電機與拖動1教材

電機與拖動I第1次作業(yè)（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)

本次作業(yè)是本門課程本學期的第1次作業(yè)，注釋如下：一、單項選擇題(只有一個選項正確，共5道小題)1.若硅鋼片的接縫增大，則其磁阻（）.

(A)

增大

(B)

減小

(C)

基本不變

(D)

不一定正確答案：A解答參考：2.電機和變壓器運行時，在鐵芯材料周圍的氣隙中（）磁場。

(A)

不存在

(B)

存在

(C)

不好確定正確答案：B解答參考：3.磁通磁路計算時如果存在多個磁動勢，（）可應用疊加原理進行計算。

(A)

線性磁路

(B)

非線性磁路

(C)

任何磁路正確答案：A解答參考：4.直流電動機的額定功率指（）

(A)

轉軸上吸收的機械功率

(B)

轉軸上輸出的機械功率

(C)

電樞端口吸收的電功率

(D)

電樞端口輸出的電功率正確答案：B解答參考：5.直流電機的鐵耗產(chǎn)生在（）。

(A)

電樞鐵芯

(B)

主磁極鐵芯

(C)

電機機座

(D)

電樞繞組正確答案：A解答參考：三、判斷題(判斷正誤，共4道小題)6.

電機和變壓器常用硅鋼片做鐵芯材料，是因為它們是軟磁材料。正確答案：說法正確解答參考：7.

鐵磁材料的磁導率小于非鐵磁材料的磁導率。正確答案：說法錯誤解答參考：8.

鐵芯疊片越厚，鐵耗越小。正確答案：說法錯誤解答參考：9.

磁通磁路計算時如果存在多個磁動勢，可應用疊加原理進行計算。正確答案：說法錯誤解答參考：（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)四、主觀題(共11道小題)10.

什么叫電樞反應？電樞反應對氣隙磁場有什么影響？參考答案：答：電樞反應是電樞磁勢對氣隙磁場的影響。反應為去磁及磁場畸變。11.

如何判斷直流電機運行于發(fā)電機狀態(tài)還是電動機狀態(tài)？它們的Tem、n、E、U的方向有何不同？能量轉換關系如何?

參考答案：答：可以根據(jù)反電勢（感應電勢）E的大小來判斷直流的運行狀態(tài)。當E>U時處于發(fā)電機狀態(tài)，反之處于電動機狀態(tài)。

發(fā)電狀態(tài)時Tem與n反向，E與Ia同向，與Ua反向；電動機Tem與n同向，E與Ia

、Ua反向。

發(fā)電機從機械能轉化為電能，電動機從電能轉化為機械能。12.

直流電機的勵磁方式有哪幾種？每種勵磁方式的勵磁電流或勵磁電壓與電樞電流或電壓有怎樣的關系？參考答案：答：直流電機勵磁方式有四種：1)他勵－勵磁電流由獨立電源供給，與電樞電流無關；2)并勵－勵磁繞組與電樞并聯(lián)，勵磁電壓等于電樞電壓；3)串勵－勵磁繞組與電樞串聯(lián)，勵磁電流等于電樞電流；4)復勵－既有串勵繞組又有并勵繞組，按兩繞組磁動勢方向的異同分類：積復勵（串、并勵磁動勢同向）、差復勵（串、并勵磁動勢反向）。13.

一臺四極單迭繞組的直流電機。1)

如果取出相鄰的兩組電刷，只用剩下的兩外兩組電刷是否可以？對電機性能有何影響？端電壓有何變化？此時發(fā)電機能供給多大的負載（用額定功率的百分數(shù)表示）；2)

如果有一元件斷線，電刷間的電壓有何變化？電流有何變化？3)

若只用相對的兩組電刷是否能夠運行？4)

若有一極失磁，將會產(chǎn)生什么后果？參考答案：答：（1）對于四級單迭繞組直流電機，如果取出相鄰的兩組電刷，用另外剩下的兩組電刷仍然可以運行，并聯(lián)支路數(shù)由原來的4變?yōu)榱?，其中一條支路是原來的，另一條由原來的三條支路串聯(lián)組成。兩條支路的電動勢相等，故端電壓不變。但兩條支路的電阻不一樣，為使任何一條支路不過載，電阻小的支路只能供給1/3的額定電流，可見，此時電機只能供給1/3的額定負載。(2)如果有一元件斷線，使原來并聯(lián)支路數(shù)由4變成3，電刷間電壓不變，負載能力變?yōu)樵瓉淼?5％。（3）若只用相對兩組電刷不能運行，此時等效電路為兩條并聯(lián)支路且感應電勢互相抵消，使端電壓為零，電機不能運行。（4）若有一極失磁，則每極下磁通不等，故在每極下導體中感應電勢也不等，這樣各并聯(lián)支路產(chǎn)生的總感應電勢不等，形成環(huán)流，由于電機繞組電阻很小，環(huán)流將很大，使電機過熱。14.

試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質：1)

磁極固定，電刷與電樞同時旋轉：2)

電樞固定，電刷與磁極同時旋轉。參考答案：答：（1）電刷兩端的是交流電壓：（2）電刷兩端的是直流電壓。15.

一臺并勵直流發(fā)電機，電動機的額定數(shù)據(jù)為：額定功率25kW，額定電壓230V，額定轉速1455r/min，勵磁電阻130Ω，電樞電阻0.15Ω；帶額定負載時雜散損耗為3.8％PN，鐵耗582W，機械損耗305W，求發(fā)電機額定負載時：（1）電磁功率與電磁轉矩；（2）輸入功率；（3）效率。參考答案：,,

16.

一臺并勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)如下:PN=17KW,UN=220V,nN=3000r/m,IN=88.9A,電樞回路電阻ra=0.0896Ω

，勵磁回路電阻Rf=181.5Ω

，若忽略電樞反應的影響，試求：1)

電動機的額定輸出轉矩；2)

在額定負載時的電磁轉矩；3)

額定負載時的效率；4)

在理想空載（Ia=0）時的轉速；5)

當電樞回路串入一電阻

R=0.15Ω

時，在額定轉速時的轉矩。參考答案：解（1）N·m（2）

A,VwN·m（3）N·m

w

＝18602.13+87.6882×0.0896+1.2122×181.5

＝19557.7

w（4）

（5）因為調(diào)速前后Tem不變，所以Ia不變

17.

一臺串勵直流電動機UN＝220V，n＝1000r/m，IN＝40A，電樞回路電阻為0.5歐，假定磁路不飽和。試求：（1）當Ia＝20A時，電動機的轉速及電磁轉矩？（2）如果電磁轉矩保持上述值不變，而電壓減低到110V，此時電動機的轉速及電流各為多少？參考答案：解：V（1）,所以Ｎ·m（2）串勵且轉矩保持不變，所以不變，不變＝20A18.

并勵直流發(fā)電機正轉時，空載電動勢E0=230V，停下來后在下列第

種情況下無載電動勢E0=230V，第

種情況下無載電動勢E0=0V，第

種情況下無載電動勢E0=-230V。A、原動機以同樣的轉速反轉B、對調(diào)一下勵磁繞組的兩出線端，原動機以同樣的轉速正轉

C、對調(diào)一下勵磁繞組的兩出線端，原動機以同樣的轉速反轉D、照原來一樣，原動機轉速轉向不變參考答案：D、AB、C19.

何謂飽和現(xiàn)象？電機的磁路為什么會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象?飽和對電機運行性能有何影響？參考答案：答：電機磁路由鐵心部分和空氣隙部分組成，當鐵心的B達到一定程度后，鐵心部分的磁壓降開始不能忽略，此時隨著勵磁磁動勢的增加，主磁通的增加漸漸變慢，電機進入飽和狀態(tài)。

由于飽和現(xiàn)象的存在，使電機設計時對H和B的值不能取得過高，材料利用率受到限制，激磁電流需要增大。20.

電機和變壓器的磁路常用什么材料制成，這類材料應具有哪些主要特性？

試比較交流磁路和直流磁路的異同點。參考答案：答：電機和變壓器的磁路常用導磁性能好的鐵磁材料制成。

直流磁路磁通不隨時間變化，無磁滯、渦流損耗，也不會在無相對運動的導體中感應電勢；而交流磁路磁通隨時間變化，會在鐵心中產(chǎn)生磁滯、渦流損耗，并在其交鏈的導體中感應電勢電機與拖動I第2次作業(yè)（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)

本次作業(yè)是本門課程本學期的第2次作業(yè)，注釋如下：一、單項選擇題(只有一個選項正確，共6道小題)1.如果并勵直流發(fā)電機轉速上升20%，則無載時發(fā)電機端電壓升高（）

(A)

20%

(B)

小于20%

(C)

大于20%

(D)

以上所說都不對正確答案：C解答參考：2.一臺四極直流發(fā)電機，單迭繞組，額定功率為20kW，現(xiàn)將其改接為單波繞組，則電機的額定功率為（）

(A)

減少一半

(B)

保持不變

(C)

增大一倍

(D)

增大二倍正確答案：B解答參考：3.直流電動機的機械特性描述的是（）之間的關系。

(A)

速度與電壓

(B)

速度與電流

(C)

轉矩與電壓

(D)

轉矩與速度正確答案：D解答參考：4.并勵電動機在運行時勵磁繞組斷開了，電動機將（）

(A)

飛車

(B)

停轉

(C)

可能飛車，也可能停轉

(D)

正常運行正確答案：C解答參考：5.欲使電動機能順利起動達到額定轉速，要求電動機（）電磁轉矩大于負載轉矩。

(A)

平均

(B)

瞬時

(C)

額定

(D)

起動正確答案：A解答參考：6.一臺他勵直流發(fā)電機由額定運行狀態(tài)轉速下降到原來的60%，而勵磁電流、電樞電流都不變，則（）.

(A)

Ea下降到原來的60%

(B)

T下降到原來的60%

(C)

Ea和T下降到原來的60%

(D)

端電壓下降到原來的60%正確答案：A解答參考：三、判斷題(判斷正誤，共7道小題)7.

他勵直流電動機降低電源電壓屬于恒轉矩調(diào)速方式，因此只能拖動恒轉矩負載運行正確答案：說法錯誤解答參考：8.

他勵直流電動機降壓或串電阻調(diào)速時，最大允許靜差率數(shù)值越大，調(diào)速范圍也越大。正確答案：說法正確解答參考：9.

不考慮電動機運行在電樞電流大于額定電流時電動機是否因過熱而損壞的問題，他勵電動機帶很大的負載轉矩運行，減弱電動機的磁通，電動機的轉速也一定會升高。正確答案：說法錯誤解答參考：10.

他勵直流電動機降低電源電壓調(diào)速與減小磁通升速，都可以做到無級調(diào)速。正確答案：說法正確解答參考：11.

降低電源電壓調(diào)速的他勵直流電動機帶額定轉矩運行時，不論轉速高低，電樞電流Ia=IN。正確答案：說法正確解答參考：12.

直流電動機采用反接制動快速停車時，機械特性位于第二象限。正確答案：說法正確解答參考：13.

并勵電動機不可以空載或輕載運行。正確答案：說法錯誤解答參考：（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)四、主觀題(共5道小題)14.

一臺并勵直流電動機，PN＝100kw，UN＝220V，n＝550r/m在750C時電樞回路電阻ra＝0.022歐，勵磁回路電阻rf＝27.5歐，2

＝2V，額定負載時的效率為88％，試求電機空載時的電流。參考答案：解：VwA15.

限制直流電動機的起動電流是否越小越好？參考答案：答：直流電動機起動時必須限制起動電流，但起動電流不是越小越好，由于

，電流過小則轉矩過小，不利于起動。16.

一臺直流他勵電動機拖動一起重機械，電動機的額定數(shù)據(jù)為：額定功率PN=21kw，額定電壓UN=220V,額定電流IN=110A,額定轉速nN=1500r/min,電樞電阻（不包括電刷接觸壓降）；帶額定位能性恒轉矩負載，不計電樞反應的影響，求：1)以750r/m轉速提升重物時，電樞電路應串入多大的電阻？2)以200r/m的轉速下放重物，有幾種方式，所需的參數(shù)各為多少？參考答案：

（2）方式一：電樞回路串電阻方式二：能耗制動方式三：回饋制動17.

一臺他勵直流電動機，PN=10kw,UN=220V,nN=1000r/min,,電樞回路總電阻為0.37Ω，不計電刷接觸壓降，電機帶額定位能負載，試求：1)在電樞回路串入1.5Ω電阻，電機穩(wěn)定后的電樞電流及轉速；2)在電樞回路串入0.9Ω電阻，能耗制動時的穩(wěn)定轉速；3)若在回饋制動方式下以760r/m的轉速運行，電機的端電壓。參考答案：解：（1）電樞回路串入1.5Ω電阻，由于負載不變，故電樞電流不變：（2）電樞回路串入0.9Ω電阻，由于負載不變，故電樞電流不變，能耗制動，電源電壓為零：（3）若在回饋制動方式下以760r/m的轉速運行，電樞電流不變：18.

一臺并勵電動機PN=10kw,UN=220V,nN=1500r/min，,安，歐，試求：在額定電樞電流下，從下列制動方式制動時，電樞電路內(nèi)所需串聯(lián)的電阻值，電樞電路內(nèi)的損耗以及電磁制動轉矩。（1）反接制動，n＝200r/m；（2）回饋制動，n＝200r/m；（3）能耗制動，n＝200r/m。參考答案：解：額定運行時：額定電流安電樞電流安(1)反接制動，感應電勢伏所串電阻歐損耗w制動轉矩T＝N·m(2)反饋制動，感應電勢伏串電阻Rj=歐損耗w制動轉矩T＝N·m(3)能耗制動，感應電勢

伏串電阻Rj=歐損耗w制動轉矩T＝N·m電機與拖動I第3次作業(yè)（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)

本次作業(yè)是本門課程本學期的第3次作業(yè)，注釋如下：一、單項選擇題(只有一個選項正確，共7道小題)1.某三相電力變壓器的SN=500KVA，U1N/U2N=10000/400V，Y，yn接法，下面數(shù)據(jù)中有一個是它的勵磁電流值，它應該是（）。

(A)

28.78A

(B)

50A

(C)

2A

(D)

10A正確答案：C解答參考：2.

某三相電力變壓器帶電阻電感性負載運行，負載系數(shù)相同的情況下，越高，電壓變化率ΔU(

)。

(A)

越小

(B)

不變

(C)

越大

(D)

無法確定正確答案：A解答參考：3.額定電壓為10000/400V的三相電力變壓器負載運行時，若付邊電壓為410V，負載的性質是()。

(A)

電阻

(B)

電阻電感

(C)

電阻電容

(D)

電感電容正確答案：C解答參考：4.變壓器鐵耗與銅耗相等時效率最高，因此設計變壓器時應使鐵耗（）銅耗。

(A)

大于

(B)

小于

(C)

等于

(D)

不一定正確答案：B解答參考：5.單相變壓器在磁路飽和情況下，通入正弦波形的勵磁電流，二次側的空載電壓波形為（）。

(A)

正弦波

(B)

平頂波

(C)

尖頂波

(D)

不一定正確答案：C解答參考：6.

某三相電力變壓器的SN=500KVA，U1N/U2N=10000/400V，Y，yn接法，下面數(shù)據(jù)中有一個是它的勵磁電流值，它應該是：

(A)

28.78A

(B)

50A

(C)

2A

(D)

10A正確答案：C解答參考：7.

某三相電力變壓器帶電阻電感性負載運行，負載系數(shù)相同的情況下，cosΦ2越高，電壓變化率ΔU

(A)

越小

(B)

不變

(C)

越大

(D)

無法確定正確答案：A解答參考：三、判斷題(判斷正誤，共5道小題)8.

變壓器的電壓變比是一、二次側的額定線電壓之比。正確答案：說法錯誤解答參考：9.

變壓器的參數(shù)與鐵芯飽和程度無關的常數(shù)。正確答案：說法錯誤解答參考：10.

用標幺值進行變壓器參數(shù)計算時，可以不進行繞組折算。正確答案：說法正確解答參考：11.

變壓器空載和負載運行時損耗相等。正確答案：說法錯誤解答參考：12.

變壓器空載運行時，輸入電流為感性。正確答案：說法正確解答參考：（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)四、主觀題(共6道小題)13.

變壓器的其它條件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化±10％，試問對X1σ和Xm的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化10％，其影響怎樣？如果僅將頻率變化10％，其影響又怎樣？參考答案：答：因為，,，所以當原、副邊匝數(shù)變化+10％時，X1σ變化21％，

Фm變化-10％。又因為

，磁通變化+10％時，由于飽和下降影響，所以Xm的變化大于21％。當匝數(shù)變化-10％時，X1σ變化-19％，

Фm變化-10％，由于飽和程度上升，所以Xm的變化小于-19％。將外施電壓變化+10％時，Фm也將變化+10％，飽和程度上升，故X1σ不變，

Xm下降。將外施電壓變化-10％時，

X1σ不變，

Xm上升。

如果將頻率變化+10％，Фm下降，

X1σ變化10％，

xm變化大于10％。而f變化-10％，

X1σ變化-10％，

xm變化小于-10％。

14.

為什么變壓器的空載損耗可以近似看成鐵耗，短路損耗可以近似看成銅耗？參考答案：答：因為空載時電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似看成鐵耗。而短路時，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數(shù)，所以近似把短路損耗看成銅耗。實際負載時鐵耗和銅耗與空載時的鐵耗和銅耗有差別，因為后一個是包含有其它損耗。15.

一臺變壓器，原設計頻率為50赫茲，現(xiàn)將它接到60赫茲的電網(wǎng)上運行，額定電壓不變。試問對激磁電流，鐵耗，漏抗，電壓變化率有何影響？參考答案：答：因為

，當U不變而f改變后，主磁通將下降到原來的5/6，所以激磁電流將減小。漏抗，所以X1σ增大6/5倍。電壓變化率隨X1σ增大而增大。

又因為，而，所以鐵耗將下降。16.

將一臺變壓器的一次電壓增加5％，不計磁路飽和，勵磁電流、主磁通、漏抗、勵磁電抗、鐵耗將如何變化？參考答案：答：，電壓增加則磁通增加，磁路飽和程度也增加，因此鐵耗增加、勵磁電抗降低，而漏抗不變。17.

一臺單相變壓器，,,，空載及短路實驗的結果如下：試計算（1）折算到高壓邊的參數(shù)（實際值及標么值），假定

，（2）畫出折算到高壓邊

的T型等效電路；（3）計算短路電壓的百分值及其二分量；（4）滿載及滯后時的電壓變化率及效率（5）最大效率。實驗名稱電壓（伏）電流（安）功率（W）電源加在空載630010.15000低壓邊短路324015.1514000高壓邊參考答案：解：（1）空載實驗可以得到折算到高壓邊的參數(shù)

，而k＝60/6.3＝9.524根據(jù)短