电机与电力拖动(第三版)习题参考答案~1

1.根据阻值大小和绕组直径判断。2.定子励磁电流是直流电流,磁滞损耗和涡流损耗小;而转子中流过的是交变的电流,磁滞损耗和涡流损耗较大。3. TemTLT0,电磁转矩Tem、负载转矩TL、空载转矩T0,其中空载转矩的大小与负载大小基本无关。4.电枢绕组中的电动势和电流是交流。励磁绕组中的电流是直流。因输入或输出的电流是直流,故称直流电机。5.电枢反应是指电枢磁场对主磁场的影响。电枢反应使磁极下的磁力线扭斜,磁通密度分布不均匀,合成磁场发生畸变,使主磁场削弱。6.一个元件从一个磁极下旋转到另一个磁极下时,元件中电流方向改变的过程称换向。研究换向是为了在换向时电火花对电刷的损害小而均匀。电流均匀的由大到小再由小到大的均匀变化(直线换向)是理想的换向形式。采取安装换向极、正确移动电刷、正确选用电刷、装设补偿绕组等方法都能改善条件。

GD2dn21. TemTL,Tem——电动机的拖动转矩,TL——生产机械的负载转矩,GD——转375dt

动物体的飞轮矩,dn/dt——转速的变化率。1)首先选定顺时针或逆时针中的某一个方向为规定正方向。2)转速的方向与规定正方向相同时为正,相反时为负。3)电磁转矩Tem的方向与规定正方向相同时为正,相反时为负。4)负载转矩TL与规定正方向相反时为正,相同时为负。2.判断拖动系统的运动状态;定量计算拖动系统的参数。3.为简化传动系统的计算。要进行转矩和惯性的折算。转矩折算的原则是保持折算前后功率不变;惯性折算的原则是保持折算前后动能不变。4.生产机械的转速n与负载转矩TL之间的关系nf(TL)特性。有恒转矩负载:特点是转矩大小恒定不变;恒功率负载:特点是负载功率大小恒定不变;通风机型负载:特点是转矩大小与转速的平方成正比。5.为满足性能需要人为改变电动机运行参数的机械特性叫人为机械特性。三种人为机械特性曲线见图2-13、2-14、2-15所示。6.转速升高。因电阻减小使得电枢电流增大,电磁转矩增大,当达到新的平衡点时在较高的转速下运行。7.因串励电动机有较大而不是很大的启动转矩,便于控制。

1.减少电能和电压损耗。2.不能。烧坏变压器,因电流过大。3.经铁心通过的是主磁通,经气隙通过的是漏磁通。4.空载运行相量图可根据电压平衡方程画出(此处略),空载电流与一次侧电压相位角接近90(此时主要作用是产生主磁通),所以功率因数很低(0.1~0.3)。5.与电源电压、负载大小、负载性质均有关。6.变压器空载试验的目的是确定变压器的变比k、铁损耗pFe和励磁阻抗zm。7.原理是电流产生磁场方向的右手螺旋定则,方法是注意磁场的方向和绕组的绕向。8.星形接法是将三相末端连接在一起,三相首端接电源或负载。其优点是可以同时输出两个电压,绕组承受相电压,绝缘易得到保证。经济性不如三角形连接。9. W相接反了。将对称三相相量图中UW相反向后按UUV=UU-UV、UVW=UV-UW、UWU=UW-UU,进行向量相加可得。10.其中一相同名端接反造成。11.各变压器的原、副边额定电压对应相等,即变比0k相等;各变压器的连接组别必须相同。12.短路状态。因开路时,一次侧电流全部用于励磁,磁通进入过饱和状态,发热损坏。13. 1)副绕组不允许短路,以防止过大的短路电流损坏电压互感器。2)二次绕组一端及铁心必须牢固接地,以防止绕组绝缘损伤时被测电路的高电压串入副边而危及人身安全。3)二次负载的阻抗值不能过小,以保证测量精度。14. 1)空载时,具有60~75V的输出电压U20,以保证容易起弧。2)负载时,应具有电压迅速下降的外特性。3)短路时,其短路电流不应过大。4)焊接电流能在一定的范围内可调。

1.见4.1.2内容。2.见4.2.1内容。3.铜排结构和铸铝结构。导电条做成斜的是为了使电机转子导电条在任何一个位置都能切割磁力线,从而在整周内都有一样大小的转矩,使电机转速均匀。4.结构见图4-5。当电动机启动完毕而又不需调速时,可扳动后柄将电刷提起,并将三个滑环短路,以减少摩擦损耗和电刷的磨损。5.见4.1.3。6.机械负载增加时根据运动平衡方程,转速将下降,转差率增大,从而使得转子电流增大。根据磁动势平衡方程定子电流也将增大。7.旋转磁场的转速由磁极对数和频率决定。两极、四极、六极电动机的同步速度分别为:3000、1500、1000r/min。只要定子三相绕组通入对称三相交流电流

即可产生旋转磁场,但转子开路时转子电路没有电流,转子不受力,不转动。8.见4.3.2。9.见4.6.4。

10.见4.8。

1.使特性曲线变软,启动转矩增大。2. Y-D降压启动简单,运行可靠。适用于正常运行为D接的电动机。3.特点是在相同的启动电压下,自耦变压器降压启动比Y/D降压启动向电源吸取的电流要小。适用于对启动转矩要求大的地方。4.见5.2.2。5.见5.4。6.见5.4.3。7.调速范围宽,静差率小,稳定性好,平滑性好,能实现无级调速,可适应各种负载,效率较高。8.见5.4.4。9.电源两相反接的反接制动其制动转矩大,制动速度快,需要入较大传的制动电阻,适用于要求快速制动的地方。倒拉反接制动可获得稳定下放速度,适用于低速下放位能性负载。10.在带位能性负载下放时,在转子回路串入大电阻,并按提升方向给电。此时,由于提升的电磁转矩小于下降的负载转矩,电动机将按下降方向运行,进入倒拉反接制动。11.见5.3.1。12.充分利用运动的动能回馈电网,适用于高速下放重物的限速下放。13.电磁转矩与电压平方成正比,若电压下降20%,最大转矩和启动转矩将变为原来的64%。14.启动瞬间反电势未建立,所以启动电流很大。由于启动时功率因数很低,导致启动转矩并不大。

1.见6.2.4。2.电阻启动单相电动机通过控制工作绕组和启动绕组的结构和绕制方法来实现工作电流与启动电流的分相。电容启动单相电动机的启动绕组在启动结束后由离心开关断开,启动转矩大,适用于重载启动的负载。电容运行单相电动机的启动绕组在启动结束后不断开,运行功率因数高,结构简单,工作可靠,广泛应用于电风扇、洗衣机等单相用电设备中。3.相同点是都要产生旋转磁场,区别是:两相绕组互差90,三相绕组互差120。直流绕组产生的是恒定磁场。4.答:不能,没有启动转矩。5.答:启动绕组可能断开了,没有启动转矩。7.1见7.2。7.2 转子磁极轴线滞后于定子旋转磁场的磁极轴线的角度θ,称为功率角。θ变化时,电磁功率、电磁转、过载能力也随之发生变化。7.3见7.7。7.4此题超出教材内容,建议不考虑。7.5通过增大励磁电流,进入过励状态,可获得超前的功率因数。运行中负载不能过大,否则将会“失步”。7.6 见7.6。

1.运行时间很短,停机时间很长,温升达不到稳态温升。有15min, 30min, 60min, 90min四种定额。

2.运行时间很短,停止时间也很短,电动机的温升达不到稳态温升,电动机的温升降不到零,工作周期小于10min的工作方式。有15%、25%、40%、60% 四种定额。3.保证过载时稳定运行和能可靠启动。4.实际工作环境温度与标准环境温度不同,使得带同样负载时的稳定温升不同。

1.见9.2.2(2)和9.2.1(2)。2.见图9-12和图9-15。3.将电动机轴上的机械转速转换为电压信号输出。(1)直流测速发电机的优点:1)不存在输出电压相位移问题。2)转速为零时,无零位电压。

3)输出特性曲线的斜率较大,负载电阻较小。(2)直流测速发电机的缺点:1)由于有电刷和换向器,所以结构比较复杂,维护较麻烦。2)电刷的接触电阻不恒定使输出电压有波动。3)电刷下的火花对无线电有干扰。4.见9.1.1(2)。5.见9.1.2(2)。6.控制信号已经消失而转子还在转动的现象。7.拍数:即通电状态循环一周需要改变的次数。三相单三拍运行方式:通电状态循环一周需要改变三次,每次只有单独一相控制绕组通电。8.发送机、接收机偏转角之差,称为失调角。只要失调角不为零,在整步绕组中就有电流,使转子受力转动,到失调角为零。 00

1.根据阻值大小和绕组直径判断。2.定子励磁电流是直流电流,磁滞损耗和涡流损耗小;而转子中流过的是交变的电流,磁滞损耗和涡流损耗较大。3. TemTLT0,电磁转矩Tem、负载转矩TL、空载转矩T0,其中空载转矩的大小与负载大小基本无关。4.电枢绕组中的电动势和电流是交流。励磁绕组中的电流是直流。因输入或输出的电流是直流,故称直流电机。5.电枢反应是指电枢磁场对主磁场的影响。电枢反应使磁极下的磁力线扭斜,磁通密度分布不均匀,合成磁场发生畸变,使主磁场削弱。6.一个元件从一个磁极下旋转到另一个磁极下时,元件中电流方向改变的过程称换向。研究换向是为了在换向时电火花对电刷的损害小而均匀。电流均匀的由大到小再由小到大的均匀变化(直线换向)是理想的换向形式。采取安装换向极、正确移动电刷、正确选用电刷、装设补偿绕组等方法都能改善条件。

GD2dn21. TemTL,Tem——电动机的拖动转矩,TL——生产机械的负载转矩,GD——转375dt

动物体的飞轮矩,dn/dt——转速的变化率。1)首先选定顺时针或逆时针中的某一个方向为规定正方向。2)转速的方向与规定正方向相同时为正,相反时为负。3)电磁转矩Tem的方向与规定正方向相同时为正,相反时为负。4)负载转矩TL与规定正方向相反时为正,相同时为负。2.判断拖动系统的运动状态;定量计算拖动系统的参数。3.为简化传动系统的计算。要进行转矩和惯性的折算。转矩折算的原则是保持折算前后功率不变;惯性折算的原则是保持折算前后动能不变。4.生产机械的转速n与负载转矩TL之间的关系nf(TL)特性。有恒转矩负载:特点是转矩大小恒定不变;恒功率负载:特点是负载功率大小恒定不变;通风机型负载:特点是转矩大小与转速的平方成正比。5.为满足性能需要人为改变电动机运行参数的机械特性叫人为机械特性。三种人为机械特性曲线见图2-13、2-14、2-15所示。6.转速升高。因电阻减小使得电枢电流增大,电磁转矩增大,当达到新的平衡点时在较高的转速下运行。7.因串励电动机有较大而不是很大的启动转矩,便于控制。

1.减少电能和电压损耗。2.不能。烧坏变压器,因电流过大。3.经铁心通过的是主磁通,经气隙通过的是漏磁通。4.空载运行相量图可根据电压平衡方程画出(此处略),空载电流与一次侧电压相位角接近90(此时主要作用是产生主磁通),所以功率因数很低(0.1~0.3)。5.与电源电压、负载大小、负载性质均有关。6.变压器空载试验的目的是确定变压器的变比k、铁损耗pFe和励磁阻抗zm。7.原理是电流产生磁场方向的右手螺旋定则,方法是注意磁场的方向和绕组的绕向。8.星形接法是将三相末端连接在一起,三相首端接电源或负载。其优点是可以同时输出两个电压,绕组承受相电压,绝缘易得到保证。经济性不如三角形连接。9. W相接反了。将对称三相相量图中UW相反向后按UUV=UU-UV、UVW=UV-UW、UWU=UW-UU,进行向量相加可得。10.其中一相同名端接反造成。11.各变压器的原、副边额定电压对应相等,即变比0k相等;各变压器的连接组别必须相同。12.短路状态。因开路时,一次侧电流全部用于励磁,磁通进入过饱和状态,发热损坏。13. 1)副绕组不允许短路,以防止过大的短路电流损坏电压互感器。2)二次绕组一端及铁心必须牢固接地,以防止绕组绝缘损伤时被测电路的高电压串入副边而危及人身安全。3)二次负载的阻抗值不能过小,以保证测量精度。14. 1)空载时,具有60~75V的输出电压U20,以保证容易起弧。2)负载时,应具有电压迅速下降的外特性。3)短路时,其短路电流不应过大。4)焊接电流能在一定的范围内可调。

1.见4.1.2内容。2.见4.2.1内容。3.铜排结构和铸铝结构。导电条做成斜的是为了使电机转子导电条在任何一个位置都能切割磁力线,从而在整周内都有一样大小的转矩,使电机转速均匀。4.结构见图4-5。当电动机启动完毕而又不需调速时,可扳动后柄将电刷提起,并将三个滑环短路,以减少摩擦损耗和电刷的磨损。5.见4.1.3。6.机械负载增加时根据运动平衡方程,转速将下降,转差率增大,从而使得转子电流增大。根据磁动势平衡方程定子电流也将增大。7.旋转磁场的转速由磁极对数和频率决定。两极、四极、六极电动机的同步速度分别为:3000、1500、1000r/min。只要定子三相绕组通入对称三相交流电流

即可产生旋转磁场,但转子开路时转子电路没有电流,转子不受力,不转动。8.见4.3.2。9.见4.6.4。

10.见4.8。

1.使特性曲线变软,启动转矩增大。2. Y-D降压启动简单,运行可靠。适用于正常运行为D接的电动机。3.特点是在相同的启动电压下,自耦变压器降压启动比Y/D降压启动向电源吸取的电流要小。适用于对启动转矩要求大的地方。4.见5.2.2。5.见5.4。6.见5.4.3。7.调速范围宽,静差率小,稳定性好,平滑性好,能实现无级调速,可适应各种负载,效率较高。8.见5.4.4。9.电源两相反接的反接制动其制动转矩大,制动速度快,需要入较大传的制动电阻,适用于要求快速制动的地方。倒拉反接制动可获得稳定下放速度,适用于低速下放位能性负载。10.在带位能性负载下放时,在转子回路串入大电阻,并按提升方向给电。此时,由于提升的电磁转矩小于下降的负载转矩,电动机将按下降方向运行,进入倒拉反接制动。11.见5.3.1。12.充分利用运动的动能回馈电网,适用于高速下放重物的限速下放。13.电磁转矩与电压平方成正比,若电压下降20%,最大转矩和启动转矩将变为原来的64%。14.启动瞬间反电势未建立,所以启动电流很大。由于启动时功率因数很低,导致启动转矩并不大。

1.见6.2.4。2.电阻启动单相电动机通过控制工作绕组和启动绕组的结构和绕制方法来实现工作电流与启动电流的分相。电容启动单相电动机的启动绕组在启动结束后由离心开关断开,启动转矩大,适用于重载启动的负载。电容运行单相电动机的启动绕组在启动结束后不断开,运行功率因数高,结构简单,工作可靠,广泛应用于电风扇、洗衣机等单相用电设备中。3.相同点是都要产生旋转磁场,区别是:两相绕组互差90,三相绕组互差120。直流绕组产生的是恒定磁场。4.答:不能,没有启动转矩。5.答:启动绕组可能断开了,没有启动转矩。7.1见7.2。7.2 转子磁极轴线滞后于定子旋转磁场的磁极轴线的角度θ,称为功率角。θ变化时,电磁功率、电磁转、过载能力也随之发生变化。7.3见7.7。7.4此题超出教材内容,建议不考虑。7.5通过增大励磁电流,进入过励状态,可获得超前的功率因数。运行中负载不能过大,否则将会“失步”。7.6 见7.6。

1.运行时间很短,停机时间很长,温升达不到稳态温升。有15min, 30min, 60min, 90min四种定额。

2.运行时间很短,停止时间也很短,电动机的温升达不到稳态温升,电动机的温升降不到零,工作周期小于10min的工作方式。有15%、25%、40%、60% 四种定额。3.保证过载时稳定运行和能可靠启动。4.实际工作环境温度与标准环境温度不同,使得带同样负载时的稳定温升不同。

1.见9.2.2(2)和9.2.1(2)。2.见图9-12和图9-15。3.将电动机轴上的机械转速转换为电压信号输出。(1)直流测速发电机的优点:1)不存在输出电压相位移问题。2)转速为零时,无零位电压。

3)输出特性曲线的斜率较大,负载电阻较小。(2)直流测速发电机的缺点:1)由于有电刷和换向器,所以结构比较复杂,维护较麻烦。2)电刷的接触电阻不恒定使输出电压有波动。3)电刷下的火花对无线电有干扰。4.见9.1.1(2)。5.见9.1.2(2)。6.控制信号已经消失而转子还在转动的现象。7.拍数:即通电状态循环一周需要改变的次数。三相单三拍运行方式:通电状态循环一周需要改变三次,每次只有单独一相控制绕组通电。8.发送机、接收机偏转角之差,称为失调角。只要失调角不为零,在整步绕组中就有电流,使转子受力转动,到失调角为零。 00


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