电机与拖动基础简答题

第二章2.1变压器能改变交流电的电压和电流,能不能改变直流电的电压和电流?为什么?答:变压器能改变交流电的电压和电流,但不能改变直流电的电压和电流。因为变压器是应用电磁感应原理而工作的,只有当一次绕组接交流电源时,一次绕组才会流过交流电流,在铁心中产生变化的磁通,从而在二次绕组中产生感应电动势;如果一次绕组接直流电源,则一次绕组流过的是直流电流,在铁心中产生的磁通是恒定不变的,不能在二次绕组中产生感应电动势,所以变压器只能改变交流电的电压和电流,不能改变直流电的电压和电流。2.2变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成而不用整块钢制成?答:变压器的绕组流过交流电流时会在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗,统称为铁损耗。磁滞损耗与铁磁材料的磁滞回线面积有关,硅钢片的磁滞回线较窄,磁滞损耗较小。涡流损耗与铁磁材料的电阻成反比,与钢片厚度的平方成正比,硅钢片是在电工钢中加入少量的硅而制成,电阻率较大,用硅钢片叠成的铁心,铁损耗较小,所以变压器的铁心要用硅钢片叠成而不用整块钢制成。2.3一台变压器额定电压为220/110V,若把二次绕组(110V)接在220V交流电源上,主磁通和励磁电流将如何变化?答:若忽略变压器绕组漏阻抗压降,则绕组的端电压与感应电动势相等。正常工作时铁心磁路处于饱和状态。若把额定电压为110V的二次绕组接在220V交流电源上,二次绕组感应电动势将增大一倍,感应电动势与铁心磁通成正比,所以铁心磁通也将增大一倍,由于铁心磁路处于饱和状态,励磁电流将不只是增大一倍,而将增大许多倍。2.4一台变压器一次绕组额定电压为220V,不小心把一次绕组接在220V的直流电源上,会出现什么情况?答:若把额定电压为交流220V的变压器一次绕组接在220V直流电源上时,铁心中产生的磁通将是恒定不变的,不会在一次绕组中产生感应电动势,一次绕组电流11RUI,由于绕组电阻1R比较小,则一次绕组电流会很大,大大超过其额定电流,很快会将变压器烧坏。2.5变压器空载运行时,功率因数为什么很低?这时从电源吸收的有功功率和无功功率都消耗在什么地方?答:变压器空载电流0I可分解为有功分量aI0和无功分量rI0,aI0会产生铁损耗,rI0产生空载磁场,aI0与rI0相比小很多,aI0约为0.01rI0,00cosIIa01.0,所以功率因数很低。空载时从电源吸收的有功功率转变为铁损耗,无功功率转变为绕组中的磁场贮能。2.6何谓变压器的主磁通?何谓变压器的漏磁通?它们各有什么特点?各起什么作用?答:同时与一次和二次绕组相交链的磁通称为主磁通,只与一次绕组或只与二次绕组相交链的磁通称为漏磁通。主磁通经过的是铁心磁路,磁阻小,磁通量大;漏磁通经过的磁路是空气或变压器油,磁阻大,磁通量小。主磁通起着传递电能的媒介作用;漏磁通不能传递能量,只产生电压降。2.7何谓变压器的励磁电抗mX?希望mX是大好还是小好?为什么?答:变压器的励磁电抗mX是表示变压器绕组的励磁电流0I在绕组中产生感应电动势1E的电抗,即)(E-01mmjXRI,mXmR,所以mXIE01,01IEXm,mX表示单位励磁电流在绕组中产生的感应电动势,因而希望mX大好,mX越大,同样的励磁电流在绕组中产生的感应电动势就越大。2.8电抗1X、2X的物理意义如何?当负载变化时,它们的数值变化吗?为什么?答:电抗1X是表示一次绕组电流1I产生的漏磁通在一次绕组产生感应电动势1E的电抗,111XIE;电抗2X是表示二次绕组电流2I产生的漏磁通在二次绕组产生感应电动势2E的电抗,222XIE。当负载变化时,1X、2X数值不变,因为漏磁通经过的是由空气和变压器油组成的线性磁路,没有铁磁材料的饱和现象,所以数值不变。2.9何谓折算?变压器参数折算时应该遵循什么原则?答:折算是在保持变压器内部原有电磁关系不变的前提下,把二次绕组的匝数变换为一次绕组的匝数，并对二次电磁量进行折合的算法。折算时遵循的原则是保持原有电磁关系不变,即磁动势不变,输出功率不变,铜损耗不变等等。2.10何谓标么值?若一次电流的标么值为0.5,问二次电流的标么值为多少?为什么?答:某一物理量的实际值与其基准值之比,称为该物理量的标么值。若一次电流的标么值为0.5,则二次电流的标么值也为0.5,因为忽略空载电流时,则磁动势平衡方程式为2211NINI12112KINNII22211111IIIKIKIIIINNN即一次与二次电流的标么值相等。2.11在一次侧和二次侧作空载试验时,从电源吸收的有功功率相同吗?测出的参数相同吗?短路试验的情况又怎样?答:在一次侧和二次侧作空载试验时,从电源吸收的有功功率相同,测出的参数中,变比相同,但励磁阻抗不相同,一次侧测得的励磁阻抗是二次侧测得的励磁阻抗的2K,因为无论是在一次侧或二次侧作空载试验时的电压都是其对应的额定电压,铁心磁通是额定磁通,铁损耗相同,所以从电源吸收的有功功率相同。在一次侧和二次侧作短路试验时,从电源吸收的有功功率也相同,一次侧测得的短路阻抗也是二次侧测得的短路阻抗的2K。2.12准确地说变压器的变比是空载时一次、二次绕组感应电动势之比,还是负载时一次、二次电压之比?答:准确地说变压器的变比是空载时一次、二次绕组感应电动势之比,不是负载时一次、二次电压之比。由于漏阻抗压降较小,可以近似认为变压器的变比是负载时一次、二次电压之比。2.13变压器的电压变化率的大小与哪些因素有关?答:变压器的电压变化率与负载系数、短路阻抗和负载的功率因数有关。负载系数大,电压变化率大;短路阻抗大,电压变化率大;电阻性负载电压变化率较小,电感性负载电压变化率较大。2.14变压器的效率的高低与哪些因素有关?什么情况下变压器的效率最高?答;变压器效率的高低与负载系数及功率因数有关。在不变损耗(铁损耗)与可变损耗(铜损耗)相等时变压器效率最高。2.15若三相变压器的一次、二次绕组线电动势UWE领先uwE90°,试问这台变压器联结组标号的标号数是多少?答:将三相变压器的一次绕组线电动势UWE作为时钟的长针指向钟面的“12”,二次绕组线电动势uwE落后UWE90°,作为时钟的短针指向钟面的“3”,所以联结组标号的标号数是3。2.16变压器并联运行的条件是什么?其中哪一个条件要绝对满足?为什么?答:变压器并联运行的条件有三:一是各一次侧、二次侧额定电压分别相等,即变比相同;二是联结组相同;三是短路阻抗标么值相等。其中第二个条件联结组相同是要绝对满足,因为若联结组不同,表明并联变压器二次侧绕组线电动势之间有相位差,并联运行时在二次侧绕组线之间会产生电压差,而变压器短路阻抗较小,这样就会在绕组之间产生较大的环流,将绕组烧坏。2.17何谓变压器容量?何谓绕组容量?在双绕组变压器中它们是相等还是不相等?在自耦变压器中呢?答:变压器容量就是变压器的的视在功率,单相变压器容量等于其端电压与电流的乘积。绕组容量等于其端电压与流过绕组电流的乘积。在双绕组变压器中变压器容量与绕组容量相等;在自耦变压器中它们不相等,变压器容量等于绕组容量加上传导容量,变压器容量大于绕组容量。2.18电压互感器和电流互感器在使用中应注意哪些事项?答:电压互感器在使用中二次侧不能短路,电流互感器在使用中二次侧不能开路,无论是电压互感器还是电流互感器在使用中二次侧都要接地。2.19电焊变压器外特性的特点是什么?答:电焊变压器的输出电压随焊接电流的增大而急剧下降,具有急剧下降的外特性。第三章3.1三相异步电动机的结构主要是哪几部分?它们分别起什么作用?答:三相异步电动机的结构分定子和转子两部分,定、转子之间有空气隙。定子是由定子铁心、定子绕组和机座三个部分组成。定子铁心是磁路的一部分,同时用来嵌放定子绕组;定子绕组通电时能产生磁场;机座用来固定与支撑定子铁心。转子部分有转子铁心和转子绕组。转子铁心也是磁路的一部分,同时用来嵌放转子绕组;转子绕组的作用是产生感应电动势、流过电流并产生电磁转矩。3.2异步电动机的基本工作原理是什么?为什么异步电动机在电动运行状态时,其转子的转速总是低于同步转速?答:异步电动机是应用通电导体在磁场中产生电磁力的原理而工作的。电动机在工作时定子旋转磁场与转子之间要有相对切割运动,否则在转子绕组中不能产生感应电动势,不能产生电流,也就没有电磁转矩,所以在电动运行状态时,转子的转速不能等于同步转速,只能低于同步转速。3.3什么叫转差率?三相异步电动机的额定转差率为多少?为什么转差率是异步电动机最重要的一个技术参数?答:旋转磁场转速即同步转速1n与转子转速n之差(1n-n)称为转差。转差(1n-n)与同步转速1n之比,称为转差率,用s表示,即s=11nnn额定转差率Ns很小,约为0.015~0.05。转子转速n=1n(1-s),用转差率s能表示转子转速,转子的感应电动势也与转差率相关,所以转差率是最重要的一个技术参数。3.5一台异步电动机定子绕组有6根引出线,其铭牌上标明“电压380/220V,接法Y/Δ”。如果三相电源电压是380V,定子绕组应采用哪种接法?出线盒内的接线端子应如何连接?答:应采用Y接法,出线盒内三个绕组的末端2U、2V、2W连接在一起,三个首端出线头1U、1V、1W接三相电源,3.6三相异步电动机的定子绕组是如何组成的?按什么规律连接?有什么特点?答:三相异步电动机的定子绕组由三个匝数相等、相位互差0120的绕组组成。三个绕组可以连接成Y联接(星形联接),也可以连接成联接(三角形联接)。其特点是对称的三相绕组。3.7三相异步电动机铭牌上标注的额定功率NP是输入功率还是输出功率?是电功率还是机械功率?答:三相异步电动机铭牌上标注的额定功率NP不是输入功率,而是输出功率,不是电功率,而是机械功率。3.8单相绕组通以单相交流电将在气隙中产生什么性质的磁场?三相对称绕组通以三相对称电流将在气隙中产生什么性质的磁场?两种磁场之间有何内在联系?答:单相绕组通以单相交流电将在气隙中产生脉动磁场。三相对称绕组通以三相对称电流将在气隙中产生旋转磁场。脉动磁场可以分解为基波与高次谐波磁场,三相对称绕组的基波磁场叠加在一起就形成了基波旋转磁场。3.9三相旋转磁动势的幅值与极数及绕组系数之间有什么关系?答:由三相旋转磁动势幅值表达式1F=1.35pNI111Nk可知,磁动势幅值1F与极对数p成反比关系,与绕组系数1Nk成正比。3.10若将三相异步电动机三相电源的任何两相引线对调,异步电动机转子的转向将作何变化?为什么?答:若将三相异步电动机三相电源的任何两相引线对调,则电动机反转。因为当电动机定子绕组外接电源相序变化时,定子旋转磁场就反向,所以电动机也就反向旋转。3.11为什么三相异步电动机空载电流的标么值要比变压器的大?答:变压器的磁路是铁心构成的磁路,磁阻小,产生一定的额定磁通所需要的励磁电流比较小;而三相异步电动机的磁路中包含有定、转子之间的气隙,气隙的磁阻比较大,产生同样大小的额定磁通所需要的励磁电流就比较大,所以三相异步电动机空载电流的标么值要比变压器的大。3.12三相异步电动机转子绕组短路并堵转,若定子绕组加额定电压,将会产生什么后果?并分析原因。答:当三相异步电动机转子绕组短路并堵转时,若定子绕组加额定电压,则流过绕组的电流会很大,使电动机发热严重,导致烧坏电动机。其原因是:转子绕组短路并堵转时,转子转速为零,旋转磁场与转子的相对切割速度为最大,在转子绕组中产生的感应电动势最大,转子电流最大,定子电流也就最大,约为额定电流的5～7倍,会烧坏电动机。3.13异步电动机的转差率s是如何定义的?电机运行时,转子绕组感应电动势、电流的频率2f与定子频率1f是什么关系?答:转差率s的定义是转差(1n-n)与同步转速1n之比,即s=11nnn电机运行时,转子绕组感应电动势的频率、电流的频率2f与定子频率1f成成正比,即12sff3.14异步电机的时空相量图中,哪些是时间相量,哪些是空间相量?答:异步电机的时空相量图中,表示电流、电压、感应电动势的相量是时间相量,表示磁通、磁动势