《直流電機》《變壓器》課堂提問問題.doc

1、直流電機變壓器課堂提問一、直流發(fā)電機工作原理、結構、勵磁方式1.直流電機線圈內的電流是交流還是直流？電刷兩端的是交流還是直流？線圈交流；電刷直流2. 電刷和換向器是轉動的還是靜止的？電刷靜止，換向器轉動3. 電刷加換向器在直流發(fā)電機和電動機中分別起什么作用？電刷和換向器起整流器作用；在直流發(fā)電機中，起“整流”作用，把電樞繞組的交變電流從換向器和電刷輸出變成直流電流；在直流電動機中，起“逆變”作用，把輸入的直流電流通過電刷和換向器送入電樞繞組轉變?yōu)榻蛔冸娏鳌?. 一臺電機既可以作為發(fā)電機運行又可以作為電動機運行，這種原理稱作什么？電機的可逆性，電機的可逆性適用于其他各種電機5. 直流電機中I、I

2、a、If分別稱為什么電流？I：電壓電流；Ia：電樞電流；If：勵磁電流6. 他勵機的I與Ia之間的關系如何？I=Ia7. 串勵機的I、Ia、If之間的關系如何？I=Ia=If8. 并勵電動機I、Ia、If之間的關系如何？I=Ia+If9. 并勵發(fā)電機I、Ia、If之間的關系如何？Ia=I+If10. 串勵與并勵繞組產生的磁通（磁勢）方向相同，稱為什么復勵？方向相反稱為什么復勵？積復勵；差復勵二、直流電機電樞繞組、單疊繞組展開圖1.直流繞組是單層還是雙層繞組？所有線圈是如何連接在一起的？雙層繞組；線圈的連接規(guī)律是后一個線圈的首端與前一個線圈的末端通過換向片連接，所有線圈連成一個閉合回路。2. 直

3、流繞組的線圈數S、換向片數K、實槽數Q、每槽內的虛槽數u、虛槽數Qu之間的關系如何？S=K=Qu=uQ3. 同一個線圈的上層邊和下層邊在電樞表面跨過的虛槽數稱為什么節(jié)距？符號是什么？第一節(jié)距，y14.第一個線圈的下層邊與相串聯(lián)的第二個線圈的上層邊在電樞表面跨過的虛槽數稱為什么節(jié)距？符號是什么？第二節(jié)距，y25.相串聯(lián)的兩個線圈的對應邊在電樞表面跨過的虛槽數稱為什么節(jié)距？符號是什么？合成節(jié)距，y6. 什么叫做極距？Qu=16、p=2的直流繞組，=？極距指一個磁極所跨過的距離，y1=±，=Qu/2p；=47. 什么叫做整距繞組？短距繞組？長距繞組？當=0時，y1=，叫做整距繞組；當y1&

4、lt;時成為短距繞組；當y1>時成為長距繞組8. 電刷放置的原則應使被短路線圈的感應電勢為多大？該線圈處在什么位置？電刷放置的原則是使正、負電刷間引出的電動勢為最大，被電刷短路的線圈電動勢為零。因此電刷的實際位置應放在換向器幾何中性線上，即在磁極中性線下。線圈：軸線與主極中心線重合。三、直流電機的空載、負載磁場1.正負電刷間的電勢稱為電樞繞組感應電勢（簡稱電樞電勢）Ea，它與支路電勢是什么關系？電樞電勢Ea=支路電勢2. 電刷引出的電流稱為電樞電流Ia，它與支路電流ia是什么關系？電樞電流Ia=支路電流之和=2aia3. 每個線圈每經過一次電刷，線圈電流就會怎樣變化？線圈電流方向變換一次

5、4. 直流電機空載和負載時氣隙中分別存在什么磁場？空載：If建立的勵磁（主極）磁場；負載：Ia產生電樞磁場，If產生主極磁場。5. 什么叫電樞反應？負載時，電樞磁動勢對氣隙磁場的影響稱為電樞反應。6. 當電刷在與不在幾何中性線時的電樞反應分別是什么性質的？其作用是什么？電刷在幾何中性線上時：電樞磁動勢是交軸電樞磁動勢，電樞磁場與主軸磁場在空間始終保持相對靜止，電樞磁動勢沿電樞表面呈三角形分布。電刷不在幾何中性線上時：除產生交軸電樞磁動勢外，還產生直軸電樞磁動勢。7. 如何移動電刷可使直流發(fā)電機產生直軸增磁和直軸去磁的電樞反應？直軸去磁：電刷順電樞的旋轉方向從幾何中性線移開角，直軸電樞磁動勢與主

6、極磁動勢的方向相反，直軸電樞反應起去磁作用；直軸增磁：電刷逆旋轉方向移動角，直軸電樞磁動勢與主極磁動勢的方向相同，則值周點數反應起增磁作用。8. 如何移動電刷可使直流電動機產生直軸增磁和直軸去磁的電樞反應？直軸去磁：電刷逆電樞的旋轉方向從幾何中性線移開角，直軸電樞磁動勢與主極磁動勢的方向相同，直軸電樞反應起去磁作用；直軸增磁：電刷順旋轉方向移動角，直軸電樞磁動勢與主極磁動勢的方向相反，則值周點數反應起增磁作用。（直軸增磁：發(fā)電機逆向，電動機順向；直軸去磁：發(fā)電機順向，電動機逆向）四、直流電機的基本方程1.直流電機電樞繞組感應電勢Ea的公式如何？Ea=Cen，=BS，電動勢常數Ce=pZa/60

7、a=2. 直流電機電磁轉矩Te的公式如何？Te=CTIa ，電矩常數CT=pZa/2a=，Ia 電樞電流3. 轉矩常數CT與電勢常數Ce的關系如何？Ct=9.55Ce4. 直流發(fā)電機的Ea大還是U大？其電壓方程如何？Ea>U，Ea=U+IaR+2Us=U+IaRa，R為電樞繞組的電阻，Us為電刷的接觸電壓降，Ra為電樞回路的總電阻（包括電刷繞組和電刷的接觸電阻）5. 直流電動機的Ea大還是U大？其電壓方程如何？Ea<U，U=Ea+IaR+2Us=Ea+IaRa6. 直流發(fā)電機的轉矩方程如何？電磁轉矩Te和機械轉矩T1哪個是驅動轉矩？哪個是制動轉矩？T1=T0+Te，T1是驅動轉矩，

8、Te是制動轉矩，T0是空載轉矩，Te與n反向7. 直流電動機的轉矩方程如何？電磁轉矩和機械轉矩哪個是驅動轉矩？哪個是制動轉矩？Te=T0+T2，Te是驅動轉矩，T2是制動轉矩，Te與n同向8. 直流電機中，電方面的損耗有哪些？機械方面的損耗有哪些？電損耗：pCua，PCuf。P1=pCUf+pCua+Pe，P1為從線路輸入的總電功率，P1=UI；Pe為電磁功率，Pe=EaIa；pCua為電樞回路的總銅耗，pCua=Ia2Ra；pCuf為勵磁銅耗，pCuf=If2Rf=IfU=Pf；機械損耗：p0=P+pFe+p=T0P1=p0+Pe，Pe=p0+P2，P2為輸出的機械功率，P2=T2；p0為克

9、服機械損耗p、鐵耗pFe以及雜散損耗P所需的功率。(電動機：P1【電】-Pe-P2【機械】發(fā)電機：P1【機械】-Pe-P1【電】)9. 直流電機的電磁功率Pe分別用電量和機械量描述的公式如何？Pe=EaIa=Te，=2n/6010. PN在發(fā)電機中指什么功率？在電動機中指什么功率？PN在發(fā)電機中指輸出的電功率，在電動機中指輸出的機械功率。11. 已知直流電機的PN、UN、N，求電動機IN和發(fā)電機IN的公式如何？發(fā)電機：IN=PN/UN；電動機：IN=PN/UNN五、直流發(fā)電機的運行特性1.直流發(fā)電機的空載特性中，勵磁電流If=0時電壓Ur稱為什么電壓？剩磁電壓2. 為什么額定電壓UN應位于空載

10、特性的拐彎點？因為位于空載特性的拐彎點以下，磁路未飽和，拐彎點以上，磁路太飽和。3. 他勵發(fā)電機外特性中，電壓U下降的原因有哪兩個？為何并勵比他勵發(fā)電機U下降得快？U=Ea-IaRa=Cen-IaRa不考慮飽和，If為常值，為常值，n、Ea也是常值，于是隨著負載電流的增加，電樞電路的壓降IaRa逐漸增加，發(fā)電機的端電壓U下降；考慮到飽和，隨著負載電流的增加，交軸電樞反應的去磁作用加強，略有減小，使Ea隨之降低，再計及IaRa，端電壓U下降程度略有增加。（下降程度比嚴重）他勵發(fā)電機的電壓調整率uN一般為5%10%，可見負載變化時，發(fā)電機的端電壓變化不大，為硬特性，因此基本上可作為一個恒壓的直流電

11、源。4. 電壓調整率的定義如何？UN=(U0-UN)/UN×100%5. 他勵發(fā)電機的調整特性隨負載電流增大是如何變化的？他勵發(fā)電機的調整特性曲線是隨負載電流的增大而向上翹的。6. 直流電機效率達到最大值的條件是什么？當發(fā)電機的不變損耗等于可變損耗時，電動機的效率達到最高。7. 當可變損耗大于不變損耗時，隨著負載增大，效率如何變化？頻率降低8. 當可變損耗小于不變損耗時，隨著負載增大，效率如何變化？頻率增高9. 并勵發(fā)電機自勵建壓的三個條件是什么？首先，電機的磁路中必須要有剩磁；其次，勵磁磁動勢與剩磁的方向相同；最后，勵磁回路的總電阻必須小于臨界電阻。10. 為何并勵發(fā)電機穩(wěn)態(tài)短路時

12、的電流很小？短路電壓僅由剩磁電動勢所產生。六、直流電動機的運行特性1.他勵（并勵）直流電動機的轉速特性中，轉速公式如何？額定轉速公式如何？轉速公式：n=Ea/Ce=U/(Ce)-RaIa/(Ce)額定轉速公式：nN=(UN-IaNRa)/(CeN),IaN=IN-IfN2. 直流電動機機械特性數學表達式如何？理想空載轉速公式如何？機械特性表達式：n=U/Ce-RaTe/(CTCe2)=n0-kTe(k為斜率)理想空載轉速公式：n0=U/(Ce)3. 自然機械特性與人工機械特性有何區(qū)別？自然機械特性：當電樞回路沒有串聯(lián)外加電阻（并勵電動機有額定勵磁電流）時的機械特性。人工機械特性：當電樞回路串接

13、外加電阻、或非額定電壓、非額定勵磁電流時的機械特性。（自然機械特性：U=UN，=N，電樞外串電阻R=0人工機械特性：以上三個條件之一不符合為人工機械特性）4. 電動機拖動機械負載勻速運行的工作點是哪一點？n=f(Te)與n=f(T2+T0)兩條曲線的交點A為機組的工作點，此時的電動機的電磁轉矩正好與機械負載的制動轉矩相平衡，轉速為n。5. 電動機拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件是什么？電動機的機械特性應上翹還是下降？機組穩(wěn)定運行的條件是在工作點A處電磁轉矩（Te）的變化率要小于制動轉矩(T2+T0)的變化率，即dTe/dn<d(T2+T0)/dn；下降6. 串勵直流電動機是否允許空載運行？若空載運行

14、會出現(xiàn)何現(xiàn)象？串勵直流電動機不允許空載運行，否則會產生飛車現(xiàn)象。7. 串勵直流電動機與他勵（并勵）電動機相比，其轉矩特性有什么特點？串勵直流電動機的電磁轉矩將隨著電樞電流的增大，成平方關系上升；隨著負載的增加，串勵磁動勢增大，磁路飽和，此時非常接近常值，電磁轉矩將與電樞電流呈正比關系增大。他勵（并勵）直線增大，串勵平方增大。8. 復勵電動機通常接成什么復勵？其串勵繞組稱為什么繞組？起什么作用？復勵電動機通常結成積復勵；串勵繞組又稱為“穩(wěn)定繞組”，在電樞反應的去磁作用受到抑制而轉速特性不致上翹時，可以保證電動機的穩(wěn)定運行。七、直流電動機的起動、調速、制動、串勵直流電動機的運行特性1.直流電動機的

15、起動方法有哪幾種？直接啟動，串變阻器啟動，降壓啟動2. 電動機拖動系統(tǒng)是通過改變電動機機械特性還是改變負載機械特性實現(xiàn)調速？改變電動機機械特性。3. 直流電動機降壓調速時，隨著電壓下降電動機的轉速n、機械特性的、斜率K如何變化？轉速n隨電壓U的下降而下降；機械特性n0隨U的下降而下降；斜率K不變4. 電樞回路串電阻調速時，隨著調節(jié)電阻增大，電動機的轉速n、機械特性的、斜率K如何變化？轉速n隨電阻R的增大而減??；機械特性n0隨R的增大而降低，斜率K增大。5. 弱磁調速時，隨著磁通減弱，電動機的轉速n、機械特性的、斜率K如何變化？轉速n隨磁通減弱而上升，機械特性n0隨磁通減弱而上升，斜率K減小。6

16、. 當Te與n同向或Te與n反向時，電動機運行在什么狀態(tài)？其機械特性分別在第幾象限？同向：電動狀態(tài)，第一、三象限；反向：制動狀態(tài)，第二、四象限7. 直流電動機能耗制動時U=？=？其機械特性有何特點？U=0，n0=0，機械特性過原點。8. 電壓反接制動時機械特性在第幾象限？此時U、n大于0還是小于0？第二象限，U<0,n0<0,n>0,Te<09. 電動勢反接制動時機械特性在第幾象限？此時U、n大于0還是小于0？第四象限，U>0,n0>0,n<0,Te>010. 當n<0、Te<0時電機運行在什么狀態(tài)？反向電動狀態(tài)11. 回饋制動（發(fā)電

17、制動）時n與、Ea與U的大小關系如何？|n|>|n0|,Ea>U八、變壓器工作原理、結構、額定值、空載運行1.變壓器接電源的繞組稱為什么繞組？接負載的繞組稱什么繞組？一次繞組（原方繞組，初級繞組）；二次繞組（副方繞組，次級繞組）2. 升壓變壓器和降壓變壓器的N1、N2關系如何？e1/e2=N1/N2=k(變比)升壓變壓器：e2>e1,k<1降壓變壓器：e1>e2,k>13. 變壓器的磁路部分是什么？電路部分是什么？鐵心；繞組4. 變壓器U2N的定義是什么？原方接U1N時，副方的開路電壓。5. 三相變壓器的額定電壓、額定電流指線值還是相值？它們與額定容量(SN

18、)的關系如何？線值。SN=(3)U1NI1N=(3)U2NI2N(相值：SN=3U1NI1N)(三相：Y：UN=(3)UN,IN=IN;:UN=UN,IN=(3)IN)6. 主磁通在原、副方感應電勢的有效值等于多少？有效值相量等于多少？原方感應電勢的有效值：E1=N1m/(2)=2fN1m/(2)=(2)fN1m，有效值向量：4.44fN1m;副方感應電勢的有效值：E2=N2m/(2)=(2)fN2m，有效值向量：-j4.44fN2m7. 變壓器準確的變比公式有哪幾個？近似變比公式有哪幾個？k=e1/e2=E1/E2（相值）=N1/N2|u1/u20|U1N/U2NI2N/I1N8. 變壓器原

19、方漏阻抗和勵磁阻抗中，、分別表征了什么？R1為變壓器原方繞組的漏磁電阻；Rm為變壓器的勵磁電阻，它是表征鐵心損耗的一個等效參數；X1為變壓器原方繞組的漏磁電抗，簡稱漏抗，它是表征繞組漏磁效應的一個參數；Xm為變壓器的勵磁電抗，它是表征鐵心磁化性能的一個等效參數；9. 變壓器空載時的電流又稱為什么電流？空載電流，勵磁電流10. 變壓器空載時的電壓方程如何？Ù1=-È1-È1+Ì10R1=Ì10(Rm+jXm)+Ì10(R1+jX1)=Ì10Zm+Ì10Z1（Z1=R1+jX1）九、變壓器負載運行1.變壓器的電源電壓不

20、變，隨著負載變化勵磁電流、主磁通將如何變化？不變2. 變壓器副方的量歸算到原方時，電流、電勢電壓、阻抗的歸算規(guī)律如何？電流：Ì2=N2Ì2/N1=Ì2/k電勢電壓：È2=kÈ2=È1，Ù2=kÙ2阻抗：R2=k2R2，X2=k2X2，Z2=k2Z23. 畫出變壓器的T型等效電路。4. 與T型等效電路對應的電壓方程式。Ù1=Ì1(R1+jX1)-È1Ù2=È2-Ì2(R2+jX2)5. T型等效電路中勵磁支路的電勢方程如何？È1=È2=-

21、Ìm(Rm+jXm)6. T型等效電路的電流方程式如何？Ì1+Ì2=Ìm十、變壓器的簡化等值電路、空載試驗、短路試驗1.畫出變壓器的簡化等值電路，寫出其電流方程。Ì1=-Ì22. 簡化等值電路中Rk=R1+R2，Xk=X1+X2，Zk=Rk+jXk=Z1+Z23. 變壓器空載試驗可計算什么參數？公式如何？|Zm|U1/I0，I0=ImRmP0/I02，P0=I02Rm=PFe(空載鐵耗)Xm=(|Zm|2-Rm2)4. 空載試驗通常在那一側加壓？測得的參數要歸算到高壓側需作何處理？低壓側加電壓，高壓側開路，測得的參數×k2歸

22、算到高壓側，k=U1/U25. 變壓器短路試驗可計算什么參數？公式如何?|Zk|Uk/Ik，Ik=I1RkPk/Ik2Xk=(|Zk|2-Rk2)6. 短路試驗通常在那一側加壓？測得的參數需作什么處理？高壓側加電壓，若高壓為二次側，需歸算到低壓側，高壓側各參數應乘以k2，低壓側各參數應除以k27. 空載損耗是什么損耗？短路損耗是什么損耗？鐵耗；銅耗8. 對三相變壓器，計算公式中的量是相值還是線值？相值十一、標幺值、變壓器的外特性和電壓變化率1.求U1、U2、I1、I2的標幺值時，其基值分別是什么？U1N，U2N，I1N，I2N2. 線值U1NL、 I1NL與相值U1N、I1N的基值和標幺值分別

23、是什么？額定值的標幺值等于多少？基值：U1NL，I1NL；U1N，I1N；標幺值：U1NL*，I1NL*；U1N*,I1N*；（U1NL*=U1N*，I1NL*=I1N*）額定值的標幺值：13. 歸算前與歸算后的電流標幺值與關系如何？I2*=I2*4. 在簡化等值電路中，電流標幺值方程如何？I1*=I2*=I2*=I*負載系數5. 阻抗基值的定義如何？Z1N=U1N/I1N；Z2N=U2N/I2N6. 短路電壓的定義是什么？短路電壓標幺值與短路阻抗標幺值的大小關系如何？將變壓器二次繞組短接在一次側繞組加電壓使二次繞組中電流達額定值，這時將一次側繞組所加的電壓值與額定電壓值之比的百分數，稱短路電

24、壓百分數(或阻抗電壓百分數)。uk=短路電壓（阻抗電壓）標幺值UkN*=UkN/U1N=Zk/Zw=短路阻抗標幺值Zk*7. 利用短路參數計算電壓調整率的公式如何？其中表示什么？當額定負載時u=I*(Rk*cos2+Xk*sin2)×100%電流標幺值 Ì*=Ì2*=Ì1*額定負載時I*=18. 變壓器帶容性負載、純阻負載、感性負載時的外特性和電壓變化率各有什么特點？容性負載（2<0）：u<0；純阻負載（2=0）：u=0；感性負載（2>0）：u>0；十二、變壓器的效率特性、三相變壓器的磁路、連接組、并聯(lián)運行1.變壓器的效率公式如何

25、？其中是什么損耗？是什么損耗？額定負載時變壓器的效率：=P2/P1=(P1-p)/P1=1-p/P1=P2/(P2+p)變壓器額定效率：=I2*SNcos2/(I2*SNcos2+p0+I2*pkN)p0是空載損耗,pFe=p0；pkN是短路損耗,pCu=(I2*2)pkN；額定負載時I2*=12. 變壓器達到最大效率時、最大效率I2*=(p0/pkN)max=I2*SNcos2/(I2*SNcos2+2p0)最大效率時：pCu=pFe=p0=(I2*2)pkN3. 三相變壓器組和三相心式變壓器的各相磁路有什么不同？三相變壓器組：把三臺完全相同的單相變壓器在電路上按一定方式連接起來，組成一個三項系統(tǒng)，稱為三相變壓器組。三相變壓器組的各項磁路是彼此