(2025年)電力及電機(jī)拖動(dòng)練習(xí)題(含參考答案)一、選擇題（每題3分，共30分）1.某單相變壓器額定容量為10kVA，一次側(cè)額定電壓220V，二次側(cè)額定電壓110V。當(dāng)二次側(cè)接功率因數(shù)0.8（滯后）的負(fù)載時(shí)，二次側(cè)額定電流為（）。A.45.45AB.90.91AC.22.73AD.68.18A2.三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降10%，則電機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩約（）。A.下降10%B.下降20%C.下降19%D.不變3.直流電動(dòng)機(jī)采用電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，調(diào)速后電樞電流將（）。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小4.變壓器空載試驗(yàn)時(shí)，電源一般加在（）。A.高壓側(cè)B.低壓側(cè)C.任意一側(cè)D.視具體型號(hào)而定5.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=0.02時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的頻率為（）（電源頻率50Hz）。A.1HzB.0.1HzC.50HzD.2Hz6.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，若勵(lì)磁回路斷開，會(huì)導(dǎo)致（）。A.啟動(dòng)電流過大B.轉(zhuǎn)速急劇上升C.電樞電流為零D.轉(zhuǎn)矩不足7.變壓器的鐵損主要由（）組成。A.渦流損耗和磁滯損耗B.銅損和渦流損耗C.磁滯損耗和銅損D.漏磁損耗和銅損8.三相異步電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速將（）。A.升高B.降低C.不變D.先升后降9.直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向（）。A.相同B.相反C.無關(guān)D.視勵(lì)磁方式而定10.異步電動(dòng)機(jī)的氣隙大小對(duì)電機(jī)性能的影響是（）。A.氣隙越大，勵(lì)磁電流越小B.氣隙越大，功率因數(shù)越高C.氣隙越大，漏抗越小D.氣隙越大，勵(lì)磁電流越大二、計(jì)算題（每題10分，共50分）1.一臺(tái)三相變壓器，額定容量S_N=500kVA，額定電壓U1N/U2N=10kV/0.4kV，Yd11聯(lián)結(jié)組。求：（1）一次側(cè)、二次側(cè)額定電流；（2）若二次側(cè)線電壓為380V，負(fù)載功率因數(shù)0.85（滯后），輸出有功功率為多少？2.一臺(tái)三相四極異步電動(dòng)機(jī)，額定功率P_N=30kW，額定電壓U_N=380V，額定轉(zhuǎn)速n_N=1470r/min，額定效率η_N=0.88，額定功率因數(shù)cosφ_N=0.86。求：（1）額定轉(zhuǎn)差率s_N；（2）額定輸入功率P1N；（3）額定運(yùn)行時(shí)的定子線電流I_N。3.一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)：P_N=15kW，U_N=220V，I_N=78A，n_N=1000r/min，電樞電阻R_a=0.2Ω。求：（1）額定運(yùn)行時(shí)的反電動(dòng)勢E_a；（2）若保持勵(lì)磁電流不變，負(fù)載轉(zhuǎn)矩減半，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速（假設(shè)電樞電流與轉(zhuǎn)矩成正比）。4.某三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率P_N=11kW，額定電壓U_N=380V，三角形聯(lián)結(jié)，額定電流I_N=24A，額定轉(zhuǎn)速n_N=1450r/min，定子每相電阻R1=0.3Ω，轉(zhuǎn)子每相電阻R2'=0.2Ω（已折合到定子側(cè)），定子漏抗X1=0.8Ω，轉(zhuǎn)子漏抗X2'=0.8Ω。求：（1）額定轉(zhuǎn)差率s_N；（2）電磁功率P_em；（3）轉(zhuǎn)子銅損P_Cu2。5.一臺(tái)單相變壓器，額定容量S_N=5kVA，額定電壓U1N/U2N=220V/110V，空載試驗(yàn)（低壓側(cè)）測得：U0=110V，I0=0.5A，P0=50W；短路試驗(yàn)（高壓側(cè)）測得：Uk=15V，Ik=22.7A，Pk=120W。求：（1）變壓器的變比k；（2）空載電流標(biāo)幺值I0；（3）短路阻抗標(biāo)幺值Zk（以高壓側(cè)為基準(zhǔn)）。三、分析題（每題10分，共20分）1.三相異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，為什么啟動(dòng)電流大但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不一定大？若需要增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可采取哪些措施？2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各方法的調(diào)速特性（轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩關(guān)系）和適用場景是什么？參考答案一、選擇題1.B（二次側(cè)額定電流I2N=S_N/U2N=10000/110≈90.91A）2.C（最大轉(zhuǎn)矩T_max∝U2，電壓下降10%，T_max≈(0.9)2=0.81，下降19%）3.C（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下，T=KtΦIa，Φ不變則Ia不變）4.B（空載試驗(yàn)測鐵損，低壓側(cè)電壓低，便于測量）5.A（f2=sf1=0.02×50=1Hz）6.B（勵(lì)磁斷開，Φ≈0，反電動(dòng)勢E=CeΦn≈0，電樞電流Ia=(U-E)/Ra≈U/Ra極大，轉(zhuǎn)矩T=KtΦIa≈0，負(fù)載轉(zhuǎn)矩存在時(shí)，n急劇上升“飛車”）7.A（鐵損由渦流和磁滯損耗組成，銅損是電流引起的電阻損耗）8.B（n≈(1-s)60f/p，f降低則n降低）9.B（發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與轉(zhuǎn)向相反）10.D（氣隙大，磁阻大，勵(lì)磁電流I0=ΦmRm/(N1μ0)增大）二、計(jì)算題1.（1）一次側(cè)額定電流I1N=S_N/(√3U1N)=500000/(√3×10000)≈28.87A；二次側(cè)額定電流I2N=S_N/(√3U2N)=500000/(√3×400)≈721.69A；（2）輸出有功功率P2=√3U2I2cosφ=√3×380×721.69×0.85≈500×0.85=425kW（注：額定運(yùn)行時(shí)S=500kVA，P2=S×cosφ=500×0.85=425kW）。2.（1）同步轉(zhuǎn)速n1=60f/p=60×50/2=1500r/min，s_N=(n1-n_N)/n1=(1500-1470)/1500=0.02；（2）額定輸入功率P1N=P_N/η_N=30/0.88≈34.09kW；（3）定子線電流I_N=P1N/(√3U_Ncosφ_N)=34090/(√3×380×0.86)≈60.2A。3.（1）反電動(dòng)勢E_a=U_N-I_NR_a=220-78×0.2=204.4V；（2）負(fù)載轉(zhuǎn)矩減半，T'=T_N/2，因T=KtΦIa，Φ不變則Ia'=Ia/2=39A；新的反電動(dòng)勢E_a'=U_N-Ia'R_a=220-39×0.2=212.2V；轉(zhuǎn)速n'=(E_a'/E_a)n_N=(212.2/204.4)×1000≈1038r/min。4.（1）n1=1500r/min（四極電機(jī)p=2），s_N=(1500-1450)/1500≈0.0333；（2）定子輸入功率P1=√3U_NI_Ncosφ（但題目未給cosφ，改用損耗法：P_em=P1-P_Cu1，或利用P_em=P2+P_Cu2+P_mec+P_ad，近似忽略機(jī)械損耗和附加損耗，P_em≈P2/(1-s)）；額定輸出功率P2=P_N=11kW，故P_em=P2/(1-s_N)=11/(1-0.0333)≈11.38kW；（3）轉(zhuǎn)子銅損P_Cu2=s_NP_em=0.0333×11.38≈0.38kW。5.（1）變比k=U1N/U2N=220/110=2；（2）高壓側(cè)額定電流I1N=S_N/U1N=5000/220≈22.7A，空載電流標(biāo)幺值I0=I0（低壓側(cè)）×k/I1N=0.5×2/22.7≈0.044（或直接用低壓側(cè)I0=0.5A，基準(zhǔn)電流I2N=5000/110≈45.45A，I0=0.5/45.45≈0.011，需明確基準(zhǔn)側(cè)。題目要求以高壓側(cè)為基準(zhǔn)，故I0（高壓側(cè)）=I0（低壓側(cè)）/k=0.5/2=0.25A，I0=0.25/22.7≈0.011）；（3）短路阻抗Zk=Uk/Ik=15/22.7≈0.661Ω；高壓側(cè)基準(zhǔn)阻抗Zb=U1N2/S_N=2202/5000=9.68Ω；Zk=Zk/Zb=0.661/9.68≈0.0683。三、分析題1.啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=0，轉(zhuǎn)差率s=1，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢E2=E20最大，轉(zhuǎn)子電流I2=E2/√(R22+X202)很大（X20=2πf1L2，啟動(dòng)時(shí)f2=f1，電抗大），定子電流I1≈I2/k也很大。但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst=KtΦmI2cosφ2，cosφ2=R2/√(R22+X202)較低（X20大），因此I2雖大，但cosφ2小，Tst不一定大。增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的措施：（1）繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻，增大R2，提高cosφ2，同時(shí)適當(dāng)增大I2；（2）籠型異步電動(dòng)機(jī)采用深槽或雙籠結(jié)構(gòu)，利用集膚效應(yīng)增大啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻；（3）降低電源電壓（但會(huì)使Tst∝U2下降，需配合其他方法）。2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法及特性：（1）電樞串電阻調(diào)速：在電樞回路串入電阻Rc，轉(zhuǎn)速n=(U-Ia(Ra+Rc))/(CeΦ)。特性為：轉(zhuǎn)速隨Rc增大而降低，機(jī)械特性變軟（斜率增大）。適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速范圍?。ㄒ话?:1以內(nèi)），經(jīng)濟(jì)性差（電阻耗能）。（2）降低電樞電壓調(diào)速：保持U≤U_N，n=(U-IaRa)/(CeΦ)。特性為：機(jī)械特性平行下移，硬度不變（斜率不變），調(diào)