电机测试技术期末试卷(A)参考答案

宁德师范学院物理与电气工程系2008级《电机测试技术》2009～2010学年第二学期期中试卷（A）参考答案班级姓名座号得分一、填空题(每空1分，共20分)1.磁场参数的测量主要是对__磁场强度___、___磁通密度___和__磁通量__的测量。2.对硬磁材料，主要的磁性参数是__剩磁___、__矫顽力___和__最大磁能积__。3.转动惯量测量方法有悬挂转子摆动法、__辅助摆锤法__、_空载减速法___、__重物自由降落法__。4.电动机被施以额定电压而逐步升速的过程中，包含__电磁__和__机械__的两个过渡过程。5.电刷中性线位置的调整有三种方法：_正反转发电机法_、__正反转电动机法__和_感应法_。6、电机中磁量的测量方法有__力矩法__、_电磁感应法__和__霍尔效应法___。7、同步电机参数测定中，dx、'dx、''dx分别代表__稳态电抗__、__瞬态电抗__和__超瞬态电抗__。二、判断题(每题1分，共10分)1.电机是一种进行能量转换或信号变换的电磁机械装置，其工作原理都是基于电磁感应定律和电磁力定律。（对）2.精密度度高的测量结果其准确度一定高，但准确度高的测量结果其精密度不一定高。（错）3.电流互感器的二次绕组不充许开路。电压互感器的二次绕组不充许短路。（对）4.为了不影响被测电路的工作状态，在仪表内阻选择时，电压表的内阻应尽量小些，电流表的内阻应尽量大些。（错）5.霍尔效应法是利用磁通变化时，与该磁通相交链的线圈产生感应电动势这一原理来进行测量的。（错）6.目前制成热电阻的金属材料主要有铂、铜和镍三种。（对）7.机电时间常数是衡量电动机通电后能快速动作的重要技术指标之一。（对）8.介电强度试验中，直流耐压时间和交流耐压时间都是1s。（错）9.电机中非电量测量包括转速、转矩、频率、温度、噪声、振动等测量（错）。10.电机的噪声应在空载电动机状态下进行测量，此时直流电机的转速和电压应保持额定值。（对）三、简答题(每小题7分，共35分)1.简述霍尔效应法的基本原理。答：将一块半导体薄片放入垂直于半导体平面的磁场中，并在半导体的两端通以电流IC，此时移动的载流子在磁场的作用下将受到洛伦磁力的作用。由于洛伦磁力的作用半导体中的载流子将向一侧转，并使该侧端面形成电子的积聚，这时半导体两端形成电场。半导体薄片中移动的电子除了受洛伦磁力外，还受到与此方向相反的电场力的作用。当两种力相等时，电子的积聚达到平衡，电子运动方向不偏移，此时的两端面之间建立的电场称为霍尔电场相应的电动势为霍尔电动势。2.已知某一元件国产代号为HZ-1，试说明此元件是用什么材料制成的，元件名称是什么？并简述这种元件测磁原理。答：此元件是用锗材料制成的，名称为霍尔元件。测磁原理是：把霍尔元件放在被测的磁场中，输入控制电流IC，并保持电流为常值，这时通过测量霍尔电动势的大小就可以确定磁通密度B的大小。3.试述谐波产生的原因及危害。答：由于大量非线性负载、晶闸管整流设备、变频器等到半导体变流装置加入电网，使供电网络中的波形发生畸变，50Hz的正弦波中还包含一系列频率为基波整数倍的正弦分量，这些分量就是谐波。危害主要有：（1）对旋转的电机会产生附加损耗，降低发电、输电及用电设备的效率；（2）使电机及电气设备的磁滞及涡流损耗增加，加速绝缘老化；（3）形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电机等负载电力系统案值运行；（4）电网谐波会使测量仪表、计量装置产生误差，达不到正确指示及计量；（5）会使电网各类保护及自动装置产生误动作或拒动以及通信系统内产生声频干扰。4.阐述整流电源供电时电动机轴电压的产生原因、危害及防预措施。答：产生原因主要有：磁路不对称或补偿绕组、换向极绕组和串励绕组的接线不当；电源的高频谐波电压作用在电枢绕组对铁心、轴径对轴瓦、电源装置对地等电容回路上也会产生轴电压。危害：轴电压在轴承、轴承座对地之间形成回路，产生轴电流，导致轴承油膜破坏，轴瓦表面烧损。预防措施：可在轴承座和地之间垫以绝缘板隔断回以防止轴电流的危害；接地电刷在轴与地之间短接，使轴电流不经过轴径、轴瓦的方法。5.试画绘制用两相对中点短路法测定零序电抗0x的接线图，同时说明这种测定方法的优缺点。答：接线图参考教材P156这种方法的优点是不需要辅助电源，可由电压表和电流表读数直接确定0x；缺点是可能发生转子过热现象，对凸极式无阻尼绕组的电机，电流和电压波形将会较大的畸变。四、计算题(本大题2小题，共35分)1.用一个量程为50mA、准确度为0.2级的直流电流表，测得某电路中的电流为10.0mA，则测量结果的最大绝对误差和最大相对误差别是多少？（11分）解：测量结果的最大绝对误差为mAmAAAmm1.0)50%2.0(%最大相对误差为%1%100101.0xAmm2.已知一个畸变的周期电流和电压波形展开在傅里叶级数的表达式分别为：310)cos(2)(kkktkIti，310)cos(2)(kkktkUtu，其中，002f，Hzf500,AIAIAI52,2,1321，VUVUVU40,220,10321，24,5.16,11321，6,5.13,11321，试求：（24分）（1）电压有效值U，电流有效值I；（2）有功功率P,无功功率Q。（设电机相数m=3）解：（1）电压有效值U=232221UUU=22240)220(10=25V电流有效值I=232221III=222)52(21=5A（2）P=)]cos()cos()cos([333322221111IUIUIUm=3))]24(6cos(5240)5.165.13cos(2220)1111cos(110[=)58621(30WQ=)]sin()sin()sin([333322221111IUIUIUm=3))]24(6sin(5240)5.165.13sin(2220)1111sin(110[=)252(40W