电机与拖动I作业

精品文档 1欢迎下载 电机与拖动 I 作业 姓名 于志民 学号 13925221 专业 电气工程及自动化 班级 电气工程及自动化 2013 64 班 专本 第一次第一次 10 10 什么叫电枢反应 电枢反应对气隙磁场有什么影响 答 电枢反应是电枢磁势对气隙磁场的影响 反应为去磁及磁场畸变 11 11 如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态 它们的 Tem n E U 的方向有何不同 能量转换关系如何 答 可以根据反电势 感应电势 E 的大小来判断直流的运行状态 当 E U 时 处于发电机状态 反之处于电动机状态 发电状态时Tem与 n 反向 E 与 Ia同 向 与 Ua反向 电动机Tem与 n 同向 E 与 Ia Ua反向 发电机从机械能转 化为电能 电动机从电能转化为机械能 12 12 直流电机的励磁方式有哪几种 每种励磁方式的励磁电流或励磁电压与电 枢电流或电压有怎样的关系 答 直流电机励磁方式有四种 1 他励 励磁电流由独立电源供给 与电枢电流无关 2 并励 励磁绕组与电枢并联 励磁电压等于电枢电压 3 串励 励磁绕组与电枢串联 励磁电流等于电枢电流 4 复励 既有串励绕组又有并励绕组 按两绕组磁动势方向的异同分类 积复 励 串 并励磁动势同向 差复励 串 并励磁动势反向 13 13 一台四极单迭绕组的直流电机 1 如果取出相邻的两组电刷 只用剩下的两外两组电刷是否可以 对电机性 能有何影响 端电压有何变化 此时发电机能供给多大的负载 用额定功率的 百分数表示 2 如果有一元件断线 电刷间的电压有何变化 电流有何变化 3 若只用相对的两组电刷是否能够运行 4 若有一极失磁 将会产生什么后果 答 1 对于四级单迭绕组直流电机 如果取出相邻的两组电刷 用另外剩下 的两组电刷仍然可以运行 并联支路数由原来的4变为了2 其中一条支路是原 来的 另一条由原来的三条支路串联组成 两条支路的电动势相等 故端电压 不变 但两条支路的电阻不一样 为使任何一条支路不过载 电阻小的支路只 能供给1 3的额定电流 可见 此时电机只能供给1 3的额定负载 2 如果有一元件断线 使原来并联支路数由4变成3 电刷间电压不变 负载能 精品文档 2欢迎下载 力变为原来的75 3 若只用相对两组电刷不能运行 此时等效电路为两条并联支路且感应电势 互相抵消 使端电压为零 电机不能运行 4 若有一极失磁 则每极下磁通不等 故在每极下导体中感应电势也不等 这样各并联支路产生的总感应电势不等 形成环流 由于电机绕组电阻很小 环流将很大 使电机过热 14 14 试判断下列情况下 电刷两端电压性质 1 磁极固定 电刷与电枢同时旋转 2 电枢固定 电刷与磁极同时旋转 答 1 电刷两端的是交流电压 2 电刷两端的是直流电压 15 15 一台并励直流发电机 电动机的额定数据为 额定功率 25kW 额定电压 230V 额定转速 1455r min 励磁电阻 130 电枢电阻 0 15 带额定负载时 杂散损耗为 3 8 PN 铁耗 582W 机械损耗 305W 求发电机额定负载时 1 电磁功率与电磁转矩 2 输入功率 3 效率 16 16 一台并励直流电动机的额定数据如下 PN 17KW UN 220V nN 3000r m IN 88 9A 电枢回路电阻ra 0 0896 励磁回路 电阻Rf 181 5 若忽略电枢反应的影响 试求 1 电动机的额定输出转矩 2 在额定负载时的电磁转矩 3 额定负载时的效率 精品文档 3欢迎下载 4 在理想空载 Ia 0 时的转速 5 当电枢回路串入一电阻 R 0 15 时 在额定转速时的转矩 解 1 N m 2 A V w N m 3 N m w 18602 13 87 6882 0 0896 1 2122 181 5 19557 7 w 4 5 因为调速前后Tem不变 所以Ia不变 精品文档 4欢迎下载 17 17 一台串励直流电动机 UN 220V n 1000r m IN 40A 电枢回路电阻为 0 5 欧 假定磁路不饱和 试求 1 当 Ia 20A 时 电动机的转速及电磁转矩 2 如果电磁转矩保持上述值不变 而电压减低到 110V 此时电动机的转速 及电流各为多少 解 V 1 所以 m 2 串励且转矩保持不变 所以不变 不变 20 A 18 18 并励直流发电机正转时 空载电动势E0 230V 停下来后在下列第 种 情况下无载电动势E0 230V 第 种情况下无载电动势E0 0V 第 种 情况下无载电动势E0 230V A 原动机以同样的转速反转 B 对调一下励磁绕组的两出线端 原动机以同样的转速正转 C 对调一 下励磁绕组的两出线端 原动机以同样的转速反转 D 照原来一样 原动机转速转向不变 答 D AB C 19 19 何谓饱和现象 电机的磁路为什么会出现饱和现象 饱和对电机运行性能 有何影响 答 电机磁路由铁心部分和空气隙部分组成 当铁心的B达到一定程度后 铁心部分的磁压降开始不能忽略 此时随着励磁磁动势的增加 主磁通的增 精品文档 5欢迎下载 加渐渐变慢 电机进入饱和状态 由于饱和现象的存在 使电机设计时对H 和B的值不能取得过高 材料利用率受到限制 激磁电流需要增大 20 20 电机和变压器的磁路常用什么材料制成 这类材料应具有哪些主要特性 试比较交流磁路和直流磁路的异同点 答 电机和变压器的磁路常用导磁性能好的铁磁材料制成 直流磁路磁通不随时间变化 无磁滞 涡流损耗 也不会在无相对运动的 导体中感应电势 而交流磁路磁通随时间变化 会在铁心中产生磁滞 涡流损 耗 并在其交链的导体中感应电势 第二次第二次 14 14 一台并励直流电动机 PN 100kw UN 220V n 550r m 在 750C 时电枢回 路电阻 ra 0 022 欧 励磁回路电阻 rf 27 5 欧 2 2V 额定负载时的效 率为 88 试求电机空载时的电流 解 V w 精品文档 6欢迎下载 A 15 15 限制直流电动机的起动电流是否越小越好 答 直流电动机起动时必须限制起动电流 但起动电流不是越小越好 由于 电流过小则转矩过小 不利于起动 16 16 一台直流他励电动机拖动一起重机械 电动机的额定数据为 额定功率 PN 21kw 额定电压UN 220V 额定电流IN 110A 额定转速nN 1500r min 电枢电阻 不包括电刷接触压降 带额定位能性恒转矩负载 不计电枢反 应的影响 求 1 以750r m转速提升重物时 电枢电路应串入多大的电阻 2 以 200r m 的转速下放重物 有几种方式 所需的参数各为多少 精品文档 7欢迎下载 2 方式一 电枢回路串电阻 方式二 能耗制动 方式三 回馈制动 17 17 一台他励直流电动机 PN 10kw UN 220V nN 1000r min 电枢回路总电阻为0 37 不计电刷接触压降 电机带额定位能负载 试求 1 在电枢回路串入1 5 电阻 电机稳定后的电枢电流及转速 2 在电枢回路串入0 9 电阻 能耗制动时的稳定转速 3 若在回馈制动方式下以 760r m 的转速运行 电机的端电压 解 1 电枢回路串入1 5 电阻 由于负载不变 故电枢电流不变 精品文档 8欢迎下载 2 电枢回路串入0 9 电阻 由于负载不变 故电枢电流不变 能耗制动 电源电压为零 3 若在回馈制动方式下以760r m的转速运行 电枢电流不变 18 18 一台并励电动机 PN 10kw UN 220V nN 1500r min 安 欧 试求 在额定电枢电流下 从下列制动 方式制动时 电枢电路内所需串联的电阻值 电枢电路内的损耗以及电磁 制动转矩 1 反接制动 n 200r m 2 回馈制动 n 200r m 3 能耗制动 n 200r m 解 额定运行时 额定电流安 电枢电流安 1 反接制动 感应电势伏 所串电阻欧 损耗w 精品文档 9欢迎下载 制动转矩T N m 2 反馈制动 感应电势 伏 串电阻Rj 欧 损耗w 制动转矩T N m 3 能耗制动 感应电势 伏 串电阻Rj 欧 损耗w 制动转矩T N m 第三次第三次 13 13 变压器的其它条件不变 仅将原 副边线圈匝数变化 10 试问对X1 和 Xm的影响怎样 如果仅将外施电压变化10 其影响怎样 如果仅将频率变化 10 其影响又怎样 答 因为 所以当原 副边匝数变化 10 时 X1 变化21 m变化 10 又因为 磁通变化 10 时 由于饱和下降影响 所以Xm的变化大于21 当匝数变化 10 时 X1 变化 19 m变化 10 由于饱和程度上升 所以Xm的变化小于 19 将外施电压变化 10 时 m也将变化 10 饱和程度上升 故X1 不变 Xm下 降 将外施电压变化 10 时 X1 不变 Xm上升 如果将频率变化 10 m下降 X1 变化10 xm变化大于10 而f变化 10 X1 变化 10 xm变化小于 10 14 14 为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁耗 短路损耗可以近似看成铜耗 精品文档 10欢迎下载 答 因为空载时电流很小 在空载损耗中铁耗占绝大多数 所以空载损耗近似 看成铁耗 而短路时 短路电压很低 因而磁通很小 铁耗也很小 短路损耗 中铜耗占绝大 多数 所以近似把短路损耗看成铜耗 实际负载时铁耗和铜耗与 空载时的铁耗和铜耗有差别 因为后一个是包含有其它损耗 15 15 一台变压器 原设计频率为50赫兹 现将它接到60赫兹的电网上运行 额 定电压不变 试问对激磁电流 铁耗 漏抗 电压变化率有何影响 答 因为 当 U 不变而 f 改变后 主磁通将下降到原来的 5 6 所以激磁电流将减小 漏抗 所以X1 增大 6 5 倍 电压变化率 随 X1 增大而增大 又因为 而 所以铁耗将下降 16 16 将一台变压器的一次电压增加 5 不计磁路饱和 励磁电流 主磁通 漏抗 励磁电抗 铁耗将如何变化 答 电压增加则磁通增加 磁路饱和程度也增加 因此铁耗增加 励磁电抗降低 而漏抗不变 17 17 一台单相变压器 空载及短路 实验的结果如下 试计算 1 折算到高压边的参数 实际值及标么值 假定 2 画出折算到高压边 的T型等效电路 3 计 算短路电压的百分值及其二分量 4 满载及滞后时的电压变化 率及效率 5 最大效率 实验名称电压 伏 电流 安 功率 W 电源加在 空载 630010 15000 低压边 短路 324015 1514000 高压边 解 1 空载实验可以得到折算到高压边的参数 而k 60 6 3 9 524 精品文档 11欢迎下载 根据短路实验得到折算到低压边的参数 所以 2 折算到高压的T型等效电路 3 所以 4 电压变化率 1 6944 0 8 5 6944 0 6 4 77 此时 精品文档 12欢迎下载 而 所以kw 故k