2025年電機與拖動基礎期末考試題庫及答案一、選擇題（每題2分，共40分）1.直流電機電樞繞組中感應電動勢的性質為（）。A.直流電動勢B.交流電動勢C.脈振電動勢D.恒定電動勢答案：B2.變壓器空載運行時，原邊電流主要用于（）。A.產生主磁通B.傳遞有功功率C.補償銅損D.建立漏磁場答案：A3.三相異步電機轉子繞組感應電動勢的頻率與轉差率s的關系為（）。A.f2=sf1B.f2=(1-s)f1C.f2=f1/sD.f2=f1答案：A4.同步電機的“同步”指（）。A.轉子轉速與定子電流頻率同步B.轉子磁場與定子磁場同步旋轉C.電樞電動勢與端電壓同步D.勵磁電流與電樞電流同步答案：B5.電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是（）。A.電動機機械特性與負載特性相交B.交點處電動機機械特性斜率大于負載特性斜率C.交點處電動機機械特性斜率小于負載特性斜率D.電動機輸出轉矩等于負載轉矩答案：C6.直流他勵電動機降低電樞電壓調速時，其機械特性的硬度（）。A.變硬B.變軟C.不變D.先硬后軟答案：C7.變壓器短路試驗通常在（）側施加電壓。A.高壓B.低壓C.原邊D.副邊答案：A8.三相異步電機銘牌標注“額定轉速1440r/min”，其極對數為（）。A.1B.2C.3D.4答案：B（同步轉速1500r/min，p=2）9.直流電機電樞反應的結果是（）。A.氣隙磁場增強B.氣隙磁場削弱且發(fā)生畸變C.主磁極磁場增強D.電樞繞組電感增大答案：B10.異步電機帶恒轉矩負載運行時，若電源電壓降低，穩(wěn)定后轉速將（）。A.升高B.降低C.不變D.大幅波動答案：B11.同步發(fā)電機的功角特性中，電磁功率的最大值與（）成正比。A.端電壓B.勵磁電動勢C.同步電抗D.功率因數答案：B12.直流電動機啟動時，電樞回路串聯(lián)電阻的目的是（）。A.增大啟動電流B.限制啟動電流C.提高啟動轉矩D.降低啟動損耗答案：B13.變壓器的變比k等于（）。A.原副邊匝數比B.原副邊電流比C.原副邊阻抗比D.原副邊功率比答案：A14.三相異步電機處于發(fā)電狀態(tài)時，轉差率s的范圍是（）。A.s<0B.0<s<1C.s>1D.s=1答案：A15.他勵直流電動機弱磁調速時，轉速（）。A.只能升高B.只能降低C.可升可降D.保持不變答案：A16.同步電機的阻尼繞組主要作用是（）。A.增強勵磁B.抑制振蕩C.提高效率D.增大轉矩答案：B17.電力拖動系統(tǒng)中，飛輪矩GD2反映了（）。A.系統(tǒng)慣性大小B.負載轉矩大小C.電動機功率大小D.傳動效率高低答案：A18.單相變壓器空載合閘時，可能出現較大勵磁涌流的原因是（）。A.鐵芯飽和B.繞組電阻小C.漏抗大D.電源電壓高答案：A19.異步電機轉子串電阻調速時，機械特性的硬度（）。A.變硬B.變軟C.不變D.先軟后硬答案：B20.直流電機換向不良的主要表現是（）。A.電樞電流過大B.電刷下產生火花C.轉速不穩(wěn)定D.勵磁繞組發(fā)熱答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.直流電機的電磁轉矩公式為Tem=______，其中CT為轉矩常數，Φ為每極磁通，Ia為電樞電流。答案：CTΦIa2.變壓器的效率η=______×100%，其中P2為輸出功率，P1為輸入功率。答案：(P2/P1)3.三相異步電機的同步轉速n1=______，其中f1為電源頻率，p為極對數。答案：60f1/p4.同步電機按運行方式分為發(fā)電機、電動機和______三種。答案：補償機5.電力拖動系統(tǒng)的運動方程式為______，其中Tem為電磁轉矩，TL為負載轉矩，J為轉動慣量，dn/dt為轉速變化率。答案：Tem-TL=Jdω/dt（或Tem-TL=(GD2/375)dn/dt）6.直流他勵電動機的機械特性方程為n=______，其中U為電樞電壓，Ra為電樞電阻，Ce為電動勢常數。答案：(U-IaRa)/(CeΦ)7.變壓器的主要額定參數有額定容量SN、額定電壓U1N/U2N和______。答案：額定電流I1N/I2N8.異步電機的轉差率s=______，其中n1為同步轉速，n為轉子轉速。答案：(n1-n)/n19.同步發(fā)電機的勵磁方式包括直流勵磁機勵磁、______和自并勵勵磁。答案：交流勵磁機勵磁10.直流電機的電樞繞組分為疊繞組和______兩種基本類型。答案：波繞組11.變壓器的空載損耗主要是______損耗，短路損耗主要是______損耗。答案：鐵；銅12.異步電機的固有機械特性是指______、電壓為額定值、轉子不串電阻時的機械特性。答案：頻率為額定值13.同步電動機的啟動方法主要有______啟動和輔助電動機啟動。答案：異步14.電力拖動系統(tǒng)的負載特性分為恒轉矩負載、______負載和恒功率負載三種類型。答案：恒功率（或通風機類）15.直流電動機的制動方式包括能耗制動、______制動和回饋制動。答案：反接16.變壓器并聯(lián)運行的條件是：變比相等、______相同、連接組別相同。答案：短路阻抗標幺值（或阻抗電壓）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述直流電機電樞反應的定義及其對電機運行的影響。答案：電樞反應是指電樞繞組電流產生的電樞磁場對主磁極磁場的影響。影響包括：（1）氣隙磁場發(fā)生畸變，使磁極尖部飽和加?。唬?）削弱主磁場（去磁效應），導致電動勢和電磁轉矩減?。唬?）換向區(qū)域磁場變化，可能影響換向性能。2.變壓器空載試驗和短路試驗的目的分別是什么？試驗時如何選擇電源側？答案：空載試驗目的：測量空載電流I0、空載損耗P0，計算勵磁參數（勵磁電阻Rm、勵磁電抗Xm）。通常在低壓側施加額定電壓，高壓側開路。短路試驗目的：測量短路電流Ik、短路損耗Pk，計算短路參數（短路電阻Rk、短路電抗Xk）。通常在高壓側施加低電壓，使電流達到額定值，低壓側短路。3.三相異步電機帶恒轉矩負載運行時，若電源頻率降低（電壓不變），穩(wěn)定后轉速和定子電流如何變化？為什么？答案：頻率f降低，同步轉速n1=60f/p降低。因負載轉矩TL恒定，異步電機需保持電磁轉矩Tem=TL，由Tem公式Tem=KTΦmI2cosφ2，電壓不變時Φm≈U/(4.44fN)，f降低則Φm增大，為保持Tem恒定，I2需減小，但轉差率s=(n1-n)/n1增大，轉子電流頻率f2=sf1增大，轉子電抗X2=2πf2L2增大，cosφ2降低，綜合影響下定子電流可能略有增大。最終轉速n=n1(1-s)，因n1降低且s增大，n下降。4.同步電機為什么不能自行啟動？常用的啟動方法是什么？答案：同步電機轉子為直流勵磁的磁極，定子旋轉磁場以同步轉速n1旋轉。啟動時轉子靜止，定子磁場與轉子磁場間存在相對運動，平均電磁轉矩為零（轉矩交變），無法產生啟動轉矩。常用啟動方法：（1）異步啟動法：在轉子上加裝阻尼繞組，啟動時阻尼繞組感應電流產生異步轉矩，使轉子加速到接近同步轉速，再通入勵磁電流，靠同步轉矩牽入同步；（2）輔助電動機啟動法：用小功率異步電機拖動轉子到接近同步轉速，再切換為同步電機運行。5.電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？如何判斷系統(tǒng)在某一工作點是否穩(wěn)定？答案：穩(wěn)定運行條件：（1）電動機機械特性n=f(Tem)與負載特性n=f(TL)有交點（Tem=TL）；（2）在交點附近，當轉速受擾動偏離平衡值時，系統(tǒng)能自動恢復到原平衡狀態(tài)。具體判斷：在交點處，若電動機機械特性的斜率dn/dTem小于負載特性的斜率dn/dTL（即電動機機械特性更“硬”），則系統(tǒng)穩(wěn)定；反之不穩(wěn)定。四、計算題（每題10分，共20分）1.一臺他勵直流電動機，額定數據：PN=15kW，UN=220V，IN=79.8A，nN=1500r/min，電樞電阻Ra=0.2Ω。求：（1）額定運行時的電樞電動勢EaN；（2）額定電磁轉矩TemN；（3）若電機帶額定負載運行時，電樞電壓降至180V（磁通不變），穩(wěn)定后的轉速n。解：（1）電樞電動勢EaN=UN-INRa=220-79.8×0.2=220-15.96=204.04V（2分）（2）額定電磁功率Pem=EaNIN=204.04×79.8≈16282W≈16.28kW（2分）額定電磁轉矩TemN=9550×Pem/nN=9550×16.28/1500≈103.5N·m（2分）（3）磁通不變，CeΦ=EaN/nN=204.04/1500≈0.136（2分）電壓降至180V時，電樞電流仍為IN（恒轉矩負載），則：n=(U-INRa)/(CeΦ)=(180-79.8×0.2)/0.136=(180-15.96)/0.136≈164.04/0.136≈1206r/min（2分）2.一臺三相四極異步電動機，額定數據：PN=30kW，UN=380V（Y接法），nN=1470r/min，f1=50Hz，定子銅損pCu1=1.2kW，轉子銅損pCu2=0.8kW，鐵損pFe=0.6kW，機械損耗pΩ=0.4kW，附加損耗pΔ=0.2kW。求：（1）額定轉差率sN；（2）電磁功率Pem；（3）輸出轉矩T2N；（4）額定效率ηN。解：（1）同步轉速n1=60f1/p=60×50/2=1500r/min（2分）額定轉差率sN=(n1-nN)/n1=(1500