电气设计制造及其自动化专业试题以及答案
第一篇：电气设计制造及其自动化专业试题以及答案
天津渤海职业技术学院电气工程系 考试改革电机及拖动口试题
电气自动化专业考试题及其答案
直流电机部分
1． 简述直流电动机的工作原理？
答：直流电动机在外加电压的作用下，在导体中形成电流，载流导体在磁场中受电磁力的作用，由于换向器的作用，导体进入异性磁极时，导体中的电流方向也相应改变，从而保证了电磁转矩的方向不变，使直流电动机能连续旋转，把直流电能转换成机械能输出。 2． 电磁转矩与什么因素有关？如何确定电磁转矩的实际方向？
答：由Tem=CTФIa知：对于已制造好的直流电机，其电磁转矩与电枢电流和气磁通的乘积成
正比。可用左手判定电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向。对于直流发电机而言，电磁转矩为制动转矩，与转子转向相反；而对于直流电动机而言，电磁转矩为驱动性质，与转子转向相同。
3． 直流电机由哪些主要部件组成？其作用如何？
答：(一)定子
1)主磁极：建立主磁通，包括： 铁心：由低碳钢片叠成绕组：由柒包铜线绕成2)换向磁极：改善换向，包括： 铁心： 中大型由低碳钢片叠成。 小型由整块锻钢制成。
绕组：由柒包铜线绕成。
3)机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。
4)电刷装置：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。
(二)转子
1)电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。由电工钢片叠成。
2)电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。由铜线绕成。
3)换向片：换向用，由铜线围叠而成。
影剧院4．直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会有什么后果？
U答：起动瞬间转速n=0，电动势Ea Ce n所以Ea=0，最初起动电流Ist NRa。若直接
起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。
5．试说明电动状态、能耗制动状态、回馈制动状态及反接制动状态下的能量关系。
答：电动状态：把从电网输入的电能转换成机械能从轴上输出。能耗制动状态：电动机将轴上的机械惯性储能转换成电能消耗在电枢回路电阻上。回馈制动状态：电动机将轴上输
入的机械能转换成电能回馈到电网。反接制动状态：电网输入的电能与由轴上输入的机械能转换成的电能一起都消耗在电枢回路的电阻上。
答：直流电动机的调速方法有：（1）降压调速；（2）电枢回路串电阻调速；（3）弱磁调速。前两种调速方法适用于恒转矩负载，后一种调速方法适用于恒功率负载。降压调速可实现无级调速，机械特性斜率不变，速度稳定性好，调速范围较大。串电阻调速为有级调速，调速平滑性差，机械特性斜率增大，速度稳定性差，受静差率的限制，调速范围很小。弱磁调速控制方便，能量损耗小，调速平滑，受最高转速的限制，调速范围不大。
7．何谓恒转矩调速方式及恒功率调速方式？他励直流电动机的三种调速方法各属于什么调速方式？
答：恒转矩调速方式是指在调速过程中电动机的电枢电流保持在额定值前提下，其输出转矩是恒定的。恒功率调速方式是指在调速过程中电动机的电枢电流保持在额定值前提下，其输出功率是恒定的。他励直流电动机的降压调速和电枢回路串：电阻调速属于恒转矩调速方式而弱磁调速属于恒功率调速方式。
8．单相异步电动机为什么没有起动转矩？它有哪几种起动方法？
答：单相异步电动机通入单相交流电时产生脉动磁动势，而脉动磁动势可分解成大小相等、转速相同、转向相反的两个旋转磁动势，由于起动初瞬，转子是静止的，两个旋转磁动势以相同的速率切割转子绕组，产生相应的感应电动势、电流和电磁转矩，显然两个转矩大小相等、方向相反，其合成总转矩为零，故无起动转矩，电动机不能自行起动。
单相异步电动机主要有分相和罩极两种起动方法。而分相起动具体分为电容分相起动和电阻分相起动等。
9．什么是三相步进电机的单三拍、六拍、双三拍工作方式？
答：在步进电机工作过程中，定子绕组每改变一次通电方式，称为一拍。若按照U-V-W-U的顺序通电，则步进电动机的转子将按一定速度顺时针方向旋转，步进电动机的转速取决于三相控制绕组的通、断电源的频率。若按照U-W-V-U的顺序通电时，步进电机的转向将改为逆时针。上述的通电控制方式，由于每次只有一相控制绕组通电，故称为三相单三拍控制方式。除此种控制方式外，还有三相单、双六拍工作方式和三相双三拍控制方式。在
三相单、双六拍工作方式中，控制绕组的通电顺序为U-UV-V-VW-W-WU-U（转子顺时针旋转）或U-UW-W-WV-V-VU-U（转子逆时针旋转）。在三相双三拍控制方式中，控制绕组的通电顺序为UV-VW-WU-UV或UW-WV-VU-UW。步进电机每改变一次通电状态转子所转过的角度称为步进电机的步距角。
10．电力拖动系统电动机选择的基本方法是什么？
答：（1）电动机容量的选择。
（2）电动机种类的选择。
（3）电动机型式的选择。
（4）电动机额定电压的选择。
魏星艳（5）电动机额定转速的选择。
1．从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？
答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I0，产生励磁磁动势F0，在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1和e且有
e2 Nd 02e1 N1d 0dt, ,显然，由于原副边匝数不等, 即N1≠N2，原副边的感应电动势也就不等,即e1≠e2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1,U2≈E2,故原副边电压不等,即U1≠U2, 但频率相等。
2．变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？
答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
3．变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？
答：铁心：构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
绕组：构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。
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分接开关： 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变dt
压器调压。
油箱和冷却装置：油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。
绝缘套管： 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。
4．变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？
答：要从电网取得功率，供给变压器本身功率损耗，它转化成热能散逸到周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。
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N2 25．一台220/110伏的变压器，变比
为什么？
答：不能。由U1，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝， m E1 4.44fN1 m可知，由于匝数太少，主磁通
山西大同大学学报Rm将剧增，磁密Bm过m大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻
可知, 产生该磁通的激磁电流
pFeI0增大。于是，根据磁路欧姆定律pFe Bmf21.3I0N1 Rm 必将大增。再由可知，磁密Bm过大, 导致铁耗大增，铜损耗也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
6．一台380/220伏的单相变压器，如不慎将380伏加在二次线圈上，会产生什么现象？
mI0r12答：根据
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大，磁密U1 E1 4.44fN1 m U11可知，4.44fN，由于电压增高，主磁通 m将增RmBm将增
大, 磁路过于饱和，根据磁化曲线的饱和特性，磁导率μ降低，磁阻
I0N1 Rm m增大。于是，根据磁路欧姆定律
由铁耗pFe Bmf21.3可知,产生该磁通的励磁电流pFeI0必显著增大。再2可知，由于磁密Bm增大,导致铁耗增大，铜损耗I0r1也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。dbf
7．变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同，为什么？ 答：接电阻负载时，变压器从电网吸收的无功功率为感性的，满足本身无功功率的需求；接电感负载时，变压器从电网吸收的无功功率为感性的，满足本身无功功率和负载的需求，接电容负载时，分三种情况：1）当变压器本身所需的感性无功功率与容性负载所需的容性无功率相同时，变压器不从电网吸收无功功率，2）若前者大于后者，变压器从电网吸收的无功功率为感性的；3）若前者小于后者，变压器从电网吸收的无功功率为容性的。
8．为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损，短路损耗可近似看成铜损？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？
答：空载时，绕组电流很小，绕组电阻又很小，所以铜损耗I0a很小,故铜损耗可以忽略，
空载损耗可以近似看成铁损耗。测量短路损耗时，变压器所加电压很低，而根据
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