 轉換為 的控制電機。某三相步進電機，驅動脈沖頻率為50Hz，轉子齒數為4，以單三拍方式運行，其步距角是 ，轉速是 ；齒數為20，以雙三拍方式運行，其步距角是 ，轉速是 ，以六拍方式運行，其步距角是 ，轉速是 。 答案：電脈沖信號、相應的角位移或線位移、30°、250r/min、6°、50r/min、3°、25 r/min 8、調節同步電機的 可以調節它的無功功率；為了改善電網的功率因數，同步電動機都運行在 狀態；不帶負載專門用來改善電網功率因數的同步電動機稱為 。 答案：勵磁電流、過勵、補償機（調相機） 9、直流電動機的工作點在第 象限和第 象限時電動機工作在制動狀態，在第三象限時電動機工作在 狀態。 答案：二、四、反向電動 二、計算題（共30分） 1. （6分）一臺并勵直流電動機，額定數據為：PN＝10kW、UN＝440V、ηN＝90%、nN=1500r／min，電樞繞組的總電阻Ra＝0.25Ω，試問： （1） 直接起動時，起動電流為多少? （2） 若限制起動電流為額定值的2倍，應在電樞中串接的起動變阻值為多少? 答案與解析： （1） （2分） （2） 因為 ， 所以： （2分） 根據題意，假定串入電阻為，則： （2分） 2. (7分)某三相繞線式感應電動機的額定數據如下：PN=7.5kW，UN=380V，IN=15.1A，nN=1450r/min，lM=2.0。試求： (1)臨界轉差率和最大轉矩 (2)該機的固有起動轉矩倍數 答案與解析： （1） 額定轉差率 （1分） 臨界轉差率 （1分） 額定轉矩 （1分） 最大轉矩 （1分） （2）電動機的固有機械特性 （1分） n=0時，S=1，得固有起動轉矩： （1分） 固有起動轉矩倍數 （1分） 3. （17分）一臺三相電力變壓器的額定容量SN=750kVA，額定電壓U1N/U2N=10000/400V，Y/Y連接。已知每相短路電阻Rk=2.10 W，Xk=5.38 W。該變壓器一次繞組接額定電壓，二次繞組接三相對稱負載運行，負載為Y接法，每相負載阻抗為ZL=0.30+j0.08W。計算： (1)變壓器一次、二次側電流（線值）； (2)二次繞組電壓（線值）； (3)電壓變化率 答案與解析：（1）簡化等效電路如右圖所示（3分） 變壓器的變比 （2分） 負載阻抗 ， （1分） 折算值 。 （1分） 從原邊看進去每相總阻抗 （1分） 那么一次側電流（相值） （2分） 一次側電流（線值）：因為Y形接法時相電流與線電流相等，所以（2分） 二次側電流（相值等于線值） （2分） （2） 二次繞組線電壓 （2分） 電壓變化率 （2分） 三、簡答題（共40分） 1、右圖為一個變壓器的連接圖，用相量圖判斷其聯結組號。另有一個變壓器的聯接組號為Y/Y-6，畫出其相量圖和聯接圖（標出12個連接端口）。（10分） 答案：右圖對應的相量圖（3分）如圖1所示，根據相量圖判斷其聯結組號為Y/D-11（2分）。聯結組號為Y/Y-6的變壓器相量圖和連接圖分別如圖2（3分）和圖3（2分）所示。 圖1 Y/D-11相量圖 圖2 Y/Y-6相量圖 圖3 Y/Y-6連接圖 2、直流電動機的制動方法有哪些？（6分） 答案：直流電動機的制動方法有：能耗制動、反接制動和回饋制動。 3、簡述交流伺服電動機的工作原理。（10分） 答案：交流伺服電動機有兩相在空間垂直分布的繞組，一相繞組作為勵磁繞組，接至單相交流電源Uf上；另一相作為控制繞組，輸入控制電壓Uc。工作時，兩相對稱繞組中通入兩相電流，將在空間中產生橢圓形旋轉磁場，在閉合的轉子繞組中產生感應電動勢和感應電流，轉子電流與磁場相互作用，使電樞線圈受到電磁力f，在此電磁力所產生的電磁轉矩T的驅動下，轉子帶動生產機械負載沿T的方向旋轉起來。保持勵磁繞組的電壓不變，改變控制電壓的幅值、相位或同時調整幅值和相位會影響旋轉磁場的合成磁動勢，進而可以控制轉子的轉速。 4、同步電機有哪幾種運行狀態？同步電機運行于哪一種狀態主要取決于什么？（8分） 答案：同步電機有三種運行狀態：發電機，電動機和補償機。 同步電機運行于哪一種狀態主要取決于定子內圓表面的定子、轉子合成磁場與轉子主磁場的相對位置，即定子合成磁場軸線與主磁場軸線的夾角，用電角度表示，稱為功率角。 5、三相感應電動機負載運行時主磁通在定、轉子繞組中感應電動勢的頻率一樣嗎？兩個頻率之間數量關系如何？畫出T形等效電路圖并闡述附加電阻的物理意義。（6分） 答：定子感應電動勢和轉子感應電動勢的頻率不一樣；其數量關系為f2=Sf1 。 T形等效電路圖如下圖所示。 物理意義：附加電阻上的功耗就等于電動機定子傳到轉子的電磁功率中轉化成機械功率的部分。 《電機與拖動》課程模擬試卷（二） 考試時間：90分鐘 一、填空題（每空1分，共30分） 1、在電力拖動系統中拖動生產機械運行的電動機，根據供電系統的不同可以分為 電動機和 電動機兩大類；根據轉速特性，后者又可分為同步電動機和 電動機兩種；后者根據轉子繞組的結構形式可分為 電動機和 電動機。 答案：直流、交流、異步（或感應）、鼠籠式、繞線式 2、直流發電機的額定功率是指 功率， 而直流電動機的額定功率是指 功率。 答案：電、機械 3、右圖為某三相感應電動機的 人為特性圖，在UN，U'1，U''1，U'''1，中 最大， 最小， 對應的機械特性起動轉矩最大，對于負載轉矩TL來說，A點電流比B點電流 。 答案：降低定子端電壓、 UN、 U'''1、UN 、大 4、一臺三相異步電動機，額定轉速是970r／min，若電源頻率是50Hz，電動機的極對數是 ，同步轉速為 ，額定轉差率為 ；極對數為4的同步電動機通以60Hz的交流電，其轉速是 。 答案：3、 1000r/min、0.03、900r/min 5、常見的負載轉矩特性有 ， 和 ，單軸電力拖動系統的運動方程是 。 答案：恒轉矩負載特性、恒功率負載特性、通風機類負載特性（或泵類負載特性）、T-Tz=JdW/dt(或T-Tz=GD2/375?dn/dt) 6、變壓器除了可以變電壓，還可以 變 ，變 和變 。 答案：電流、阻抗、相位 7、同步電動機的運行方式有 、 和 三種。 答案：電動機、發電機、補償機（調相機） 8、直流伺服電動機的 與 的關系稱為調節特性，表征調節特性的量有 和 。 答案：轉速、控制電壓、始動電壓、斜率 二、計算題（共30分） 1、（12分）某直流他勵電動機額定數據如下：PN=22[kW],UN＝220[V]，nN＝1500[r/min]，IN＝115[A]，電樞回路總電阻Ra＝0.1[Ω]，忽略空載轉矩T0，電動機帶額定負載運行時，要求把轉速降到1200r/min，計算： （1）采用電樞串電阻調速需串入的電阻值； （2）采用降低電源電壓調速需把電源電壓降到多少； （3）若要把轉速升高到1600r/min，要把磁通降低到原來的多少倍？ 答案及解析： （1） 1分 則由串電阻機械特性 1分 得 2分 （2）由降壓機械特性 1分 得： 2分 （3）由弱磁機械特性 1分 知 ， 1分 3分 即要把磁通減弱到原來的0.9375倍。 2、 (18分)某起重機吊鉤由一臺三相繞線式感應電動機拖動，定轉子繞組都Y接法，電動機額定數據為： PN=20[kW],UN＝380[V]，nN＝960[r/min]，E2N＝208[V]，I2N＝76[A]，lM＝2。升降某重物TL＝0.72TN，忽略T0。計算： (1) 在固有機械特性上運行時轉子轉速； (2) 轉子回路每相串入電阻RA＝0.88W時轉子轉速； (3) 轉速為-430時轉子回路串入的電阻RW＝？ 答案與解析： （1分） 該電動機固有機械特性的臨界轉差率： （1分） 額定轉矩 （1分） （2） 轉速為n，轉差率為s時，根據電動機的機械特性實用表達式 （1分） 有， （2分） 解得s=0.0278和0.8016（不合理，舍去） （2分） 所以轉速為 （1分） （3） 轉子每相電阻 （1分） 轉子每相串電阻RA＝0.88W后，設轉速為nA，轉差率為sA，則 （3分） 即有， （1分） 那么 （1分） （3）轉速為-430r/min時，轉差率 （1分） 設轉子每相串入電阻值為，則 （1分） 即有 （1分） 三、簡答題（共40分） 1、一個變壓器的聯接組形式為Y/Δ-1，畫出兩種相量圖及其連接圖（標出12個連接端口）。（10分） 答案：（相量圖3分，連接圖2分） 圖1 Y/D-1相量圖1 圖2 Y/D-1連接圖1 圖3 Y/D-1相量圖2 圖4 Y/D-1連接圖2 2、換向器由什么組成？換向器在直流電機中起什么作用?（5分） 答案：換向器有圓弧形的沿圓周排列一周的換向片組成，每兩個換向片之間都是絕緣的。 直流發電機中，隨著電樞鐵心的旋轉，單個導體中的感應電動勢和感應電流方向是交變的，只有通過換向片和電刷配合才能對外電路輸出方向不變的直流電動勢和電流，換向器起整流的作用。 直流電動機中，如果單個導體中的電流方向始終不變，隨著電樞鐵心的旋轉，導體上的電磁力矩方向是交變的，只有通過換向片和電刷配合才能得到方向不變的電磁轉矩，換向器起逆變的作用。 3、什么是變壓器的慣例？畫出單相變壓器負載運行時的慣例。（10分） 答案：變壓器運行時，各電磁量都是交變的，為了研究清楚他們之間的相位關系，必須先規定好各量的正方向。選取正方向有一定的習慣，稱為慣例（2分）。如右圖所示。（8分）（其中U1和I1的方向各1分，fm的方向1分，E1和E1s的方向1分，E2和E2s的方向1分， 、I2和U2的方向各1分） 4、簡述直流發電機的工作原理。（10分） 答案：直流發電機的工作原理：將直流發電機的軸與原動機連接，電刷兩端接電氣負載。在原動機的帶動下，發電機軸旋轉，轉子上的電樞繞組切割主磁場中的磁力線而產生感應電動勢Ea，但Ea是交變的電動勢，通過換向片和電刷的整流作用成為電路兩端的直流電壓U，加在負載的閉合回路上，發電機電樞繞組中有電樞電流Ia流過。 5、交流異步電動機的調速方法有哪些？（5分） 答案：異步電動機的轉速：
交流異步電動機的調速方法有： 1.定子降電壓調速 2.轉子回路串電阻調速 3.變極對數調速 4.變壓變頻調速  《電機與拖動》答案.rar
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