电机简答题

四、简答题1、直流发电机的励磁方式有哪几种？（他励；自励（包括并励，串励和复励））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？（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。）3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同？并说明影响曲线形状的因素。（并励直流发电机的外特性比他励的软。他励：影响因素有两个(1)随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；(2)随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。并励：影响因素有三个(1)随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；(2)随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降。(3)两端电压下降，磁通φ下降，电枢电动势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。）4、一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电动机状态工作，此时电磁转矩方向是否变？旋转方向是否改变？（电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。）四、简答题：1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足emLdTdTdndn）2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。)四、简答题1、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗？（变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。）2、电源频率降低，其他各量不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。（据114.44mUfN可知，当f降低时，()mmB增加，铁心饱和程度增加，励磁电流增加，励磁电抗减小。）3、变压器的原、副边额定电压都是如何定义的？（原边额定电压是指规定加在一次侧的电压。副边额定电压是指当一次侧加上额定电压时，二次侧的开路电压。）4、变压器并联运行的条件是什么？哪一个条件要求绝对严格？（变压器并联运行的条件是：（1）各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；（2）各变压器的联结组别必须相同；（3）各变压器的短路阻抗（或短路电压）标幺值相等，且短路阻抗角也相等。五、作图题1、画相量图判定组别：如右图（a）所示(图略,组别Y,y4)2、画相量图判定组别：如右图（b）所示(图略,组别Y,d11)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？（空载时，10II，而000arIII，其中，0aI为有功分量电流，用来供给空载损耗；0rI为无功分量电流，用来建立磁场。由于00arII，所以空载电流基本上是一无功性质的电流，因而电动机的功率因数很低。）U1V1W1u1v1w1aU1V1W1u1v1w1b2、异步电动机等效电路中的附加电阻'21sRs的物理意义是什么？能否用电抗或电容代替这个附加电阻？为什么？（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''2221sRIs来代替总机械功率（包括轴上输出的机械功率和机械损耗、附加损耗等）。因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性质。因此，从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻。）3、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？（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。）四、简答题1、容量为几个千瓦时，为什么直流电动机不能直接起动而三相笼型异步电动机却可以直接起动？(直流电动机的直接起动电流为aNstRUI/，由于aNRU,无论功率大小，stI都将达到额定电流的十几倍，甚至几十倍，这是电动机本身所不能允许的，所以直流电动机不能直接起动。三相异步电动机在设计时通常允许直接起动电流为额定电流的5-7倍，加上供电变压器容量通常都能满足小功率三相异步电动机直接起动要求，所以几个千瓦的三相异步电动机可以直接起动。)2、深槽与双笼型异步电动机为什么起动转矩大而效率并不低？(深槽式与双笼型异步电动机所以起动转矩打，是因为起动时转子电动势、电流频率较高，出现集肤效应造成了转子电阻增大所致。正常运行时集肤效应不显著，转子电阻减小为正常值。因此运行时效率仍较高。)四、问答题1、改善电机换向有哪些方法?方法有三个，一是选用适当的电刷，更换时要用与原来牌号相同的电刷。二是移动电刷位置，这种方法只适于负载不变的电机。三是装置换向磁极。2、电流互感器在使用时必须注意什么？①为了安全，二次侧应牢固地接地。②二次侧不允许开路。在换接电流表时要先按下短路开关，以防二次绕组开路，否则二次绕组会产生很高的尖峰电动势。③二次绕组回路接入的阻抗不能超过允许值，否则会使电流互感器的精度下降。3、根据什么情况决定异步电动机可以全压起动还是应该采取降压措施?一般对于经常起动的电动机来说，如果它的容量不大于供电变压器容量的20％都可以直接起动。否则应采取降压措施。4、什么是电枢反应?电枢反应的性质与哪些因素有关?当定子绕组流过三相对称的电流时，将产生电枢(定子)磁场。电枢磁场对主磁场必将产生影响，这种影响就叫电枢反应。电枢反应的性质因负载的性质和大小的不同而不同，它取决于电枢磁势与励磁磁势在空间的相对位置。5、简述建立并励直流发电机输出电压的条件。①发电机必须有剩磁，如果无剩磁，必须用另外的直流电源充磁。②励磁绕组并联到电枢两端，线端的接法与旋转方向配合，以使励磁电源产生的磁场方向与剩磁的磁场方向一致。③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。6、如何使他励直流电动机反转?使他励直流电动机反转的方法有两种：(1)电枢绕组接线不变，将励磁绕组反接，这种方法称为磁场方向。(2)励磁绕组接线不变，电枢绕组反接，称为电枢反向。7、自耦变压器有什么特点?应用时要注意什么问题?自耦变压器的优点是节省原材料、体积小、重量轻、安装运输方便、价格低、损耗小、效率高。它的缺点是一次绕组和二次绕组有电的联系，因此，低压绕组及低压方的用电设备的绝缘强度及过电压保护等均需按高压方考虑。使用时，需把原副边的公用端接零线，外壳必须接地。8、三相异步电动机的起动电流为什么很大?有什么危害?由于刚起动时，旋转磁场与转子导体相对转速大，转子导体以最大转速切割磁力线，产生很大的电流。电流大的危害是(1)使线路产生很大的电压降，影响同一线路的其它负载的正常工作。严重时还可能使本电机的起动转矩太小而不能起动；(2)使电动机绕组过热，加速绝缘老化，缩短电动机的使用寿命。五、计算题1、一台他励直流电动机，额定数据为，KWPN1.1，VUN110，AIN13，min/1500rnN，电枢回路电阻1aR。计算：（1）额定电磁转矩；（2）额定输出转矩；（3）空载转矩；（4）理想空载转矩；（5）实际空载转矩。解：1min)/(065.01500113110rVnRIUCNaNNNe；AmNCCNeNT/621.0065.055.955.9；（1）额定电磁转矩mNICTNNTN073.813621.0；（2）额定输出转矩mNnPTNNN0.715001.1955095502；（3）空载转矩mNTTTNN073.10.7073.820；（4）理想空载转矩min/3.1692065.01100rCUnNeN；（5）实际空载转矩073.1621.0065.01065.011000TCCRCUnNTNeaNeNmin/7.1665r2、一台他励直流电动机，铭牌数据如下：kWPN13，VUN220，AIN7.68，min/1500rnN，224.0aR。该电动机拖动额定负载运行，要求把转速降低到min/1000r，不计电动机的空载转矩0T，试计算：采用电枢串电阻调速时需串入的电阻值。解：136.01500224.07.68220NaNNNenRIUCmin/6.1617136.02200rCUnNeNmin/6.11715006.16170rnnnNN在人为机械特性上运行时的转速降min/6.61710006.16170rnnnNTT时，acaNRRRnn所以952.0224.016.1176.6171aNcRnnR3、一台电力三相变压器，KVASN750，VUUNN400/10000/21，原、副边绕组为Y，y0接法。在低压边做空载试验，数据为：VU40020，AI6020，Wp38000。求：（1）变压器的变比；（2）励磁电阻和励磁电抗。解：变比：253/4003/100003/3/21NNUUk励磁阻抗：85.3603/4003/2022020IUIUzNm励磁电阻：35.0603/380023/2200Ipmr励磁电抗：84.335.085.32222mmmrzx4、一台他励直流电动机，铭牌数据如下：kWPN60，VUN220，AIN305，min/1000rnN。试求：（1）固有机械特性。（2）5.0CR的人为机械特性。解：（1）固有机械特性①估算电枢电阻aR038.030510603052202110212323NNNNaIPIUR②计算NeC1min)/(2084.01000038.0305220rVnRIUCNaNNNe③理想空载转速0nmin/10562084.02200rCUnNeN④额定电磁转矩NTmNICTNNeN6073052084.055.955.9注：理想空载点（min/10560rn，0T）；额定运行点（min/1000rnnN，mNTN607）；绘出固有机械特性，如图直线1。（2）5.0CR的人为机械特性。①理想空载转速min/10560rn②NTT时电动机的转速RNnmin/2686072084.055.95.0038.0105655.9220rTCRRnnNNecaRN通过（min/10560rnn，0T）及（min/1000rnnN，mNTTN607）两点连一直线，即得5.0CR的人为机械特性，如图直线2。0100200200300400400500600600700800100012001400n(r/min)T(N·m)12