直流电机

※直流电机1-1如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，换向器和电刷应怎样装置，才能使其作为直流电机运行？1-2在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？1-3一台Z2直流电动机，其额定功率PN＝160千瓦；额定电压UN＝220伏，额定效率ηN=90%,额定转速nN=1500转/分，求该电动机的额定电流？1-4一台Z2直流发电机，其额定功率PN＝145千瓦；额定电压UN＝230伏，额定转速nN=1450转/分，求该发电机的额定电流？1-5何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式Ta＝CNφNIa中的φN应是什么磁通。1-6一台并励直流电动机在额定电压UN＝220伏和额定电流IN＝80安的情况下运行，电枢绕组电阻ra＝0.08欧，2ΔUs=2伏，励磁绕阻的电阻rf=88.8欧，额定负载时的效率ηN＝85％，试求：（1）额定输入功率；（2）额定输出功率；（3）总损耗；（4）励磁回路铜耗；（5）电枢回路铜耗；（6）电刷接触损耗；（7）附加损耗；（8）机械损耗与铁耗之和。1-7并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什么？1-8试验时如果分别要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？1-9并励直流电动机在运行时若励磁绕阻断线，会出现什么后果？1-10一台并励直流电动机，PN=96千瓦，UN＝440伏，IN＝255安，IfN＝5安，nN＝500转/分，Ra＝0.078欧，试求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定电流时的电磁转矩；（3）当Ia＝0时电机的转速；（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻0.1欧而达稳定时的转速。1-11一台Z2－61并励直流电动机的额定数据如下：PN＝17千瓦，UN＝220伏，nN＝3000转/分，IN＝88.9安，电枢回路总电阻Ra＝0.114欧，励磁回路电阻Rf＝181.5欧，忽略电枢反应影响，求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）额定负载时的效率；（4）在理想空载（Ia＝0）时的转速；（5）当电枢回路串入一电阻RΩ＝0.15欧时，在额定负载转矩时的转速。1-12一台220伏的并励直流电动机，电枢回路总电阻ra＝0.316欧，空载时电枢电流Ia0=2.8安，空载转速n0=1600转/分。（1）今欲在电枢负载为IaX=52安时，将转速下降到nX=800转/分，问在电枢回路中须串入的电阻值为多大（忽略电枢反应）？（2）这时电源输入电枢回路的功率只有百分之几输入到电枢中？这说明什么问题？1-13一台并励直流电动机在某负载转矩时转速为1000转/分，电枢电流为40安，电枢回路总电阻Ra=0.045欧，电网电压为110伏。当负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流及转速各为多少？（忽略电枢反应）1-14一台Z2－25并励直流电动机，PN＝7.5千瓦，UN＝110伏，IN＝82.2安，nN＝1500转/分。电枢回路总电Ra＝0.1014欧，励磁绕阻电阻rf＝46.7欧，忽略电枢反应作用：（1）求电动机电枢电流Ia'=60安时的转速；（2）假若负载转矩不随转速而改变，当电机的主磁通减少15％，求达到稳定状态时的电枢电流及转速。5※变压器2-1有一台三相变压器，额定容量SN＝50千伏安，高压侧额定电压U1N＝10千伏，低压侧额定电压U2N＝400伏，高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流。2-2变压器中主磁通与漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器时是怎样反映它们作用的？2-3某单相变压器额定电压为380伏/220伏，额定频率为50赫。（1）如误将低压边接到380伏电源，变压器将会发生一些什么异常现象？空载电流Io、励磁阻抗Zm、铁耗pFe与正常相比发生怎样的变化？（2）如电源电压为额定电压，但频率比额定值高20％，问Io、Zm、pFe三者又会发生怎样的变化？（3）如果将变压器误接到电压等于变压器额定电压的直流电源上，又会发生什么现象？（4）当电源电压、频率都符合额定值时，r1虽然很小，但Io不会很大，为什么？2-4为什么变压器的空载损耗可以近似看成是铁耗，短路试验损耗可以近似看成是铜耗？负载时的实际铁耗和铜耗，与空载试验和短路试验时测定的空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？2-5两台单相变压器，电压均为220/110伏，原边匝数相等，但空载电流不等，且IoI＝2IoII。今将两个原绕组串联后加440伏交流电压，这两台变压器的副边电压是否相等？2-6单相变压器的额定数据如下：SN＝4.6千伏安，U1N/U2N＝380/115伏。I1N/I2N＝12.1/40安，空载和短路试验数据为：空载试验（低压侧）Uo2＝115伏，Io2＝3安，Po＝60瓦；短路试验（高压侧）Us1＝15.6伏，Is1＝12.1安，Ps＝172瓦。求：（1）画出折算到高压侧和低压侧的等值电路（设折算过的原副侧漏阻抗相等）；（2）阻抗电压的百分值及其有功分量和无功分量的百分值。2-7变压器铭牌数据如下：SN＝750千伏安，U1N/U2N＝10000伏/400伏，Y,y12接法。低压侧空载试验数据为：U2o＝400伏，I2o＝60安，Po＝3800瓦高压侧短路试验数据为：U1s＝440伏，I1s＝43.3安，Ps＝10900瓦，室温为20oC，试求：（1）变压器的参数，并画出等值电路：（2）分别计算当：（a）额定负载cosj＝0.8，（b）cos（-j）＝0.8时，电压变化率DU％，副边电压U2及效率h。2-8三相变压器额定值为SN＝5600千伏安，U1N/U2N＝35000伏/6300伏，Y,d11接法。从短路试验得：U1k＝2610伏，I1k＝92.3安，Pk＝53千瓦。当U1＝U1N时，I2＝I2N，测得电压恰为额定值U2＝U2N。求此时负载的性质及功率因数角φ的大小（不考虑温度的换算）。2-9三相变压器的额定值为SN＝1800千伏安，U1N/U2N＝6300伏/3150伏，Y,d11接法，空载损耗Po＝6.6千瓦，短路损耗Ps＝21.2千瓦。求：（1）当输出电流I2＝I2N，cosφ＝0.8时之效率；（2）效率最大时之负载系数βm。2-10试把一三相变压器接成Y,d3和Y,y8的联接组号。2-11两个三相变压器并联运行。由于原边输电线电压升高一倍（由3300伏升为6600伏），为了临时供电，利用原有两个三相变压器组，将原边绕组串联接到输电线上，副边仍并联供电，如两变压器的励磁电流相差一倍，则副边并联时是否会出现很大的环流，为什么？2-12两台变压器并联运行，均为Y,d11联接标号，U1N/U2N＝35千伏/10.5千伏。第I台SIN=1250千伏安，UkI＝6.5%；第II台SIIN=2000千伏安，UkⅡ＝6％。试求：（1）总输出为S=3250千伏安时，每台变压器的负载为多少？（2）在两台变压器均不过载情况下，并联组的最大输出为多少？此时并联组的利用率达到多少？2-13试用相量图判别附图的联接标号。5※交流电动机（1）3-1一台三相异步电动机PN＝60千瓦，nN＝577转/分，cosΦN＝0.77，ηN＝88.5%,试求在额定线电压为380伏时的额定电流。3-2八极异步电动机电源频率f＝50赫，额定转差率sN＝0.04，试求：(1)额定转速；(2)在额定工作时，将电源相序改变，求反接瞬时的转差率。3-3一台三相异步电动机铭牌上标明了f＝50赫，额定转速nN＝960转/分，该电动机的极数是多少？3-4异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会出现什么后果？3-5如果将绕线转子三相异步电动机的定子绕组短接，而把转子绕组联接于电压为转子额定电压，频率为50赫的对称三相交流电源会发生什么现象？3-6异步电动机中的空气隙为什么必须做得很小？3-7电势的频率与旋转磁场的极数及转速有什么关系？在异步电机中，为什么旋转磁场切割定子绕组的感应电势的频率总是等于电网频率？3-8有一个三相同心式绕组，极数2p＝4，定子槽数Z1＝36，支路数a＝1，画出绕组展开图。并计算绕组系数。3-9有一个三相双层迭绕组，极数2p＝6，定子槽数Z1＝36，节距y1＝5/6τ，支路数a＝2，试画出绕组展开图3-10试比较单相交流绕组、三相交流绕组所产生的磁势有何区别，与直流绕组磁势又有何区别？3-11一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三相额定电压，会产生什么后果？3-12拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，当定子绕组加额定电压时气隙中每极磁通及磁密数值将怎样变化？3-13一台三相异步电动机接于电网工作时，其每相感应电势为350伏，定子绕组的每相串联匝数N1＝312匝，绕组系数kw1＝0.96，试问每相磁通为多大？5※交流电动机（2）4-1异步电动机为什么又称为感应电动机？4-2异步电动机处于不同的运行状态时，转子电流产生的磁势对定子的转速是否变化？为什么？4-3说明异步电动机的机械负载增加时电动机定、转子各物理量的变化过程怎样？4-4与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流大，还是变压器的空载电流大？为什么？4-5在分析异步电动机时，转子边要进行哪些折算？为什么要进行这些折算？折算的条件是什么？4-6异步电动机的等值电路与变压器的等值电路有无差别？异步电动机的等值电路中的(1-s)r2/s代表什么？能不能不用电阻而用电感和电容代替，为什么？4-7异步电动机的等值电路中的Zm反映什么物理量？Zm是否是一个变量？在额定电压下电动机由空载到满载，Zm的大小是否变化？如果是变化的，是怎样变化？4-8电磁功率与转差率的乘积叫转差功率，这部分功率消耗到哪里去了？增大这部分消耗，异步电动机会出现什现象？4-9异步电动机拖动额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生什么后果？4-10一台异步电动机铭牌上写明，额定电压UN=380/220伏，定子绕组接法Y/Δ。试问：（1）如果使用时，将定子绕组接成Δ，接于380伏的三相电源上，能否带负载或空载运行？会产生什么后果，为什么？（2）如果将定子绕组接成Y形，使用时，接于220伏三相电源上，能否带负载或空载运行？为什么？4-11如果电源电压下降10%，对异步电动机的转速、定子电流、定子功率因数有什么影响？4-12一台三相异步机，六极，50周。当定子加额定电压转子绕组开路时，转子绕组每相感应电势E2=110伏。问当电机工作于额定转速nN=980转/分时：（1）电机运行于电动机、发电机还是电磁制动状态？（2）额定运行时转子电势E2s=?(忽略定子漏阻抗压降影响)。（3）如果转子被卡住时，参数为r2=0.1欧，x2=0.5欧，试求额定运行时的I2=?4-13一台三相异步电动机的输入功率为8.6千瓦，定子铜耗为425瓦，铁耗为210瓦，转差率s=0.034，试计算电动机的电磁功率，转子铜耗及机械功率。4-14一台JO2-52-6异步电动机，额定电压380伏，频率50赫，额定容量7.5千瓦，额定转速962转/分，定子绕组为Δ接法。额定负载时cosφN=0.827，定子铜耗470瓦、铁耗234瓦，机械损耗45瓦，附加损耗80瓦。计算在额定负载时（1）转差率；（2）转子电流的频率；（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。4-15有一台JQ2-L三相四极笼型异步电动机，已知其额定数据和每相参数为：PN=17千瓦,UN=380伏（Δ接法）r1=0.715欧，x1=1.74欧,r’2=0.416欧,x’2=3.03欧，rm=6.2欧,xm=75欧；电动机的机械损耗为139瓦；额定负载时的附加损耗为320瓦；试求额定负载时电动机的转差率、定子电流、定子功率因数、电动机的电磁功率、输出转矩和额定效率。4-16有一台50赫的三相异步电动机，铭牌上列出PN=10千瓦，2p=4,UN=380伏，IN=19.8安，Y接法，r1=0.5欧。空载试验：U1=380伏时,I10=5.4安,p10=425瓦,pΩ=1