电机拖动复习-2

1 电机拖动复习范围 一 填空题 1 根据三相异步电动机 T s 曲线 电机运行状态有电动状态 发电状态 电磁制动状态转差 率取值范围分别为 0 s 1 s 1 2 他励直流电动机的机械特性为硬特性 当电枢串电阻之后 机械特性将变软 改变电源电 压时机械特性将不变 3 异步电动机定转子之间没有电的直接联系 通过频率折算和绕组折算可以获得等效电路图 4 直流发电机的电磁转矩是制动转矩 直流电动机的电磁转矩是驱动转矩 5 直流电动机调速时 在励磁回路中增加调节电阻 可使转速增加 而在电枢回路中增加调 节电阻 可使转速降低 6 直流电机电枢磁场对空载主磁场的影响称为电枢反应 7 一台三相异步电动机带恒转矩负载运行 若电源电压下降 则电动机的转速下降 定子电 流增大 最大转矩增大 临界转差率不变 8 一台 6 极三相异步电动机接于 50HZ的三相对称电源 其 s 0 05 则此时转子转速 950r min 9 变压器等效电路中的是对应于主磁通的电抗 是表示铁损的等效的电阻 10 三相变压器一 二次侧线电压相位关系决定于绕组绕向 首末端标记和绕组连接方式 11 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为主磁通 仅和一侧绕组交链的磁通为漏磁 通 12 变压器空载运行时一次绕组空载电流很小的原因是变压器的励磁阻抗很大 13 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是交流的 14 并励直流电动机 当电源反接时 其中的方向反向 转速方向不变 a I 15 直流电动机调速时 在励磁回路中增加调节电阻 可使转速升高 而在电枢 回路中增加调节电阻 可使转速降低 16 如果感应电机运行时转差率为 则电磁功率 机械功率和转子铜耗之间的比例是s 2 P eCu Pp s s 1 1 179 三相异步电动机空载时运行时 电机内损耗包括定子铜耗 定子铁耗 机械损耗 附加 损耗 电动机空载输入功率与这些损耗相平衡 0 P 18 三相异步电动机转速为 定子旋转磁场的转速为 当时为电动机运行状态 当n 1 n 1 nn 时为发电机 运行状态 当与反向时为电磁制动运行状态 1 nn n 1 n 19 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有转子串适当的电阻 转子串频敏变阻器 二 单项选择题 1 他励直流电动机的人为特性与固有特性相比 其理想空载转速和斜率均发生了变化 那么 这条人为特性一定是 C 2 A 串电阻的人为特性 B 降压的人为特性 C 弱磁的人为特性 2 如果并励直流发电机的转速上升 20 则空载时发电机的端电压 U0升高 B A 20 B 大于 20 C 小于 20 3 变压器空载损耗 D A 全部为铜损耗 B 全部为铁损耗 C 主要为铜损耗 D 主要为铁损 耗 4 三相异步电动机带恒转矩负载运行 如果电源电压下降 当电动机稳定运行后 此时电动 机的电磁转矩 A A 下降 B 增大 C 不变 D 不定 5 三相异步电动机空载时 气隙磁通的大小主要取决于 A A 电源电压 B 气隙大小 C 定 转子铁心材质 D 定子绕组的漏阻抗 6 某并励直流电动机空载运行时 若不慎将励磁回路断开 电机转速将 C A 升到某一高值后稳定运行 B 减速后停转 C 增加到不允许的值即 飞车 D 原速运行 7 变压器空载损耗 D A 全部为铜损耗 B 全部为铁损耗 C 主要为铜损耗 D 主要为铁损耗 8 一台变压器原设计的频率为 50HZ 现将它接到 60HZ 的电网上运行 当额定电压不变时 铁心中的磁通将 C A 增加 B 不变 C 减少 D 为零 9 某台空载运行的三相异步电动机 若将外施电源电压降低 12 则此时转子的转速将 A A 变化不大 B 降低约 12 C 增大约 12 D 无关 10 他励直流电动机的人为特性与固有特性相比 其理想空载转速和斜率均发生了变化 那 么这条人为特性一定是 C A 串电阻的人为特性 B 降压的人为特性 C 弱磁的人为特性 1 5 C B D A A 6 10 C D C A C 三 判断题 1 电磁转矩和负载转矩的大小相等 则直流电机稳定运行 2 一台直流电机既可作发电机运行 也可作电动机运行 3 三相异步电动机的起动电流和起动转矩都与电机所加的电源电压成正比 4 三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩 所串电阻越大 起 动电流就越小 5 变压器铁心一般采用交错叠片方式叠装而成目的是增大磁阻 6 磁转矩和负载转矩的大小相等 则直流电机稳定运行 7 一台直流电机既可作发电机运行 也可作电动机运行 8 深槽式与双笼型三相异步电动机 起动时由于集肤效应而增大了转子电阻 因此具有较 高的起动转矩倍数 9 三相绕线转子异步电动机转子回路串入电阻可以增大起动转矩 串入电阻值越大 起动 转矩也越大 10 三相异步电机当转子不动时 转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同 11 不管异步电机转子是旋转还是静止 定 转子磁通势都是相对静止的 12 三相异步电动机转子不动时 经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗 3 13 一台变压器原边电压 U1不变 副边接电阻性负载或接电感性负载 如负载电流相等 则两种情况下 副边电压也相等 14 直流电动机的人为特性都比固有特性软 15 提升位能负载时的工作点在第一象限内 而下放位能负载时的工作点在第四象限内 四 问答题 2 为什么变压器空载运行时的功率因数很低 答 变压器空载运行时原边电流就是励磁电流 由有功分量和无功分量组成 由于铁损耗 小 有功分量电流小 电流主要为建立磁场的无功分量 因此空载运行时的功率因数很低 2 异步电动机等效电路中的附加电阻的物理意义是什么 能否用电抗或电容代替这 2 1s R s 个附加电阻 为什么 答 异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻 用转子电流在该 电阻所消耗的功率来代替总机械功率 包括轴上输出的机械功率和机械损耗 附加损耗等 因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性质 因此 从电路角度来模拟的话 只能用有功 元件电阻 而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻 3 举例说明常见的负载转矩特性包括哪几种 答 恒转矩负载 水平面平移运动的负载为反抗性恒转矩负载 提升重物为位能性恒转矩 负载 水泵 风机等为通风机类负载 车床 铣床等不同工况下体现恒功率负载 4 正常运行的他励直流电动机 如果励磁绕组突然断线 会有什么情况发生 为什么 答 空载或轻载 飞车 转速过高 由于磁场非常小 反电动势与电枢电压接近 根据 E Ce n 转速过高 大负载 电流过大 根据T CT Ia 电磁转矩与负载转矩相平衡 转 矩值较大 所以当磁通非常小时 电流过大 5 将变压器二次绕组折算到一次绕组时的规律是什么 答 电动势和电压的折算值等于实际值乘以 电流的折算值等于实际值除以 电阻 漏 电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以 2 6 电源频率降低 其他各量不变 试分析变压器铁心饱和程度 励磁电流 励磁电抗 漏 抗的变化情况 答 据可知 当降低时 增加 铁心饱和程度增加 励磁电流增 11 4 44 m UfN f mm B 加 励磁电抗减小 7 并励直流发电机自励建立稳定电压 必须满足的条件是什么 答 1 发电机主磁极必须有剩磁 2 励磁绕组与电枢绕组连接必须正确 发电机转向与 励磁绕组的连接必须正确配合使励磁电流产生的磁通方向与剩磁方向一致 3 励磁回路的 4 总电阻必须小于发电机运行转速相对应的临界电阻值 以上三个条件必须同时具备 缺一不 可 8 写出三相异步电动机的电磁转矩三种表达式 答 9 通常直流电动机的反转实施方法有那几种 分别写出来 答 两种方法 分别是 1 保持电枢两端电压极性不变 将励磁反接 2 保持励磁绕组两端电压不变 讲电枢绕组反接 五 计算题 1 他励直流电动机 额定数据为 PN 96kW UN 440V IN 250A nN 500r min Ra 0 078 请确定额定输出转矩和额定 电磁转矩 速知某直流电动机铭牌数据如下 额定功率 PN 75kW 额定电压 UN 220V 额定转 nN 1500r min 额定效率 N 88 5 试求该电机的额定电流 解 6 1833 500 96 95509550Nm n P T N N N 5 420078 0 250440VRIUE aNNaN 9 2007 500 250 5 420 55 9 55 9 Nm n IE T N NaN em 2 某台三相异步电动机 额定功率 75kW 额定转速 975r min 额定电压 3000V 额定电流 18 5A 额定功率因数 0 87 额定频率 50Hz 试求 1 极数 2 额定转差率 3 额定效率 4 额定转矩 解 1 根据额定转速略小于同步转速 频率50Hz 时 同步转速为 1000r min 所以 2p 6 1 6060 50 3 1000 f p n 2 1 1 1000975 0 025 1000 N N nn s n 3 2 75000 89 7 3cos3 3000 18 5 0 87 N NNN P U I 4 75 95509550734 6 975 N N N P TN m n 2 21 cos ICT T 2 21 2 211 2 2 11 2XXsrrf srpUm T m m s s s s T T max 2 5 3 某厂的电源容量为 560 kVA 一皮带运输机采用三相笼型异步电动机拖动 其技术数据 为 PN 40kW 联结 全压起动电流为额定电流的 7 倍 起动转矩为额定转矩的 1 8 倍 要求带 0 8TN 的负载起动 试问应采用什么方法起动 解 由题意 Ist IN 7 Tst TN 1 8 1 试用全压起动 因电网容许的起动电流倍数 全压起动电流倍数 故不能全压起动 2 试用电抗器减压起动 起动电流需降低的倍数 串电抗器后的起动转矩 不能采用串电抗器后的起动 3 试用 Y 减压起动 因电动机正常运行时是 联结 可以讨论此问题 虽起动电流 电网容许值 但起动转矩不符合要求 不能采用 4 试用自耦变压器减压起动 采用自耦变压器减压起动 4 已知一台三相四极异步电动机的额定数据为 PN 10kW UN 380V IN 11 6A 定子为 Y 联 结 额定运行时 定子铜损耗 PCu1 560W 转子铜损耗 PCu2 310W 机械损耗 Pmec 70W 附加损 耗 Pad 200W 试计算该电动机在额定负载时的 1 额定转速 2 空载转矩 3 转轴上 的输出转矩 4 电磁转矩 解 1 22 10 58 emmecadCu PPPPPkW 2 0 0293 NCuem sPP 1 1 1456 min NN nsnr 2 0 1 77 mecad PP TN m 3 2 2 65 59 N P TN m 4 20 67 36 em TTTN m 725 4 10404 10560 4 3 44 3 3 3 电动机容量 电源总容量 647 1 25 4 7 N N xt st I I I I k NN Nst st TT T k T T8 066 0 647 1 8 1 22 NN Nst st II II I25 4 33 2 3 7 3 NN Nst st TT TT T8 06 0 3 8 1 3 25 4 7 8 0 8 1 k 283 1 5 1 k 77 0 1 67 0 k 6 六 判断以下的联结组 b c 答 a 以 Yd11 为基准 低压侧 a z 2 点 所以为 Yd1 b 以 Yd11 为基准 低压侧相移两次 8 点 所以为 Yd7