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2012年9月份《电机与拖动》课程考试
模 拟 试 卷
考试形式：闭卷 试卷类型：（A）
☆ 注意事项： 1、本考卷满分共：100分；考试时间：90分钟。
2、所有试题必须答到试卷答题纸上，答到试卷上无效。 3、考试结束后，考生须将试卷和试卷答题纸一并交回。
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一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1、一个由交流电流励磁的磁路，交流励磁绕组的电压有效值一定，若磁路的磁阻增加时，磁路中的磁通将（ ）。 A．不变
C．不能确定，与频率有关
B．增加 D．减少
2、一台并励直流电动机，如果电枢电压Ua 和励磁电流If 保持不变，在驱动恒转矩负载时，如果在电枢电路串入电阻RC ，则稳定运行后（ ）（提示：忽略电枢反应）。 A．n提高，Ia 不变 C．n降低，Ia 不变
3、并励直流发电机若正转能自磁，则反转时（ ）。 A．不能自励 C．也能自励
B．需调换励磁绕组的两个端才能自励 D．需减小励磁回路的电阻才能自励 B．n 提高，Ia 减小 D．n降低，Ia 增大
4、设变压器额定运行时的铁损耗为PFeN，则80%额定负载时的铁损耗为（ ）。 A．0.64PFeN C．PFeN
B．0.8PFeN D．1.2PFeN
5、额定电压为220/110V的变压器，若低压侧施加110V的电压，则高压侧的电压为（ ）。 A．55V
B．220V
C．110V
D．330V
大工《电机与拖动》课程考试 模拟试卷（A） 第1页 共11页
6、一台三相异步电动机在额定电压、额定频率下运行，当负载增加时，其转速 n和转子电流 I2的变化规律是（ ）。 A．n提高，I2 不变 C．n降低，I2 不变
B．n 提高，I2 减小 D．n降低，I2 增大
7、某三相绕线转子异步电动机，在临界转差率sm＜1的范围内增加转子电阻R2时，起动电流Ist和起动转矩Tst的变化情况是（ ）。 A．Ist 增加，Tst 不变 C．Ist 减小，Tst 不变
B．Ist 减小、Tst增加 D．Ist 增加、Tst 减小
8、三相同步电动机在欠励状态下运行时，电动机对电网呈现的性质是（ ）。 A．电感性 C．电阻性
B．电阻与电感性，与负载轻重有关 D．电容性
9、一台五相步进电动机，采用五相十拍运行方式，步距角为1.5°，当脉冲的频率为3000Hz时，其转速为（ ）r/min。 A．750 C．1000
B．500 D．250
10、一交流测速发电机，在n = 1000r/min时，输出电压为50Hz、100V，当转速n = 500r/min时，输出电压为（ ）。 A．25Hz、100V C．25Hz、50V
B．50Hz、100V D．50Hz、50V
二、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
11、在直流电机中，换向器和电刷的作用是什么？
12、变压器的一、二次绕组之间并无电的联系，为什么一次侧的电流会随二次侧电流的变化而变化？ 13、转差率s是异步电动机的基本变量，如何用转差率s来区分三相异步电动机的各种运行状态？ 14、并网运行的三相同步发电机怎样调节其输出的有功功率和无功功率？
三、计算题（本大题共4小题，每小题15分，共60分）
15、某三相变压器，SN = 2000kV·A，U1N /U2N = 1000/400V，Yyn0联结。一次侧接在1000V电压上工作，变压器折算到高压侧的每相短路阻抗为Zs =0.15+j0.35Ω，负载为星形联结，其每相阻抗为ZL=0.96+j0.48Ω。试用简化等效电路计算：(1)负载功率因数cos?2；(2) 一、二次侧电流I1和I2；(3) 二次侧端电压U2L ；（4）效率?。
大工《电机与拖动》课程考试 模拟试卷（A） 第2页 共11页
16、一台他励直流电动机，额定数据如下：UN =220V，IN =10A，Ra = 1Ω，nN = 1500 r/min。该电动机通过绞车起吊质量为m = 5.44kg的重物（如下图所示），绞车的半径为r = 0.25m。忽略损耗，不计电枢反应，保持额定励磁。（1）采用电枢回路串电阻调速，使提升速度为n = 300 r/min 时，求电枢回路串入的电阻值RC；（2）采用调压调速（RC = 0），使重物提升到离地面h 米高度时停止运动，电枢电压应调到多少伏？（3）如果电动机正以n = 1500 r/min的转速提升重物时突然用一个阻值合适的电阻代替电枢电源，试用机械特性曲线和工作点来说明电动机运行状态的变化过程。
17、某三角联结的三相异步电动机，已知额定值为UN = 380 V，fN = 50Hz，PN = 30 kW，nN = 960 r/min，cos?N = 0.85，定子铁损耗和铜损耗PFe1 + PCu1 = 2.8 kW，机械损耗Pfw = 0.6 kW，附加损耗Pad 忽略不计。试计算在额定运行时：（1）sN和f2N；（2）Pm、Pe和PCu2；（4）P1N和IN；（5）TeN。
18、一台额定容量为90625 kV·A的三相水轮发电机，其额定电压UN = 10.5 kV，额定功率因数cos?N = 0.8（电感性），星形联结，交、直轴同步电抗分别为Xd = 1.25?，Xq = 0.69?，忽略电枢电阻。试求该发电机额定运行时的电磁功率Pe、励磁电动势E0、功率角?N和内功率因数角?N。
+ Ua r v1 m + UfN h － RC + E － v2 － 机 密★启用前
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2012年9月份《电机与拖动》课程考试 模拟试卷答案
考试形式：闭卷 试卷类型：（A）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1、C 2、C 3、B 4、C 5、B 6、D 7、B 8、A 9、A 10、D
大工《电机与拖动》课程考试 模拟试卷（A）答案 第3页 共11页
二、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
11、答：直流发电机的换向器和电刷起了整流器的作用（1分），将电枢绕组产生的交流感应电动势和电流变换成直流引到外电路（2分）；直流电动机的换向器和电刷起了逆变器的作用（1分），将外部直流电流变换成交流电流引入电枢绕组（1分）。
12、答：虽然一、二次绕组之间没有电路上的直接连接，但有磁的耦合（1分），即它们交链着同一个主磁通。负载运行时，主磁通是由一、二次绕组磁动势共同激励的（1分）。当变压器一次侧电压和频率不变时，??NI??（1分）主磁通幅值基本不变（1分），磁路中的总励磁磁动势遵循磁动势平衡关系：N1I。因122?N1I0此，当二次侧电流I2变化时，其磁动势N2I2也随之改变。故一次侧磁动势N1I1必将相应变化（1分）。所以说，一次侧的电流会随二次侧电流的变化而变化。
13、答：根据转差率s的正负和大小，异步电机可分为电动机、发电机和电磁制动三种状态（2分）。当0 < s < 1时，电机处于电动状态（1分）；当s < 0时，电机处于发电机状态（1分）；当s > 1时，电机处于电磁制动状态（1分）。
14、答：调节并联运行的三相同步发电机输入的有功功率P1（调节原动机的输出转矩）（2分），就可以调节其输出的有功功率P2（1分）；调节转子的励磁电流If（1分），就可以调节其输出的无功功率Q2（1分）。
三、计算题（本大题共4小题，每小题15分，共60分）
15、解：（1）cos?2?cos?arctan??0.48???0.8944 2分 0.96???（2）设U11000?UU1000?0V?577.35?0?V，k?1?1N??2.5 2分
U2U2N400322Z?L?kZL?2.5??0.96?j0.48????6?j3?? 2分
???I???I12?U577.35?0?1?A?82.44??28.58?A 3分 ??0.15?j0.35???6?j3?ZS?ZL??2.5?82.44A?206.1A 2分 则 I1?82.44A，I2?kI2（3）U2L???3?0.962?0.482?206.1V?383.15V 2分 3?ZLI2（4）cos?1?cos28.58??0.87815 2分
??P23U2LI2Lcos?23?383.15?206.1?0.8944?100%??100%??100%?97.56% P13U1NI1Lcos?13?1000?82.44?0.87815
16、解：负载的重力矩为
TL?mgr?5.44?9.81?0.25N?m?13.34N?m 2分
电机常数为
CEΦN?UN?RaIN220?1?10??0.14 2分 nN1500b n a 电枢负载电流为
大工《电机与拖动》课程考试 模拟试卷（B） 第4页 共11页 O nc TL Te c Ia?TL13.34?A?9.98A 2分
9.55CEΦN9.55?0.14(1) 采用电枢回路串电阻调速时
nN?UN??Ra?RC?Ia?150r/min 3分
CEΦNRC?UN?CEΦNnN220?0.14?300?Ra???17.84?
Ia9.98(2) 实际为采用调压调速使转速将为零， 即 n?Ua?RaIa?0 3分
CEΦN故 Ua?RaIa?1?9.98V?9.98V
(3) 工作点的变化过程如上图所示。电动机从a点→ b点→ O点→ c点。 3分
17、解：（1）由nN知n1 = 1000 r/min，则
n?n1000?960sN?1N??0.04 1分
n11000 f2N = sN fN = 0.04×50 Hz = 2 Hz 1分
（2）Pm = PN + Pfw = 30.6 kW 2分
PCu2?sNPm?0.04?30.6kW?1.275kW 3分
1?sN1?0.04Pe = PCu2 + Pm = 31.875 kW 2分
（3） P1N = PFe1 + PCu1 + Pe = 34.675 kW 2分
P346751NIN??A?61.98A 2分
3UNcos?N3?380?0.85（4） TeN?9550Pe?9550?31.875N?m?304.41N?m 2分
n11000或 TeN?9550Pm?9550?30.6N?m?304.41N?m nN960
18、解：额定电枢相电压和相电流为 U1?UN3?10.5?1033V?6062V.2 1分
90625?103I1?IN??A?4983.1A 2分 33UN3?10.5?10SN（1）P?N?90625?0.8kW?72500kW 2分 eN?P2N?SNcos（2）由cos?N = 0.8得
?N?36.87?，sin?N = 0.6。 1分
?6062.2?0.6?0.69?4983.1?1.46 2分
6062.2?0.8tan?N?U1sin?N?XqI1U1cos?N大工《电机与拖动》课程考试 模拟试卷（B） 第5页 共11页