电拖复习资料

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1、填空题 10分 20个空 1. 电机和变压器中存在两种电势：一种是变压器电势；另一种是运动电势（或速度电势）。2. 按照磁滞回线形状的不同，磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料。3. 磁滞和涡流损耗统称为铁心损耗，简称为铁耗。4. 当磁材料受到交变磁场的作用被反复磁化后，其内部磁畴将因相互间不断摩擦而引起铁心发热，相应的损耗又称为磁滞损耗。5. 涡流在铁心中的损耗又称为涡流损耗。6. 在电力电子学中，将直流转变为交流的过程称为逆变。电刷和换向器起到了机械式逆变器的作用。7. 在电力电子学中，将交流转变为直流的过程称为整流。8. 直流电机电枢绕组内部的感应电势和电流为交流，而点刷外部的电压和电流为直

2、流。9. 对直流电动机而言，电刷和换向器相互配合实现了电刷外部直流到电枢绕组内部交流的转换，即你变过程。对直流发动机而言，电刷和换向器相互配合实现了绕组内部交流到点刷外部直流的转换，即整流的过程。其中，电刷和换向器起到了机械式变流器（整流器和逆变器的总称）的作用，从而完成了整流和逆变过程。10. 直流电机的电枢绕组基本特点：a. 电枢绕组为闭合绕组；b. 直流线圈基本上是整距线圈11. 直流电机可分为两大类：一类是永磁直流电机；另一类是普通励磁绕组的直流电机。永磁直流电机主要适用于小功率电机，而大部分直流电机则是采用后一类励磁方式。12. 直流电机可分为他励和自励直流电机。13. 与空载主磁通

3、相比，电枢反应使每极总磁通减少，即电枢反应表现为去磁作用。14. 电枢反应结果造成：气隙磁场发生畸变，物理中性线偏移；主磁场削弱，每极磁通减小，电枢磁场呈去磁作用。15. 并励直流发电机的自励建压需满足下列三个条件：电机主磁通须有剩磁；励磁回路与电枢回路的接线须正确配合；励磁回路的总电阻不能超过临界电阻值。16. 随着负载的增加，电枢电流增大，转子转速下降，影响转子转速两个因素：电枢的电阻压降；电枢反应的去磁作用。17. 对发电机来讲，换向器和电刷起到了机械式整流器的作用。18. 对电动机来讲，换向器和电刷起到了机械式你逆变器的作用。19. 直流电机磁场的一个典型特点是采用双边励磁。20. 对

4、电动机起动过程的基本要求是：起动转矩应足够大；起动电流要小；起动设备简单、经济与可靠。21. 直流电动机常用的起动方法：电枢回路串电阻起动；降压起动。22. 对一般调速系统，主要通过如下几个指标评价系统的优劣：调速范围；静差率；调速的平滑性；原始投资与运行成本。23. 调速方法：降低电枢电压降速；降低励磁电流升速（弱磁升速）。24. 调速方式：恒转矩调速方式；恒功率调速方式。反抗性负载和位能性负载属于恒转矩调速。25. 恒转矩负载不宜采用恒功率调速方式。26. 为了确保调速过程中电动机不至于过热、负载能力得到充分发挥，恒转矩负载应选择恒转矩调速方式；而恒功率负载则应选择恒功率调速方式。27.

5、制动是指电机的电磁转矩与转速方向相反的一种运行状态。28. 能耗制动是将电枢回路从电网断开，并将其投入至外接电阻上。29. 反接制动是将电枢回路反接或电枢电势反向，使得外加电压U1与电枢电势Ea 顺向串联，共同产生制动电流Ia 。30. 回馈制动仅发生在系统实际的转速高于理想空载转速的场合下。31. 变压器可分为双绕组变压器和三绕组变压器。根据相数不同，变压器又分为单相变压器和三相变压器。32. 对于小容量的电力变压器，可以靠自然风来散热，相应的变压器又称为干式变压器。33. 对于容量较大的变压器，起铁心和绕组通常浸泡在变压器油（绝缘油）中，这种变压器称为油浸式变压器。34. 绝大部分磁力线是

6、通过铁心闭合的，该部分磁力线同时砸链原、副边绕组，相应的磁通称为主磁通。另有少量磁力线不经过铁心而是通过变压器内部的油和空气闭合，由于这部分磁力线仅与一次绕组砸链，相应的磁通又称为原边漏磁通。35. 工程中通常引入等效正弦波电流的概念，用等效正弦波电流代替非正弦的空载电流。方法是：确保等效前后空载电流的有效值和频率不变；等效前后的有功功率保持不变。36. 变压器一般不允许空载或轻载运行。37. 通过空载试验可以确定变压器的变比k、励磁电阻 和励磁电抗 。38. 短路试验又称为负载试验。通过短路试验可以确定变压器的短路电阻rk和短路电抗xk。39. 纯电阻负载（ =1）；感性负载 （ 滞后）；电

7、容性负载（ 超前）。 40. 变压器的铁耗基本保持不变，故铁耗又称为不变损耗。41. 随着负载的变化绕组铜耗是可变的，故又称为可变损耗。42. 自耦变压器的容量是由两部分组成：一部分是电磁功率；另一部分是传导功率。43. 电压器互感器在使用过程中需注意如下事项：为确保安全，二次侧必须一端接地；二次侧绝不能短路，否则电压互感器将会被烧坏。44. 电流互感器在使用过程中需要注意如下事项：为确保安全，二次侧必须一端接地；二次侧绝不能开路或处于空载状态，否则会由于二次侧匝数较多在副边感应出较高的电压尖峰，不但会击穿互感器的绕组绝缘，而且危及操作人员的人身安全。45. 按照磁通分类，变压器内部的磁通可分

8、为主磁通和刘磁通。主磁通主要经过铁心的主磁路与原、副边绕组同时砸链，其磁路特点是铁心存在饱和现象。该磁路可用励磁电抗与考虑铁心损耗的励磁电阻的组合来描述: 而漏磁通则主要经过包括空气或变压器油在内的漏磁路与自身绕组砸链，其特点是磁路为线性的。该磁路可以通过一漏电抗来表示。通过上述过程便可以将变压器的电路与磁路问题转化为电路问题。46. 三相对称绕组通以三相对称电流将产生旋转磁场，旋转磁场的转速为同步速。47. 随着机械负载的增加，转子转速下降，转差率s升高。48. 根据槽口的宽度，定子铁心表面的槽型可分为三类：半闭口槽、半开口槽和开口槽。49. 根据结构形式的不同，转子绕组有鼠笼式和绕线式。5

9、0. 对单层绕组而言，有几对极就对应几个线圈组。换句话说，线圈组数等于极对数。51. 单层绕组是整距分布绕组，线圈组数等于极对数。52. 对双层绕组而言，有几个极就对应几个线圈组。换句话说，线圈组数等于极数，它是单层绕组的两倍。53. 采用短距线圈尽管使线圈所感应的基波电势有所降低，但却大大削弱了高次谐波电势，使电势波形更接近正弦。54. 电机学中，把这种位置不变，幅值正负交替变化的磁势称为脉振磁势，脉振磁势所产生的磁场称为脉振磁场。55. 单相绕组通以单相交流电流所产生的基波合成磁势仍为脉振磁势。单相绕组通以单相交流所产生的磁势为脉振磁势；随着谐波次数V的增加，单相绕组所产生脉振磁势的幅值减

10、小。56. 改变绕组的通电相序，便可以改变三相基波合成磁势的转向。57. 随着负载的增加，转差率提高，转子铜耗加大，转子铜耗加大，转子发热严重。58. 三相绕线式异步电动机的起动：转子串电阻的分级起动；转子串频敏变阻器的起动。59. 三相异步电动机的调速方法如下几种：变极调速；变频调速；改变转差率调速。其中转差率调速又可以进一步采取如下措施：改变定子电压的调压调速；绕线式异步电动机的转子串电阻调速；电磁离合器调速；绕线式异步电动机的双馈调速与串级调速。60. 三相异步电动机的变频调速具有如下特点：基频以下为恒转矩调速，基频以上为恒功率调速；变频调速过程中，异步电动机机械特性的硬度保持不变，调速

11、范围宽；频率连续可调，可以实现无极调速。61. 电力拖动系统的方案选择：电力拖动系统供电电源的考虑；电动机的选择；电动机与生产机械负载配合的稳定性考虑；调速方案的选择；电力拖动系统的起、制动方法，正、反转方案的选择；经济指标的考虑，主要包括电网功率因数的考虑、调速方案的选择以及电网污染的考虑；电力拖动系统控制策略的选择；可靠性的考虑。简答题 40分 8道题1. 直流电动机总共有几种励磁方式？不同励磁方式下，其线路电流I1、电枢电流Ia以及励磁电流之间存在什么关系？2.6 答：直流电动机的励磁方式可分为他励和自励两大类。其中，自励又包括：并励、串励和复励三种形式。在采用他励时，直流电动机的励磁绕

12、组采用单独的励磁电源供电，而电枢绕组则采用另一电源供电。而对于自励方式的直流电机，其励磁绕组与电枢绕组则采用同一电源供电。根据接线的不同，其线路电流I、电枢电流以及励磁电流之间的关系式也不尽相同。对于并励直流电动机， ；对于串励直流电动机， ；对于复励直流电动机， 。 2. 直流电动机负载后，气隙中共存在着几种类型的磁场？它们分别是由哪些励磁磁势产生的？2.7 答：负载后，直流电机内部存在两种类型的磁场：一种是由定子励磁绕组磁势所产生的主磁场；另一种是由电枢绕组磁势所产生的电枢反应磁场。两者合成既是电机内部的气隙合成磁场。3. 何为电枢反应？它对主磁场有何影响？对发电机与电动机最终的运行性能各

13、有何影响？2.8 答：空载时，直流电机内部的磁场是由定子励磁绕组所产生的主磁场。负载后，除了主磁场之外，由电枢绕组中流过的电枢电流所产生的电枢磁势也要产生磁场，从而对主磁场造成一定影响。通常把电枢磁势对主磁场的影响称为电枢反应。电枢磁势对主磁场的影响结果造成：（1）气隙磁场发生畸变；（2）主磁场削弱，电枢反应呈去磁作用。对于直流发电机，上述结果造成电刷两端所感应的电势以及端部电压降低；对于直流电动机，上述结果造成转子转速上升。4. 在一定励磁的条件下，为什么负载后直流发电机输出的电压要比空载时的输出电压低？2.10 答：由基本方程式：可见，直流发电机负载后，有两个因素造成输出电压降低：（1）电

14、枢反应的去磁作用造成 降低；（2）负载后电枢电流Ia 的增加造成电枢电压下降。5. 在一定励磁的条件下，为什么负载后直流电动机转子的转速要比空载时的转子转速低？2.11 答：由 可见，直流电动机负载后，影响转子转速的因素有两个：（1）电枢电流Ia造成电枢电压下降；（2）电枢反应的去磁作用造成 的减少；前者引起转速下降；后者引起转速升高；轻载时由于电枢反应的去磁作用较小，前者占主要因素，故转子转速有所下降。当重载时，则电枢反应的去磁作用增大，相应的由其引起的转速升高变为主要因素，因此，此时转子转速将有所升高。6. 直流电动机在运行中，励磁绕组突然开路，将发生什么现象？试分析之。2.13 答：由

15、可见，直流电动机在正常运行过程中，若励磁绕组突然开路，即 =0，则 则减小为只有剩磁通，因此，转子转速将迅速升高，引起所谓的“飞车”现象。7. 并励直流电动机若端部的供电电源极性改变，其转向是否改变？串励直流电动机呢？2.14 答：对于并励直流电动机，若仅改变端部的供电电压极性，励磁绕组的接线不变，则电枢电流和励磁电流将同时反向，则电磁转矩仍保持原来方向，故转子转向将不会改变。而对于串励直流电动机，情况如此相同，转子转向将保持不变。他励直流电动机则会例外。8. 什么是直流电机的换向？换向不正常会带来什么后果？2.15 答：直流电机的换向是指对于某一电枢元件而言，当其经过电刷前后，内部电枢电流方

16、向将发生改变，这一现象称为换向。换向不良会造成换向火花，严重时，会引起环火，造成电刷和换向器表面烧坏，并危及电枢绕组。9. 主磁通与漏磁通有何区别？它们在变压器的等效电路中是如何反映的？5.110. 在其他条件不变的情况下，变压器仅将原、副边线圈的匝数改变±10%，试问原边漏电抗 与励磁电抗 如何变化？若外加电压改变±10%，两者又如何变化？若仅外加电压的频率改变±10%，情况又如何？5.311. 两台单相变压器，U1/ U2=220V/110V，原边的匝数相等，但空载电流 I0=I0。今将两台变压器的原边线圈顺向串联起来，并外加440V的电压，试问两台变压器的副

17、边空载电压是否相等？5.5 答：相等12. 三相变压器是如何反映原、副边线电压之间的相位关系的？5.9 答：用“时钟表示法”表示三相变压器高、低压绕组线电势之间的相位关系即组别号。13. 在三相变压器如三相整流变压器的使用过程中，为什么一般要求三相变压器的原、副边至少一侧要接成三角形？ 答：三相变压器一次侧或二次侧有一次侧三相绕组连接成三角形接法时，在三角形绕组内会产生一个不输出三次谐波的三相电流，该电流产生的三次谐波磁通实质是去磁性的，其作用与一次侧尖顶波励磁电流的效果完全相同，使主磁通和相电动势的波形接近正弦波。14. 与一般双绕组变压器相比，自耦变压器存在哪些优缺点？5.13 答：自耦变

18、压器所传递的功率比同体积的双绕组变压器大。换句话说，在传递相同功率的情况下，自耦变压器的体积小。15. 为什么异步电动机只有在转子转速与旋转磁场的同步速存在差异（不同）时才能产生有效的电磁转矩？而同步电动机却需要转子转速与旋转磁场的同步速完全相等才能产生有效的电磁转矩？6.1 答：异步电机采用单边励磁，即仅靠定子三相绕组通以三相交流电流产生定子旋转磁势和磁场。转子绕组则是通过与定子旋转磁场的相对切割而感应转子电势和电流的，并由转子感应电流产生转子旋转磁势和磁场。同步电机则不同，由于采用的是双边励磁，即不仅定子三相绕组通以三相交流电产生旋转磁势和磁场，而且转子绕组也通以直流励磁（或采用永磁体）产

19、生磁势和磁场，从而要求转子转速必须与定子旋转磁场保持同步，才能产生有效的电磁转矩。16. 一台三相异步电动机铭牌上标明 =50Hz ，额定转速为 =740 r/min，试问这台电动机的极数是多少？额定转速下，转子绕组所感应电势（或电流）的实际频率为多少？6.217. 若三相异步电动机的气隙加大，其空载电流以及定子功率因数将如何变化？6.5 答：气隙的大小直接影响电动机的励磁电流和功率因数。一般情况下，气隙越小，定子绕组的励磁电流越小，定子侧的功率因数则越高。18. 一台三相异步电动机，若将转子抽掉，而在三相定子绕组中加入三相对称电压，会产生什么后果？6.6 答：电动机将失去作用，不会工作。19

20、. 为什么同步电动机转子的转速与定子绕组的通电频率（或旋转磁场）之间保持严格的同步关系，而感应电机却存在“异步”现象？试解释之。8.1 与 6.1同。20. 一台转枢式三相同步电动机，电枢以转速n逆时针方向旋转，对称负载运行时，电枢磁势对相对于电枢的转速和转向如何？相对定子主磁极的转速又是多少？主磁极绕组会感应电势吗？8.2 答：电枢磁势相对于电枢的转速为n，相对于定子的转速为0，方向为顺时针。原因是：要想产生平均转矩，励磁磁势与电枢反应磁势必然相对静止，而现在励磁磁势不变。所以电枢反应磁势对定子也是相对静止的，而转子逆时针，所以它必须顺时针，方能在空间静止。画图题 20分 4道题1. 并励直

21、流电动机的功率流程图2. 并励直流发电机的功率流程图3. 下图中箭头表示转矩与转速的实际方向，试利用电力拖动系统的动力学方程式说明在附图所示的几种情况下，系统可能的运行状态（加速、减速或匀速）。 4. 试指出附图中电动机的电磁转矩与负载转矩的实际方向（设顺时针方向为转速n 的正方向）。5. 根据电力拖动系统的稳定运行条件，试判断图 3.52 中A、B、C 三点是否为稳定运行点？6. 单相变压器空载运行时的电磁过程7. 变压器负载后的电磁过程8. 变压器的T型等值电路 9. 变压器的“”型等效电路10. 三相异步电动机空载运行时的电磁过程11. 三相异步电动机转子堵转时的电磁过程12. 三相异步

22、电动机转子堵转时的电磁过程13. 异步电动机的功率流程图14. 电力拖动系统电动机机械特性与负载转矩特性的配合 计算题 30分 5道题1. 额定相电流 额定相电压变压器的变比每相的短路损耗短路参数解：（1）同步速为额定转差率为（2）转子电流的频率为转差频率，即（3）由功率流程图得于是转子铜耗为（4）输入电功率为于是，电动机的效率为（5）根据得定子电流为定子相电流为解：(1)额定转差率（2）根据三相异步电动机机械特性的实用公式得于是，临界转差率（3）额定转矩（4）最大电磁转矩解：额定转差率为转速为1000r/min时的转差率为（1） 根据三相异步电动机机械特性的参数表达式当电机稳态运行时，若负载转矩保持不变，则电磁转矩不变。改变转子电阻，则只有 保持不变，才能满足 不变。于是有转子回路应外串的电阻为（2） 根据转子回路外串的电阻时，电磁转矩保持不变，电流保持不变，即转子电流与原来数值相等。