電機與拖動I課后復習

1、電機與拖動 I 作業(yè)姓名：于志民學號：13925221專業(yè)：電氣工程及自動化班級：電氣工程及自動化2013-64 班（專本 ）第一次10. 什么叫電樞反應？電樞反應對氣隙磁場有什么影響？ 答：電樞反應是電樞磁勢對氣隙磁場的影響。反應為去磁及磁場畸變。11. 如何判斷直流電機運行于發(fā)電機狀態(tài)還是電動機狀態(tài)？它們的Tem、 n、 E、U 的方向有何不同？能量轉換關系如何 ?答：可以根據(jù)反電勢（感應電勢） E 的大小來判斷直流的運行狀態(tài)。當 E>U 時處于發(fā)電機狀態(tài)，反之處于電動機狀態(tài)。發(fā)電狀態(tài)時Tem與n反向，E與la同向，與Ua反向；電動機Tem與n同向，E與la、Ua反向。發(fā)電機從機械能

2、 轉化為電能，電動機從電能轉化為機械能。12. 直流電機的勵磁方式有哪幾種？每種勵磁方式的勵磁電流或勵磁電壓與電 樞電流或電壓有怎樣的關系？ 答：直流電機勵磁方式有四種：1）他勵勵磁電流由獨立電源供給，與電樞電流無關； 2）并勵勵磁繞組與電樞并聯(lián)，勵磁電壓等于電樞電壓； 3）串勵勵磁繞組與電樞串聯(lián)，勵磁電流等于電樞電流； 4）復勵既有串勵繞組又有并勵繞組， 按兩繞組磁動勢方向的異同分類： 積復勵串、并勵磁動勢同向）、差復勵（串、并勵磁動勢反向）。13. 一臺四極單迭繞組的直流電機。2)3)若只用相對的兩組電刷是否能夠運行？4)若有一極失磁，將會產(chǎn)生什么后果？1) 如果取出相鄰的兩組電刷，只用剩

3、下的兩外兩組電刷是否可以？對電機性能 有何影響？端電壓有何變化？此時發(fā)電機能供給多大的負載 (用額定功率的百分 數(shù)表示)； 如果有一元件斷線，電刷間的電壓有何變化？電流有何變化？答：1)對于四級單迭繞組直流電機，如果取出相鄰的兩組電刷，用另外剩下的兩組電刷仍然可以運行，并聯(lián)支路數(shù)由原來的 4變?yōu)榱?2，其中一條支路是原來的，另一條由原來的三條支路串聯(lián)組成。 兩條支路的電動勢相等， 故端電壓不 變。但兩條支路的電阻不一樣， 為使任何一條支路不過載， 電阻小的支路只能供 給 1/3 的額定電流，可見，此時電機只能供給 1/3 的額定負載。(2)如果有一元件斷線，使原來并聯(lián)支路數(shù)由 4變成 3，電刷

4、間電壓不變，負載能力變?yōu)樵瓉淼?75 。3)若只用相對兩組電刷不能運行，此時等效電路為兩條并聯(lián)支路且感應電勢互相抵消，使端電壓為零，電機不能運行。4)若有一極失磁，則每極下磁通不等，故在每極下導體中感應電勢也不等，這樣各并聯(lián)支路產(chǎn)生的總感應電勢不等， 形成環(huán)流， 由于電機繞組電阻很小， 環(huán) 流將很大，使電機過熱。14. 試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質(zhì)：1) 磁極固定，電刷與電樞同時旋轉：2) 電樞固定，電刷與磁極同時旋轉。答：（1 ）電刷兩端的是交流電壓：（2）電刷兩端的是直流電壓。15. 一臺并勵直流發(fā)電機，電動機的額定數(shù)據(jù)為：額定功率25kW，額定電壓 230V，額定轉速1455r/m

5、in ，勵磁電阻130 Q,電樞電阻0.15 Q;帶額定負載時雜散損耗為3.8 % Pn，鐵耗582W，機械損耗305W，求發(fā)電機額定負載時:（1）電磁功率與電磁轉矩；（2）輸入功率；（3）效率。= 1.77A如 "A嶼嚴處7,2卿戸姬"和凡=刃丸5側（2）輸入功率：效率：皆生=8&21%16.臺并勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)如下:Pn=17KW,U n=220V,n N=3000r/m,l n=88.9A,電樞回路電阻 ra=0.0896 Q，勵磁回路電阻Rf=181.5 Q，若忽略電樞反應的影響，試求:1）電動機的額定輸出轉矩;2）在額定負載時的電磁轉矩;3）額定負載

6、時的效率;4）在理想空載（la=0 ）時的轉速;解（1）AJOOZ 沖 。打如回0QN mRy/獷7廠了獷阮g孫砲A,£獷7¥-人/凡"20-87.688沁0詼=212.14V氏滬瓦/孑212.14畑鹿-低3 wP_1S6Q2 13x603 d 2”仏N m7V：r-7>M24 1,lNmR = 7；4，1x 竺瀘= 1602 2w5)當電樞回路串入一電阻R=0.15 Q時，在額定轉速時的轉矩。P宙=Pm亠幾1豆斗P斶二P嗣+人鳳十Iy R/=18602.13+87.688 2 X0.0896+1.212 2 X181.5=19557.7 w帀辱= 

7、3;xlOO% =86 勉N PLV（5 ）因為調(diào)速前后Tem不變，所以la不變E. = U-= 220-87(0 0S96 + CU5) = 1 貯產(chǎn)17. 一臺串勵直流電動機 Un = 220V，n = 1000r/m ，In = 40A，電樞回路電阻為0.5歐，假定磁路不飽和。試求：（1）當la = 20A時，電動機的轉速及電磁轉矩？ （ 2）如果電磁轉矩保持上述值不變，而電壓減低到 110V，此時電動機的轉速及電流各為多少?解：血二乩一厶凡二2藥-仏0 5=200 VG札妙廠01甘區(qū)=6-7；見20-2。心=2呃畑 所以C妙0.10.1（2）串勵且轉矩保持不變，所以人不變，G0不變0.

8、118.并勵直流發(fā)電機正轉時,空載電動勢E0=230V，停下來后在下列第 種情況下無載電動勢呂=230V ,種情況下無載電動勢E0=0V，第種情況下無載電動勢Eo= -230V。A、原動機以同樣的轉速反轉C、對調(diào)一下B、對調(diào)一下勵磁繞組的兩出線端，原動機以同樣的轉速正轉勵磁繞組的兩出線端，原動機以同樣的轉速反轉D、照原來一樣，原動機轉速轉向不變答：D、AB、C19.何謂飽和現(xiàn)象？電機的磁路為什么會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象？飽和對電機運行性能有何影響?答：電機磁路由鐵心部分和空氣隙部分組成，當鐵心的B達到一定程度后,鐵心部分的磁壓降開始不能忽略，此時隨著勵磁磁動勢的增加，主磁通的增加漸漸變慢，電機進入飽和狀

9、態(tài).由于飽和現(xiàn)象的存在，使電機設計時對H激磁電流需要增大。20.電機和變壓器的磁路常用什么材料制成，這類材料應具有哪些主要特性?試比較交流磁路和直流磁路的異同點。答：電機和變壓器的磁路常用導磁性能好的鐵磁材料制成。直流磁路磁通不隨時間變化，無磁滯、渦流損耗，也不會在無相對運動的導 體中感應電勢；而交流磁路磁通隨時間變化，會在鐵心中產(chǎn)生磁滯、渦流損耗, 并在其交鏈的導體中感應電勢。第二次14. 一臺并勵直流電動機，Pn = lOOkw，Un = 220V，n = 550r/m 在 75°C 時電 樞回路電阻ra= 0.022歐，勵磁回路電阻rf= 27.5歐，2應=2V，額定負載時的效

10、率為88 %，試求電機空載時的電流。£獷Ax凡一 25廣 22。- 刃汀3 e022 - 2 = 2曲C帖恰轡=5Po = P罰P圈P勺創(chuàng) W= ufo=u（f,r）15. 限制直流電動機的起動電流是否越小越好?答：直流電動機起動時必須限制起動電流，但起動電流不是越小越好，由于，電流過小則轉矩過小，不利于起動。16. 一臺直流他勵電動機拖動一起重機械，電動機的額定數(shù)據(jù)為：額定功率PN=21kw，額定電壓Un=220V,額定電流In=110A,額定轉速nN=1500r/min,電樞電阻丘廠（不包括電刷接觸壓降）；帶額定位能性恒轉矩負載，不計電 樞反應的影響，求:1）以750r/m轉速提

11、升重物時，電樞電路應串入多大的電阻?2) 以200r/m的轉速下放重物，有幾種方式，所需的參數(shù)各為多少?求處C血= Q,l357V-min/ r"。= X/42.S50J357 955沁 1曲& = 0Q5Q(2)方式一：電樞回路串電阻&】=2飭C方式二：能耗制動-200 = - °"+應7 2 X14?55方式三：回饋制動-2 心y X M2 55Q.1357 9.55x0.1S5717. 一臺他勵直流電動機，PN=10kw,U N=220V,n N=1000r/min.，電樞回路總電阻為0.37 Q,不計電刷接觸壓降，電機帶額定位能負載，試求:

12、1）在電樞回路串入1.5 Q電阻，電機穩(wěn)定后的電樞電流及轉速;2）在電樞回路串入0.9 Q電阻，能耗制動時的穩(wěn)定轉速;3）若在回饋制動方式下以760r/m的轉速運行，電機的端電壓。解：（1）電樞回路串入1.5 Q電阻，由于負載不變，故電樞電流不變:fl 二 4空竺旦么加酚/咖0.2（2）電樞回路串入0.9 Q電阻，由于負載不變，故電樞電流不變，能耗制動，電源電壓為零:0.2(3)若在回饋制動方式下以760r/m的轉速運行，電樞電流不變:=0.25x0.57 =18.臺并勵 電動機PN=10kw,U N =220V,n N=1500r/minn » = 0 354八燈亍歐，試求：在額定

13、電樞電流下,從下列制動方式制動時，電樞電路內(nèi)所需串聯(lián)的電阻值，電樞電路內(nèi)的損耗以及電磁制動轉矩。(1)反接制動，n = 200r/m ;( 2)回饋制動，n=200r/m ;( 3)能耗制動，n = 200r/m 。解：額定運行時：額定電流電樞電流5179-1.178 = 521C九=S 仏心寸=220 75 0詁=0心251500Cm妒鈴C昶=12(1)反接制動，感應電勢亦宅和所串電阻損耗P九憶+R尸叫制動轉矩T=c4皐淇矗心2俎=氏殆(2)反饋制動，感應電勢串電阻Rj='冊心5 52.61損耗心二泅制動轉矩T=獷1池垃弦61二門45能耗制動，感應電勢E=c#廠°山2皿吩沁

14、-£ =-0354 = 0.1564串電阻Rj=0觀竝丿2血損耗代=九況+尺）=2仏制動轉矩T=C4皐淇矗心2俎=氏殆第三次13. 變壓器的其它條件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化±10 %，試問對X1和Xm的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化10 %，其影響怎樣？如果僅將頻率變化10 %，其影響又怎樣?答：因為,巧.=2的A“ E = 4.44/N Z，所以當原、副邊匝數(shù)變化+10 %時，X1a變化21 %，m變化-10 %。又因為叫* "袒九,磁通變化+10 %時,由于飽和下降影響，所以Xm的變化大于21 %。當匝數(shù)變化-10 %時，X"變化-19 %，m

15、變化-10 %，由于飽和程度上升，所以Xm的變化小于-19 %。將外施電壓變化+10 %時，m也將變化+10 %，飽和程度上升，故X1 .不變，Xm下降。將外施電壓變化-10 %時，X"不變,Xm上升。如果將頻率變化+10 %，m下降，X1。變化10 %， Xm變化大于10 %。而f變化-10 %， X"變化-10 %， Xm 變化小于-10 %。14. 為什么變壓器的空載損耗可以近似看成鐵耗，短路損耗可以近似看成銅耗?答：因為空載時電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似 看成鐵耗。而短路時，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大 多數(shù)

16、，所以近似把短路損耗看成銅耗。實際負載時鐵耗和銅耗與空 載時的鐵耗和銅耗有差別，因為后一個是包含有其它損耗。15. 一臺變壓器，原設計頻率為50赫茲，現(xiàn)將它接到60赫茲的電網(wǎng)上運行，額 定電壓不變。試問對激磁電流，鐵耗，漏抗，電壓變化率有何影響?答：因為£ =氛仆叭2，當U不變而f改變后，主磁通將下降到原來的5/6，所以激磁電流將減小。漏抗，所以X1 0增大6/5倍。電壓變化率隨X"增大而增大。又因為n嚴廠就，而戸*2 ,所以鐵耗將下降。16.將一臺變壓器的一次電壓增加 5%，不計磁路飽和，勵磁電流、主磁通、漏抗、勵磁電抗、鐵耗將如何變化?答: E =孔何抑臨-£

17、/，電壓增加則磁通增加，磁路飽和程度也增加，因此鐵耗增加、勵磁電抗降低,而漏抗不變。= 60疋卩% £317. 一臺單相變壓器,幾T壓，空載及短路實驗的結果如下：試計算（1）折算到高壓邊的參數(shù)（實際值及標么值），假定=心 ='=丑門門2，兀兀加2（2）畫出折算到高壓邊的T型等效電路；（3）計算短路電壓的百分值及其二分量；（4）滿載及民= 0.S滯后時的電壓變化率及效率（5）最大效率。實驗名稱電壓（伏）電流（安）功率（W）電源加在空載630010.15000低壓邊短路324015.1514000高壓邊解：（1）空載實驗可以得到折算到高壓邊的參數(shù)ZjE ¥,而 k =

18、60/6.3 = 9.524乙= 9524I齊JO禺,=濟£ = %觀2K根據(jù)短路實驗得到折算到低壓邊的參數(shù)忑=g= *¥)F = 】°2 加Zw血=蟲=3沁IIXS致所以r =仝=1.235 f m 7 XlvY =卞* = 15 667 人W7ur”=”=號=&Alw-2血=血二石-=2開72H曠Z w(2)折算到高壓的T型等效電路305 歌 10D.5 朝fl_II_'aaL血曲 t=4U6收Ij J640a 衣所以（4 ）電壓變化率h =班屛寧廣Ph=(1.6944 X0.8+5.6944 X0.6)%=4.77 %此時,U產(chǎn)U曠5?恢評人訂滬魯=1&閔£而5所以Pq = a 仁 Uev% 二 57 133x16.667x0.0 = 952.3kw卩廣已+只+（如）P廣故kwPo952 3n= X100% = X100% = 57.75% q n574.24則 尸】（5）達到最大效率時，幾所以r=121 = 0543C 16.67所以TJ = fl=) X100%/Xe 銘+ R +