電力及電機(jī)拖動(dòng)考試模擬題含答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法的說法中，正確的是（）A.改變電樞電壓調(diào)速，調(diào)速范圍窄B.改變勵(lì)磁磁通調(diào)速，只能實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速C.電樞回路串電阻調(diào)速，能耗小D.以上說法都不對(duì)答案：B解析：改變電樞電壓調(diào)速，調(diào)速范圍較寬，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；改變勵(lì)磁磁通調(diào)速，一般是減弱磁通，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，輸出功率基本不變，只能實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速，B選項(xiàng)正確；電樞回路串電阻調(diào)速，會(huì)在電阻上消耗大量電能，能耗大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速\(n_0\)與電源頻率\(f_1\)和磁極對(duì)數(shù)\(p\)的關(guān)系是（）A.\(n_0=\frac{60f_1}{p}\)B.\(n_0=\frac{120f_1}{p}\)C.\(n_0=\frac{60p}{f_1}\)D.\(n_0=\frac{120p}{f_1}\)答案：A解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為\(n_0=\frac{60f_1}{p}\)，其中\(zhòng)(n_0\)的單位是\(r/min\)，\(f_1\)是電源頻率，\(p\)是磁極對(duì)數(shù)，所以A選項(xiàng)正確。3.一臺(tái)三相變壓器的額定容量\(S_N=500kVA\)，額定電壓\(U_{1N}/U_{2N}=10kV/0.4kV\)，則該變壓器的額定電流\(I_{1N}\)和\(I_{2N}\)分別為（）A.\(I_{1N}=28.87A\)，\(I_{2N}=721.7A\)B.\(I_{1N}=721.7A\)，\(I_{2N}=28.87A\)C.\(I_{1N}=50A\)，\(I_{2N}=1250A\)D.\(I_{1N}=1250A\)，\(I_{2N}=50A\)答案：A解析：對(duì)于三相變壓器，額定電流計(jì)算公式為\(I_N=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_N}\)。對(duì)于高壓側(cè)\(I_{1N}=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_{1N}}=\frac{500\times10^3}{\sqrt{3}\times10\times10^3}\approx28.87A\)；對(duì)于低壓側(cè)\(I_{2N}=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_{2N}}=\frac{500\times10^3}{\sqrt{3}\times0.4\times10^3}\approx721.7A\)，所以A選項(xiàng)正確。4.直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩\(T\)與電樞電流\(I_a\)的關(guān)系是（）A.\(T=C_T\varPhiI_a\)（\(C_T\)為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，\(\varPhi\)為每極磁通）B.\(T=\frac{C_T\varPhi}{I_a}\)C.\(T=C_T\varPhi+I_a\)D.\(T=C_T\varPhi-I_a\)答案：A解析：直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式為\(T=C_T\varPhiI_a\)，其中\(zhòng)(C_T\)是轉(zhuǎn)矩常數(shù)，\(\varPhi\)是每極磁通，\(I_a\)是電樞電流，所以A選項(xiàng)正確。5.三相異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)差率\(s\)一般在（）范圍內(nèi)。A.\(0.01-0.06\)B.\(0.1-0.6\)C.\(0.6-1\)D.\(1-2\)答案：A解析：三相異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率\(s\)一般較小，通常在\(0.01-0.06\)范圍內(nèi)，所以A選項(xiàng)正確。6.變壓器的變比\(k\)等于（）A.一次側(cè)電壓與二次側(cè)電壓之比B.二次側(cè)電壓與一次側(cè)電壓之比C.一次側(cè)電流與二次側(cè)電流之比D.以上說法都不對(duì)答案：A解析：變壓器的變比\(k=\frac{U_1}{U_2}\)，即一次側(cè)電壓與二次側(cè)電壓之比，所以A選項(xiàng)正確。7.一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流\(I_a\)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩\(T_L\)增大，而其他條件不變，則電樞電流\(I_a\)（）A.增大B.減小C.不變D.不確定答案：A解析：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩\(T=C_T\varPhiI_a\)，在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)\(T=T_L\)。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩\(T_L\)增大時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩\(T\)也需增大，由于磁通\(\varPhi\)不變，根據(jù)\(T=C_T\varPhiI_a\)可知，電樞電流\(I_a\)增大，所以A選項(xiàng)正確。8.三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入三相對(duì)稱電流后，在氣隙中產(chǎn)生的磁場(chǎng)是（）A.恒定磁場(chǎng)B.脈振磁場(chǎng)C.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)D.以上都不是答案：C解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入三相對(duì)稱電流后，會(huì)在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這是三相異步電動(dòng)機(jī)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的基礎(chǔ)，所以C選項(xiàng)正確。9.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性是指（）A.轉(zhuǎn)速與電樞電壓的關(guān)系B.轉(zhuǎn)速與勵(lì)磁電流的關(guān)系C.轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的關(guān)系D.以上都是答案：D解析：直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可以通過改變電樞電壓、改變勵(lì)磁電流等方法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)轉(zhuǎn)速也會(huì)隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而變化，所以調(diào)速特性包含轉(zhuǎn)速與電樞電壓、勵(lì)磁電流、負(fù)載轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，D選項(xiàng)正確。10.變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原邊繞組的電流\(I_0\)（）A.主要用來建立主磁通B.主要用來產(chǎn)生鐵損耗C.主要用來產(chǎn)生銅損耗D.以上說法都不對(duì)答案：A解析：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原邊繞組加額定電壓，副邊開路。原邊繞組的電流\(I_0\)主要用來建立主磁通，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定的鐵損耗，但建立主磁通是主要作用，所以A選項(xiàng)正確。11.三相異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩\(T_{max}\)與（）無關(guān)。A.電源電壓B.轉(zhuǎn)子電阻C.漏電抗D.定子電阻答案：D解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩公式為\(T_{max}=\frac{3U_1^2}{4\pif_1(X_{1\sigma}+X_{2\sigma}')}\)（忽略定子電阻），可以看出最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓\(U_1\)、漏電抗\(X_{1\sigma}\)、\(X_{2\sigma}'\)有關(guān)，同時(shí)轉(zhuǎn)子電阻會(huì)影響最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)的轉(zhuǎn)差率，但最大轉(zhuǎn)矩與定子電阻無關(guān)，所以D選項(xiàng)正確。12.直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法中，能耗制動(dòng)是將（）A.電動(dòng)機(jī)的電樞繞組從電源斷開，接到一個(gè)電阻上B.電動(dòng)機(jī)的電樞繞組和勵(lì)磁繞組都從電源斷開C.電動(dòng)機(jī)的電樞繞組反接電源D.電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組反接電源答案：A解析：直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的電樞繞組從電源斷開，接到一個(gè)電阻上，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能消耗在電阻上，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，所以A選項(xiàng)正確。13.變壓器的效率\(\eta\)等于（）A.\(\frac{P_2}{P_1}\times100\%\)（\(P_2\)為輸出功率，\(P_1\)為輸入功率）B.\(\frac{P_1}{P_2}\times100\%\)C.\(\frac{P_2-P_1}{P_1}\times100\%\)D.\(\frac{P_1-P_2}{P_2}\times100\%\)答案：A解析：變壓器的效率定義為輸出功率\(P_2\)與輸入功率\(P_1\)的比值乘以\(100\%\)，即\(\eta=\frac{P_2}{P_1}\times100\%\)，所以A選項(xiàng)正確。14.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流\(I_{st}\)一般為額定電流\(I_N\)的（）倍。A.\(2-3\)B.\(4-7\)C.\(8-10\)D.\(10-12\)答案：B解析：三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流\(I_{st}\)一般為額定電流\(I_N\)的\(4-7\)倍，所以B選項(xiàng)正確。15.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指（）A.轉(zhuǎn)速與電樞電壓的關(guān)系B.轉(zhuǎn)速與勵(lì)磁電流的關(guān)系C.轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系D.轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的關(guān)系答案：C解析：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)速\(n\)與電磁轉(zhuǎn)矩\(T\)的關(guān)系，表達(dá)式為\(n=n_0-\betaT\)，其中\(zhòng)(n_0\)是理想空載轉(zhuǎn)速，\(\beta\)是機(jī)械特性的斜率，所以C選項(xiàng)正確。二、填空題（每題2分，共20分）1.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有改變電樞電壓調(diào)速、改變勵(lì)磁磁通調(diào)速和______。答案：電樞回路串電阻調(diào)速解析：直流電動(dòng)機(jī)常見的三種調(diào)速方法就是改變電樞電壓調(diào)速、改變勵(lì)磁磁通調(diào)速和電樞回路串電阻調(diào)速。2.三相變壓器的連接組別是指______和二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)之間的相位關(guān)系。答案：一次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)解析：三相變壓器的連接組別反映了一次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)和二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)之間的相位關(guān)系，通常用時(shí)鐘法來表示。3.三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩\(T\)與______、轉(zhuǎn)子電流的有功分量\(I_{2\cos\varphi_2}\)成正比。答案：主磁通\(\varPhi_m\)解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式\(T=C_T\varPhi_mI_{2\cos\varphi_2}\)，所以電磁轉(zhuǎn)矩與主磁通\(\varPhi_m\)、轉(zhuǎn)子電流的有功分量\(I_{2\cos\varphi_2}\)成正比。4.變壓器的損耗主要包括鐵損耗和______。答案：銅損耗解析：變壓器運(yùn)行時(shí)的損耗主要有兩部分，鐵損耗是由于交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗；銅損耗是電流在繞組電阻上產(chǎn)生的損耗。5.直流發(fā)電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)\(E_a\)與每極磁通\(\varPhi\)、轉(zhuǎn)速\(n\)的關(guān)系是______。答案：\(E_a=C_e\varPhin\)（\(C_e\)為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)）解析：直流發(fā)電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式為\(E_a=C_e\varPhin\)，其中\(zhòng)(C_e\)是電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，\(\varPhi\)是每極磁通，\(n\)是轉(zhuǎn)速。6.三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有改變極對(duì)數(shù)調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和______。答案：改變電源頻率調(diào)速解析：三相異步電動(dòng)機(jī)常見的調(diào)速方法有改變極對(duì)數(shù)調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和改變電源頻率調(diào)速。7.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性中，改變電樞電壓調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性的硬度______。答案：不變解析：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改變電樞電壓調(diào)速時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速\(n_0\)隨電壓變化，但機(jī)械特性的斜率不變，即機(jī)械特性的硬度不變。8.變壓器的變比\(k\)大于1時(shí)，變壓器是______變壓器。答案：降壓解析：當(dāng)變壓器的變比\(k=\frac{U_1}{U_2}>1\)時(shí)，說明一次側(cè)電壓\(U_1\)大于二次側(cè)電壓\(U_2\)，該變壓器是降壓變壓器。9.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法有直接啟動(dòng)和______。答案：降壓啟動(dòng)解析：三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法主要有直接啟動(dòng)和降壓啟動(dòng)，降壓啟動(dòng)可以減小啟動(dòng)電流。10.直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法除了能耗制動(dòng)外，還有______和回饋制動(dòng)。答案：反接制動(dòng)解析：直流電動(dòng)機(jī)常見的制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。三、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。其具體工作過程如下：-直流電源通過電刷和換向器向電樞繞組供電，使電樞繞組中有電流流過。-定子磁極產(chǎn)生主磁場(chǎng)，電樞繞組中的電流與主磁場(chǎng)相互作用，根據(jù)左手定則，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力的作用，電磁力的方向由左手定則確定。-由于電樞繞組是分布在電樞鐵芯表面的，這些電磁力會(huì)形成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩，使電樞繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。-換向器的作用是在電樞轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，不斷地改變電樞繞組中電流的方向，從而保證電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終不變，使電動(dòng)機(jī)能夠持續(xù)地旋轉(zhuǎn)。2.簡述三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理和常用的調(diào)速方法。答案：調(diào)速原理：三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為\(n=(1-s)n_0=(1-s)\frac{60f_1}{p}\)，其中\(zhòng)(n\)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，\(s\)是轉(zhuǎn)差率，\(n_0\)是同步轉(zhuǎn)速，\(f_1\)是電源頻率，\(p\)是磁極對(duì)數(shù)。從公式可以看出，改變電源頻率\(f_1\)、磁極對(duì)數(shù)\(p\)和轉(zhuǎn)差率\(s\)都可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。常用的調(diào)速方法：-改變極對(duì)數(shù)調(diào)速：通過改變定子繞組的連接方式來改變磁極對(duì)數(shù)\(p\)，從而改變同步轉(zhuǎn)速\(n_0\)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法是有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍較窄，但結(jié)構(gòu)簡單，成本低，常用于一些對(duì)調(diào)速要求不高的場(chǎng)合，如機(jī)床、風(fēng)機(jī)等。-改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：-電樞回路串電阻調(diào)速：在三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中串入電阻，改變轉(zhuǎn)子電阻值，從而改變轉(zhuǎn)差率\(s\)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種方法調(diào)速范圍較窄，能耗大，一般用于中小容量的繞線式異步電動(dòng)機(jī)。-調(diào)壓調(diào)速：通過改變定子電壓來改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而改變轉(zhuǎn)速。這種方法調(diào)速范圍有限，一般用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載。-改變電源頻率調(diào)速：通過改變電源頻率\(f_1\)來改變同步轉(zhuǎn)速\(n_0\)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法調(diào)速范圍寬，調(diào)速平滑，效率高，是一種比較理想的調(diào)速方法，但需要專門的變頻裝置，成本較高。3.簡述變壓器的工作原理。答案：變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來實(shí)現(xiàn)電能的傳遞和電壓變換的。其工作原理如下：-變壓器主要由鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)或多個(gè)繞組組成，其中與電源相連的繞組稱為一次繞組，與負(fù)載相連的繞組稱為二次繞組。-當(dāng)一次繞組接入交流電源時(shí)，一次繞組中會(huì)有交變電流流過，交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通。-根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁通會(huì)在一次繞組和二次繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。一次繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)\(E_1\)與電源電壓\(U_1\)相平衡，二次繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)\(E_2\)則為負(fù)載提供電能。-由于一次繞組和二次繞組的匝數(shù)不同，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式\(E=4.44fN\varPhi_m\)（\(f\)是電源頻率，\(N\)是繞組匝數(shù)，\(\varPhi_m\)是主磁通的最大值），可得\(\frac{E_1}{E_2}=\frac{N_1}{N_2}\)，在理想情況下，\(U_1\approxE_1\)，\(U_2\approxE_2\)，所以\(\frac{U_1}{U_2}\approx\frac{N_1}{N_2}=k\)，\(k\)為變壓器的變比。這表明通過改變一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比，可以實(shí)現(xiàn)電壓的變換。-二次繞組接上負(fù)載后，二次繞組中有電流\(I_2\)流過，根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡原理，一次繞組中的電流\(I_1\)會(huì)隨著二次繞組電流\(I_2\)的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)電能從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定功率\(P_N=17kW\)，額定電壓\(U_N=220V\)，額定電流\(I_N=87.7A\)，額定轉(zhuǎn)速\(n_N=1500r/min\)，電樞回路電阻\(R_a=0.114\Omega\)。求：（1）額定運(yùn)行時(shí)的電磁功率\(P_{em}\)；（2）額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩\(T_N\)。答案：（1）首先求額定運(yùn)行時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)\(E_{aN}\)，根據(jù)\(U_N=E_{aN}+I_NR_a\)，可得：\(E_{aN}=U_N-I_NR_a=220-87.7\times0.114=220-10=210V\)電磁功率\(P_{em}=E_{aN}I_N=210\times87.7=18417W=18.417kW\)（2）電磁轉(zhuǎn)矩\(T_N\)的計(jì)算公式為\(T_N=\frac{P_{em}}{\O