電機學期末試卷及解答

《電機學》考試題型

(120分鐘)

一、判斷題：錯誤的在括號內記“F”;正確的在括號內記“T”。(20分)

(1) 全電流定律(安培環路定律)中的線積分指的是對磁感應強度B的線積分( )

(2) 磁性材料的磁感應強度B可以隨着磁場強度H的增加達到任意值( )

(3)直流電動機的固有機械特性指在額定電樞電壓下的機械特性 ( )

(4)提高異步電動機定子電源頻率可以提高轉子轉速 ( )

(5)鼠籠式異步電動機通常是在轉子上串電阻進行調速 ( )

(6)直流電機的電樞指定子和轉子 ( )

(7)他勵直流電機的勵磁線圈與定子線圈在電路上爲並聯或串聯 ( )

(8)交流電機的電樞指轉子和定子 ( )

(9)只要三相異步交流電機的其中一相定子繞組通以交流電就會產生旋轉磁場( )

(10)異步電動機的變極調速通常是針對籠型電機而言 ( )

(11)直流電動機的勵磁線圈指定子線圈 ( )

(12)直流電動機的轉子迴路串入電阻以後機械特性變軟 ( )

(13)直流電機的主磁路指磁力線經過的轉子磁路 ( )

(14)異步電動機要起動必須在轉子繞組上加外部電源 ( )

(15)異步電動機轉子上串電阻後機械特性不變 ( )

(16) 若他勵直流電動機進行降壓調速，由於電源電壓連續變化時轉速也跟着連續變化，所以可以達到無極調速的目的 ( )

(17) 電機的可逆性原理是指直流電機與交流電機可以互相轉化( )

(18) 爲了維持同步發動機的端電壓不變，必須隨着無功負載的變化相應地調整轉子的勵磁電流( )

(19) 直流電機單疊繞組的電刷數與磁極數相同( ) (20) 同步電機只能作爲發動機使用( )

二、選擇題：只有一個答案正確(20分)

(1) 對於變頻調速，以下說法正確的是： ( )

A 當極對數P一定時，轉子轉速與電源頻率成反比 B 當極對數P一定時，轉子轉速與電源頻率成正比 C 轉子轉速與電源頻率無關

(2) 異步電動機起動時定子繞組接成星型，起動後接成三角形，實爲： ( )

A 接成三角形時，每相電壓小些 B接成星形時，每相電壓大些 C 降壓起動 D 升壓起動

(3) 他勵直流電動機的起動轉矩ST一般爲額定轉矩NT的__倍 ( )

A 1 B 0.82 C 2-3 D 1.1—1.2

(4) 對於異步電動機調壓調速，以下說法錯誤的是： ( )

A 改變定子電壓時，同步轉速不變

B 改變定子電壓時，最大轉矩對應的轉差率s也不變

C 定子電壓越低特性越硬

D 最大轉矩T和定子電壓的平方成正比

(5)以下哪一項不屬於直流電動機的調速方法：

( ) A 變極調速 B 調壓調速 C 弱磁調速 D電樞串電阻調速

(6)對於他勵直流電動機的'起動，以下說法錯誤的是： ( )

A 在起動中可以採取先星型後三角形 B 通常不直接起動 C 可以降壓或升壓起動 D 可以串電阻起動

(7)當異步電動機定子通以三相交流電，並使得轉子以一定轉速旋轉(轉子繞組迴路有交流電流)，以下說法正確的是： ( )

A 轉子電流不產生旋轉磁場

B 轉子電流產生的旋轉磁場的轉速(相對於定子)小於定子產生的旋轉磁場的轉速

C 轉子電流產生的旋轉磁場的轉速(相對於定子)可能大於或小於定子產生的旋轉磁場的轉速

D 轉子電流產生的旋轉磁場的轉速(相對於定子)等於定子產生的旋轉磁場的轉速

(8) 對於異步電動機的變極調速，以下說法錯誤的是：

( ) A 通常用於籠式電動機

B 極數有限。

C 只能是改變定子極數，轉子極數不變。

D 由於繞線式異步電動機的定子和轉子極數必須同時改變 ，所以繞線式電動機很少變極調速。

(9) 變壓器的額定容量SN ( )

A 可能包含有功成分與無功成分。 B 是指有功額定容量。 C 是指無功額定容量。 D 最大輸出功率。

(10)三相異步電動機的空氣氣隙中的一個固定點處，其磁場交變頻率取決於( )

A 電源頻率 B 極對數 C 電源頻率和極對數 D 轉子轉速

(11) 下圖爲三相異步電機的一相繞組接線圖，該電機爲____( )

A 8極 B 4極 C 2極 D 6極

(12) 直流電動機改變電樞電壓其機械特性變______ ( )

A 硬 B 軟 C 不變 D 難以確定

(13) 關於直流電動機的調壓調速，以下說法正確的是 ( )

A 絕對值通常應在額定電壓範圍內 B 不能改變方向 C 絕對值通常應在額定電壓範圍以外 D 可以任意大小

(14) 對於鼠籠式異步電動機的轉子，以下說法錯誤的是 ( )

A 其轉子繞組通常已焊接死 B 通常不採取轉子串電阻調速

C其極數通常隨定子極數任意改變 D 其極對數不能跟隨定子極對數任意改變

(15)對於繞線式異步電動機，以下說法正確的是： ( )

A 轉子繞組不能串電阻

B 轉子極對數不能自動跟隨定子極對數任意改變

C 轉子繞組只能接成星型 D 轉子繞組只能接成三角形

(16)當異步電動機轉子的轉速與旋轉磁場的轉速相同時，以下說法錯誤的是：

( ) A轉子迴路沒有電流 B 轉子迴路沒有切割電動勢 C沒有電磁轉矩 D 具有最大電磁轉矩

(17) 當異步電動機轉子繞組迴路開路(斷開)時，以下說法錯誤的是：( )

A 沒有電流 B 沒有電磁轉矩 C可能有感應電動勢 D 肯定有電磁轉矩

(18) 他勵直流電動機的起動電流SI一般爲額定電流NI的__倍 ( ) A 2—2.5 B 5 C 10 D 4

(19) 同步發動機併網時，以下說法正確的是 ( )

A 對發動機的頻率不作要求 B對發動機的電壓幅值不作要求 C 只要求發動機的電壓相序、電壓相角與電網一樣 D發動機的電壓相序、電壓相角、頻率與電壓幅值都應考慮

(20) 爲了維持同步發動機的轉速不變，必須隨着有功負載的變化調節_____ ( )

A 勵磁電流 B 原動機的輸入功率 C 原動機的無功功率 D發動機的電壓相序和電壓相角

三、下圖爲某他勵直流電動機的四條機械特性，曲線„1‟爲固有機械特性，其餘三條分別爲„降壓‟、„轉子串電阻‟和„既降壓轉子又串電阻‟所對應的機械特性，試分析„2‟、 „3‟、 „4‟曲線分別是哪種情況的機械特性。(10分)

n

0

nN

U12

3

4

T

參考公式：(1)U=eCNn+aI(aR+R)

，(2)T=TCNaI 四、三相異步電動機，定子通以1f=50Hz的三相交流電，額定轉速爲nN=1470r/min,轉差率S=0.02，試分別計算：

(1)轉子轉速n的大小;

(2)同步轉速n1(磁場旋轉速度)的大小; (3)轉子電流頻率f2的大小;

(4)轉子電流產生的旋轉磁場相對於定子的轉速多大，相對於轉子自身轉速又是多大。(10分)

五、分析下圖所示三相變壓器的組別，要求有分析過程(10分)

六、某他勵直流電動機額定功率NP=21KW，額定電壓NU= 220V，額定電流NI=110A ，額定轉速Nn=1500r/min ，電樞迴路總電阻aR=0.1歐， 忽略空載轉矩0T，電機帶動額定負載運行時，要求把轉速降到1000r/min ，計算：

(1)採用電樞串電阻調速需串入的電阻值R爲多大? (2)採用降低電源電壓調速需把電源電壓降到多少?

(3)上述兩種情況下，電動機輸入功率與輸出功率各是多少?(輸入功率不計勵磁迴路的功率)

(15分) 參考公式：

(1) NU=e

CNNn+NIaR，NU=eCNn+NI(aRR)，

理想空載轉速0n=NU/e

CN，

aaN

RRn

Rn

(R爲串入的電阻，n=0n-n， Nn=0n-Nn，此爲電壓不變而串電阻時的公式)。

(2)01n=n+Nn(01n爲降低電源電壓後的理想空載轉速)，01

10

NnUUn

(1U爲降低後的電壓)。

(3)輸出轉矩T=9550NP/Nn，輸出功率P=T(爲角速度)。

七、從結構及原理方面，說說交流電機與直流電機的區別 (5分)

八、下圖爲轉動三相異步電動機的T型等效電路，請指出各元件的物理意義，並說明各虛框處所代表的功率。(10分)