资源预览内容
第1页 / 共37页
第2页 / 共37页
第3页 / 共37页
第4页 / 共37页
第5页 / 共37页
第6页 / 共37页
第7页 / 共37页
第8页 / 共37页
第9页 / 共37页
第10页 / 共37页
亲,该文档总共37页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
电机及拖动基础(3版)浙江机电职业技术学院 胡幸鸣主编思考题与习题解答第一章 直流电机1-1 在直流电机中,电刷之间的电动势与电枢绕组某一根导体中的感应电动势有何不同?解:前者是方向不变的直流电动势,后者是交变电动势;前者由多个电枢元件(线圈)串联而成,电动势相对后者的绝对值要大。1-2 如果将电枢绕组装在定子上,磁极装在转子上,则换向器和电刷应怎样放置,才能作直流电机运行?解:换向器放置在定子上,电刷放置在转子上,才能作直流电机运行1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩有何区别?它们是怎样产生的?而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势,又有何区别?它们又是怎样产生的?解:直流发电机的电磁转矩T是制动性质的,直流电动机的电磁转矩T是驱(拖)动性质的,它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力,形成了电磁转矩;直流发电机的电枢电动势Ea大于电枢端电压U,直流电动机的电枢电动势Ea小于电枢端电压U,电枢电动势Ea都是运动导体切割磁场感应产生的。1-4 直流电机有哪些主要部件?各起什么作用?解:直流电机的主要部件有定子:主磁极(产生主极磁场)、机座(机械支撑和导磁作用)、换向极(改善换向)、电刷(导入或导出电量);转子:电枢铁心(磁路的一部分,外圆槽中安放电枢绕组)、电枢绕组(感应电动势,流过电流,产生电磁转矩,实现机电能量转换)、换向器(与电刷一起,整流或逆变)1-5 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用?解:换向器与电刷滑动接触,在直流发电机中起整流作用,即把线圈(元件)内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。在直流电动机中起逆变作用,即把电刷间的直流电逆变成线圈(元件)内的交变电,以保证电动机能向同一个方向旋转。1-6 一台直流发电机,求该发电机额定电流。解: 1-7 一台型直流发电机,求该额定电流是多少?解: 1-8 有一台四极直流电机,电枢绕组为单叠整距绕组,每极磁通为3.510-2Wb,电枢总导线数N=152,转速。求电机的电枢电动势。若改为单波绕组,其它条件不变,问电枢电动势为210V时,电机的转速是多少?解:1)单叠绕组 : 2)单波绕组 1-9 如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行?它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同?解:用Ea与U的关系来判断:直流发电机的EaU,电枢电流Ia与电枢电动势Ea同方向,电磁转矩T是制动性质的(方向与转向n相反),电流是流到电压U的正端;直流电动机的U Ea,电枢电流Ia与电枢电动势Ea反方向,电磁转矩T是驱动性质的(方向与转向n相同),电流是从电压U的正端流出的。1-10 直流电机的励磁方式有哪几种?在各种不同励磁方式的电机中,电机输入(输出)电流I与电枢电流Ia及励磁电流If有什么关系?解:直流电机的励磁方式有四种:他励、并励、串励、复励。以直流电动机为励:他励的I=I a (与I f无关),并励的I= I a+ I f ,串励的I= I a= I f ,复励的I= I a+ I f并 。1-11 一台并励直流电动机,UN=220V,IN=80A,电枢回路总电阻Ra=0.036,励磁回路总电阻Rf=110,附加损耗。试求:额定输入功率P1;额定输出功率P2;总损耗;电枢铜损耗;励磁损耗;附加损耗;机械损耗和铁心损耗之和解: 1-12 一台他励直流电动机,额定数据为:电枢回路总电阻。试求: 1)额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。2)额定输出转矩和空载转矩。解: 1-13 他励直流电动机的工作特性是什么条件下求取?有哪几条曲线?解:他励直流电动机的工作特性是在U=UN,电枢回路不串附加电阻,励磁电流If= I fN 的条件下求取。有:n=f(P2)、T=f(P2)、=f(P2)三条曲线。1-14 何谓换向?讨论换向过程有何实际意义?解:直流电机运行时,电枢绕组的线圈(元件)由一条支路经电刷短路进入另一条支路,该线圈中的电流方向发生改变,这种电流方向的改变叫换向。讨论实际的换向过程,了解影响换向的电磁原因,才能对症下药,实施改善换向的方法。 1-15 换向极的作用是什么?它应当装在何处?换向极绕组应当如何连接?如果换向解:极绕组的极性接反了,电机在运行时会出现什么现象?换向极的作用是改善换向,它应装在主磁极的几何中心线处,换向极绕组与电枢绕组串联,且使换向极磁通势的方向与电枢磁通势的方向相反。如果极性接错,使两种磁通势的方向相同,那就会更恶化换向,运行时后刷边的火花更大,甚至可能烧坏电刷和换向器。第二章 电流电机的电力拖动 2-1 什么是电力拖动系统?它包括哪几个部分,各起什么作用?试举例说明。解:电力拖动系统是由电动机拖动生产机械,并完成一定工艺要求的系统。它包含控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源等。(各作用略,详见P22);如电风扇的电动机是原动机,单相交流电是它的电源,风扇叶片是它的机械负载,开关调速装置是它的控制设备,轴承是最简单的传动机构。2-2 从运动方程式中,如何判定系统是处于加速、减速、稳定还是静止的各种运动状态?解:从运动方程式中,以正向运动为例,当TTL时,dn/dt0,系统处于加速运动状态;当TTL时,dn/dt0,系统处于减速运动状态;当T=TL时,dn/dt=0,系统处于稳定运动(转),或静止状态。2-3 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是什么?解:电力拖动系统稳定运行的必要条件是:电动机的机械特性和生产机械的负载转矩特性曲线有交点;充分条件是:交点(T=TL)处满足 dT/dn dTL/dn。2-4 他励直流电动机在什么条件下得到固有机械特性的?一台他励电动机的固有机械特性有几条?人为机械特性有几类?有多少条?解:他励直流电动机在U=UN,电枢回路不串入附加电阻,励磁电流If= I fN (磁通为额定磁通N)的条件下,稳定运行时得到固有机械特性的。一台他励直流电动机有一条固有机械特性;人为机械特性有降压、电枢回路串电阻、弱磁三大类,有无数条。2-5 起动直流他励电动机时为什么一定先加励磁电压?如果未加励磁电压,而将电枢接通电源,会发生什么现象?解:他励直流电动机起动时,先加励磁电压是保证磁路中有正常磁通,否则先加电枢电压,磁通仅为剩磁通是很小的,可能会发生转速太高的“飞车”现象。 2-6 一台直流他励电动机,电枢电阻。计算: 1)全压起动时电流Ist。2)若限制起动电流不超过200A,采用电枢串电阻起动的最小起动电阻为多少?采用减压起动的最低电压为多少?解:1) 2) 2-7 设有一台并励直流电动机接在一电源上,如把外施电源极性倒换,电动机的转向是否改变?如何改变电动机的转向?接在直流电源上的电动机若为串励直流电动机又如何?解:并励直流电动机的外施电源极性倒换,电枢电流和磁场的方向同时改变,电动机的转向不变。必须只能有一个方向改变,把其中一个绕组的极性改变。串励直流电动机同理。2-8 什么叫电气调速?指标是什么?他励直流电动机的调速有哪几种方法?解:电气调速是指:人为地改变电动机的参数,使新的人为机械特性与负载特性的交点变化,所得到的新的稳定转速。电气调速的指标有:调速范围、调速的相对稳定性、调速的平滑性、调速的经济性和调速时的容许输出;根据转速公式,他励直流电动机的调速方法有:降压、电枢回路串电阻、弱磁调速。 2-9 他励直流电动机,求在额定负载下:设降速至800r/min稳定运行,外串多大电阻?采用降压方法,电源电压应降至多少伏?解: 1)2)2-10 他励直流电动机有几种制动方法,试说明它们之间有什么共同点?从电枢电压特点、机械特性方程和功率平衡关系来说明他们有什么不同?解:他励直流电动机有能耗制动、反接制动、再生制动的三种方法,共同的特点是电磁转矩T与转速n的方向相反,T是制动性质的。能耗制动U=0,机械特性过原点,电枢不从电网吸收电功率,从轴上吸收机械功率;反接制动中的电源反接制动U=-UN,机械特性过-n0点,倒拉反接制动U=UN,机械特性过n0,电枢从电网吸收电功率,也从轴上吸收机械功率;反向再生制动U=-UN,机械特性过-n0,从轴上吸收机械功率,电枢向电网回馈电能。 2-11 一台他励直流电动机,已知电动机最大允许电流Imax=1.8IN,电动机拖动负载TL=0.8TN电动运行。试求: 1)若采用能耗制动停车,则电枢回路应串多大电阻?2)若采用反接制动停车,则电枢回路应串多大电阻? 0.8 解: 1)能耗制动瞬时 2)反接制动瞬时 2-12 他励直流电动机,。试求: 1)如果用能耗制动、倒接反接制动以400r/min的速度下放位能负载,则应串入多大的制动电阻? 2)电动机在反向再生制动运行下放重物,电枢回路不串电阻,求电动机的转速。3)现用制动电阻Rbk=10,求倒拉反接制动的稳定制动电流和稳定转速,并定性画出机械特性。解:1) 能耗制动:倒拉反接:2)3) 与上面的各小题一样,稳定制动电流:定性画机械特性略。 2-13 一台串励电动机与一台他励电动机都在额定负载下工作,它们的额定容量、额定电压和额定电流都相同,如果它们的负载转矩都同样增加50%,试问哪一台电动机转速下降得多?哪一台电动机电流增加得多?解:串励直流电动机的转速下降的多(机械特性软);他励直流电动机电流增加的多。第三章 变压器3-1 变压器是根据什么原理工作的?它有哪些主要用途?解:变压器是根据电磁感应原理工作的,它主要有变压、变流、变换阻抗的作用。可作为电力变压器、仪用互感器、电子线路中的电源变压器等。3-2 变压器的主要组成部分是什么?各部分的作用是什么?解:变压器的主要组成部分是铁心和绕组。铁心是变压器的磁路,绕组是变压器的电路。3-3 变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成?为什么要交错装叠?解:铁心作为变压器的磁路,应该是用导磁性能好的硅钢片叠成,交错装叠的目的是使各层磁路的接缝互相错开,以减小接缝处的气隙和磁路的磁阻,从而减小励磁电流,提高运行时的功率因数。3-4 一台三相变压器,已知SN=5600kVA,UIN/U2N=10kV/3.15kV,Yd11联结,试求:一次、二次绕组的额定相电流。解:3-5 变压器主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同?在等效电路中如何反映它们的作用?解:变压器主磁通通过铁心闭合,同时交链一次、二次绕组,并产生感应电动势1和2,如果二次绕组与负载接通,则在电动势作用下向负载输出电功率,所以主磁通起着传递能量的媒介作用;另有一小部分漏磁通主要由非磁性材料(空气或变压器油等)形成闭路,只与一种绕组交链,虽感应漏电动势,但不参与能量传递。在等效电路中, Xm是反映主磁通磁化能力的励磁电抗,rm 是反映主磁通交变时产生铁耗对应的励磁电阻;X1或X2是反映漏磁通对应的漏电抗。3-6 一台单相变压器,额定电压为220V/110V,如果不慎将低压
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号