2025年電力及電機(jī)拖動(dòng)考試模擬題與參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原邊電流的性質(zhì)主要是（）。A.有功電流B.感性無功電流C.容性無功電流D.純電阻電流2.直流電機(jī)電樞繞組元件中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是（）。A.直流電動(dòng)勢(shì)B.交流電動(dòng)勢(shì)C.脈振電動(dòng)勢(shì)D.恒定電動(dòng)勢(shì)3.三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n?與電源頻率f、極對(duì)數(shù)p的關(guān)系為（）。A.n?=60f/pB.n?=60p/fC.n?=120f/pD.n?=120p/f4.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電樞電壓降低，則穩(wěn)定后（）。A.轉(zhuǎn)速降低，電樞電流增大B.轉(zhuǎn)速降低，電樞電流不變C.轉(zhuǎn)速不變，電樞電流減小D.轉(zhuǎn)速升高，電樞電流減小5.變壓器的電壓調(diào)整率ΔU%是指（）。A.空載電壓與負(fù)載電壓之差與空載電壓的百分比B.負(fù)載電壓與空載電壓之差與空載電壓的百分比C.空載電壓與負(fù)載電壓之差與負(fù)載電壓的百分比D.負(fù)載電壓與空載電壓之差與負(fù)載電壓的百分比6.三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與（）成正比。A.定子電流的平方B.轉(zhuǎn)子電流的平方C.氣隙磁通與轉(zhuǎn)子電流的有功分量的乘積D.氣隙磁通與轉(zhuǎn)子電流的無功分量的乘積7.同步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（）同步轉(zhuǎn)速。A.略高于B.略低于C.等于D.不確定8.直流電機(jī)換向極的作用是（）。A.增強(qiáng)主磁場(chǎng)B.抵消電樞反應(yīng)的去磁作用C.改善換向D.增大電磁轉(zhuǎn)矩9.三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌標(biāo)注“額定電壓380V/220V，接法Y/Δ”，當(dāng)電源電壓為380V時(shí)，應(yīng)采用（）。A.Y接法B.Δ接法C.兩種接法均可D.無法確定10.變壓器鐵芯采用硅鋼片疊壓而成，主要目的是（）。A.減少銅損B.減少渦流損耗C.增加導(dǎo)磁性能D.降低成本二、填空題（每空1分，共20分）1.變壓器的主要功能包括電壓變換、______和______。2.直流電機(jī)的電樞繞組分為______和______兩種基本形式，其中______繞組適用于大電流場(chǎng)合。3.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s定義為______與______的比值，額定運(yùn)行時(shí)s一般約為______。4.同步電機(jī)按用途可分為______、______和______三類。5.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式為n=______，當(dāng)電樞回路串入電阻時(shí)，機(jī)械特性的斜率______（增大/減?。?。6.變壓器的效率η=______×100%，當(dāng)______等于______時(shí)，效率達(dá)到最大值。7.三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁功率Pem與轉(zhuǎn)子銅損pCu2的關(guān)系為pCu2=______，轉(zhuǎn)子的總機(jī)械功率Pmec=______。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述變壓器空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)的目的及試驗(yàn)方法。2.直流電機(jī)電樞反應(yīng)的定義是什么？電樞反應(yīng)對(duì)電機(jī)運(yùn)行有哪些影響？3.三相異步電動(dòng)機(jī)為什么不能在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行？當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n>n?時(shí)，電機(jī)處于什么運(yùn)行狀態(tài)？4.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)常用的調(diào)速方法有哪幾種？各調(diào)速方法的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合是什么？5.同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比，主要優(yōu)點(diǎn)是什么？為什么同步電動(dòng)機(jī)需要異步啟動(dòng)？四、計(jì)算題（共30分）1.（8分）一臺(tái)單相變壓器，額定容量SN=10kVA，額定電壓U1N/U2N=220V/110V，空載試驗(yàn)（低壓側(cè)）測(cè)得：U0=110V，I0=2A，P0=100W；短路試驗(yàn)（高壓側(cè)）測(cè)得：Uk=20V，Ik=45.45A，Pk=200W。試求：（1）變壓器的變比k；（2）空載電流百分值I0%；（3）短路阻抗標(biāo)幺值Zk；（4）額定負(fù)載且cosφ2=0.8（滯后）時(shí)的電壓調(diào)整率ΔU%。2.（7分）一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)：PN=10kW，UN=220V，IN=53.4A，nN=1500r/min，Ra=0.3Ω。試求：（1）額定運(yùn)行時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)EaN；（2）電樞回路串入Rc=0.5Ω電阻后，帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速n；（3）若保持電樞電流不變，將電樞電壓降至180V，此時(shí)轉(zhuǎn)速n'。3.（7分）一臺(tái)三相四極異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)：PN=10kW，UN=380V，IN=21.8A，nN=1450r/min，cosφN=0.87，定子銅損pCu1=560W，鐵損pFe=350W，機(jī)械損耗pΩ=100W，附加損耗pΔ=50W。試求：（1）同步轉(zhuǎn)速n?；（2）額定轉(zhuǎn)差率sN；（3）電磁功率Pem；（4）轉(zhuǎn)子銅損pCu2；（5）輸出轉(zhuǎn)矩TN。4.（8分）一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，額定容量SN=100kVA，額定電壓UN=400V（Y接法），額定功率因數(shù)cosφN=0.8（滯后），同步電抗Xs=1.2Ω，忽略電樞電阻。試求：（1）額定電流IN；（2）額定運(yùn)行時(shí)的空載電動(dòng)勢(shì)E0；（3）功角δ；（4）最大電磁功率Pem.max。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.B5.A6.C7.C8.C9.A10.B二、填空題1.電流變換；阻抗變換2.單疊；單波；單疊3.同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差；同步轉(zhuǎn)速；0.02~0.064.發(fā)電機(jī)；電動(dòng)機(jī)；補(bǔ)償機(jī)5.(UN-IaRa)/CeΦ；增大6.(輸出功率/輸入功率)；鐵損；銅損7.sPem；(1-s)Pem三、簡(jiǎn)答題1.空載試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量變壓器的空載電流I0、空載損耗P0，計(jì)算勵(lì)磁參數(shù)（勵(lì)磁阻抗Zm、勵(lì)磁電阻Rm、勵(lì)磁電抗Xm）。試驗(yàn)方法：低壓側(cè)接電源，高壓側(cè)開路，調(diào)節(jié)電壓至額定值，測(cè)量I0、P0及電壓。短路試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量變壓器的短路電壓Uk、短路損耗Pk，計(jì)算短路參數(shù)（短路阻抗Zk、短路電阻Rk、短路電抗Xk）。試驗(yàn)方法：高壓側(cè)接電源，低壓側(cè)短路，調(diào)節(jié)電壓使電流達(dá)到額定值，測(cè)量Uk、Pk及電流。2.電樞反應(yīng)定義：電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響。影響：①氣隙磁場(chǎng)畸變，使電樞表面磁感應(yīng)強(qiáng)度分布不對(duì)稱；②去磁作用（當(dāng)磁路飽和時(shí)），導(dǎo)致每極磁通減少；③換向困難，可能產(chǎn)生火花。3.異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與氣隙磁場(chǎng)存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)（轉(zhuǎn)差），才能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。若n=n?，轉(zhuǎn)差s=0，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和電流為0，電磁轉(zhuǎn)矩為0，無法驅(qū)動(dòng)負(fù)載，故不能在同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行。當(dāng)n>n?時(shí)，s<0，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流方向改變，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反，電機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)。4.調(diào)速方法：①電樞串電阻調(diào)速：通過改變電樞回路串聯(lián)電阻大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速降低時(shí)機(jī)械特性變軟，效率降低；適用于小范圍調(diào)速、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。②降低電樞電壓調(diào)速：通過改變電樞電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。特點(diǎn)：機(jī)械特性硬度不變，調(diào)速范圍寬，效率高；需專用調(diào)壓電源，適用于要求平滑調(diào)速的場(chǎng)合。③弱磁調(diào)速：通過減小勵(lì)磁電流減弱磁通調(diào)速。特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速升高，機(jī)械特性變軟，調(diào)速范圍有限（一般不超過2:1）；適用于恒功率負(fù)載。5.主要優(yōu)點(diǎn)：①功率因數(shù)可調(diào)，可改善電網(wǎng)功率因數(shù)；②轉(zhuǎn)速恒定，與負(fù)載無關(guān)。需要異步啟動(dòng)的原因：同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子為直流勵(lì)磁，若直接通入交流電，轉(zhuǎn)子無法自行啟動(dòng)（平均轉(zhuǎn)矩為0）；通過在轉(zhuǎn)子磁極上加裝籠型啟動(dòng)繞組，利用異步轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，待轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)通入直流勵(lì)磁，靠同步轉(zhuǎn)矩牽入同步。四、計(jì)算題1.（1）變比k=U1N/U2N=220/110=2（2）I0%=(I0/I2N)×100%，I2N=SN/U2N=10000/110≈90.91A，故I0%=(2/90.91)×100≈2.2%（3）高壓側(cè)額定電流I1N=SN/U1N=10000/220≈45.45A，短路阻抗標(biāo)幺值Zk=Uk/(U1N/√3)/(I1N/(I1N))=Uk/U1N=20/220≈0.0909（注：?jiǎn)蜗嘧儔浩髦苯覼k=Uk/Ik=20/45.45≈0.44Ω，標(biāo)幺值Zk=Zk/(U1N/I1N)=0.44/(220/45.45)=0.44/4.84≈0.0909）（4）電壓調(diào)整率ΔU%≈(Rkcosφ2+Xksinφ2)×100%。Rk=Pk/Ik2=200/(45.45)2≈0.0968Ω，Rk=Rk/(U1N/I1N)=0.0968/4.84≈0.02；Xk=√(Zk2-Rk2)=√(0.442-0.09682)≈0.429Ω，Xk=0.429/4.84≈0.0886；ΔU%=(0.02×0.8+0.0886×0.6)×100≈(0.016+0.0532)×100≈6.92%2.（1）反電動(dòng)勢(shì)EaN=UN-INRa=220-53.4×0.3≈220-16.02=203.98V（2）CeΦ=EaN/nN=203.98/1500≈0.136。串入Rc后，Ea=UN-IN(Ra+Rc)=220-53.4×(0.3+0.5)=220-42.72=177.28V，n=Ea/(CeΦ)=177.28/0.136≈1303.5r/min（3）電壓降至180V時(shí)，Ea'=180-53.4×0.3=180-16.02=163.98V，n'=163.98/0.136≈1205.7r/min3.（1）四極電機(jī)p=2，n?=60f/p=60×50/2=1500r/min（2）sN=(n?-nN)/n?=(1500-1450)/1500≈0.0333（3）電磁功率Pem=PN+pCu2+pΩ+pΔ。總機(jī)械功率Pmec=PN+pΩ+pΔ=10000+100+50=10150W，Pmec=(1-sN)Pem→Pem=Pmec/(1-sN)=10150/(1-0.0333)≈10500W（4）pCu2=sN×Pem=0.0333×10500≈350W（5）輸出轉(zhuǎn)矩TN=9550×PN/nN=9550×10/1450≈65.86N·m4.（1）額定電流IN=SN/(√3UN)=100000/(√3×400)≈144.34A（2）Y接法相電壓U=UN/√3=400/√3≈230.94V，額定相電流I=IN=144.34A。E0=√[U2+(IXs)2+2UIXssinφ]（滯后時(shí)φ=arccos0.8=36.87°，sinφ=0.6）。IXs=144.34×1.2≈173.21V，E0=√[230.942+173.212+2×230.94×173.21×0.6]=√[53333.3+30000+48000]=√131333.3≈362.4V（或用相量法：U=230.94∠0°V，I=144.34∠-36.87°A，E0=U+jIXs=230.94+j144.34×1.2∠-36.87°=230.94+j173.21×(0.8-j