电机与拖动试卷及参考答案

一、每空1分，共30分）

1．直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相反），因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。

2．接触器主要由（电磁机构） 、（触点系统） 、（灭弧装置） 等三大部分组成。 3．空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构） 、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转180度）。 4、用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的 （1/3）,所以对降低（起动电流）很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时 （1/3），因此只适用于 空载或轻载 启动。

5．反接制动时，当电机转速接近于（0）时，应及时（切断电源），防止电机（反转）。

6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。 7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。

8．分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。 9．单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。

10．熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。

二、判断题（每小题1分，共10分）。

（ × ）1．一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。

（ × ）2．三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。

（ × ）3．交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。

（ × ）4．转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。

（ × ）5．三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。

（ × ）6．使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。

（ × ）7．电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。

（ √ ）8．三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。 （ √ ）9．刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。

（ × ）10．单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。

三、简述题（每小题 5分，共 15分）

1．直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？（5分） 答：起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0，最初起动电流IN UNRa。若直接起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍 甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。 2．异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流又属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。

3．变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么？

答：不会。因为直流电源加在变压器一次绕组上，将产生直流电流，在铁心中建立恒定磁通，恒定磁通不会在二次绕组中产生稳定的感应电动势。

另外，如加上和额定交流电压相同的直流电压，由于电感对直流相当于短路，故此时只有绕组电阻限制电流，电流将很大，并将烧毁变压器。

四、作图题（共21分）

1．已知三相变压器的接线图，作出原、副边的电压相量图，并判别它的联接组别。（9分）

该三相变压器的联接组别是Y△11。

2．按设计思路自行设计三相笼型异步电动机按时间原则控制的电动机可逆运行直流制动电路图,要求有必要的保护环节。（12分）

五、计算题（24分）

1．有一台笼形异步电动机，PN 20kW，IstIN 6.5，如果变压器容量为

SN

560kVA，问能否直接起动？（4分）

IQIN

34 SN4PN

解：判断电机能否直接起动的依据是满足公式：

34

SN4PN

34

5604 20

IQIN 6.5，

7.75

所以满足上面的公式，此电动机可以直接起动。

Rf=110Ω，2．并励电动机的UN=220V， IN=122A， Ra=0.15Ω， nN=960r/min。

如保持额定转矩不变，使转速下降到750 r/min，求需在电枢电路中串入电阻Rc的阻值？（8分） 解：串入电阻前：If

U

N

Rf

220110

2A Ia IN I

f

122 2 110A

Ea UN IaRa 220 110 0.15 203.5V

串入电阻调速后：

EaEa

'

CE n

'

CE nN

n

'

nN

750960

因此 Ea' 159V

由于额定转矩不变，Te CT Ia，所以Ia保持不变。

Ea UN IaRa 所以 Ra

'

'

'

'

U

N

EaIa

'

220 159120

0.51

Rc Ra Ra 0.51 0.15 0.36

3．已知一台三相异步电动机的额定数据如下：

PNIst

=4.5KW,nN=950r/min, N=84.5%,cos N=0.8,起动电流与云额定电流之比/IN=5， =2，起动转距与额定转距之比Tst/TN=1.4，额定电压220/380V，

接法星/三角，f1=50Hz。求（1）磁极对数p；（2）额定转差率sN；(3)额定转距TN；（4）三角形联结和星形联结时的额定电流IN；（5）起动电流Ist；（6）起动转距Tst。（12分） 解：（1）n1

60f1p

3000p

, 当p 1时，n1 3000r/min当p 2时，

n1 1500r/min

当p 3时，n1 1000r/min而 nN 950r/min， 所以取p 3，此时

n1 1000r/min

（2）SN

n1 nN

n1

1000 9501000

0.05（3）TN 9.55

PN

PNnN

9.55

4500950

45.2N m

（4）三角形联结时IN 星形联结时IN

3U

N

cos N N

4500

3 380 0.8 0.845

4500

3 220 0.8 0.845

10.1A

PN

3U

N

cos N N

17.47A

（5）三角形联结时 IQ 5IN 5 10.1 50.5A

星形联结时 IQ 5IN 5 17.47 87.35A （6）TQ TN 2 45.2 90.4N m