電機(jī)技術(shù)考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法不包括以下哪種？（）A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變勵(lì)磁磁通調(diào)速C.改變電源頻率調(diào)速D.改變電樞回路電阻調(diào)速答案：C。解析：改變電源頻率調(diào)速是交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有改變電樞電壓調(diào)速、改變勵(lì)磁磁通調(diào)速、改變電樞回路電阻調(diào)速。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于（）。A.電源電壓大小B.電源頻率高低C.定子電流的相序D.電機(jī)的極數(shù)答案：C。解析：三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于定子電流的相序，改變相序即可改變旋轉(zhuǎn)方向。3.變壓器的基本作用不包括（）。A.變電壓B.變電流C.變阻抗D.變功率答案：D。解析：變壓器可以實(shí)現(xiàn)變電壓、變電流、變阻抗，但理想變壓器不改變功率。4.同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與（）有關(guān)。A.電源頻率和極對(duì)數(shù)B.負(fù)載大小C.轉(zhuǎn)子電阻D.定子電阻答案：A。解析：同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為\(n=\frac{60f}{p}\)，其中\(zhòng)(f\)是電源頻率，\(p\)是極對(duì)數(shù)。5.直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是（）轉(zhuǎn)矩。A.驅(qū)動(dòng)B.制動(dòng)C.有時(shí)是驅(qū)動(dòng)有時(shí)是制動(dòng)D.以上都不對(duì)答案：B。解析：在直流發(fā)電機(jī)中，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。6.三相異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與（）無關(guān)。A.電源電壓B.電源頻率C.轉(zhuǎn)子電阻D.定子電阻答案：D。解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓、電源頻率、轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)，與定子電阻關(guān)系不大。7.永磁同步電機(jī)的永磁體安裝在（）。A.定子上B.轉(zhuǎn)子上C.定子和轉(zhuǎn)子上都有D.以上都不對(duì)答案：B。解析：永磁同步電機(jī)的永磁體安裝在轉(zhuǎn)子上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。8.步進(jìn)電機(jī)的步距角與（）有關(guān)。A.定子繞組的通電方式B.電源電壓C.負(fù)載大小D.電機(jī)的溫度答案：A。解析：步進(jìn)電機(jī)的步距角與定子繞組的通電方式和電機(jī)的相數(shù)、齒數(shù)等有關(guān)。9.下列哪種電機(jī)不需要電刷和換向器？（）A.直流電動(dòng)機(jī)B.直流發(fā)電機(jī)C.永磁同步電動(dòng)機(jī)D.串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)答案：C。解析：永磁同步電動(dòng)機(jī)不需要電刷和換向器，而直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)通常需要電刷和換向器來實(shí)現(xiàn)電流的換向。10.變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原邊加額定電壓，此時(shí)原邊電流（）。A.為零B.很小，且主要為無功電流C.很大D.主要為有功電流答案：B。解析：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原邊加額定電壓，原邊電流很小，主要用于建立磁場(chǎng)，是無功電流。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)的有（）。A.調(diào)速性能好B.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大C.結(jié)構(gòu)簡單D.維護(hù)方便答案：AB。解析：直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能好、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，維護(hù)不如交流電動(dòng)機(jī)方便。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有（）。A.變極調(diào)速B.變頻調(diào)速C.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速D.改變勵(lì)磁電流調(diào)速答案：ABC。解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，改變勵(lì)磁電流調(diào)速主要用于直流電動(dòng)機(jī)。3.變壓器的損耗包括（）。A.鐵損耗B.銅損耗C.機(jī)械損耗D.附加損耗答案：AB。解析：變壓器的損耗主要包括鐵損耗（鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗）和銅損耗（繞組中的電阻損耗）。4.同步電機(jī)按運(yùn)行方式和功率轉(zhuǎn)換方向可分為（）。A.發(fā)電機(jī)B.電動(dòng)機(jī)C.調(diào)相機(jī)D.變壓器答案：ABC。解析：同步電機(jī)按運(yùn)行方式和功率轉(zhuǎn)換方向可分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)，變壓器不屬于同步電機(jī)。5.電機(jī)的防護(hù)等級(jí)通常用IP表示，以下關(guān)于防護(hù)等級(jí)的說法正確的有（）。A.IP后面的第一位數(shù)字表示防塵等級(jí)B.IP后面的第二位數(shù)字表示防水等級(jí)C.IP30表示防護(hù)大于2.5mm的固體異物進(jìn)入，但不防水D.IP67表示完全防止外物侵入，且可完全防止灰塵進(jìn)入，可于相當(dāng)深的水中在一定時(shí)間或水壓的條件下，仍可確保正常運(yùn)作答案：ABCD。解析：IP防護(hù)等級(jí)中，第一位數(shù)字表示防塵等級(jí)，第二位數(shù)字表示防水等級(jí)，不同的數(shù)字組合有不同的防護(hù)含義。三、判斷題（每題2分，共10分）1.直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比，與勵(lì)磁磁通成反比。（）答案：√。解析：根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式\(n=\frac{UIR}{K_{\mathrm{e}}\varPhi}\)，在其他條件不變時(shí)，轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比，與勵(lì)磁磁通成反比。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。（）答案：√。解析：三相異步電動(dòng)機(jī)就是因?yàn)檗D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速存在差異（轉(zhuǎn)差）才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。3.變壓器的變比等于原、副邊繞組的匝數(shù)比，也等于原、副邊的電壓比和電流比。（）答案：×。解析：變壓器的變比等于原、副邊繞組的匝數(shù)比，也等于原、副邊的電壓比，但電流比是匝數(shù)比的倒數(shù)。4.同步電機(jī)的功率因數(shù)可以通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來改變。（）答案：√。解析：通過調(diào)節(jié)同步電機(jī)的勵(lì)磁電流，可以改變電機(jī)的無功功率，從而改變功率因數(shù)。5.步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速只取決于脈沖頻率，與負(fù)載大小無關(guān)。（）答案：×。解析：步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速主要取決于脈沖頻率，但負(fù)載過大時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，影響轉(zhuǎn)速。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。答案：直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用而發(fā)生運(yùn)動(dòng)的原理工作的。當(dāng)直流電源通過電刷和換向器向電樞繞組供電時(shí)，電樞繞組中就有電流流過。電樞繞組處于主磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，載流的電樞繞組導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，電磁力的方向由左手定則確定。這些電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來。換向器的作用是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，適時(shí)地改變電樞繞組中電流的方向，保證電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終不變，從而使電動(dòng)機(jī)能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)。2.三相異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，如果電源電壓突然降低，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？答案：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，若電源電壓突然降低，會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象：轉(zhuǎn)速下降：根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，電源電壓降低，電磁轉(zhuǎn)矩減小。而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)下降。隨著轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流增大，從而使電磁轉(zhuǎn)矩有所回升，最終達(dá)到新的平衡。電流增大：雖然電源電壓降低，但由于轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，轉(zhuǎn)子電流增大。根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡原理，定子電流也會(huì)相應(yīng)增大。發(fā)熱增加：由于電流增大，定子和轉(zhuǎn)子繞組的銅損耗增大，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱增加。如果電壓降低過多，且持續(xù)時(shí)間較長，電動(dòng)機(jī)可能會(huì)因過熱而損壞?？赡芏罗D(zhuǎn)：如果電源電壓下降過多，電磁轉(zhuǎn)矩可能無法克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即發(fā)生堵轉(zhuǎn)。堵轉(zhuǎn)時(shí)，定子電流會(huì)急劇增大，可能會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。3.簡述變壓器的工作原理。答案：變壓器是基于電磁感應(yīng)原理工作的。它主要由鐵芯和套在鐵芯上的兩個(gè)或多個(gè)繞組組成。當(dāng)在原邊繞組（一次側(cè)）施加交變電壓\(U_1\)時(shí)，原邊繞組中就有交變電流\(I_1\)流過，交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通\(\varPhi\)。這個(gè)交變磁通同時(shí)穿過原邊繞組和副邊繞組（二次側(cè)）。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁通在原邊繞組中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)\(E_1\)，其大小與原邊繞組的匝數(shù)\(N_1\)和磁通的變化率成正比，即\(E_1=4.44fN_1\varPhi_{\mathrm{m}}\)（\(f\)為電源頻率，\(\varPhi_{\mathrm{m}}\)為磁通的最大值）。同時(shí)，交變磁通在副邊繞組中會(huì)產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)\(E_2\)，\(E_2=4.44fN_2\varPhi_{\mathrm{m}}\)，其中\(zhòng)(N_2\)為副邊繞組的匝數(shù)。如果副邊繞組接上負(fù)載，在互感電動(dòng)勢(shì)\(E_2\)的作用下，副邊繞組中就會(huì)有電流\(I_2\)流過，從而實(shí)現(xiàn)了電能從原邊向副邊的傳遞。變壓器原、副邊電壓之比等于原、副邊繞組的匝數(shù)之比，即\(\frac{U_1}{U_2}\approx\frac{E_1}{E_2}=\frac{N_1}{N_2}\)，通過改變?cè)褦?shù)比，就可以實(shí)現(xiàn)電壓的變換。五、計(jì)算題（每題12.5分，共25分）1.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率\(P_{\mathrm{N}}=30kW\)，額定電壓\(U_{\mathrm{N}}=380V\)，額定轉(zhuǎn)速\(n_{\mathrm{N}}=1470r/min\)，功率因數(shù)\(\cos\varphi_{\mathrm{N}}=0.85\)，效率\(\eta_{\mathrm{N}}=0.9\)。求：（1）額定電流\(I_{\mathrm{N}}\)；（2）額定轉(zhuǎn)差率\(s_{\mathrm{N}}\)。解：（1）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率公式\(P_{\mathrm{N}}=\sqrt{3}U_{\mathrm{N}}I_{\mathrm{N}}\cos\varphi_{\mathrm{N}}\eta_{\mathrm{N}}\)，可得額定電流\(I_{\mathrm{N}}\)為：\(I_{\mathrm{N}}=\frac{P_{\mathrm{N}}}{\sqrt{3}U_{\mathrm{N}}\cos\varphi_{\mathrm{N}}\eta_{\mathrm{N}}}=\frac{30\times10^3}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\approx60.3A\)（2）因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速\(n_0\)與額定轉(zhuǎn)速\(n_{\mathrm{N}}\)接近，且\(n_{\mathrm{N}}=1470r/min\)，所以同步轉(zhuǎn)速\(n_0=1500r/min\)（根據(jù)\(n_0=\frac{60f}{p}\)，\(f=50Hz\)，此時(shí)\(p=2\)）。額定轉(zhuǎn)差率\(s_{\mathrm{N}}=\frac{n_0n_{\mathrm{N}}}{n_0}=\frac{15001470}{1500}=0.02\)2.一臺(tái)單相變壓器，原邊繞組匝數(shù)\(N_1=1000\)匝，副邊繞組匝數(shù)\(N_2=200\)匝，原邊加交流電壓\(U_1=220V\)，副邊接負(fù)載\(R_{\mathrm{L}}=10\Omega\)。求：（1）副邊電壓\(U_2\)；（2）副邊電流\(I_2\)；（3）原邊電流\(I_1\)（忽略變壓器的損耗）。解：（1）根據(jù)變壓器的變比公式\(\frac{U_1}{U_2}=\frac{N_1}{N_2}\)，可得副邊電壓\(U_2\)為：\(U_2=\frac{N_2}{N_1}U_1=\frac{200}