2009太原科技大学电力拖动试题标准答案(三本)B卷

第1页共7页太原科技大学华科学院2006级《电力拖动》评分标准A卷一、填空题（共25分，每空0.5分）1.直流电动机定子部分的作用是产生固定磁场（或产生磁场），异步电动机定子部分中的作用产生旋转磁场。2.直流电动机按励磁方式的不同可分为他励、并励、串励、复励四种。3.他励直流电动机中的损耗主要有铁损耗、铜耗、机械摩擦损耗（空载损耗）等。（答出杂散损耗（或附加损耗）也得分）4.他励直流电动机的人为机械特性主要有串电阻、降电压、弱磁三大类。5.电力拖动系统一般是由电动机、传动机构、工作机构、控制设备和电源五部分组成。6.用运动方程式来表示单轴电力拖动系统中电磁转矩T、负载转矩TL与转速n之间的关系dtdnGDTTL3752或dtdJTTL。7.在多轴电力拖动系统简化为单轴系统的过程中，所遵循的折算原则是：保持系统的功率传递关系和系统的贮存动能不变。所以，转矩应按照传动比（或j）的反比来折算，飞轮矩应按照传动比的平方（或j2）的反比来折算，在起升机构中的滑轮组倍率实质上就是传动比（或j）的一部分。8.判定电力拖动系统稳定运行的充要条件是LTT和LdTdTdndn。9.YZR电动机的含义是三相异步绕线式起重冶金用电机。（答出三相、异步、绕线式、起重冶金专用任三个给0.5分）10.一般工作机械的电动机主要工作方式分为连续工作方式（或S1）、短时工作方式（或S2）、周期性断续工作方式（或S3）三种。11.直流电机铭牌上的额定功率对直流发电机来说是指电刷端的输出电功率（或NNIU），对直流电动机来说是指转轴上输出的机械功率（NNNIU）。12.他励直流电动机固有机械特性的一般表达式为n=n0-βT，其中理想空载转速n0等于NeNCU，机械特性的斜率β等于2NteaCCR。13.他励直流电动机工作在第一、三象限时处于电动运转状态，此时，电磁功率PM＞0；而在第2页共7页第二、四象限时处于制动运转状态，此时，电磁功率PM＜0。14.拖动位能性恒转矩负载运行于正向电动状态的三相异步电动机，若采用能耗制动停车，当n=0时，必需采取上闸（制动器抱闸）停车措施。15.拖动较小的阻抗性恒转矩负载运行于正向电动状态的三相异步电动机，若采用电枢反接制动，当n=0时，需采取断电上闸（或切断电源并制动器抱闸）停车措施停车，否则，系统会运行在Ⅲ象限，工作在反向电动状态。16.异步电动机机械特性的实用形式2mmmTssTss。17.三相异步电动机按转子结构可分为绕线式和鼠笼式两大类。18.判定下列各种情况下，采用电动机惯例的一台他励直流电动机运行在什么状态：①P1＞0，PM＞0，Ia＞0，正向电动状态；②Ea＜0，EaIa＞0，反向电动状态；③T＞0，n＜0，U=UN，倒拉反转运行；④n＜0，U=－UN，Ia＞0，反向回馈制动运行。19.三相异步电动机最大电磁转矩与电压成平方正比（或2U）关系；临界转差率与转子回路电阻成正比（或2r）关系。二、单项选择题（共6分，每空1分）1.他励直流电动机中，下列物理量中方向不变的是D。①励磁电流；②电枢电流；③电枢感应电动势；④电枢元件感应电动势；⑤电枢导条中的电流；⑥主磁极中的磁通；⑦电枢铁心中的磁通；A)②③④⑥B)①②⑤⑥C)④⑤⑥⑦D)①②③⑥2.一台YZR电动机，提升某重物，当达到一定高度时需要短时停在空中，不使用例如抱闸等装置使卷筒停转的办法，那么可以采用的办法是B。A)切断电动机电源B)在电动机转子绕组中串入适当的三相对称电阻C)对调定子绕组任意两出线端D)降低电动机电源电压3.一台电动机连续工作方式额定功率为40kW，短时工作方式15min工作时间额定功率为PN1，30min工作时间额定功率为PN2，则C。A)PN1=PN2=40kWB)PN1PN240kWC)PN1PN240kWD)PN2PN140kW4.电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/min，工作机构转速为100r/min，传动效率为0.85，第3页共7页工作机构未折算的实际转矩为180N.m，电动机电磁转矩为20N.m，该系统肯定运行C。A)加速过程B)恒速C)减速过程D)停止不动5.如不考虑机械强度或换向问题，在下列条件下拖动负载运行时，从充分利用电动机来讲，哪种情况下电动机的输出功率最大B。A)强迫通风，环境温度60℃B)强迫通风，环境温度40℃C)自然冷却，环境温度60℃D)自然冷却，环境温度40℃6.一台他励直流电动机,，当提升某重物时，负载转矩TL=TN，电动机额定转速为nN=710rpm，忽略传动损耗，现要以相同的速度把该重物下放，可以采用的办法是D。A)降低电源电压U1B)改变气隙磁通量C)对调定子绕组任意两出线端D)串入合适的电阻三、判断题（正确的在括号里写“T”，错误的写“F”，共12分，每题1分）正确的打“√”，错误的打“×”也同样评分。1.空载转矩T0是一个制动性的转矩，永远与转速n的方向相反。（T）2.他励直流电动机降压调速与弱磁调速，都可以做到无级调速。（T）3.他励直流电动机的电枢电流增大，电磁转矩也一定增大。（T）4.绕线式三相异步电动机转子回路串入适当电抗，能增大起动转矩。（F）5.三相绕线式异步电动机转子回路串入电阻可增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩也越大。（F）。6.三相异步电动机的临界转差率Sm的大小与转子电阻r2无关。（F）7.三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（T）8.在起重运输机械的电力拖动系统中要得到稳定运行，电动机必须具有从右向下倾斜的机械特性。（F）9.直流电动机串多级电阻起动，在起动过程中，每切除一级起动电阻时，电枢电流都会突变。（T）10.直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于电枢绕组中。（F）11.起重机提升与下放同一重物时，传动机构的损耗转矩一样大。（T）12.他励直流电动机电磁功率PM0，说明此时电动机已经变为他励直流发电机了。（F）四、问答题（共20分）1.三相异步电动机能否长期运行在最大转矩下工作？为什么？（4分）答：①不能。（1分）②电机在实际运行中有可能发生负载突然增大而导致过载。（1分）③电压波动时影响真实的电动机特性而导致过载。（1分）④电机是按照额定运行情况来设计的，在电机带第4页共7页额定转矩工作时，电机内部的损耗、温升、机械受力等都是允许的，如果使电机长期运行在最大转矩下，电流最大，电机内部的损耗、温升及机械受力等都要超过设计的允许值，就可能损坏电机。（1分）2.容量为几千瓦时，为什么直流电动机不能直接启动而三相鼠笼异步电动机却可以直接启动？（8分）答：直流电动机若直接启动时：①启动电流达十几倍额定电流以上；②无法换向；③由于发热使温度升高而烧毁电动机。而三相鼠笼式异步电动机启动时：①启动电流只有额定电流的4至7倍；②没有换向问题；③在控制启动次数的情况下，启动过程短时过电流电动机发热没有问题；④启动转矩足够大。⑤因此，容量在几千瓦范围内，直流电动机不能直接启动而三相鼠笼异步电动机却可以直接启动。（共8分，每条1分）3.确定电动机功率的原则和步骤。（4分）答：原则和步骤：①工作制、工作级别、JC值。②计算负载功率PL。③根据负载功率，预选电动机的额定功率和其它参数。④校核预选电动机；一般先校核温升，再校核过载倍数，必要时校核启动能力。⑤三者都通过，所选的电动机便选定，通不过，从第三步重新开始，直到通过为止。⑥不过热。⑦不过载。⑧保证启动时间（或保证足够的启动能力）。（每条0.5分，共4分）4.异步电动机和直流电机的定子和转子铁心的各用什么材料制成？为什么？（4分）答：①直流电动机的定子用厚钢板，转子用硅钢片制成；异步电动机的的定子和转子都用硅钢片制成。（2分）②这主要是因为直流电机定子产生固定的磁场，定子产生的涡流损耗和铁损耗较小，因而用厚钢板，转子铁心随磁通方向变化产生涡流与磁滞损耗，因而用导磁性能好的硅钢片。（1分）③异步电动机定子产生旋转的磁场，此时的涡流损耗和铁损耗较大，转子铁心也产生涡流与磁滞损耗，因此都用导磁性能好、，损耗小的硅钢片。（1分）五、作图分析题（共21分）1.在直角坐标中绘出直流他励电动机在电动与各种制动状态时的机械特性曲线并写出其机械特性方程，同时标出P1，PM，T，n的方向。（18分）答：机械特性方程：①正向电动运行2NteaNeNCCRCUn0,0,0,01nTPPM②反向电动运行2NteaNeNCCRCUn0,0,0,01nTPPM③能耗制动过程2NteaCCRn0,0,0,01nTPPM第5页共7页④能耗制动运行2NteaCCRn0,0,0,01nTPPM⑤反接制动过程2NteaNeNCCRRCUn0,0,0,01nTPPM⑥倒拉反转制动运行2NteaNeNCCRRCUn0,0,0,01nTPPM⑦正向回馈制动过程2NteaNeCCRCUn0,0,0,01nTPPM⑧反向回馈制动运行2NteaNeNCCRRCUn0,0,0,01nTPPM评分标准：①画出T—n坐标给1分；②画出阻抗性负载和位能性负载曲线（TL1、TL2、-TL1）给1分；③画出二个电动状态、三个制动过程、三个制动运行给8分；（每个1分）④写出八个特性方程给4分；（每个0.5分）⑤P1，PM，T，n给出任意两个正确给0.5分，一个8个，共4分。2.下图中所示为一台空载并励直流电动机的接线，已知按图（a）接线时电动机顺时针启动，请标出按图（b）、（c）、（d）界限时，电动机的启动方向。（3分）TTL2n0n1-TL1TL1正向电动运行正向回馈制动过程能耗制动运行倒拉反转运行反向回馈制动运行反向电动运行反接制动过程O-n0n能耗制动过程第6页共7页或：逆时针顺时针逆时针六、计算题（共16分）1.一台工频8极绕线式异步电动机PN=30kW，U1N=380V，I1N=71.6A，nN=725r/min，E2N=257V，I2N=74.3A，λ=2.2。拖动负载启动，TL=0.75TN。若用转子串电阻四级启动，T1=1.8TN，求各级启动电阻。（8分）解：（1）同步转速min/75045060601rpfn（1分）（2）额定力矩mNnPTNNN92.3977203095509550（1分）（3）额定转差率303.075072575011nnnsNN（1分）（4）转子每相电阻12.06.71257303.0222NNNIEsR（1分）（5）启动转矩比02.28.1303.0141mNNTsT（1分）（6）校核切换转矩T2NNNTTTTT89.002.28.18.112NNLTTT825.075.01.11.1LTT1.12，合适（2分）（7）求启动时转子回路总电阻2424.012.002.221RRz490.012.002.22222RRz第7页共7页989.012.002.23233RRz998.112.002.24244RRz（1分）2.一台三相8极工频绕线式异步电动机数据为：额定容量PN=75kW，额定转速nN=720rpm,λ=2.4，转子额定电势E2N=213V（转子不转，转子绕组开路电势），转子额定电流I2N=200A，U1=220V，通过计算确定此电动机的自然特性并绘出图形（画出象限的四个特殊点并连线）。（8分）解：（1）同步转速min/75045060601rpfn（1分）（2）额定力矩mNnPTNNN79.9947207595509550（1分）（3）最大转矩mNTTNm496.238779.9944.2（1分）（4）额定转差率04.075072075011nnnsNN（1分）（5）临界转差率1833.0)14.24.2(04.0)1(22Nmss（1分）（6）转矩实用公式