《电机与变压器》试卷与参考答案 一、选择填空 1、直流发电机中电刷和换向器的作用是将电枢绕组内部
B 电势转换为电刷外部
A 电压。

A 、直流
B 、交流。

2、与空载相比，直流电机负载前、后电机气隙内每极的磁通 B ；
A 、 基本不变；
B 、减小；
C 、增加；
3、当直流电机处于发电状态时，电磁转矩的方向与性质为 D ；
A 、与电机转向相同，制动
B 、与电机转向相反，驱动
C 、与电机转向相同，驱动
D 、与电机转向相反，制动
4、与固有机械特性相比，他励直流电动机弱磁升速时的人为机械特性 C ；
A 、理想空载转速不变，斜率减小；
B 、理想空载转速升高，斜率减小；
C 、理想空
载转速升高，斜率增大；D 、理想空载转速降低，斜率减小；
5、一台60HZ/220V 的进口变压器在50HZ/220V 的电源上运行, 其空载电流 A 。

A 、增加；
B 、减小；
C 、不变；
6、变压器随着负载的增加，其主磁通 A 。

A 、基本不变； B 、变大；C 、变小。

7、当负载电流增加时，电力变压器二次侧的输出电压 D 。

A 、降低；
B 、增加；
C 、不变；
D 、上述三种可能均有可能发生；
8、在下列各种类型的三相变压器中， C 不宜采用。

A 、Y ，d 接法的芯式变压器；
B 、D ，y 接法的组式变压器；
C 、Y ，y 接法的组式变压器；
D 、Y ，y 接法的心式变压器。

9、铭牌上显示额定转速为960r/min 的异步电机，其极对数为 C 。

A 、2；
B 、4；
C 、6；
D 、8
10、对于异步电动机来讲，其转差率s 在反转制动状态时的取值范围为 B 。

A 、s < 0；
B 、s > 1；
C 、0 < s ≤ 1。

二 、 简答题
1、试讨论大型异步电动机组成的电力拖动系统不能直接起动的原因，并各自给出两种起动
方法？
答：异步电动机直接起动时，由于转差率s=1，由等效电路
起动电流和起动转矩分别为：
2212211)()(σσx x r r U I N
st '++'+=
22
1221111)()(2σσπx x r r U f p m T N st '++'+=
可见，直接起动时，定子电流较大，但起动转矩因起动时主磁通降低而变小，故直流电机不能直接起动，可采取软起动器降压、自耦调压器降压、变频以及转子回路串电阻等方法起动。

2、使用电流互感器时应注意哪些问题？说明理由。

答： 电流互感器相当于一台短路运行的升压变压器。

使用时应注意：1）为确保人身安全，二次侧一端应接地；2）为确保设备安全，二次侧不能开路。

因为电流互感器二次侧匝数较多，副边会感应出较高的电压尖峰击穿互感器的绕组绝缘。

3、（4分）三相异步电动机采用变频调速方案，当在基频以下调速时，为什么在改变定子频率的同时必须改变定子电压的大小？
答：由三相异步电机定子电压方程可知：m w k N f E U Φ=≈1111144.4，为了确保变频调速中电机的主磁通不变，定子电压和频率必须协调控制，亦即变频的同时必须调压。

三 、 计算题：
1已知他励直流电动机的额定数据为：,30kW P N =,220V U N = ,9A .156N =I ,min /1500r n N =Ω=082.0R a 。

忽略空载损耗，试求：
（1）电动机拖动反抗性恒转矩负载N T T 8.0L =运行在固有特性上时，进行能耗制动，欲使起始制动转矩为N T 2，电枢回路应分别串多大的电阻？
（2）电动机拖动反抗性恒转矩负载N T T 8.0L =运行在固有特性上时，若进行电枢反向的反接制动，欲使起始制动转矩为N T 2，电枢回路应分别串多大的电阻？此时，电机能否最后进入反向电动状态？若可以，试求其稳定转速。

若不可以，说明理由。

解：(1) 138.01500
082.09.156220=⨯-=-=ΦN a N N N e n R I U C min /4.1519138
.0082.09.1568.02208.0r C R I U n N e a N N A =⨯⨯-=Φ-= Ω=-⨯⨯=-Φ=Ω586.0082.09
.15624.1519138.021a N A N e R I n C R （2）Ω=-⨯⨯+=-Φ+=
Ω287.1082.09.15624.1519138.022022a N A N e N R I n C U R 电机能否进入反向电动状态的条件是：当n=0时，电动机的电磁转矩T em 是否大于负载转矩T L ，即N T T 8.0em >，则只要不切断电源，电机就可以进入反向电动状态。

当n=0时，A I A R R U I N a N st 52.1258.07.160287
.1082.02202=>=+=+=Ω 电动机可以进入反向电动状态，其稳定转速为
min /349138
.0369.19.1568.0220)(8.02r C R R I U n N e a N N c -=⨯⨯+-=Φ++-=Ω 2、一台隐极式同步电动机单机运行，其最大转矩是额定转矩的2倍（即过载能力为2），若转子直流励磁电流降为额定励磁的一半，外加电压下降至额定值的80%，转子仍带额定负载，问同步电机能否继续运行？试通过分析、计算说明理由。

答：
隐极式同步电动机的矩角特性为：θsin 1
0Ω=t em x U mE T 。

（1）额定电压运行时，同步电动机的最大转矩为：10max Ω=
t N e x U mE T ，此时，2πθ=。

额定电磁转矩为：N t N N x U mE T θsin 1
0Ω=。

由题意知：2max ==N
e T T T λ （2）若转子直流励磁电流降为额定励磁的一半，供电电压降至额定值的80%，则最大电磁转矩降为：
N N N e t N e T T T T x U E m T <=⨯==Ω='8.024.04.0)8.0)(5.0(max 1
0max 显然，同步电动机无法继续运行。

3、试确定下图所示三相变压器的联结组号，并画出相量图。

答：
三相变压器的联结组号为Y,y8，其相量图如下图所示。