电机拖动基础试题及答案

《电机与拖动基础》试题库及答案

第一部分 直流电机

一、填空题：

1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)

2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。 （Ea〈U；Ea〉U）

3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠）

4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。 （相反；相同）

5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2）

6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；

电枢电流）

7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用）

二、判断题

1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（ ）（F）

2、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。（ ） （T）

3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F）

4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（ ） （F）

三、选择题

1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（ ）中。 （1）

（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组

2、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（ ） （3） （1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。

3、如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（ ）。（2） （1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。 四、简答题

1、直流发电机的励磁方式有哪几种？

（他励；自励（包括并励，串励和复励））

2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？

（使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。

换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。）

3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同？并说明影响曲线形状的因素。 （并励直流发电机的外特性比他励的软。 他励：影响因素有两个

(1)随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；

(2) 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。 并励：影响因素有三个

(1) 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；

(2) 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降。

(3) 两端电压下降，磁通φ下降，电枢电动势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。）

4、一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电动机状态工作，此时电磁转矩方向是否变？旋转方向是否改变？

（电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。）

五、计算题

1、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:PN=3.5kW，UN=220V，I N=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，△Ub=1V，励磁回路电阻R1=440Ω，空载实验：当U=220V,n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流I a=10A时,电机的效率（不计杂散损耗）。

解：励磁电流：If?UfRf2f?2204402fA?0.5A

励磁损耗：PCuf?RfI?URf?2202440?110W

空载时：

输入功率：P1?UI0?220?2W?440W

励磁功率：Pf?110W

电枢铜损耗：PCua?RaIa?Ra(I0?If)?2.25W

2电刷接触损耗：PCub?2?UbIa?2?1?1.5W?3.0W

22附加损耗：Pad?0

'则：Pmec?PFe?P1?Pf?P?PCuaCub?Pad?324.75W

当Ia?10A时，I?Ia?If?10.5A 输入功率：P1?UI?220?10.5W?2310W

22 PCua?RaIa?1?10W?100W

Pf?110W

PCub?2?UbIa?2?1?10W?20W

输出功率：P2?P1??P?P1?PCua?Pf?PCub?(Pmec?PFe)?1755.25W 效率：??P2P1?100%?75.98%

2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗为Pmec=61W，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。

解：（1）P2?PN?6kW

If?UfRf?220177A?1.3A

Pf?RfIf?299W IN?PNUN?6000230A?26.1A

2 Ia?IN?If?27.4A

2 PCua?RaIa?427.9W

所以 Pem?P2?PCua?Pf?6726.9W Tem?Pem??6726.92??145060N?m?44.3N?m

（2）P1?Pem?Pmec?PFe?7021.9W

??P2P1?100%?85.45%

3、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。

解：If?PNUNUNRf?23057.73A?4A

IN??23?10230A?100A

Ia?IN?If?104A

PCua?RaIa?1081.6W

2（1）Ea?UN?RaIa?240.4V Ce??EanN?0.1603

电动机运行：Ea?UN?RaIa?209.6V

Ce?'?220230Ce??220230?0.1603?0.1533

n?EaCe?'?1367r/min

（2）Pem?EaIa?21.798kW

Pem?21.798?103（3）Tem??2??1367/60N?m?152.27N?m

第二部分 直流电动机的电力拖动

一、填空题：

1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN、φ=ΦN，电枢回路不串电阻；n；Tem

2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动）

3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2）

4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速）

5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁）

二、判断题

1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（ ）（F）

2、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。（ ） （T）

3、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。（ ） （T）

4、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。（ ） （F）

5、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。（ ） （T）

三、选择题

1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2）

（1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。

2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3）

（1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。

3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）

（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。

5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那么：（2）

（1）I1I2。 四、简答题：

1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足

dTemdn?dTLdn）

2、何谓电动机的充分利用？

(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。)

五、计算题：

一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，I N=79.84A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=U N，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？（2） U=U N条件下，主磁通减少15%，负载转矩为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N，Φ=ΦN条件下，负载转矩为0.8TN，转速为（—800）r/min，电枢回路应串入多大电阻？

解：（1）Ce?N?UN?RaINnN?0.068

n?UN?RaIaCe?N?1528r/min

（2）TN不变时，Tem不变，即CT?NIN?CT?Ia Ia??N?IN??N0.85?NIN?93.93A

n?UN?RaIaCe??1738r/min

（3）不计空载转矩时，Tem?TL，故：

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