(2025年)電力拖動(dòng)模擬試題及參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)采用電樞回路串電阻啟動(dòng)時(shí)，隨著啟動(dòng)電阻的逐步切除，電樞電流將（）。A.保持恒定B.先增大后減小C.逐漸增大至額定值D.逐漸減小至額定值2.三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n?=1500r/min，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=1440r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率s為（）。A.0.04B.0.06C.0.08D.0.103.直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，若保持電樞電壓U和勵(lì)磁磁通Φ不變，僅增大電樞回路電阻R?，其機(jī)械特性的硬度將（）。A.變硬B.變軟C.不變D.先變硬后變軟4.三相異步電動(dòng)機(jī)采用能耗制動(dòng)時(shí)，需向定子繞組通入（）。A.單相交流電B.三相交流電C.直流電流D.脈沖電流5.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速時(shí)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為恒轉(zhuǎn)矩，則調(diào)速過程中電樞電流將（）。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小6.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，若保持U/f恒定，其機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩將（）。A.增大B.減小C.基本不變D.先增大后減小7.電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件是（）。A.電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載特性有交點(diǎn)B.交點(diǎn)處電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的斜率小于負(fù)載特性的斜率C.交點(diǎn)處電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的斜率大于負(fù)載特性的斜率D.電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩8.三相籠型異步電動(dòng)機(jī)采用Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)的（）。A.1/√3倍B.1/3倍C.√3倍D.3倍9.直流電動(dòng)機(jī)電樞反應(yīng)的結(jié)果是（）。A.氣隙磁場(chǎng)增強(qiáng)B.氣隙磁場(chǎng)削弱且發(fā)生畸變C.氣隙磁場(chǎng)不變D.主磁極磁通增大10.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差功率指的是（）。A.定子輸入功率B.轉(zhuǎn)子銅耗C.電磁功率D.機(jī)械功率11.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若突然斷開勵(lì)磁回路（假設(shè)剩磁極?。?，則電機(jī)將（）。A.停轉(zhuǎn)B.轉(zhuǎn)速急劇上升（飛車）C.轉(zhuǎn)速下降D.電流減小12.三相異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的關(guān)系是（）。A.正比B.平方正比C.反比D.無關(guān)13.直流電動(dòng)機(jī)采用電樞電壓調(diào)速時(shí)，調(diào)速范圍D與靜差率s的關(guān)系是（）。A.D越大，s越小B.D越大，s越大C.D與s無關(guān)D.D=（1-s）/s14.異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速由（）決定。A.電源頻率和磁極對(duì)數(shù)B.電源電壓和轉(zhuǎn)子電流C.負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)差率D.定子繞組電阻和電抗15.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程中，GD2表示（）。A.飛輪慣量B.電機(jī)轉(zhuǎn)矩C.負(fù)載轉(zhuǎn)矩D.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量二、填空題（每空1分，共20分）1.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程為______，其中T為電磁轉(zhuǎn)矩，T_L為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，n為轉(zhuǎn)速，GD2為______。2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式為______，當(dāng)電樞回路串入電阻時(shí)，特性曲線的斜率______（填“增大”或“減小”）。3.三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性是指______、______、______時(shí)的機(jī)械特性。4.直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法主要有______和______，其中______適用于大容量電機(jī)。5.異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法可分為______、______和______三類，其中變頻調(diào)速屬于______調(diào)速。6.直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法包括______、______和______，其中______制動(dòng)可實(shí)現(xiàn)能量回饋電網(wǎng)。7.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=0時(shí)為______狀態(tài)，s=1時(shí)為______狀態(tài)。三、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比，與勵(lì)磁磁通成反比。（）2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不可能超過同步轉(zhuǎn)速。（）3.異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流大，因此啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也一定大。（）4.直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速只能從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)節(jié)。（）5.異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的制動(dòng)力矩與通入的直流電流大小成正比。（）6.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)必須滿足電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載特性相交，且在交點(diǎn)處電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的斜率小于負(fù)載特性的斜率（對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載而言）。（）7.三相籠型異步電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩均按變比的平方倍減小。（）8.直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。（）9.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子電流的頻率越高。（）10.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)，弱磁調(diào)速會(huì)導(dǎo)致電樞電流增大。（）四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞反應(yīng)的影響及改善措施。2.比較三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)與降壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明降壓?jiǎn)?dòng)的適用場(chǎng)景。3.分析異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)保持U/f恒定的原因，并說明該調(diào)速方式的特點(diǎn)。4.畫出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓調(diào)速的機(jī)械特性曲線（標(biāo)注額定點(diǎn)、調(diào)速范圍），并說明該調(diào)速方式的適用負(fù)載類型。5.說明電力拖動(dòng)系統(tǒng)中過流保護(hù)、過載保護(hù)和欠壓保護(hù)的區(qū)別及實(shí)現(xiàn)方法。五、綜合分析題（共10分）某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：P_N=30kW，U_N=380V，n_N=1470r/min，cosφ_N=0.88，η_N=0.92，極對(duì)數(shù)p=2。試求：（1）額定電流I_N；（2）額定轉(zhuǎn)差率s_N；（3）同步轉(zhuǎn)速n?；（4）若該電機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，當(dāng)電源電壓下降10%時(shí)（假設(shè)頻率不變），分析電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率和定子電流的變化趨勢(shì)（需推導(dǎo)關(guān)鍵公式）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.A3.B4.C5.A6.C7.B8.B9.B10.B11.B12.B13.B14.A15.A二、填空題1.T-T_L=(GD2/375)·dn/dt；飛輪矩（或飛輪慣量）2.n=(U-IR?)/(C_eΦ)；增大3.定子電壓為額定值；頻率為額定值；定子繞組按規(guī)定方式接線4.電樞串電阻啟動(dòng)；降壓?jiǎn)?dòng)；降壓?jiǎn)?dòng)5.變極調(diào)速；變頻調(diào)速；變轉(zhuǎn)差率調(diào)速；變同步轉(zhuǎn)速6.能耗制動(dòng)；反接制動(dòng)；回饋制動(dòng)；回饋7.理想空載；啟動(dòng)（堵轉(zhuǎn)）三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.×四、簡(jiǎn)答題1.電樞反應(yīng)的影響：①氣隙磁場(chǎng)畸變（前極端磁通增強(qiáng)，后極端磁通削弱）；②去磁作用（飽和時(shí)后極端磁通削弱量大于前極端增強(qiáng)量，總磁通減少）。改善措施：①安裝換向極（抵消交軸電樞反應(yīng)磁場(chǎng)）；②主磁極采用補(bǔ)償繞組（直接抵消電樞反應(yīng)磁通）。2.直接啟動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、啟動(dòng)時(shí)間短；缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流大（約5-7倍額定電流），會(huì)引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響其他設(shè)備運(yùn)行。降壓?jiǎn)?dòng)優(yōu)點(diǎn)：降低啟動(dòng)電流；缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩也隨之降低（與電壓平方成正比），需額外啟動(dòng)設(shè)備（如自耦變壓器、Y-Δ開關(guān)）。適用場(chǎng)景：電機(jī)容量較大（超過電網(wǎng)容量的15%-20%）或電網(wǎng)容量較小，不允許直接啟動(dòng)的場(chǎng)合。3.保持U/f恒定的原因：異步電動(dòng)機(jī)的主磁通Φ≈U/(4.44fN?k_w1)，若僅變頻而不調(diào)整電壓，當(dāng)f降低時(shí)U不變會(huì)導(dǎo)致Φ增大，鐵心飽和，勵(lì)磁電流劇增；當(dāng)f升高時(shí)U不變會(huì)導(dǎo)致Φ減小，電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降。因此需保持U/f恒定以維持Φ基本不變。調(diào)速特點(diǎn)：①調(diào)速范圍寬；②機(jī)械特性硬；③效率高（屬于轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速）；④可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，適用于要求高精度、寬范圍調(diào)速的場(chǎng)合（如數(shù)控機(jī)床、變頻空調(diào)）。4.機(jī)械特性曲線：以n為縱坐標(biāo)，T為橫坐標(biāo)，固有特性（U=U_N）為一條略向下傾斜的直線，降壓后的特性為一組與固有特性平行、截距更低的直線（U減小，n?=U/(C_eΦ)減小）。額定點(diǎn)位于固有特性上（n_N,T_N），調(diào)速范圍D=n_max/n_min（通常n_max為額定轉(zhuǎn)速，n_min為最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速）。適用負(fù)載類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（如帶式輸送機(jī)、起重機(jī)），因電壓降低時(shí)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電樞電流基本不變（T=C_TΦI?），電機(jī)可在不同轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。5.過流保護(hù)：針對(duì)短路或嚴(yán)重過載（電流遠(yuǎn)超過額定值），動(dòng)作快（瞬時(shí)），常用設(shè)備為熔斷器或過流繼電器（動(dòng)作電流整定為1.5-2倍額定電流）。過載保護(hù)：針對(duì)長期過負(fù)載（電流略超過額定值），需反時(shí)限特性（電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短），常用設(shè)備為熱繼電器（動(dòng)作電流整定為1.1-1.2倍額定電流）。欠壓保護(hù)：當(dāng)電源電壓低于某一閾值（如60%-80%額定電壓）時(shí)切斷電源，防止電機(jī)低壓運(yùn)行燒毀或斷電后恢復(fù)供電時(shí)自行啟動(dòng)，常用設(shè)備為接觸器（電壓過低時(shí)電磁力不足，觸點(diǎn)斷開）。五、綜合分析題（1）額定電流I_N=P_N/(√3U_Ncosφ_Nη_N)=30×103/(√3×380×0.88×0.92)≈55.6A（2）同步轉(zhuǎn)速n?=60f/p=60×50/2=1500r/min額定轉(zhuǎn)差率s_N=(n?-n_N)/n?=(1500-1470)/1500=0.02（3）同步轉(zhuǎn)速n?=1500r/min（同上）（4）異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式T=K_TΦ_mI?cosφ?，其中Φ_m≈U/f（U/f恒定）。當(dāng)電源電壓下降10%（U'=0.9U_N