电机与电力拖动

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《电机与电力拖动》复习题

备注：1.请考生自带计算器；

2.计算题只有答案以零分计。

一．试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。二．试说明变压器并联运行的条件。

三．电压变化率ΔU%和阻抗电压UK有什么联系？UK的大小决定

于哪些因素？ UK的大小对变压器运行的影响如何？

四．一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三

相额定电压，会产生什么后果？

五．一台八极异步电动机电源频率?=50Hz，额定转差率SN=0.04，

试求额定转速nN。

六．一台单相变压器，额定容量SN=1000kVA ,额定电压U1N／

U2N=60／6.3kV , 额定频率?=50Hz，归算至高压侧的ZK=61＋j205Ω，P0=5000W，PKN=16950W。求：（1）阻抗电压UK；

（2）额定负载且cosψ2=0.8（滞后）时的电压调整率；（3） cosψ2=0.8（滞后）时的最高效率。

七．如果一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，试

问是否能同步转动？

八．一台直流发电机的额定数据为：PN=100kW，UN=230V，

nN=2850r/min，ηN=85%，试求该发电机的额定电流IN及额定输入功率P1N。

九．如果一台并励发电机不能建立电压时，检查的方法是什么？

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十．试说明变压器的效率在什么样的情况下达到最大值，这个最大

值是如何得到的？

十一．三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？为什

么？

十二．三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会

产生什么后果？

十三．拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，则

气隙中的每极磁通与磁密数值将怎样变化？十四．异步电动机为什么又称为感应电动机？

十五．一台六极直流电机， 1200r/min，74槽，每槽4个元件边，

单匝元件，单叠绕组，每极磁通为1.38×10-2Wb，电枢电流为120A，求其电磁转矩及电枢电动势。

十六．一台直流电动机的额定数据为：PN=17kW，UN=220V，

nN=1500r/min，ηN=83%，试求该电动机的额定电流IN及额定输入功率P1N。

十七．一台他励直流电机并联于U=220V电网上运行，单波绕组，

已知p=2，N=372(电枢总导线数)，n=1500r/min，每极磁通为φ=1.1×10-2Wb，电枢回路总电阻Ra=0.208Ω，PFe=362W，

PΩ=204W，忽略附加损耗。试求：

a) b)

此直流电机是发电机还是电动机？电磁转矩、输入功率和效率各为多少？

十八．一台他励直流电动机的额定数据为：PN=7.5kW，UN=220V，

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IN=39.8A，nN=1500r/min，试计算并绘制其固有机械特性。十九．一台四极直流发电机是单叠绕组，每极磁通为3.79×

10-2Wb，电枢总导线数为152根，转速为n=1200r/min，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为230V时，电机的转速应是多少？

二十．一台三相异步电动机PN=60kW，nN=577 r/min，cosψ

N=0.77，ηN=88.5%，试求在额定线电压为

380V时的额定电流

IN。

二十一．一台三相异步电动机的输入功率8.6kW，定子铜耗为

425W，铁耗为210W，转差率为S=0.034，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械损耗。

二十二．某台直流发电机的额定数据为：PN=90kW，UN=230V，

nN=1450r/min，ηN=89.6%，试求该发电机的额定电流IN。二十三．一台四极直流电动机，单叠绕组，额定转速nN=1460r/min，

36槽，每槽6个元件边，每极磁通为2.2×10-2Wb，问电枢电流为800A时，求其电磁转矩。

二十四．电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，电磁转矩增大时，

转速似乎应该上升，但从直流电动机的转矩及转速特性来看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？

二十五．并励直流电动机在运行时若励磁绕组断线，会出现什么后

果？

二十六．三相异步电动机，额定功率PN=55kW，额定电压UN=380V，

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额定电流IN=119A，额定转速nN=570r/min，额定功率因素 cosψN=0.89，求同步转速、极对数、额定负载时的效率和转差率。已知电网频率为50Hz。

二十七．某台直流电动机的额定数据为：PN=10kW,UN=220V,

nN=1500r/min,ηN=88.6%,试求该电动机额定运行时的输入功率P1及额定电流IN。

二十八．有一台三相变压器，额定容量SN=50kVA , 高压侧额定电压

U1N=10kV , 低压侧额定电压U2N=400V , 高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流I1N和I2N。

二十九．某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb，电

枢总导线为152根，转速为1200 r/min，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V时，电机的转速是多少？

三十．为什么说交流异步测速发电机是交流侍服电动机的一种逆

运行方式？

复习题参考答案：

一．降压起动、电枢串联起动变阻器起动

二． ①各变压器连接组号相同②各变压器一次侧额定电压相等，变

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比相等③标幺值相等

三．答：可用下式来表示其联系，

ΔU%=（UIN－U2’）／UIN×100%=UK／UIN×100% 但阻抗电压UK的大小决定于漏阻抗ZK和负载的大小。

如果UK较大，则变压器在负载运行时的电压变化率就较大，即二次绕组端电压波动受负载影响较大。但从另一方面来考虑，UK越大，则限制变压器短路电流的能力就强些。所以要合理选择UK的大小。四．答：如果把转子抽掉，则磁路中的气隙将大大增加，即磁阻增大。因为定子绕组上加三相额定电压，那么所产生的磁通也应是额定的，这样就需要增加很大的励磁电流，以至烧毁定子绕组。五． nN=720 r/min

六．（1）阻抗电压UK%=5.94% （2）电压调整率ΔU%=4.77%

（3）最高效率η

max=97.75%

七．答：一般单相自整角机定子绕组是三相绕组，在一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，其他两相还可以形成单相回路。当发送机有角位移或转动时，对接收机存在电势差，产生均衡电流，在两相绕组中形成单相回路，产生脉动磁场，它与转子励磁磁场的相互作用，不会产生转矩，因此无法与发送机保持同步转动。八．额定电流IN=

434.78 A 额定输入功率P

1N=117.6kW

九基本步骤为①观察电枢电压表②用欧姆计检查励磁电路断路点。

十．对变压器的效率公式利用数学方法求极值。

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十一.不能。长期电压太低会造成电动机的过载能力太低，当负载波动较大时，电动机可能会停止转动。

十二.答：如果三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，

则主磁路的磁阻将急剧增加，而励磁电抗大为减小，若要产生同样大小的旋转磁场，必须大大增加励磁电流，甚至超过额定电流好多倍，以至电动机在运行时，有可能烧坏绕组。

十三.答：因为额定电压不变，所以感应电动势也不发生变化。那么从公式E=4.44?WkW1Φ中可以看出，如果匝数W减少，磁通Φ

与磁密B的数值将增加。

十四. 答：异步电动机的工作原理是由于在定子绕组接上三相对称电源，从而建立旋转磁场，依靠电磁感应作用在转子绕组中感应电动势，并产生电流，转子电流与磁场相互作用，产生电磁转矩，从而实现能量的转换。由于转子电流是感应而生的，因此又称为感应电动机。十五. TM=234 N·m Ea=81.7V

十六. 额定电流IN=93.1A 额定输入功率P1N=20.48kW 十七. (1) 电枢电势Ea= Ceφn=204.6V < U=220V,为电动机