《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             的                    条件下         和        的关系。

2、直流电动机的起动方法有：            和                。  

   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        的大小，而与磁路的         基本无关，其主磁通与励磁电流成         关系。

4、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将        ，铜损耗         （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

      ，铁损耗PFe          。

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

7、当s在        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          ；在        的范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为        。

8、三相异步电动机根据转子不同可分为      和        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。            （  ）                                           

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时，电枢电流都会突变。            （  ）                               

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。（ ）                                                                                                             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 。（  ）

6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。    （   ）

7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。          （  ）

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                                              （ ）

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。（ ）

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。（  ）

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？

2、为什么采用短矩绕组可以改变电动势波形？

3、试绘出单相变压器“T”型等效电路图。

4、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

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）如起动电流为1.5IN，电枢回路应串入多大的电阻？

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？

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。

答案：一

1. 电动机处于稳态运行 转速  电磁转矩  2. 电枢回路串电阻  降压起动

3. 输入电压  正比  4.不变  增大 5. 减小  减小 6. 短矩绕组 分布绕组 减小

7. 0~1 驱动性质  小于1 制动性质  8. 笼型  绕线

二1.对2.错3.对4.错5.错6. 错7.对8.错9.对10.对

三1. 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.  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.

r1     x1      r2́      x2́

rm                ZĹ

                   xm

4. 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.。充分条件：在交点的转速以上存在TemTL.

四1. 解：（1）直接起动的电流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6A

          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.Ω

2. 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. 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