电机拖动应用技术期末复习题202007

一、填空题

1．三相组式变压器各相磁路的特点为彼此（ 无关），三相心式变压器各相磁路的特点是彼此（ 无关）。

2．在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、（磁场强度）、磁感应强度、磁通等。

3．与固有机械特性相比，他励直流电动机弱磁人为机械特性的斜率 (变大)，而理想空 载转速（变大）。

4．微型同步电动机主要有(永磁式同步电动机)、(反应式同步电动机)、(磁滞式同步电动机)  三种类型。

5．选定电动机转速 n 的方向为正，若电磁转矩Tem＞0 ，则Tem 的方向与 n 的方向（ 相同），若负载转矩TL ＞0，则TL 的方向与 n 的方向（相反）。

6．星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的（1/3）倍。

7．无论是哪一种交流伺服电动机，其转子电阻都做得比较大，其目的是(使伺服电动机的调速范围增大并且防止自转现象的发生  )。 

8．伺服电动机为了防止“反转”现象的发生，采用（增大转子回路电阻,使）的方法。

9．同步电动机的启动一般有三种方式：（异步启动）、变频启动、其它电机拖入同步。

10．控制电机一般有伺服电机、测速发电机、自整角机、旋转变压器、（直线电机）、步进电机、感应同步器。

11．步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移）信号的控制电机。若步进电动机定子线圈中通电顺序按U UV V VW…进行，这种控制方式为（三相双三拍）

12．直流测速发电机产生误差的原因主要有(电枢反应)、(电刷接触电阻的影响)、(纹波的影响)。

13．无论是发电机还是电动机，电磁功率是（电枢电动势）与（电枢电流）的乘积，其电功率的表示形式为（ ），也可用机械功率（ ）的形式来计算。

二、单项选择题

1．直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路已饱和，这时的电枢反应是。（B） 

A．助磁作用而无去磁作用  B． 有去磁作用而无助磁作用 

C． 有去磁和助磁作用  D． 无去磁和助磁作用

2．变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变， 而将原边匝数增加，则励磁电流（B ） 

A． 增加  B． 减少  C． 不变  D ．基本不变

3．三相绕线转子异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时电动机运行于正向电动状态， 当在转子回路串电阻下放重物时，电动机处于（ D）。 

A．能耗制动运行    B．反向电动运行   

C．反向回馈制动运行  D．倒拉反转运行

4．在直流电动机时，运行效率最高时应是    （ ）

 ．不变损耗与机械损耗相等 ．应是铁耗与铜耗相等时

 ．铁耗与磁滞损耗相等时 ．可变损耗与不变损耗相等

5．在电机的制动中不能用于回馈制动方法的电机是 （  ）

A．并励电动机      ．他励电动机

   C．串励电动机     ．复励电动机

6.在仪表使用的电流互感器中，为了确保安全一般要注意电流互感器二次侧（ ）

 ．可以开路 ．不可以开路

 ．类似相同类型相同的电压互感器 ．不可短路

7.一台国外进口的设备中，交流电机的频率是60HZ额定转速为870转/分， 则其极数为 （ A ）

  A．8  ．4．10   ．6

8.影响同步电动机起动的主要因素为（  C ）

A．定、转子励磁磁场速度不一致 ．定、转子电压频率不一致

C．定、转子速度相对差过大 ．定、转子速度相对差过小

9.变压器空载损耗：（ D ）

A．全部为铜损耗； B．全部为铁损耗； 

C．主要为铜损耗； ．主要为铁损耗

10.变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗，副边漏抗和励磁电抗将（A）。

Ａ．不变 Ｂ．增加１０% ，Ｃ．减少１０% 。

11.相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（A）电压。

A． 空载线 ．空载相 ．额定负载时的线

12.相变压器的变比是指（A）之比。

A．原副边相电势 ．原副边线电势 ．原副边线电压

13.相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩：（ A）

A．下降 ．增大 ．不变 ．不定。 

14.面不属于交流伺服电机的控制方法的是（  A  ）

A．变频控制 B．幅—相控制

C．相位控制  D．幅值控制

15.控制电机中的自整角机有电轴之称，在应用中不正确的为 （  B  ）

A．自整角机可以三台以上同时应用

B．自整角机单独使用时要注意电压的稳定

C．单相自整角机可以两台以上同时应用

D．三相自整角机可以两台以上同时应用

C．不灵敏区一般要较小

D．测速发电机的电流也必须与转速成正比，基本上不受温度以及外界的影响

16.进电动机是一种将电脉冲信号转换成（B）的电动机。这种电动机每输入一个脉冲信号，电动机就转动一定的角度或前进一步，因此步进电动机又称为脉冲电动机。

A． 转速 ．角位移或线位移 ．角度 ．速度

17．伺服电机是一种受（ A ）控制并做出快速响应的电动机，其转速与转向取决于控制电压的大小与极性，转速随转矩的增加而近似均匀地降低。

A．输入电信号 ．输出电信号 C．电压 ．电流

三、判断题

1．直流电机中一个磁极下所有导体电流向必须一致。（ √   ）

2．直流电动机的人为特性都比固有特性软。（×） 

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，电枢电流都将突变。（√  ）

4．提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（√  ）

5．他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（×）

6．他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大（√  ）

7．直流电机中减弱磁通人为机械特性的一般下降，上升，但负载过大速度反而会下降。（ √ ）

8．直流电机中电枢串接电阻时的人为机械特性变软，稳定性变差。（ ×   ）

9．变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加 。（√）

10．电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载和空载时感应电势为常数 。            （×）

11．变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率 。           （×）

13．变压器空载和负载时的损耗是一样的。     （×）

14. 一台变压器一次侧电压U1不变，二次侧接电阻负载或电感负载，如果负载电流相等，则两种情况下，二次电压不相等。（×）

15．钳形电流表利用的是电流互感器的工作原理。（ √  ）

16．只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。 （ × ）

17．无论转子是否转动, 定、转子磁动势相对静止。（  √   ）

18．由公式Tem=CTΦmI’2cosΦ2可知，电磁转矩与转子电流成正比，因为直接起动时的起动电流很大，所以起动转矩也很大。 ( × )

19．深槽式与双笼型三相异步电动机，起动时由于集肤效应而增大了转子电阻，因此具有较高的起动转矩倍数。( √ )

20．步进电动机的转速与脉冲频率成正比。   （  √   ）

21．测速发电机的输出电压与转速总是严格保持正比的关系。  （ ×  ）

22．步进电动机是把电信号转变成角位移的控制电机。     （ √ ）

四、名词解释  

1．换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条 支路，元件中的电流方向改变的过程。

2．额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。  

3．恒转矩负载：生产机械的负载转矩的大小不随电机转速变化而改变的负载。

4．生产机械负载转矩的特性：生产机械的转速与负载转矩之间的关系。

5．机械特性是指电动机的转速与其转矩(电磁转矩)之间的关系，即曲线。

6．电力拖动系统稳定运行：是指系统在扰动作用下，离开原来得平衡状态，仍能在新的运行条件下达到新的平衡，或者在扰动消失后，能够回到原来平衡状态的系统

7．标幺值：某一物理量的实际值与所选基值之间的比值。即：标幺值=实际值/基值。基值一般选择为额定值。 

8．转差率：旋转磁场速度（同步速度）与转子速度之差与旋转磁场速度（同步速度）的比值。

五、问答题

1．写出直流电动机电磁转矩的公式，并说明什么因素决定直流电动机的电磁转矩?

电磁转矩的公式：，决定直流电动机的电磁转矩的因素是负载转矩；电动运行状态下电磁转矩与转速的方向相同，拖动电枢旋转，电能变机械能；发电运行状态下电磁转矩与转速的方向相反，源动机拖动电枢旋转克服电磁转矩，机械能变电能。

2．直流电动机的电气制动的制动方法有哪些？

所谓的电气制动就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动。特点是电动机的电磁转矩方向与转速方向相反，为制动性质

根据实现制动的方法和制动时电机内部能量传递关系的不同，电气制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动三种制动方法。

（1）能耗制动

在切断电源停车时，利用电气控制方法将电枢组成闭合回路，将电枢储存的惯性动能，转换为电能，消耗在电枢回路电阻上的一种电气制动。

（2）回馈制动（再生制动） 

是利用电枢储存的机械惯性动能，克服电磁转矩，将机械惯性动能转换成电能，馈送电源的一种电气制动。

（3）反接制动

有两种形式，一种是电源反接（电枢电压）制动，另一种是转速反向的反接制动（倒拉反接制动）。

3．电机速度过渡过程的三要素及其关系。稳态值：开始时的初始速度；稳态值：过渡过程结束后稳定运行的速度；时间常数： 

电机速度过渡过程中速度震荡一个周期的时间。

三要素的关系：速度=稳态值-（稳态值-起始值）

4．什么是三相异步电动机的理想空载运行

是指转子上不需要能量，不存在能量转换，此时既无需要拖动的实际负载，也无风阻和机械摩擦损耗；转子速度与同步速度一样，转子不切割磁场，转子中的电势为零，转子中的电流也为零，当然转子不会产生磁场。

5．什么是三相异步电动机的固有机械特性？什么是三相异步电动机人为机械特性？

三相异步电动机固有机械特性：三相异步电动机在额定电压和额定频率下，定子按规定的接线方式联接，定子及转子回路不外接任何元件时，电磁转矩与转子转速之间的关系称为机械特性。

 三相异步电动机人为机械特性：人为地改变三相异步时机的某些参数所得到的机械特性为人为机械特性。常见的人为机械特性有以下几点：

1降低定子回路电压的人为机械特性

2转子回路串接对称电阻时人为机械特性，只适用于绕线式转子结构异步电动机

3定子回路串对称电抗X或电阻R时的人为机械特性

六、计算题

1．已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：PN=10kW，UN=380V，IN=11.6A，定子为Y联结，额定运行时，定子铜损耗PCu1=560W,转子铜损耗PCu2=310W，机械损耗Pmec=70W，附加损耗Pad=200W，试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。 

解：（1）

    （2） 

    （3）

     （4）

2． 一台直流电动机的额定数据如下：PN＝17 kW，UN＝220 V，nN＝3 000 r/min，IN＝88.9 A，电枢回路电阻Ra = 0.06 Ω，励磁回路电阻Rf ＝ 181.5 Ω，若忽略电枢电感的影响，试求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）在额定负载时的效率；（4）在理想空载（Ia＝0）时的转速。

七、故障分析题

1．一台定子绕组为Δ接法的三相鼠笼型异步电动机空载运行时，有一相突然断电，电动机能否接着运行，额定负载经费时、停下来，能否重新启动。

不能起动，因为此时对于定子绕组，实际上通入的电流已成为单相，所以定子绕组中产生的是脉动磁场，不是旋转磁场，所以不能起动；对于正在运行的异步电机缺相产生的脉动磁场可以分解为两个对称的旋转磁场，轻载或空载时可以为维持运转，但时间过长会烧毁电机，额定负载时将会使电机堵转而烧毁。

2．串励直流电动机为什么在轻载或空载启动、运行时容易“飞车”?和并励直流电动机比较，串励直流电动机的机械特性硬度如何?

根据直流电动机的机械特性公式，串励直流电动机电流与电枢电流一样，空载或轻载时，励磁处于磁化的比例区，即，则，电枢电流与转速成反比，因为电流较小，则转速会很大，严重会产生“飞车”。

和并励直流电动机比较，串励直流电动机的机械特性硬度较软。