2010电机复习题补.doc

一、直流电机的回答问题1、直流电机有哪几种励磁方式？在各种不同励磁方式的电机里，电机的输入、输出电流和励磁电流有什么关系？答： 励磁方式有：IaUIIf复励Ia=If+IIaUIIf并励Ia=If+IIf=U/Rf1、直流电机的电枢电动势和电磁转矩的大小取决于哪些物理量，这些量的物理意义如何？答：电枢电动势 其中，Ce是电机的电动势结构数，它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、主磁极对数 p及并联支路数2a ，是每个极面下的磁通，n是电机转速。电磁转矩CT是电机的电磁转矩结构常数，它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、主磁极对数p及并联支路数 2a，是每个极下的磁通，是电枢电流。1、如何判断直流电机运行于发电机状态还是运行于电动机状态？它们的功率关系有什么不同？答：用感应电动势和端电压的大小来判断。当时为发电机状态，由原动机输入的机械功率，空载损耗消耗后，转换为电磁功率，再扣除电枢和励磁损耗后，以电功率的形式输出；当时，为电动机运行状态，电源输入的功率，扣除电枢和励磁铜耗后，转变为电磁功率，再扣除空载损耗后，输出机械功率。1、直流电动机为什么能不能直接起动？一般的他励直流电动机为什么不能直接起动？采用什么起动方法比较好？答： 不能直接起动。这是因为受到换向器的限制，起动瞬间电枢回路相当于短路，如不加以限制，电流太大会烧毁换向器，所以，直流电动机不允许直接起动。通常采用电枢回路串电阻起动，或降压起动，以降压起动为最好。因为降压起动时，可以实现无电流冲击，做到平滑、无级的连续起动，甚至可以做到恒力矩起动。1、直流电机的衡量调速性能的好坏时，采用哪些指标，说明各项指标的意义。答：就调速指标而言，有静差率、调速范围、平滑性等，静差率与硬度是有区别的。静差率按低速机械特性校核。静差率与调速范围D是互相制约的。调速范围反映了电机的额定工作时的速度变化范围，平滑性，反映了系统调速过程中的连续性、匀速性的特点。1、直流他励电动机常用哪几种方法进行调速？它们的主要特点是什么？比较它们的优缺点。答：直流电动机通常采用三种方法调速，它们是电枢回路串电阻调速；调整电枢电压调速；弱磁调速。其中，串电阻调速和调整电枢电压调速都是属于恒转矩调速，而弱磁调速则属于恒功率调速。其特点是, 串电阻调速和调整电枢电压调速都适用于亚同步调速,即空载转速以下调速,而弱磁调速一般都用于空载转速以上调速。1、 采用能耗制动、转速反向的反接制动及回馈制动都能实现恒速下放重物，从节能的观点看，哪一种方法最经济？哪一种方法最不经济？答：回馈制动最经济；能耗制动最不经济。1、他励直流电动机起动时未加励磁，会出现什么后果？如在运行中励磁回路突然断线，又会出现什么后果？答：未加励磁时，主磁极只有剩磁，与电枢电流作用产生很小的电磁转矩，不能克服负载转矩起动，故电枢回路没有反电动势，电枢电流很大。如不及时切断电源，对电刷、电枢绕组等会造成过热而损坏。若运行时磁路突然断开，主磁通迅速减小，转速将急速增加，造成“飞车”现象。二、直流电机的计算题1-1 一台他励直流电动机，PN7.6kw，UN110V，IN85.2A，nN =750rmin，Ra=0.13，起动电流限制在2.1IN 。（1）采用串电阻起动，求起动电阻；（2）若采用降压起动，电压应降为多少？（3）求出这二种情况下的机械特性。解：（1）所串电阻R = -R=-0.130.48.（2）降压起动的电压为U=2.1IR=2.185.20.13v23.3v.（3）电势系数c=0.13转矩系数c=9.55 c=9.550.131.26串电阻时，机械特性n=-T=-T846.2-3.72T=874-3.72T降压时，机械特性n=-T=-T179.2-0.79T=180-0.79T1-3 一并励直流电动机，UN110V，IN28A，nN1500rmin，励磁回路总电阻Rf 110，电枢回路电阻Ra0.15，在额定运行状态下突然在电枢回路串入0.5的电阻，忽略电枢反应和电磁惯性，计算：（1）串入电阻后瞬间的电枢电势、电枢电流、电磁转矩；（2）若负载转矩减为原来的一半，求串入电阻后的稳态转速。解：励磁电流I=A=1A. 电枢电流I=I- I=28-1A=27A.感应电动势E=U-IR=220-270.15V=105.95V.电势系数c=0.071转矩系数c=9.55 c=9.550.0710.678(1) 电阻瞬间 E=E=105.95V电枢电流I=A6.23A.电磁转矩T= cI=0.6786.23NM4.22 NM.(2) 若负载转矩减为原来的一半，则电枢电流I=0.5I=0.527A=13.5A.则串入电阻后的稳态转速n=r/min1425.7r/min=1426r/min.1-4 一他励直流电动机，PN2.5kW，UN =220V，IN =12.5A，nN =1500r/min，Ra=0.8。试求：（1）电动机以1200rmin的转速运行时，采用能耗制动停车，要求制动开始后瞬间电流限制为额额定电流的两倍，求电枢回路应串入的电阻值；（2）若负载为位能性恒转矩负载，TZ 0.9TN，采用能耗制动，使负载以420rmin的转速恒速下放，电枢回路应串入的电阻。解：（1）电势系数c=0.14 以n=1200r/min运行时，感应电动势E=cn=0.141200V=168V. 制动开始瞬时，要求I= -2I=-212.5V= -25V. 则串入的电阻R= -R=-0.8=5.92.(2) 若T=0.9T, 则电枢电流I=0.9I=0.912.5A=11.25A.感应电动势E= -cn= -0.14420V= -58.8V则串入的电阻R= -R=-0.85.23-0.8=4.43.三、直流电机的填空题1、他励直流电动机有三种调速方法，分别为 、 、 。2、直流电动机的起动方法有 、 。4、直流电机的绕组常用的有_ _和_ _两种形式。5、直流电机的UEa时运行于_状态，UEa时运行在_状态。7、他励直流电动机的机械特性是指在 的条件， 和 的关系。一、变压器的回答问题1、变压器并联运行需要满足下列三个条件： 答：（1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等； （2）并联运行的各台变压器的联结组号必须相同； （3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值要相等。2、 变压器负载运行时，绕组折算的准则是什么？答：折算就是用一个匝数和一次绕组完全相同的假想绕组来替代原有的二次绕组，虽然折算前后二次绕组匝数改变了，但是变压器二次绕组折算之前的能量关系、电磁关系和磁动势大小并不受影响，这是变压器折算的基本准则。3、 为什么电压互感器在工作时不允许二次侧短路？电流互感器在工作时不允许二次侧开路？答：由于电压互感器二次侧所接的电压表或者功率表等仪表，内阻很大，所以实际上电压互感器工作时相当于一太降压变压器的空载运行，此时二次侧短路，会产生很大的短路电流，烧坏变压器绕组，所以不允许二次侧短路。电流互感器正常工作时，二次侧相当于短路，二次侧电流所产生的磁动势近似与一次侧磁动势大小相等，方向相反，所以建立铁芯中主磁通的合成磁动势和励磁电流很小。但是如果二次侧开路，则一次侧电流全部为励磁电流，在铁芯中产生的磁通会很大，铁芯过饱和，铁损耗增大，互感器发热。而且二次绕组匝数很多，将会感应出危险的高电压，危机操作人员安全。4、画出变压器的“T”型等效电路二、变压器的计算题1、有一台单相变压器，额定容量，额定电压，求一次侧和二次侧的额定电流。解：2、 有一台三相变压器，额定容量，额定电压，Y/连接。求一次侧和二次侧的额定电流。解：三、变压器的填空题1、变压器空载试验时输入的有功功率主要消耗在_铁心_ _，短路试验时输入的有功功率主要消耗在_绕组_。2、使用电流互感器时，其二次侧必须 短路 ，否则，将二次绕组感应出危险的高电压，危机操作人员安全。 使用电压互感器时，其二次侧必须开路 ，否则，将二次会产生很大的短路电流，烧坏变压器绕组。四、异步电机的计算题2、有一台频率为50Hz的三相异步电动机，额定转速nN=1450 r/min，空载转差率s=0.01，试求该电机的磁极对数p、同步转速n1，空载转速n0，额定负载时的转差率sN和起动时的转差率s。解：由额定转速可知，电动机的空载转速；n1=1500 r/min；磁极对数p=2；空载时电动机转速为：；额定转差率为：；电动机起动时的转差率：s=1;4、一台三相异步电机输入功率为PN=32.8kW，定子铜耗pcual=1060W，铁耗pFe=655W，附加损耗pad=165W，机械损耗pmec=280W，转差率s=0.0206。试求电机的电磁功率Pem，转子铜耗pcua2，输出功率P2。解：由交流电动机的能流图可以看出，从输入端看电动机的电磁功率为：转子铜损pcua2：输出功率：5、 一台三相、50 Hz异步电动机，PN10 kW，nN1455 r/min，m2。试计算这台电机的额定转矩、最大转矩、起动转矩。解： 额定转矩：最大转矩：起动转矩：8、已知一台三相异步电动机异步电动机,=975r/min,=0.8, =50Hz,试问该电机的极对数P,额定转差率和额定负载时的效率各为多少?解： =0.025 =3=79.021kW=94.9%9、已知一台三相异步电动机，额定功率为150kW，额定电压为380V，额定转速为1460r/min，过载倍数为2.4，试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机能否带动额定负载起动。解： （1） ， 根据额定转速为1460r/min，可判断出同步转速=1500