中國計(jì)量學(xué)院電機(jī)與拖動基礎(chǔ)復(fù)習(xí)總結(jié)

3．5、為了使直流電機(jī)正、負(fù)電刷間的感應(yīng)電動勢最大,只考慮勵磁磁場時(shí),電刷應(yīng)放置在對準(zhǔn)主磁極中心線換向器的表面。

3．7主磁通既鏈著電樞繞組又鏈著勵磁繞組,為什么卻只在電樞繞組里產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?

答直流電機(jī)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),主磁通相對于勵磁繞組是靜止的,所以在勵磁繞組中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。3.8指出直流電機(jī)中以下哪些量方向不變,哪些量是交變的:(1)勵磁電流;不(2)電樞電流;不

(3)電樞感應(yīng)電動勢;不(4)電樞元件感應(yīng)電動勢;是(5)電樞導(dǎo)條中的電流;是(6)主磁極中的磁通;不(7)電樞鐵心中的磁通。是

3.9如何改變他勵直流發(fā)電機(jī)的電樞電動勢的方向?如何改變他勵直流電動機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)向?答通過改變他勵直流發(fā)電機(jī)勵磁電流的方向；通過改變他勵直流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向來改變電樞電動勢的方向。通過改變勵磁電流的方向；也可通過改變電樞電壓的極性來改變他勵直流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。3.17改變并勵直流電動機(jī)電源的極性能否改變它的轉(zhuǎn)向?為什么?改變并勵直流電動機(jī)電源的極性不能改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

答改變并勵直流電動機(jī)電源的極性不能改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

3.18改變串勵直流電動機(jī)電源的極性能否改變它的轉(zhuǎn)向?為什么?所以改變串勵直流電動機(jī)電源的極性不能改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

改變串勵直流電動機(jī)電源的極性不能改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

4.2他勵直流電動機(jī)啟動前,勵磁繞組斷線,啟動時(shí),在下面兩種情況下會有什么后果:

(1)空載啟動;因?yàn)榉�(wěn)定運(yùn)行時(shí)要滿足Ea≈UN,Ea=CeΦn,Φ很小,n就很高,機(jī)械強(qiáng)度不允許,電動機(jī)會損壞。(2)負(fù)載啟動,TL=TN。由于Φ很小,會使電樞電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Iamax,不能換向,同時(shí)也會由于過熱而損壞電動機(jī)。

4-0他勵直流電機(jī)制動方式：回饋制動運(yùn)行（發(fā)電機(jī)）、能耗制動運(yùn)行、倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行、反接制動。5.1變壓器能否用來直接改變直流電壓的大小?

答不能。變壓器是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)變壓的。繞組中就沒有感應(yīng)電動勢,輸出電壓為零。5.7若抽掉變壓器的鐵心,一、二次繞組完全不變,行不行?為什么?

答不行。因?yàn)樵谥鞔磐ㄒ欢ǖ臈l件下,空氣磁路的磁阻太大,勵磁磁通勢太大,造成比用鐵心磁路時(shí)大得多的勵磁電流,變壓器運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)cosφ1就會很低。

5.8變壓器一次漏阻抗Z1=R1+jX1的大小是哪些因素決定的?是常數(shù)嗎?

X1與變壓器的頻率、原繞組匝數(shù)及漏磁路磁阻有關(guān)，對某臺具體的變壓器來講,這些因素都固定不變,因

此X1也就是常數(shù)。

5.10變壓器空載運(yùn)行時(shí),電源送入什么性質(zhì)的功率?消耗在哪里?

答變壓器空載運(yùn)行時(shí),電源送入最多的是無功功率,主要消耗在鐵心磁路中,用于建立主磁場;還有很小一部分消耗在漏磁路中。電源還送入較少的有功功率,主要消耗在鐵心磁路中的磁滯和渦流損耗；還有很小部分消耗在繞組的電阻上。

5.11為什么變壓器空載運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)很低?

答變壓器空載運(yùn)行時(shí)一次電流就是勵磁電流,由有功分量與無功分量組成。由于鐵損耗小,有功分量I0a小,而主要是建立磁場的無功分量I0r;I0r與一次電壓U1近似相差90°,I0r落后。因此空載運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)很低,為滯后性的。

5.19變壓器短路實(shí)驗(yàn)時(shí),電源送入的有功功率主要消耗在哪里?

答短路實(shí)驗(yàn)時(shí),輸入的有功功率主要消耗在繞組電阻上。有很少一部分消耗到鐵損耗上。

5.20在高壓邊和低壓邊做空載實(shí)驗(yàn),電源送入的有功功率相同嗎?測出的參數(shù)相同嗎(不計(jì)誤差)?答相同�？蛰d實(shí)驗(yàn)時(shí),輸入功率即為變壓器的鐵損耗,無論在高壓邊還是在低壓邊加電壓,都要加到額定電壓,磁通Φm大小都一樣,鐵損耗就一樣。

5.23(1)某三相電力變壓器帶電阻電感性負(fù)載運(yùn)行,負(fù)載系數(shù)相同的條件下,cosφ2越高,電壓變化率ΔU。

A.越小B.不變C.越大

(2)額定電壓為10000/400V的三相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí),若二次側(cè)電壓為410V,負(fù)載的性質(zhì)應(yīng)是。A.電阻B.電阻、電感C.電阻、電容

(3)短路阻抗標(biāo)幺值不同的三臺變壓器,其Zkα>Zkβ>Zkγ,它們分別帶純電阻額定負(fù)載運(yùn)行,其電壓變化率數(shù)值應(yīng)該是：ΔUα>ΔUβ>ΔUγ。

5.31變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么?哪一個(gè)條件要求絕對嚴(yán)格?答變比相等,連接組別相同,Zk一樣大。連接組別必須相同。

6.1八極交流電機(jī)電樞繞組中有兩根導(dǎo)體,相距45°空間機(jī)械角,這兩根導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的相位相差多少?

答：感應(yīng)電動勢的相位相差180°。

6.4交流電機(jī)電樞繞組的導(dǎo)體感應(yīng)電動勢有效值的大小與什么有關(guān)?與導(dǎo)體在某瞬間的相對位置有無關(guān)系?

答根據(jù)一根導(dǎo)體基波電動勢有效值的計(jì)算公式E1=2.22f1Φ1可以知道,它與交流頻率f1及氣隙每極基波磁通量Φ1的大小成正比,與導(dǎo)體在某瞬間的相對位置無關(guān)。

6.14(1)整距線圈的電動勢大小為10V,其他條件都不變,只把線圈改成短距,短距系數(shù)為0.966,短距線圈的電動勢應(yīng)為V。

(2)四極交流電機(jī)電樞有36槽,槽距角大小應(yīng)為20°(電角度),相鄰兩個(gè)線圈電動勢相位差20°。若線圈兩個(gè)邊分別在第1、第9槽中,繞組短距系數(shù)等于0.9848,繞組分布系數(shù)等于0.9598,繞組系數(shù)等于0.9452。

(3)單相整距集中繞組產(chǎn)生的矩形波磁通勢的幅值與其基波磁通勢幅值相差脈振磁通勢。

(4)兩極電樞繞組有一相繞組通電,產(chǎn)生的基波磁通勢的極數(shù)為兩極,電流頻率為50Hz,基波磁通勢每秒鐘變化50次。

(5)最大幅值為F的兩極脈振磁通勢,空間正弦分布,每秒鐘脈振50次�？梢园言摯磐▌菘闯捎蓛蓚�(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢F1和F2的合成磁通勢:旋轉(zhuǎn)磁通勢幅值F1和F2的大小為(1/2)F,轉(zhuǎn)向相反,轉(zhuǎn)速為3000r/min,極數(shù)為2,每個(gè)瞬間F1與F2的位置相距脈振磁通勢F的距離(電角度)相等。

(6)三相對稱繞組通入電流為iA=2Icosωt,iB=2Icos(ωt+120°),iC=2Icos(ωt-120°)。合成磁通勢的性質(zhì)是原型旋轉(zhuǎn)磁通勢,轉(zhuǎn)向是從繞組軸線A轉(zhuǎn)向C轉(zhuǎn)向B。若f=ω2π=60Hz,電機(jī)是六極的,磁通勢轉(zhuǎn)速為1200r/min。當(dāng)ωt=120°瞬間,磁通勢最大幅值在C相繞組軸線處。

(7)某交流電機(jī)電樞只有兩相對稱繞組,通入兩相電流。若兩相電流大小相等,相位差90°,電機(jī)中產(chǎn)生的磁通勢性質(zhì)是圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢。若兩相電流大小相等,相位差60°,磁通勢性質(zhì)是橢圓磁通勢。若兩相電流大小不等,相位差90°,磁通勢性質(zhì)為橢圓磁通勢。在兩相電流相位相同的條件下,不論各自電流大小如何,磁通勢的性質(zhì)為脈振磁通勢。

(8)某交流電機(jī)兩相電樞繞組是對稱的,極數(shù)為2。通入的電流Ia領(lǐng)先Ib,合成磁通勢的轉(zhuǎn)向便是先經(jīng)繞組軸線A轉(zhuǎn)90°電角度后到繞組軸線B,轉(zhuǎn)速表達(dá)式為n1=60f1p=60f1r/min。

(9)某三相交流電機(jī)電樞通上三相交流電后,磁通勢順時(shí)針旋轉(zhuǎn),對調(diào)其中的兩根引出線再接到電源上,磁通勢為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向,轉(zhuǎn)速不變。

(10)某兩相繞組通入兩相電流后磁通勢順時(shí)針旋轉(zhuǎn),對調(diào)其中一相的兩引出線再接電源,磁通勢為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速不變。

6.15一臺接的交流電機(jī)定子如果接電源時(shí)有一相斷線,電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生什么性質(zhì)的磁通勢?如果繞組是△接

4倍,基波磁通勢的性質(zhì)是的,同樣的情況下,磁通勢的性質(zhì)又是怎樣的?答Y接法：只能形成脈振磁通勢；

如果繞組是△接,當(dāng)斷點(diǎn)在進(jìn)線上時(shí)只能形成脈振磁通勢;當(dāng)斷點(diǎn)在某一相繞組上時(shí),可以形成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢。

7.1三相異步電動機(jī)主磁通和漏磁通是如何定義的?主磁通在定子、轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢的頻率一樣嗎?兩個(gè)頻率之間數(shù)量關(guān)系如何?

答三相異步電動機(jī)勵磁磁通勢F0(主要指基波磁通勢)在磁路里產(chǎn)生的磁通,通過氣隙同時(shí)鏈著定、轉(zhuǎn)子繞組的磁通叫主磁通,只鏈定子繞組不鏈轉(zhuǎn)子繞組的磁通叫定子漏磁通,只鏈轉(zhuǎn)子繞組不鏈定子繞組的磁通叫轉(zhuǎn)子漏磁通。主磁通在定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組中分別感應(yīng)電動勢E1和E2,它們的頻率分別為f1和

f2。正常運(yùn)行情況下f1≠f2,它們的數(shù)量關(guān)系是sf1=f2,s為轉(zhuǎn)差率。7.8三相異步電動機(jī)接三相電源轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí),為什么產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩?其方向由什么決定?

答從三相異步電動機(jī)接三相電源、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的電磁關(guān)系分析可知,由于氣隙旋轉(zhuǎn)磁密Bδ與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對切割,轉(zhuǎn)子繞組中有了感應(yīng)電動勢和電流,這些載流導(dǎo)體在磁場中受力,從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。只是由于堵轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)不起來,其電磁轉(zhuǎn)矩的方向就是旋轉(zhuǎn)磁通勢的旋轉(zhuǎn)方向。

7.17三相異步電動機(jī)運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子向定子折合的原則是什么?折合的具體內(nèi)容有哪些?

答折合的原則是保持轉(zhuǎn)子磁通勢F2不變。折合的具體內(nèi)容包括轉(zhuǎn)子繞組頻率折合、繞組相數(shù)、匝數(shù)及繞組系數(shù)的折合。

7.18對比三相異步電動機(jī)與變壓器的T型等效電路,二者有什么異同?轉(zhuǎn)子電路中的(1s).R’2/s代表什么?

答二者相同點(diǎn)主要是:形式一樣;變壓器的一次和三相異步電動機(jī)定子邊都采用每相參數(shù)的實(shí)際值,而變壓器的二次和異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子都采用折合值。

在等效電路中用一個(gè)等效電阻(1s).R’2/s表示,其上的損耗(電功率)代表了電動機(jī)輸出的機(jī)械功率。

7.19三相異步電動機(jī)主磁通數(shù)值在正常運(yùn)行和啟動時(shí)一樣大嗎?約差多少?答不一樣大,主磁通在啟動時(shí)的大小約為正常運(yùn)行時(shí)的二分之一。

7.22異步電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組沒有電路連接,為什么負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)定子電流會增大?負(fù)載變化時(shí)(在額定負(fù)載范圍內(nèi))主磁通變化否?

答異步電動機(jī)負(fù)載在額定值范圍內(nèi)變化時(shí),主磁通量基本不變。

電動機(jī)負(fù)載增大時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)子電流增大,通過磁通勢平衡關(guān)系,盡管定、轉(zhuǎn)子繞組沒有電路上的連接,定子電流也會增大

7.24一臺三相異步電動機(jī)的額定電壓380/220V,定子繞組接法/△,試問:

(1)如果將定子繞組△接,接三相380V電壓,能否空載運(yùn)行?能否負(fù)載運(yùn)行?會發(fā)生什么現(xiàn)象?(2)如果將定子繞組Y接,接于三相220V電壓,能否空載運(yùn)行?能否負(fù)載運(yùn)行?會發(fā)生什么現(xiàn)象?答電動機(jī)銘牌標(biāo)明定子電壓380/220V,Y/△的正確接法是:當(dāng)電源電壓為380V時(shí),定子繞組接成Y接,電壓為220V時(shí),定子繞組接成△接,也就是定子繞組每相的額定電壓都是220V。第一種情況,實(shí)際定子每相電壓為380V,超過額定值3倍。這樣必然使主磁通大大增加,電機(jī)磁路有飽和現(xiàn)象,必將使勵磁電流表現(xiàn)為定子電流急劇增大,足以使電機(jī)的保護(hù)電路起作用,例如最簡單的是熔斷器熔斷,如果沒安裝保護(hù)裝置,時(shí)間稍長便可能損壞電機(jī)本身。因此絕不可能再負(fù)載運(yùn)行了。第二種情況,實(shí)際定子每相電壓為220/3V,大大低于額定值。主磁通將大為減少,而電磁轉(zhuǎn)矩M=CMjΦ1I2cosφ2,額定負(fù)載時(shí),由于Φ1減小,電流I2必然增大,超過額定電流,同時(shí)定子電流I1也超過額定值。這樣會使電機(jī)保護(hù)裝置動作,否則會損壞絕緣損壞電機(jī)。但如果帶輕負(fù)載運(yùn)行,又不使電流超過額定值,就不會因電流過大損壞電機(jī),反而由于磁通量減少,電機(jī)鐵損耗降低,可以節(jié)約電能。

7.26一臺頻率為60Hz的三相異步電動機(jī)用在50Hz電源上,其他不變,電動機(jī)空載電流如何變化?若拖動額定負(fù)載運(yùn)行,電源電壓有效值不變,因頻率降低會出現(xiàn)什么問題?答電源電壓大小額定不變的前提下,降低頻率的結(jié)果是:電動勢E1接近于U1,f1降低,主磁通Φ1提高,勵磁電流由于磁路飽和限制會增大很多,定子電流I1隨之增大�？蛰d運(yùn)行時(shí),只要此時(shí)的I1不超過額定電流即可,否則會損壞電機(jī)。若拖動額定負(fù)載運(yùn)行,定子電流將會較大地超過額定值,將損壞電動機(jī);若有保護(hù)系統(tǒng),將會動作。7.27填空。

(1)忽略空載損耗,拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的三相異步電動機(jī),其n1=1500r/min,電磁功率PM=10kW。若運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速n=1455r/min,輸出機(jī)械功率Pm=9.7kW;若n=900r/min,則Pm=6.0kW;若n=300r/min,則Pm=2.0kW,轉(zhuǎn)差率s越大,電動機(jī)效率越低。

(2)三相異步電動機(jī)電磁功率為PM,機(jī)械功率為Pm,輸出功率為P2,同步角速度為Ω1,機(jī)械角速度為Ω,那么PM/Ω1=T,稱為電磁轉(zhuǎn)矩;Pm/Ω=T,稱為電磁轉(zhuǎn)矩;而P2/Ω=T2,稱為輸出轉(zhuǎn)矩。(3)三相異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電壓U1的關(guān)系是與電壓平方成正比。

(4)三相異步電動機(jī)最大電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子回路電阻成無關(guān)關(guān)系,臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子回路電阻成正比關(guān)系。8.1容量為幾千瓦時(shí),為什么直流電動機(jī)不能直接啟動而三相鼠籠異步電動機(jī)卻可以直接啟動?答直流電動機(jī)若直接啟動,其啟動電流比額定電流大20倍左右,電機(jī)不能換向,而且還會急劇發(fā)熱,是不允許的。而鼠籠式三相異步電動機(jī)直接啟動電流約為額定電流的4～7倍,沒有換向問題,只要啟動時(shí)間不太長,發(fā)熱也是允許的,不至于損壞電機(jī)。

8.7(1)三相異步電動機(jī)定子繞組接法為△接法,才有可能采用Y-△啟動。

(2)某臺三相鼠籠式異步電動機(jī)繞組為△接法,λ=2.5,KT=1.3,供電變壓器容量足夠大,該電動機(jī)不能用Y-△啟動方式拖動額定負(fù)載啟動。

(3)一般三相鼠籠式異步電動機(jī)采用QJ3型自耦變壓器啟動時(shí),不能拖動額定負(fù)載啟動。

8.18(1)拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行于正向電動狀態(tài)的三相異步電動機(jī),對調(diào)其定子繞組任意兩個(gè)出線端后,電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)反接制動過程和反向啟動,最后穩(wěn)定運(yùn)行于反向電動狀態(tài)。

(2)拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行于正向電動狀態(tài)的三相異步電動機(jī),進(jìn)行能耗制動停車,當(dāng)n=0時(shí),必須采用其他停車措施;若采用反接制動停車,當(dāng)n=0時(shí),必須采用其他停車措施。

(3)如果由三相繞線式異步電動機(jī)拖動一輛小車,走在平路上,電機(jī)為正向電動運(yùn)行,走下坡路時(shí),位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩比摩擦性負(fù)載轉(zhuǎn)矩大,由此可判斷電動機(jī)運(yùn)行在正向回饋制動運(yùn)行狀態(tài)。

9.13一臺拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的同步電動機(jī),忽略定子電阻,當(dāng)功率因數(shù)為領(lǐng)先性的情況下,若減小勵磁電流,電樞電流怎樣變化?功率因數(shù)又怎樣變化?

答減小勵磁電流時(shí),電樞電流開始會隨之減小,到某一數(shù)值后,又隨之增大,即先減小后增大。功率因數(shù)從領(lǐng)先性的逐漸變成滯后性的,數(shù)值表現(xiàn)為先增大到1,再減小。

10.6(1)三相繞線式異步電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí),若轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速,那么運(yùn)行在不同的轉(zhuǎn)速上,電動機(jī)的cosφ2。A.轉(zhuǎn)速越低,cosφ2越高B.基本不變

C.轉(zhuǎn)速越低,cosφ2越低

(2)繞線式三相異步電動機(jī),拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行,若采取轉(zhuǎn)子回路串入對稱電抗方法進(jìn)行調(diào)速,那么與轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速相比,串入電抗后,則。A.不能調(diào)速

B.有完全相同的調(diào)速效果C.串入電抗,電動機(jī)轉(zhuǎn)速升高

D.串入電抗,轉(zhuǎn)速降低,但同時(shí)功率因數(shù)也降低

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