2012年9月份考试电机及拖动第三次作业

1、2012年9月份考试电机及拖动第三次作业一、简答题（本大题共100分，共 25 小题，每小题 4 分）1. 直流电动机中，换向器和电刷的作用是什么？2. 直流发电机的电枢绕组中流过的电流是直流还是交流，为什么？3. 下图是直流电动机还是直流发电机的工作原理图，为什么？4. 直流发电机中，换向器和电刷的作用是什么？5. 直流电动机电枢回路串接电阻时，串接电阻阻值与机械特性之硬度有何关系？6. 在相同额定负载转矩的情况下，直流电动机的额定转速降与机械特性之硬度有何关系？7. 三相异步电动机的转子转速和定子绕组电流产生的旋转磁场的转速相同吗？为什么？8. 下图是三相异步电动机降压时的机械特性，试比较

2、U"1、U'1、U1的大小，并说明理由。9. 直流电动机减弱每极磁通时，机械特性之硬度如何变化？10. 三相异步电动机的转子导条的受力方向和定子绕组电流产生的旋转磁场的方向是相同的还是相反的？为什么？11. 直流电动机的额定转速降相同，额定负载转矩愈大，机械特性愈硬吗？为什么？12. 三相绕线式异步电动机，为了得到良好的启动性能，可适当地在转子回路串电阻，以增大起动转矩。适当地在转子回路串电抗，是否也能够达到同样的效果？为什么？13. 将变压器的二次绕组折算到一次绕组，假设变压器的变比大于1，则二次绕组电流的折算值将减小，这与“保持折算前后二次绕组的磁通势不变”矛盾吗？为什么

3、？14. 将变压器的二次绕组折算到一次绕组，假设变压器的变比大于1，则二次绕组电流的折算值将减小，这与“保持折算前后功率传递关系不变”矛盾吗？为什么？15. 三相异步电动机的机械特性分为固有机械特性和人为机械特性。降低U1、定子回路串电阻、定子回路串电抗、转子串接对称电阻的人为机械特性，哪一种的最大电磁转矩不变？16. 直流电动机的机械特性如图曲线1所示，负载特性如图曲线2所示，C点是否能够稳定运行？17. 变压器的空载运行时，空载电流相量和磁通相量的相位关系是怎样的？18. 三相异步电动机的转差率可以为负吗？为什么？19. 直流电动机降低电枢电压时，机械特性之硬度如何变化？20. 变压器负载

4、时的磁通势平衡关系为，说明其物理意义。21. 三相异步电动机的转差率可以大于1吗？为什么？22. 变压器的空载运行时，一次绕组加额定电压，虽然一次绕组电阻很小，可空载电流并不大，为什么？23. 三相鼠笼式异步电动机，为了改善电动机的启动性能，可以改变转子槽形，利用“集肤效应”使起动时转子电阻增大，从而增大起动转矩并减小起动电流，在正常运行时转子电阻又能自动变小，基本上不影响运行性能。常用的方法是什么？24. 将变压器的二次绕组折算到一次绕组，应该保持折算前后什么不变？为什么？25. 三相绕线式异步电动机，为了得到良好的启动性能，适当地在转子回路串电阻，可增大起动转矩。为什么？答案：一、简答题（

5、100分，共 25 题，每小题 4 分）1. 参考答案：直流电动机中，换向器和电刷的作用是将加于直流电动机的直流电流转换为直流电动机电枢线圈中的交变电流，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。 解题方案：复习直流电动机的换向器和电刷的作用。 评分标准：2. 参考答案：直流发电机的电枢绕组中流过的电流是交流。 从直流发电机的横截面看，一对直流磁极产生的磁场是闭合的，或磁场方向是不变的，而电枢线圈转过180后，运动方向刚好相反，因此，直流发电机电枢线圈中的感应电动势的方向是交变的，而通过换向器和电刷的作用，在一对电刷两端输出的电动势是方向不变的直流电动势。若在

6、一对电刷之间接上负载，发电机就能向负载供给直流电能。 解题方案：复习直流发电机的换向器和电刷的作用。评分标准：3. 参考答案：是直流电动机的工作原理图。 加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩（图中一对电磁力F形成的转矩）的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。 解题方案：复习直流电动机的工作原理图。 评分标准：4. 参考答案：直流发电机电枢线圈中的感应电动势的方向是交变的，通过换向器和电刷的作用，在一对电刷两端输出的电动势是方向不变的直流电动势。若在一对电刷之间接上负载，发电机就能向负载供给直流

7、电能。 解题方案：复习直流发电机的换向器和电刷的作用。 评分标准：5. 参考答案：串接电阻阻值愈大，机械特性愈软。 解题方案：复习直流电动机电枢回路串接电阻时的人为机械特性。 评分标准：6. 参考答案：在相同额定负载转矩的情况下，直流电动机的额定转速降相同，则机械特性之硬度也相同。 解题方案：复习直流电动机的额定转速降与机械特性之硬度的概念。 评分标准：7. 参考答案：是不相同的。如果相同的话，转子导条的受力为零，转子拖不动负载。只有转子转速小于定子绕组电流产生的旋转磁场的转速时，转子导条的受力方向和定子绕组电流产生的旋转磁场的方向才是相同的，从而拖动负载运行。 解题方案：复习三相异步电动机的

8、得名。 评分标准：8. 参考答案：因为三相异步电动机降压时的最大电磁转矩与定子电压的平方成正比。 解题方案：复习三相异步电动机降压时的机械特性。 评分标准：9. 参考答案：每极磁通愈小，机械特性愈软。 解题方案：复习直流电动机减弱每极磁通时的人为机械特性。 评分标准：10. 参考答案：是相同的。如下图所示，假设定子绕组电流产生的旋转磁场的方向为逆时针方向，如果转子不转，相当于转子导条相对于旋转磁场按顺时针方向运行，按右手定则判断出转子导条的电流方向如下图所示，即在N磁极下，电流的方向是流入，在S磁极下，电流的方向是流出。根据左手定则，判断出通电导线即转子导条在磁场中的受力方向与f同方向，和定子

9、绕组电流产生的旋转磁场的方向是相同的。 解题方案：按右手定则判断出转子导条的电流方向，根据左手定则，判断出通电导线即转子导条在磁场中的受力方向。 评分标准：11. 参考答案：是。因为机械特性的斜率等于额定转速降除以额定负载转矩，而额定负载转矩愈大斜率愈小，所以机械特性愈硬。 解题方案：复习直流电动机的额定转速降与机械特性之硬度的概念。 评分标准：12. 参考答案：达不到同样的效果。因为根据三相异步电动机的机械特性，转子回路电抗增加时，电磁转矩会减小，启动转矩同样降低。 解题方案：复习三相异步电动机的机械特性、启动转矩公式。 评分标准：13. 参考答案：不矛盾。因为二次绕组电流的折算值减小的倍数

10、就是绕组匝数折算值增加的倍数，二次绕组的磁通势不变。 解题方案：复习变压器的折算法，将变压器的二次绕组折算到一次绕组，应该保持折算前后二次绕组的磁通势不变。 评分标准：14. 参考答案：不矛盾。因为二次绕组电流的折算值减小的倍数就是二次绕组电压折算值增加的倍数，二次绕组输出功率不会变。 解题方案：复习变压器的折算法，将变压器的二次绕组折算到一次绕组，应该保持折算前后二次绕组的磁通势不变，折算前后功率传递关系不变。 评分标准：15. 参考答案：转子串接对称电阻的人为机械特性的最大电磁转矩不变。 解题方案：复习三相异步电动机的固有机械特性及各种人为机械特性的特点。 评分标准：16. 参考答案：C点

11、不能稳定运行。 解题方案：复习直流电动机电力拖动系统稳定运行的充要条件。 评分标准：17. 参考答案：变压器的空载运行时，空载电流相量超前磁通相量一个很小的相位角Fe，称为铁耗角。 解题方案：复习变压器的空载运行时，空载电流相量和磁通相量的相位关系，铁耗角的定义。 评分标准：18. 参考答案：三相异步电动机的转差率可以为负。 如果用另外一台原动机拖动异步电机，使它的转速高于同步转速运行，这时旋转磁场切割转子导体的方向与电动机运行状态时相反，导体中电动势、电流的方向以及产生的电磁 转矩的方向也反了。这时电磁转矩对原动机来说是一个制动转矩。要保持电机转子继续转动，原动机必须不断地向电机输入机械功率

12、。而异步电机定子方面则向电网发出电功率，即电机处于发电机状态。 解题方案：复习转差率的定义。 评分标准：19. 参考答案：直流电动机降低电枢电压时，机械特性之硬度不变。 解题方案：复习直流电动机降低电枢电压时的人为机械特性。 评分标准：20. 参考答案：由于电源电压U1为常数，相应地E1与产生E1的主磁通m也近似为常数，所以变压器负载时，合成磁通也近似不变，与空载时近似相等，即。 解题方案：复习变压器负载时的磁通势平衡关系。 评分标准：21. 参考答案：三相异步电动机的转差率可以大于1。 如果用其他机械拖着三相异步电动机转子逆着旋转磁场方向转动，即n < 0 ，s 1 。 解题方案：复习

13、转差率的定义。 评分标准：22. 参考答案：空载电流产生一个交变磁通势，同时匝链一、二次绕组，分别在一、二次绕组中感应电动势e1和e2，e1的大小近似与一次绕组所加额定电压相等，方向相反，相差的一个很小电压加在一次绕组的漏抗上，所以，虽然一次绕组电阻很小，可空载电流并不大。 解题方案：复习变压器空载运行时的物理情况。 评分标准：23. 参考答案：深槽式和双鼠笼式。 解题方案：复习转子电路频率与转差率的关系、“集肤效应”的概念。 评分标准：24. 参考答案：变压器是通过磁耦合工作的，所以将变压器的二次绕组折算到一次绕组，应该保持折算前后二次绕组的磁通势不变。变压器只改变二次绕组的电压，不改变功率传递，虽然变压器有损耗，但是应该保持折算前后功率传递关系不变 解题方案：复习变压器的折算法，将变压器的二次绕组折算到一次绕组，应该保持折算前后二次