2025年中職電機與拖動試題答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.直流電機中，電樞繞組產(chǎn)生的電動勢性質(zhì)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：B解析：電樞繞組在磁場中旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生交變電動勢，經(jīng)換向器整流后輸出直流，故繞組內(nèi)部為交流電動勢。2.變壓器空載運行時，一次側(cè)電流主要用于（）。A.建立主磁通B.傳遞有功功率C.補償銅損D.平衡二次側(cè)電流答案：A解析：空載時二次側(cè)開路，一次側(cè)電流為勵磁電流，主要作用是產(chǎn)生主磁通，維持磁場。3.三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率s=0.02時，電機運行狀態(tài)為（）。A.電動機B.發(fā)電機C.電磁制動D.堵轉(zhuǎn)答案：A解析：電動機正常運行時，轉(zhuǎn)差率s在0.01~0.06之間，s=0.02符合電動機狀態(tài)。4.同步電動機的啟動方法通常采用（）。A.直接啟動B.變頻啟動C.異步啟動法D.自耦變壓器降壓啟動答案：C解析：同步電動機無自啟動能力，需在轉(zhuǎn)子上設(shè)置阻尼繞組，利用異步轉(zhuǎn)矩啟動后再牽入同步。5.直流電動機的電樞串電阻調(diào)速屬于（）。A.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速B.恒功率調(diào)速C.變轉(zhuǎn)矩調(diào)速D.變功率調(diào)速答案：A解析：電樞串電阻調(diào)速時，轉(zhuǎn)速降低但轉(zhuǎn)矩基本不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。6.變壓器并聯(lián)運行的條件中，最嚴(yán)格的是（）。A.變比相等B.連接組別相同C.短路阻抗標(biāo)幺值相等D.容量比不超過3:1答案：B解析：連接組別不同會導(dǎo)致二次側(cè)線電壓相位差，產(chǎn)生很大環(huán)流，損壞變壓器，故為最嚴(yán)格條件。7.三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速為970r/min，其極對數(shù)為（）。A.1B.2C.3D.4答案：B解析：同步轉(zhuǎn)速n?≈1000r/min（對應(yīng)50Hz時，n?=60f/p=3000/p），p=3時n?=1000r/min（實際為970r/min，轉(zhuǎn)差率s≈0.03），故極對數(shù)p=3？更正：n?=60f/p，當(dāng)f=50Hz，p=2時n?=1500r/min；p=3時n?=1000r/min。題目中額定轉(zhuǎn)速970r/min接近1000r/min，故p=3？計算：n?=60×50/p=3000/p，當(dāng)n=970r/min，s=(n?-n)/n?≈(n?-970)/n?≈0.03，解得n?≈1000r/min，故p=3000/1000=3，極對數(shù)為3。答案：C。8.直流發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向（）。A.相同B.相反C.無關(guān)D.不確定答案：B解析：發(fā)電機中，電磁轉(zhuǎn)矩為阻轉(zhuǎn)矩，與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，由原動機克服此轉(zhuǎn)矩做功。9.三相異步電動機的T型等效電路中，代表機械功率的電阻為（）。A.R?B.R?′C.(1-s)R?′/sD.R?′/s答案：C解析：轉(zhuǎn)子等效電阻R?′/s中，R?′對應(yīng)轉(zhuǎn)子銅損，(1-s)R?′/s對應(yīng)機械功率的等效電阻。10.電動機的額定功率指（）。A.輸入的電功率B.輸出的機械功率C.電磁功率D.視在功率答案：B解析：額定功率為電動機在額定狀態(tài)下軸端輸出的機械功率。二、填空題（每空1分，共20分）1.直流電機的電樞反應(yīng)會使氣隙磁場（），并可能導(dǎo)致（）。答案：畸變；換向惡化2.變壓器的效率η=（）×100%，當(dāng)（）時效率最高。答案：(輸出功率P?/輸入功率P?)；鐵損等于銅損3.三相異步電動機的啟動電流約為額定電流的（）倍，啟動轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的（）倍。答案：5~7；0.9~1.34.同步電動機的功角特性中，電磁轉(zhuǎn)矩與（）成正比，最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在功角δ=（）時。答案：sinδ；90°5.直流電動機的調(diào)速方法有（）、（）和（）。答案：電樞串電阻；改變電樞電壓；弱磁調(diào)速6.變壓器的連接組別“Y,d11”表示一次側(cè)為（）接法，二次側(cè)為（）接法，線電動勢相位差為（）。答案：星形；三角形；330°（或-30°）7.異步電動機的轉(zhuǎn)差率s=（），當(dāng)電機空載時s（）（填“接近0”或“接近1”）。答案：(n?-n)/n?；接近08.電機的絕緣等級由（）決定，常見的B級絕緣允許最高溫度為（）℃。答案：絕緣材料的耐熱能力；130三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述直流電機的可逆性原理。答：直流電機既可用作電動機，也可用作發(fā)電機，這一特性稱為可逆性。當(dāng)電機通入直流電流時，電樞導(dǎo)體受電磁力作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能（電動機狀態(tài)）；當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動機拖動旋轉(zhuǎn)時，電樞導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，輸出直流電能，將機械能轉(zhuǎn)換為電能（發(fā)電機狀態(tài)）。兩種狀態(tài)的本質(zhì)是電磁感應(yīng)定律和電磁力定律的雙向應(yīng)用，僅能量轉(zhuǎn)換方向不同。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(cè)？答：空載試驗?zāi)康模簻y量空載電流I?、空載損耗P?（主要為鐵損），計算勵磁阻抗Z?=U?/I?、勵磁電阻R?=P?/I?2、勵磁電抗X?=√(Z?2-R?2)。通常在低壓側(cè)加壓，高壓側(cè)開路，因低壓側(cè)電壓低，試驗設(shè)備容量小。短路試驗?zāi)康模簻y量短路電流I?、短路損耗P?（主要為銅損），計算短路阻抗Z?=U?/I?、短路電阻R?=P?/I?2、短路電抗X?=√(Z?2-R?2)。通常在高壓側(cè)加壓，低壓側(cè)短路，因高壓側(cè)電流小，便于測量。3.三相異步電動機啟動時電流大但啟動轉(zhuǎn)矩不大的原因是什么？答：啟動時（n=0，s=1），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0，旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢和電流很大，根據(jù)磁動勢平衡，定子電流也顯著增大（約為額定電流的5~7倍）。但啟動轉(zhuǎn)矩T?t=K?Φ?I??tcosφ??t，此時轉(zhuǎn)子頻率f?=sf?=f?（最高），轉(zhuǎn)子電抗X??t=2πf?L?很大，導(dǎo)致功率因數(shù)cosφ??t很低（約0.2~0.3），雖然I??t大，但I??tcosφ??t增加有限；同時啟動時定子漏抗壓降大，主磁通Φ?比額定運行時略小。因此，啟動電流大但啟動轉(zhuǎn)矩并不大（約為額定轉(zhuǎn)矩的0.9~1.3倍）。4.同步電動機為什么不能自行啟動？如何實現(xiàn)啟動？答：同步電動機的定子繞組通入三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場（轉(zhuǎn)速n?=60f/p），轉(zhuǎn)子為直流勵磁的磁極。若轉(zhuǎn)子靜止，定子旋轉(zhuǎn)磁場以n?速度掠過轉(zhuǎn)子磁極，轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩方向在一個周期內(nèi)正負(fù)交替（平均轉(zhuǎn)矩為0），無法啟動。實現(xiàn)啟動的方法：采用異步啟動法，在轉(zhuǎn)子磁極表面嵌入阻尼繞組（類似籠型異步電機轉(zhuǎn)子）。啟動時，定子旋轉(zhuǎn)磁場與阻尼繞組作用產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子加速到接近同步轉(zhuǎn)速（n≈n?），此時通入直流勵磁，轉(zhuǎn)子磁極與定子磁場間的吸引力將轉(zhuǎn)子牽入同步（n=n?），完成啟動。5.簡述三相異步電動機能耗制動的原理及特點。答：能耗制動原理：切斷三相電源后，向定子繞組通入直流電流，產(chǎn)生靜止的直流磁場。轉(zhuǎn)子因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，切割直流磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，此電流與直流磁場作用產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩（方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反），使轉(zhuǎn)子減速直至停止，制動過程中轉(zhuǎn)子動能轉(zhuǎn)化為電能并消耗在轉(zhuǎn)子電阻中（故稱能耗制動）。特點：制動平穩(wěn)、準(zhǔn)確，制動力矩可調(diào)（通過調(diào)節(jié)直流電流大?。?；需額外直流電源；低速時制動力矩減?。膳浜蠙C械制動）。四、計算題（每題10分，共30分）1.一臺單相變壓器，額定容量S?=50kVA，額定電壓U??/U??=10kV/0.4kV，頻率f=50Hz，空載試驗（低壓側(cè)）測得U?=400V，I?=9A，P?=450W；短路試驗（高壓側(cè)）測得U?=450V，I?=5A，P?=1200W。求：（1）變壓器的變比k；（2）勵磁阻抗Z?、勵磁電阻R?、勵磁電抗X?（以低壓側(cè)為參考）；（3）短路阻抗Z?、短路電阻R?、短路電抗X?（以高壓側(cè)為參考）。解：（1）變比k=U??/U??=10000/400=25；（2）低壓側(cè)空載試驗：Z?=U?/I?=400/9≈44.44Ω，R?=P?/I?2=450/92≈5.56Ω，X?=√(Z?2-R?2)=√(44.442-5.562)≈44.09Ω；（3）高壓側(cè)短路試驗：Z?=U?/I?=450/5=90Ω，R?=P?/I?2=1200/52=48Ω，X?=√(Z?2-R?2)=√(902-482)=√(8100-2304)=√5796≈76.13Ω。2.一臺三相四極異步電動機，額定功率P?=30kW，額定電壓U?=380V（Y接法），額定頻率f?=50Hz，額定效率η?=0.88，額定功率因數(shù)cosφ?=0.85，額定轉(zhuǎn)差率s?=0.02。求：（1）額定電流I?；（2）同步轉(zhuǎn)速n?和額定轉(zhuǎn)速n?；（3）額定轉(zhuǎn)矩T?。解：（1）額定輸入功率P??=P?/η?=30/0.88≈34.09kW，三相額定電流I?=P??/(√3U?cosφ?)=34090/(√3×380×0.85)≈34090/(559.17)≈61A；（2）極對數(shù)p=2（四極），同步轉(zhuǎn)速n?=60f?/p=60×50/2=1500r/min，額定轉(zhuǎn)速n?=n?(1-s?)=1500×(1-0.02)=1470r/min；（3）額定轉(zhuǎn)矩T?=9550P?/n?=9550×30/1470≈194.9N·m。3.一臺他勵直流電動機，額定數(shù)據(jù)：P?=15kW，U?=220V，I?=78A，n?=1500r/min，電樞電阻R?=0.2Ω。求：（1）額定運行時的電樞電動勢E??；（2）電磁功率P??；（3）若保持勵磁電流不變，電樞串入R?=0.5Ω電阻，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，求穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速n。解：（1）電樞電動勢E??=U?-I?R?=220-78×0.2=220-15.6=204.4V；（2）電磁功率P??=E??I?=204.4×78≈15943W≈15.94kW（或P??=P?+I?2R?=15000+782×0.2≈15000+1216.8=16216.8W，此處以E?I計算更準(zhǔn)確，因P??=機械功率+鐵損+機械損耗，而題目未給鐵損和機械損耗，故用E?I計算）；（3）負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電磁轉(zhuǎn)矩T=K?ΦI?不變，因勵磁電流不變，Φ不變，故I?=I?=78A（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載）。串入R?后，電樞回路總電阻R=R?+R?=0.2+0.5=0.7Ω，電樞電動勢E?=U?-I?R=220-78×0.7=220-54.6=165.4V，由E?=K?Φn，n=E?/(K?Φ)，而額定運行時E??=K?Φn?，故K?Φ=E??/n?=204.4/1500≈0.1363V·min/r，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n=E?/(K?Φ)=165.4/0.1363≈1214r/min。五、分析題（10分）某三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路如圖（略），包含熔斷器FU、接觸器KM1（正轉(zhuǎn)）、KM2（反轉(zhuǎn)）、熱繼電器FR、啟動按鈕SB1（正轉(zhuǎn)啟動）、SB2（反轉(zhuǎn)啟動）、SB3（停止）。試分析：（1）電路中如何實現(xiàn)電氣互鎖？（2）熱繼電器FR的作用及動作后的恢復(fù)方式；（3）若按下SB1后KM1不吸合，可能的故障原因（列舉3種）。答：（1）電氣互鎖通過將KM1的常閉輔助觸點串聯(lián)在KM2的線圈回路中，KM2的常閉輔助觸點串聯(lián)在KM1的線圈回路中實現(xiàn)。當(dāng)KM1吸合時，其常閉觸點斷開，KM2線圈無法