2025年電機(jī)與拖動試題庫帶答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.直流電機(jī)電樞繞組中感應(yīng)電動勢的方向由（）決定。A.左手定則B.右手定則C.安培定則D.楞次定律答案：B2.變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原邊電流主要用于（）。A.建立主磁通B.產(chǎn)生銅損耗C.傳遞有功功率D.平衡副邊電流答案：A3.三相異步電動機(jī)銘牌標(biāo)注“額定轉(zhuǎn)速1440r/min”，則其同步轉(zhuǎn)速為（）。A.1000r/minB.1500r/minC.2000r/minD.3000r/min答案：B4.同步發(fā)電機(jī)的勵磁方式中，（）屬于自勵式勵磁。A.直流勵磁機(jī)勵磁B.靜止晶閘管勵磁C.旋轉(zhuǎn)整流器勵磁D.永磁式勵磁答案：B5.電力拖動系統(tǒng)中，若電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相反，則系統(tǒng)處于（）狀態(tài)。A.加速B.減速C.穩(wěn)定運(yùn)行D.堵轉(zhuǎn)答案：B6.他勵直流電動機(jī)采用電樞串電阻調(diào)速時(shí)，隨著串入電阻增大，機(jī)械特性的（）。A.硬度增加B.硬度降低C.理想空載轉(zhuǎn)速升高D.理想空載轉(zhuǎn)速降低答案：B7.三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為Yd11，說明原邊為星形聯(lián)結(jié)，副邊為三角形聯(lián)結(jié)，且副邊線電動勢滯后原邊（）。A.30°B.60°C.90°D.120°答案：A8.異步電動機(jī)啟動時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率（）額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子電流頻率。A.遠(yuǎn)大于B.遠(yuǎn)小于C.等于D.略小于答案：A9.同步電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)速（）同步轉(zhuǎn)速。A.大于B.小于C.等于D.不確定答案：C10.直流電機(jī)電樞反應(yīng)的結(jié)果是（）。A.氣隙磁場增強(qiáng)B.氣隙磁場削弱且發(fā)生畸變C.氣隙磁場不變D.主磁極磁場增強(qiáng)答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.直流電機(jī)的感應(yīng)電動勢公式為______，電磁轉(zhuǎn)矩公式為______。（Ea=CeΦn；T=CTΦIa）2.變壓器的電壓調(diào)整率ΔU%反映了______，其定義式為______。（副邊電壓隨負(fù)載變化的程度；ΔU%=（U2N-U2）/U2N×100%）3.三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=（n1-n）/n1，當(dāng)電動機(jī)啟動瞬間，s=______；理想空載時(shí)，s=______。（1；0）4.電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式為______，其中GD2表示______。（T-TL=（GD2/375）×dn/dt；系統(tǒng)的飛輪矩）5.他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法有______、______和______。（電樞串電阻調(diào)速；改變電樞電壓調(diào)速；弱磁調(diào)速）6.同步電機(jī)按運(yùn)行方式分為______、______和補(bǔ)償機(jī)三類。（發(fā)電機(jī)；電動機(jī)）7.變壓器的效率η=（輸出功率/輸入功率）×100%，當(dāng)______等于______時(shí)，效率達(dá)到最大值。（鐵損耗；銅損耗）8.異步電動機(jī)的電磁功率Pem與轉(zhuǎn)子銅損耗pCu2的關(guān)系為pCu2=______。（sPem）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述直流電機(jī)電樞繞組采用疊繞組和波繞組的區(qū)別及適用場景。答案：疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)（2a=2p），適用于低電壓、大電流的電機(jī)（如電解、電鍍用直流發(fā)電機(jī)）；波繞組的并聯(lián)支路數(shù)恒為2（2a=2），適用于高電壓、小電流的電機(jī)（如發(fā)電機(jī)、電動機(jī)的勵磁機(jī)）。2.變壓器空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)的目的分別是什么？試驗(yàn)時(shí)如何選擇電源側(cè)？答案：空載試驗(yàn)?zāi)康氖菧y量空載電流I0和空載損耗p0，計(jì)算勵磁參數(shù)（Rm、Xm）；通常在低壓側(cè)加壓，高壓側(cè)開路。短路試驗(yàn)?zāi)康氖菧y量短路電流Ik、短路損耗pk，計(jì)算短路參數(shù)（Rk、Xk）；通常在高壓側(cè)加壓，低壓側(cè)短路。3.異步電動機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，為何需要保持U/f恒定？若僅調(diào)頻不調(diào)壓會出現(xiàn)什么問題？答案：保持U/f恒定可維持氣隙磁通Φm基本不變（Φm≈U/(4.44fN)），避免磁通飽和或不足。若僅調(diào)頻不調(diào)壓，當(dāng)f降低時(shí)，U不變會導(dǎo)致Φm增大，鐵心飽和，勵磁電流劇增，鐵損耗上升；當(dāng)f升高時(shí)，Φm減小，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩下降，無法充分利用鐵心。4.電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是什么？舉例說明不穩(wěn)定運(yùn)行的情況。答案：穩(wěn)定運(yùn)行條件：①電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載特性有交點(diǎn)（T=T_L）；②在交點(diǎn)附近，若轉(zhuǎn)速受擾動上升，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩T應(yīng)小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L，使系統(tǒng)減速回原速；若轉(zhuǎn)速下降，T應(yīng)大于T_L，使系統(tǒng)加速回原速（即dT/dn<dT_L/dn）。例如，他勵直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，若電樞串電阻過大導(dǎo)致機(jī)械特性斜率為正（dT/dn>0），與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性（dT_L/dn=0）交點(diǎn)不滿足dT/dn<dT_L/dn，系統(tǒng)不穩(wěn)定。5.同步電動機(jī)為何不能自行啟動？常用的啟動方法有哪些？答案：同步電動機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁極在啟動瞬間靜止，轉(zhuǎn)子磁極與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度為n1，電磁轉(zhuǎn)矩方向交替變化（一個周期內(nèi)平均轉(zhuǎn)矩為0），無法產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。常用啟動方法：①異步啟動法（在轉(zhuǎn)子磁極上加裝阻尼繞組，利用異步轉(zhuǎn)矩啟動，接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)通入勵磁）；②輔助電動機(jī)啟動法（用小功率異步電動機(jī)拖動至接近同步轉(zhuǎn)速，再投入電網(wǎng)并勵磁）。四、計(jì)算題（共30分）1.一臺他勵直流電動機(jī)，額定數(shù)據(jù)：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，電樞電阻Ra=0.15Ω。求：（1）額定運(yùn)行時(shí)的感應(yīng)電動勢EaN；（2）電磁轉(zhuǎn)矩TN；（3）若負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=0.8TN，電樞串入電阻Rc=0.2Ω，求穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速n。（10分）解：（1）EaN=UN-IaNRa=220-115×0.15=220-17.25=202.75V（注：他勵電機(jī)Ia=IN）（2）TN=9.55×(PN/nN)=9.55×(22000/1500)=140.37N·m（或用T=CTΦIa，CT=Ce×30/π，Ce=EaN/(ΦnN)=202.75/(1500Φ)，但直接用PN=TNΩN，ΩN=2πnN/60更簡便）（3）TL=0.8TN=0.8×140.37=112.296N·m，穩(wěn)定時(shí)T=TL=112.296N·m由T=CTΦIa，Φ不變時(shí)Ia=TL/(CTΦ)，而CTΦ=TN/IaN=140.37/115≈1.22N·m/A故Ia=112.296/1.22≈92A電樞總電阻R=Ra+Rc=0.15+0.2=0.35ΩEa=UN-IaR=220-92×0.35=220-32.2=187.8Vn=(Ea/CeΦ)，而CeΦ=EaN/nN=202.75/1500≈0.1352V·min/r故n=187.8/0.1352≈1389r/min2.一臺三相變壓器，SN=500kVA，U1N/U2N=10kV/0.4kV，Yd11聯(lián)結(jié)，短路阻抗標(biāo)幺值Zk=0.05，空載損耗p0=1.2kW，短路損耗pkN=6kW。求：（1）變壓器的變比k；（2）額定負(fù)載且cosφ2=0.8（滯后）時(shí)的電壓調(diào)整率ΔU%；（3）最大效率ηmax。（10分）解：（1）Yd聯(lián)結(jié)，線電壓變比k=U1N線/U2N線=10000/(0.4×1000×√3)=10000/(692.82)≈14.43（注：Y聯(lián)結(jié)相電壓U1φ=10000/√3，d聯(lián)結(jié)相電壓U2φ=400V，故相電壓變比k=U1φ/U2φ=(10000/√3)/400≈14.43）（2）ΔU%≈(Rkcosφ2+Xksinφ2)×100%，其中Rk=pkN/SN=6/500=0.012，Xk=√(Zk^2-Rk^2)=√(0.052-0.0122)=√(0.0025-0.000144)=√0.002356≈0.0485cosφ2=0.8（滯后），sinφ2=0.6，故ΔU%≈(0.012×0.8+0.0485×0.6)×100%=(0.0096+0.0291)×100%≈3.87%（3）最大效率發(fā)生在p0=β2pkN，β=√(p0/pkN)=√(1.2/6)=√0.2≈0.447ηmax=(βSNcosφ2)/(βSNcosφ2+p0+β2pkN)×100%=(0.447×500×0.8)/(0.447×500×0.8+1.2+1.2)×100%=(178.8)/(178.8+2.4)×100%≈98.67%3.一臺三相四極異步電動機(jī)，額定數(shù)據(jù)：PN=30kW，UN=380V，IN=57.5A，nN=1470r/min，cosφN=0.88，定子銅損耗pCu1=1.2kW，鐵損耗pFe=0.8kW，機(jī)械損耗pΩ=0.5kW，附加損耗pΔ=0.3kW。求：（1）額定轉(zhuǎn)差率sN；（2）電磁功率Pem；（3）轉(zhuǎn)子銅損耗pCu2；（4）額定效率ηN。（10分）解：（1）四極電機(jī)p=2，同步轉(zhuǎn)速n1=60f/p=60×50/2=1500r/min，sN=(n1-nN)/n1=(1500-1470)/1500=0.02（2）輸出功率P2=PN=30kW，總機(jī)械功率Pmec=P2+pΩ+pΔ=30+0.5+0.3=30.8kW電磁功率Pem=Pmec/(1-sN)=30.8/(1-0.02)=30.8/0.98≈31.43kW（或用Pem=P1-pCu1-pFe，其中P1=√3UNINcosφN=√3×380×57.5×0.88≈√3×380×50.6≈380×87.6≈33.3kW，故Pem=33.3