《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》試題庫及答案一、選擇題1.直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是（）轉(zhuǎn)矩。A.驅(qū)動B.制動C.有時是驅(qū)動、有時是制動D.以上都不對2.變壓器的變比等于（）之比。A.一、二次側(cè)電壓瞬時值B.一、二次側(cè)電壓有效值C.一、二次側(cè)電壓最大值D.以上都不對3.三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與（）有關(guān)。A.電源頻率B.磁極對數(shù)C.電源頻率和磁極對數(shù)D.以上都不對4.他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法不包括（）。A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變勵磁電流調(diào)速C.改變負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)速D.電樞回路串電阻調(diào)速5.一臺變壓器原邊接在額定電壓的電源上，當(dāng)副邊帶純電阻負(fù)載時，則從原邊輸入的功率（）。A.只包含有功功率B.只包含無功功率C.既有有功功率，又有無功功率D.為零6.三相異步電動機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時，其轉(zhuǎn)差率s一般在（）范圍內(nèi)。A.0.01-0.06B.0.1-0.6C.0.6-1D.17.直流發(fā)電機(jī)的電樞電動勢Ea與電樞電流Ia的方向（）。A.相同B.相反C.有時相同有時相反D.以上都不對8.變壓器的鐵損耗與（）有關(guān)。A.負(fù)載大小B.負(fù)載性質(zhì)C.電源電壓D.以上都不對9.三相異步電動機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm與（）成正比。A.電源電壓U1的平方B.電源電壓U1C.電源頻率f1D.以上都不對10.他勵直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行調(diào)速，要使轉(zhuǎn)速升高，應(yīng)（）。A.增大電樞電壓B.減小電樞電壓C.增大勵磁電流D.電樞回路串電阻11.變壓器的效率η與負(fù)載系數(shù)β的關(guān)系是（）。A.隨β增大而增大B.隨β增大而減小C.當(dāng)β為某一值時，η達(dá)到最大值D.以上都不對12.三相異步電動機(jī)的啟動電流Ist與額定電流IN之比一般為（）。A.1-2倍B.2-3倍C.4-7倍D.7-10倍13.直流電動機(jī)的換向極繞組應(yīng)與（）串聯(lián)。A.電樞繞組B.勵磁繞組C.補(bǔ)償繞組D.以上都不對14.變壓器的空載損耗近似等于（）。A.銅損耗B.鐵損耗C.銅損耗與鐵損耗之和D.以上都不對15.三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=1時，電動機(jī)處于（）狀態(tài)。A.啟動B.同步運(yùn)行C.再生制動D.以上都不對16.他勵直流電動機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時，若增大電樞回路電阻，則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將（）。A.升高B.降低C.不變D.以上都不對17.變壓器的變比k>1時，變壓器為（）變壓器。A.升壓B.降壓C.隔離D.以上都不對18.三相異步電動機(jī)的定子繞組通入三相對稱電流后，在氣隙中產(chǎn)生的磁場是（）。A.恒定磁場B.脈振磁場C.旋轉(zhuǎn)磁場D.以上都不對19.直流電動機(jī)的調(diào)速性能是指（）。A.電動機(jī)的啟動性能B.電動機(jī)的制動性能C.電動機(jī)在一定負(fù)載下，根據(jù)需要人為地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速D.以上都不對20.變壓器的額定容量是指（）。A.原邊繞組的額定視在功率B.副邊繞組的額定視在功率C.原邊繞組的額定有功功率D.副邊繞組的額定有功功率二、判斷題1.直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。（）2.變壓器的變比只與一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)有關(guān)。（）3.三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)。（）4.他勵直流電動機(jī)改變電樞電壓調(diào)速時，調(diào)速范圍較寬。（）5.變壓器的負(fù)載運(yùn)行時，原邊電流的大小由副邊電流的大小決定。（）6.三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率s越大，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速越高。（）7.直流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動勢方向與電樞電流方向相同。（）8.變壓器的鐵損耗隨電源電壓的變化而變化。（）9.三相異步電動機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。（）10.他勵直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速時，改變勵磁電流會改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩。（）11.變壓器的效率在負(fù)載系數(shù)為1時達(dá)到最大值。（）12.三相異步電動機(jī)的啟動電流過大，會使電網(wǎng)電壓下降。（）13.直流電動機(jī)的換向極是為了改善換向。（）14.變壓器的空載損耗主要是鐵損耗。（）15.三相異步電動機(jī)在啟動瞬間，轉(zhuǎn)差率s=0。（）16.他勵直流電動機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速時，調(diào)速電阻越大，轉(zhuǎn)速越低。（）17.變壓器的變比大于1時，副邊電壓高于原邊電壓。（）18.三相異步電動機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比。（）19.直流電動機(jī)的調(diào)速性能好，是指電動機(jī)的調(diào)速范圍寬、調(diào)速的平滑性好。（）20.變壓器的額定容量是指變壓器輸出的最大有功功率。（）三、填空題1.直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式為__________，其中Ce為__________，Φ為__________，Ia為__________。2.變壓器的變比k=__________，其中U1為__________，U2為__________。3.三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速公式為__________，其中f1為__________，p為__________。4.他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法有__________、__________和__________。5.變壓器的負(fù)載運(yùn)行時，原邊電流I1由__________和__________兩部分組成。6.三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率公式為__________，其中n1為__________，n為__________。7.直流發(fā)電機(jī)的電樞電動勢公式為__________，其中Ce為__________，Φ為__________，n為__________。8.變壓器的鐵損耗包括__________和__________，它們與__________有關(guān)。9.三相異步電動機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩公式為__________，其中U1為__________，f1為__________，R2為__________，X20為__________。10.他勵直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速時，改變電樞電壓調(diào)速，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩__________；改變勵磁電流調(diào)速，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩__________。11.變壓器的效率公式為__________，其中P2為__________，P1為__________。12.三相異步電動機(jī)的啟動方法有__________和__________。13.直流電動機(jī)的換向極繞組應(yīng)與__________串聯(lián)，其作用是__________。14.變壓器的空載損耗近似等于__________，負(fù)載損耗近似等于__________。15.三相異步電動機(jī)在啟動瞬間，轉(zhuǎn)差率s=__________；在同步運(yùn)行時，轉(zhuǎn)差率s=__________。16.他勵直流電動機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速時，調(diào)速電阻越大，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速__________，機(jī)械特性越__________。17.變壓器的變比k>1時，變壓器為__________變壓器；k<1時，變壓器為__________變壓器。18.三相異步電動機(jī)的定子繞組通入三相對稱電流后，在氣隙中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為__________，旋轉(zhuǎn)方向由__________決定。19.直流電動機(jī)的調(diào)速性能指標(biāo)主要有__________、__________和__________。20.變壓器的額定容量SN=__________，對于單相變壓器，SN=__________；對于三相變壓器，SN=__________。四、簡答題1.簡述直流電動機(jī)的工作原理。直流電動機(jī)是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用這一原理工作的。當(dāng)直流電源通過電刷向電樞繞組供電時，電樞繞組中的電流與主磁極產(chǎn)生的磁場相互作用，根據(jù)左手定則，電樞導(dǎo)體將受到電磁力的作用，這些電磁力對轉(zhuǎn)軸形成一個電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，通過換向器和電刷的作用，使電樞繞組中電流的方向不斷改變，從而保證電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終不變，使電動機(jī)能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)。2.變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)分別可以測量哪些參數(shù)？空載試驗(yàn)：在變壓器的一次側(cè)施加額定電壓，二次側(cè)開路。通過空載試驗(yàn)可以測量變壓器的空載電流I0、空載損耗P0。空載電流主要用于建立變壓器的主磁場，空載損耗主要是鐵損耗，包括磁滯損耗和渦流損耗，通過測量空載損耗可以計(jì)算出變壓器的鐵損耗參數(shù)。短路試驗(yàn)：將變壓器的二次側(cè)短路，一次側(cè)施加一個較低的電壓，使一次側(cè)電流達(dá)到額定值。通過短路試驗(yàn)可以測量變壓器的短路電壓Uk、短路損耗Pk。短路電壓反映了變壓器繞組的阻抗大小，短路損耗主要是銅損耗，通過短路試驗(yàn)可以計(jì)算出變壓器的短路阻抗等參數(shù)。3.三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？-改變定子電壓調(diào)速：通過改變定子電壓來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。特點(diǎn)是調(diào)速方法簡單，但調(diào)速范圍較窄，且低速時電機(jī)的效率較低，發(fā)熱嚴(yán)重。-改變磁極對數(shù)調(diào)速：通過改變定子繞組的接線方式來改變磁極對數(shù)。特點(diǎn)是調(diào)速是有級的，調(diào)速范圍不大，但調(diào)速時電機(jī)的效率較高，適用于一些不需要連續(xù)調(diào)速的場合，如電梯、起重機(jī)等。-改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：包括繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速和串級調(diào)速。轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速方法簡單，但調(diào)速過程中能量損耗大，效率低；串級調(diào)速可以將轉(zhuǎn)差功率回收利用，效率較高，但設(shè)備較復(fù)雜，成本較高。-變頻調(diào)速：通過改變電源的頻率來改變電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。特點(diǎn)是調(diào)速范圍寬、調(diào)速平滑性好、效率高，是一種比較理想的調(diào)速方法，但設(shè)備投資較大。4.他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性是什么？有哪些因素會影響機(jī)械特性？他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性是指電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系，即n=U/CeΦ-RaT/(CeCmΦ2)，其中U為電樞電壓，Ce為電動勢常數(shù)，Φ為每極磁通量，Ra為電樞回路電阻，Cm為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。影響機(jī)械特性的因素有：-電樞電壓U：當(dāng)其他條件不變時，電樞電壓升高，機(jī)械特性曲線向上平移，轉(zhuǎn)速升高；電樞電壓降低，機(jī)械特性曲線向下平移，轉(zhuǎn)速降低。-勵磁磁通Φ：當(dāng)其他條件不變時，勵磁磁通增大，轉(zhuǎn)速降低，機(jī)械特性曲線變陡；勵磁磁通減小，轉(zhuǎn)速升高，機(jī)械特性曲線變平坦。-電樞回路電阻Ra：當(dāng)其他條件不變時，電樞回路電阻增大，機(jī)械特性曲線斜率增大，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的變化增大，機(jī)械特性變軟；電樞回路電阻減小，機(jī)械特性曲線斜率減小，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的變化減小，機(jī)械特性變硬。5.簡述變壓器的工作原理。變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。當(dāng)變壓器的一次繞組接入交流電源時，在一次繞組中就會有交流電流流過，這個交流電流會在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通。由于鐵芯的磁導(dǎo)率很高，大部分磁通會通過鐵芯形成閉合回路，這個磁通稱為主磁通。主磁通同時穿過一次繞組和二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在一次繞組和二次繞組中都會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。二次繞組中的感應(yīng)電動勢與二次繞組的匝數(shù)成正比，如果二次繞組的匝數(shù)與一次繞組的匝數(shù)不同，那么二次繞組輸出的電壓就會與一次繞組輸入的電壓不同，從而實(shí)現(xiàn)了電壓的變換。同時，變壓器通過電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)了能量從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。五、計(jì)算題1.一臺他勵直流電動機(jī)，額定功率PN=22kW，額定電壓UN=220V，額定電流IN=115A，額定轉(zhuǎn)速nN=1500r/min，電樞回路電阻Ra=0.1Ω。試求：（1）電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩TN；（2）電動機(jī)的反電動勢EaN；（3）當(dāng)電樞電壓降低到180V，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n。解：（1）根據(jù)額定轉(zhuǎn)矩公式$T_N=9550\frac{P_N}{n_N}$，可得：$T_N=9550\times\frac{22}{1500}\approx140.17N\cdotm$（2）根據(jù)反電動勢公式$E_{aN}=U_N-I_NR_a$，可得：$E_{aN}=220-115\times0.1=220-11.5=208.5V$（3）因?yàn)樨?fù)載轉(zhuǎn)矩不變，所以電磁轉(zhuǎn)矩$T$不變，又因?yàn)?T=C_T\PhiI_a$，在他勵直流電動機(jī)中，磁通$\Phi$不變，所以電樞電流$I_a$不變，仍為$I_N=115A$。當(dāng)電樞電壓$U=180V$時，反電動勢$E_a=U-I_aR_a=180-115\times0.1=180-11.5=168.5V$根據(jù)$E_a=C_e\Phin$，$E_{aN}=C_e\Phin_N$，可得：$\frac{E_a}{E_{aN}}=\frac{n}{n_N}$$n=\frac{E_a}{E_{aN}}n_N=\frac{168.5}{208.5}\times1500\approx1216.7r/min$2.一臺三相變壓器，額定容量SN=1000kVA，額定電壓U1N/U2N=10kV/0.4kV，Yd聯(lián)結(jié)。試求：（1）變壓器的變比k；（2）一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流I1N和I2N。解：（1）對于Yd聯(lián)結(jié)的三相變壓器，變比$k=\frac{U_{1N\varphi}}{U_{2N\varphi}}$，其中$U_{1N\varphi}=\frac{U_{1N}}{\sqrt{3}}$，$U_{2N\varphi}=U_{2N}$$k=\frac{\frac{10\times10^3}{\sqrt{3}}}{400}\approx14.43$（2）一次側(cè)額定電流$I_{1N}=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_{1N}}=\frac{1000\times10^3}{\sqrt{3}\times10\times10^3}\approx57.74A$二次側(cè)額定電流$I_{2N}=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_{2N}}=\frac{1000\times10^3}{\sqrt{3}\times0.4\times10^3}\approx1443.4A$3.一臺三相異步電動機(jī)，額定功率PN=30kW，額定電壓UN=380V，額定轉(zhuǎn)速nN=1470r/min，功率因數(shù)cosφN=0.85，效率ηN=0.9。試求：（1）電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n1；（2）電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率sN；（3）電動機(jī)的額定電流IN。解：（1）三相異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，由$n_N=1470r/min$可知，同步轉(zhuǎn)速$n_1=1500r/min$（2）根據(jù)轉(zhuǎn)差率公式$s_N=\frac{n_1-n_N}{n_1}$，可得：$s_N=\frac{1500-1470}{1500}=0.02$（3）根據(jù)$P_N=\sqrt{3}U_NI_N\cos\varphi_N\eta_N$，可得：$I_N=\frac{P_N}{\sqrt{3}U_N\cos\varphi_N\eta_N}=\frac{30\times10^3}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\approx60.6A$4.一臺他勵直流電動機(jī)，電樞回路電阻Ra=0.2Ω，額定電壓UN=220V，額定電流IN=50A，當(dāng)電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時，要求轉(zhuǎn)速從額定轉(zhuǎn)速nN=1000r/min降到800r/min。試求：（1）采用電樞回路串電阻調(diào)速時，應(yīng)串入的電阻值Rc；（2）采用改變電樞電壓調(diào)速時，應(yīng)將電樞電壓降到多少伏？解：（1）先求額定運(yùn)行時的反電動勢$E_{aN}=U_N-I_NR_a=220-50\times0.2=220-10=210V$因?yàn)樨?fù)載轉(zhuǎn)矩不變，所以電樞電流$I_a$不變，仍為$I_N=50A$當(dāng)轉(zhuǎn)速$n=800r/min$時，反電動勢$E_a=\frac{n}{n_N}E_{aN}=\frac{800}{1000}\times210=168V$根據(jù)$E_a=U_N-