国家开放大学《电机拖动应用技术》平时作业1-4参考答案

国家开放大学《电机拖动应用技术》平时作业1-4参考答案第一次平时作业一、填空1.并励直流发电机自励建压的条件是_主磁路存在剩磁_;__并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同_;__励磁回路的总电阻必须小于临界电阻__。2.可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_Ea<U_时为电动机状态，当__Ea>U__时为发电机状态。3.直流发电机的绕组常用的有_叠绕组_和__波绕组__两种形式，若要产生大电流，绕组常采用__叠__绕组。4.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向__相反__，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向__相同_。5.单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是__2p__，_2_。6.直流电机的电磁转矩是由_每极气隙磁通量_和__电枢电流_共同作用产生的。7.他励直流电动机的固有机械特性是指在__U=UN、φ=ΦN，电枢回路不串电阻__条件下，__n__和__Tem__的关系。8.直流电动机的起动方法有__降压起动、电枢回路串电阻起动。9.当电动机的转速超过__理想空载转速_时，出现回馈制动。10.拖动恒转转负载进行调速时，应采__降压或电枢回路串电阻_调速方法，而拖动恒功率负载时应采用__弱磁_调速方法。二、选择题1.直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。A.电枢绕组B.励磁绕组C.电枢绕组和励磁绕组2.直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）A.去磁B.助磁C.不去磁也不助磁3.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（）。A.20%B.大于20%C.小于20%4.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：（）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5.直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（）A.为了使起动过程平稳B.为了减小起动电流C.为了减小起动转矩。6.当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：A.能耗制动状态B.反接制动状态C.回馈制动状态7.他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那么：（）A.I1<I2B.I1=I2C.I1>I2。三、判断题1.一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（×）2.一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（√）3.一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（×）4.直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（×）5.直流电动机的人为特性都比固有特性软。（×）6.直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（√）7.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。（√）8.他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（×）9.他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（√）四、简单题1、直流发电机的励磁方式有哪几种？答：（1）他励；（2）自励(包括并励、串励和复励三种)。2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？答：使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。五、计算题1.一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗为Pmec=61W，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。解：（1）PIPIIPPT（2）Pη=2.一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，IN=79.84A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=UN，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？（2）U=UN条件下，主磁通减少15%，负载转矩为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=UN，Φ=ΦN条件下，负载转矩为0.8TN，转速为（—800）r/min，电枢回路应串入多大电阻？解：（1）Cn=（2）TN不变时，TemIn=（3）不计空载转矩时，TemTn=解得：RB=2.69第二次平时作业一、填空：1.三相变压器理想并联运行的条件是（1）（空载时并联的变压器之间无环流），（2）（负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载），（3）（负载时各变压器分担的电流应为同相）。2.如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E=（U），U=（IR），空载电流将（很大），空载损耗将（很大）。3.一台变压器，原设计的频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将（减小），铁耗将（减小）。4.引起变压器电压变化率变化的原因是（负载电流的变化）。5.如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将（增大很多），变压器将（烧毁）。6.变压器副边的额定电压指（原边为额定电压时副边的空载电压）。7.通过（空载）和（短路）实验可求取变压器的参数。8.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）。9.变压器运行时基本铜耗可视为（可变损耗），基本铁耗可视为（不变损耗）。二、选择1.三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下，越高，则（）。A.副边电压变化率Δu越大，效率η越高，B.副边电压变化率Δu越大，效率η越低，C.副边电压变化率Δu越大，效率η越低，D.副边电压变化率Δu越小，效率η越高。2.变压器的其它条件不变，外加电压增加10℅，则原边漏抗，副边漏抗和励磁电抗将（）。A.不变B.增加10%C.减少10%3.升压变压器，一次绕组的每匝电势（）二次绕组的每匝电势。A.等于B.大于C.小于4.三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（）电压。A.空载线B.空载相C.额定负载时的线5.三相变压器的变比是指（）之比。A.原副边相电势B.原副边线电势C.原副边线电压6.变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗（）铜耗。A.大于B.小于C.等于7.将50Hz的变压器接到60Hz电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗（）；空载电流；接电感性负载设计，额定电压变化率（）。A.变大B.变小8.一台50Hz的变压器接到60Hz的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将（）。A.增加B.减小C.不变9.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为（）。A.电压变化率太大B.空载环流太大C.负载时激磁电流太大D.不同联接组号的变压器变比不同三、判断1.变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加。（√）2.电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载和空载时感应电势为常数。（×）3.变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。（×）4.变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。变压器空载和负载时的损耗是一样的。（×）5.变压器的变比可看作是额定线电压之比。（×）6.只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。（√）7.不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。（×）8.一台50HZ的变压器接到60HZ的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将减小。（√）9.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。（×）四、简答1.试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由e1=-N1dφdt、e2=-N2dφdt可知e1N1=e2N2，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。又U1E1，U2≈E2，因此U1N1=U2N2，当U1不变时，2.变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗，采用0.35mm厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。3.变压器原、副方额定电压的含义是什么？答：变压器一次额定电压Uin是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。4.变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？答：要从电网取得功率，有功功率供给变压器本身功率损耗，即铁心损耗和绕组铜耗，它转化成热能散发到周围介质中；无功功率为主磁场和漏磁场储能。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。5.试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？答：励磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频率一定时是常数。6.一台50HZ的单相变压器，如接在直流电源上，其电压大小和铭牌电压一样，试问此时会出现什么现象？副边开路或短路对原边电流的大小有无影响？（均考虑暂态过程）答：因是直流电，变压器无自感和感应电势，所以加压后压降全由电阻产生，因而电流很大，为U1NR1。如副边开路7.变压器的额定电压为220/110V，若不慎将低压方误接到220V电源上，试问激磁电流将会发生什么变化？变压器将会出现什么现象？答：误接后由U≈E=4.44fN1第三次平时作业一、填空题：1.当s在__0～１__范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为__反电动势__；在__－∞～０__范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为__制动转矩__。2.三相异步电动机根据转子结构不同可分为_笼型异步电动机__和__绕线型异步电动机_两类。3.一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为__950__r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为__50__r/min。4.三相异步电动机的电磁转矩是由__主磁通__和__转子电流的有功分量_共同作用产生的。5.一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__减小__，定子电流_增大_，最大转矩__减小_，临界转差率__不变_。6.三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速__减小_，定子电流__增大_。7.三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_总机械功率_的等值电阻。8.三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在_0.01～0.06_范围内。9.对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_增大_，最大转矩__不变__。二、判断题1.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。（√）2.三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。（√）3.三相异步电动机的最大电磁转矩Tm的大小与转子电阻r2阻值无关。（√）4.通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。（√）5.三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。（√）三、选择题1.三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.下降B.增大C.不变D.不定。2.三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因：A.异步电动机是旋转的B.异步电动机的损耗大C.异步电动机有气隙D.异步电动机有漏抗。3.三相异步电动机空载时，气隙磁通的大小主要取决于：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。4.三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于：A.它们的定子或原边电流都滞后于电源电压B.气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势C.它们都有主磁通和漏磁通D.它们都由电网取得励磁电流。5.三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：A.升高B.下降一直到停转C.下降至零后再反向旋转D.下降到某一稳定转速。四、简答题1、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？答：空载时，I1=I0，而I0=I0a+2、异步电动机等效电路中的附加电阻1-ss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1-ssR3、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。五、计算题1、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）Psn（2）T（3）T（4）P2、已知一台三相异步电动机，额定频率为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）TT根据额定转速为1460r/min，可判断出同步转速n1=1500r/minss转子不串电阻的实用表达式为：T=电机开始起动时，s=1，T=Ts，代入实用表达式得：T因为Ts第四次平时作业一、填空题：1.拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其转差率s在_0-sm_范围内时，电动机都能稳定运行。2.三相异步电动机的过载能力是指__Tm/TN__。3.星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的__3__倍。4.三相异步电动机进行能耗制动时，直流励磁电流越大，则补始制动转距越__大__。5.三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U1应随f1按__正比__规律调节。二、判断题1.由公式Tem=CTΦmI’2cosΦ2可知，电磁转矩与转子电流成正比，因为直接起动时的起动电流很大，所以起动转矩也很大。（×）2.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。（√）3.三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。（×）4.三相绕线转子异步电动机提升位能性恒转矩负载，当转子回路串接适当的电阻值时，重物将停在空中。（√）5.三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（√）三、选择题1.与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：A.定子串接电阻的人为机械特性B.转子串接电阻的人为机械特性C.降低电压的人为机械特性。2.一台三相笼型异步电动机的数据为PN=20kW，UN=380V，λT=1.15，ki=6,定子绕组为三角形联结。当拖动额定负载转矩起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12IN，最好的起动方法是：A.直接起动B.Y—△降压起动C.自耦变压器降压起动。3.一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机的电磁转矩：A.Tem=TNB.Tem=0.81TNC.Tem=0.9TN。4.三相绕线转子异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时电动机运行于正向电动状态，若在转子回路串接三相对称电阻下放重物时，电动机运行状态是：A.能耗制动运行B.反向回馈制动运行C.倒拉反转运行。5.三相异步电动机拖动恒转矩负载，当进行变极调速时，应采用的联结方式为：A.Y—YYB.△—YYC.正串Y—反串Y