电机拖动

复习题一、填空（共30分，每空2分）：1、直流电动机的电枢反映会导致气隙磁场发生畸变，总体呈去磁效应。2、直流电动机在降压调速过程中，电动机出现回馈制动。3、直流串励电动机适合满载起动，空载起动时将会出现飞车现象。4、电力机车在下坡时，因负载机械特性发生变化，将自动进入回馈制动状态。5、直流电动机换向器的作用是逆变。6、三相异步电动机产生的磁场为圆形旋转磁场，方向为由电流超前相指向电流滞后相。7、三相异步电动机的气隙越小，其功率因数越高。8、三相异步电动机S﹤0时即处于回馈制动状态。9、三相异步电动机回馈制动时要从电源吸收无功功率。10、电机中相邻主磁极为N-S交替排列。11、电动机拖动负载稳定运行时，其转矩大小由负载决定。12、常见的三相油浸变压器，铁芯和绕组的形式为同芯式。13、三相变压器最常见的连接组标号是Yy0、Yd11。14、变压器的分接开关是调节输出的大小，只能在空在下调节，改变的是高压侧绕组的匝数。15、变压器的空载损耗可近似看作全部为铁芯损耗。16、如希望变压器的输出电压随负载的变化小，则其阻抗电压小。17、变压器并联运行时要使负载能合理分配，必须使变压器的短路阻抗标幺值相同。18、为改善交流伺服电机机械特性的线性度，其电枢电阻做得比较大。20、交流伺服电动机最常用的控制方法是幅值-相位控制方法。21、步进电动机的转速与脉冲成正比，转向与各相绕组的通电方式有关。二、简答题（共30分，每题5分）：1、说出直流电机电刷和换向器的作用。换向器：发电机：整流作用（把电枢绕组里的交流电流整流为直流电）电动机：逆变作用（把电刷外电路直流电经过换向器逆变为交流电输入到电枢原件中）电刷：发电机：引出方向相同但大小变化的脉动电势电动机：引出电流。2、直流电机的主磁通与漏磁通的区别。主磁通是通过气隙与主极和电枢绕组交链的磁通而漏磁通只与激磁绕组交链而与不通过气隙与电枢绕组交链的磁通。而在大小上漏磁通在数量上是主磁通的四分之一，路径是由主磁通从N级出来，经过气隙进入电枢齿部，在经过电枢铁心的磁轭到另一部分的电枢齿部，又经过气隙进入S级，在经过定子磁轭回到N级。漏磁通直接经过相邻的刺激或者定子磁轭形成闭合回路。3、用基本关系式说明他励直流电动机怎样把电功率转换成机械功率。P2=UI=U(Ia+If)=UIf+(IaRa+2ΔUc+Ea)Ia=PCuf+PCua+Pc+PePe=TeΩ=(T2+T0)Ω=P2+P0=P2+Pfe+PmechP1=P2+(Pfe+Pmech)+Pcuf+Pcua+Pc=P2+P0+Pcuf+Pcua+Pc电磁功率=输出功率+空载损耗+励磁损耗+点数损耗+附加损耗4、简述变压器的分接开关的功能、原理及注意事项。功能：电压输出输出的大小。原理：改变高压绕组的匝数。注意事项：只能在空载下调压。5、说明变压器由空载到负载磁势如何变化的。空载时，二次侧开路，磁势有一次侧的电流产生，负载后，住此时基本保持不变，一次绕组的电流增量ΔI1所产生的磁动势与二次侧绕组电流I2所产生的磁动势相抵消。ΔI1N1+I2N2=06、说说变压器短路电压的意义。阻抗电压小，二次绕组端电压受载变化而波动的影响小；阻抗电压大，书变压器短路能力增强，短路时的过电流小一些。短路电压是为了这算变压器的相关参数。7、说明影响变压器输出电压大小的因素与关系。负载系数β=I2/I2N变压器的参数PkXk负载性质即功率因数Δu%=(-U2+U2n)/U2n8、变压器并联运行的条件及作用。压器并联运行的条件有三个，变比相等。链接组别相同，Zk一样大，其中连接组别必须相同，要求绝对严格，不得有任何差错，组要应用于发电厂和变电所中。9、解释三相异步电动机“异步”的含义，转差率的计算。异步电动机的转子速率N总是略小于旋转磁场的同步转速Ns，即与旋转磁场异步的转动。转差率S=(Ns-N)/N*100%NS同步转速N转子转速10、试说明三相异步电动机绕组稀疏的物理意义，采用短距分布绕组的优点。Kq1=q个分布线圈各线圈几波磁动势矢量的几何和q个分布线圈各线圈基波磁动势的矢量代数和Kv1=各整距线圈线圈组基波磁动势矢量的几何和各整距线圈线圈组基波磁动势矢量的代数和物理意义采用分布短距后形成的基波磁动势比集中整距时应大打折扣优点削弱许多高次谐波，使基波更能代表正弦波。较大程度削弱电动势的谐波分量，改善几波电动势波形11、试说明三线异步电动机和交流伺服电动机产生的旋转磁场的不同特点。三相：产生了一种极性和大小不变且以一定旋转速度旋转的圆形旋转磁场，且方向由超前相转向滞后相伺服：当控制绕组磁动势的幅值与励磁绕组方式磁动势幅值相等且相位相差90°时，产生圆形旋转磁场，一般情况下，当两者磁动势不相等或者相位差不为90°是，产生椭圆形磁场。12、说说异步机频率转算的物理意义保持整个电磁系统的电磁性能不变，用等效静止转子代替原来转动的转子。13、异步电动机电磁转矩的定性表达式。Tem=Pmec/V2转子本身产生的机械功率Tem=Pem/Vic旋转磁场对转子做功产生14、简述三相异步电动机的功率因数特性。空载时，而定电流I基本为励磁电流，主要为务工励磁电流，故功率应属很低。带额定负载运行后，功率因数达最大。当负载超过额定股灾是，功率因数变小。15、正常运行的直流电动机突然转轴卡死分析其结果。N=0Ea=CeΦNEa=0U=Ea+IaRaI=U/Ra电动机由于电枢电流过大而烧毁16、用图说明他励直流电动机时间常数的意义。由原点出发的抛物线，斜率逐渐趋于平缓横轴为时间纵轴为转速意义：电动机在t=0时后加速启动直到完成启动所需的时间17分析三相异步电动机拖动额定负载运行时，如果电源电压下降过多，结果如何？根据电磁转矩公式，U下降过多时，电磁转矩会有更大的下降，在负载转矩不变时，电动的的转速会降低从而是转差率S上升，并引起定子的电流上升，当超过额定电流时，将损毁电动机绕组。18、用图说明三相绕线异步电机电动机转子串电阻时，启动转矩会增加吗？不增加，开始增加，当Tmax在增加R启动转矩减小19、说明频敏变阻器的启动原理。频敏变阻器内部由于jwl和Rst并联，当频率较高时，电路等效为Rst,频率变阻器与二次频率涡耗较大，则得到限制启动电流和较多启动转矩。当频率减小时，涡耗减小，故又可平滑的进入稳定状态。20、说明三相异步电动机回馈制动时能量传递关系S0Pm=3(I2)`12((1-S)/S)R2`0Pm=3I2`12(R2`/S)0Pm0机械功传递给电机，减去转子同损耗变为带你次功率Pm.Pm0电机发出功率检出钉子损耗，回馈电网21、画图说明电压斜坡型软启动器的原理以及应用。横轴时间纵轴电压UoUn起始斜率很大，直线，在Uo时斜率变缓。在Un时，无斜率平滑设定Uo使此时电机产生的转矩大于负载转矩，在设定电压上升的斜率或启动时间，电压烟邪僻上升完成启动，实现限制转矩电流的目的。22、画图说明液体变阻器启动的原理和过程。横走时间纵轴电流梯形形状启动电流小，转矩大，功率因数大。24、直流伺服电动机与普通他励直流电动机的不同点直流伺服电动机电枢回路加压转动，不加电压立刻停止，空滤很小，转动惯量小。25、解释三项反应式步进电动机六拍运行的含义，并说明转速，转向，步距角取决于什么量。六拍指的是自循环为六拍，每循环仍旧旋转为一个齿矩。转速和脉冲频率成正比。转向与各相绕组的通电方向有关。26、三相异步电动机拖动额定负载运行时，突然一相断开，分析其结果。满载一相断开成两相绕组，相差120°椭圆形磁场，只有相差90°时才能形成圆形磁场，转子电流增加，无法形成旋转磁场，额定电压加到两外两相上，磁势电压全部加在定子绕组上，定子电流长时间过大，会烧毁电机27、三相异步电动机等效电路的富家电阻与变压器所带负载有何区别纯阻性负载变化与转差率S有关，模拟转轴上的输出功率。28、如何将三项绕线异步电动机的定子绕组短接，转子街上器额定电压的三项对称电流，分析器结果。气隙产生旋转磁场，定子短接，转子反转。29、直流电动机电子转矩下降分析器转速如何变化。转矩T减小，Ia减小额定电压Un不变,Ea=U-Ia*Ra=CeΦN30、说明直流电机，交流伺服电机，三相异步电机产生磁场的区别。直流：大小不变，位置固定的磁场交流：由于控制电压的变化，产生磁势幅值不尽相同，而且位置上不总是90°所以为椭圆形旋转磁场。三相：极性大小不变，以一定速度旋转的磁场，由电流超前相至滞后相三、计算题（共30分）：1、他励直流电动机额定数据为：PN=30KW、UN=440V、IN=78.3A、nN=1000rpm、Ra=0.06欧，允许最大电流为2IN，不计空载损耗。①怎样使0.8TN的负载以800rpm的速度电动运行；②在①稳定运行时电源反接，对反抗性的负载和位能负载，求制动瞬间的转差率及稳定下方的速度；③怎样可使转矩为TN的负载以1380rpm的速度和600rpm的速度恒速下放，求所串的电阻值；④画出机械特性和过渡过程曲线。2、某变压器数据为：SN=1000KVA、U1N/U2N=10/0.4KV、Y，D连接。空载试验数据：U0=400V、I0=70A、P0=3500W；短路试验数据：US=440V、IS=40A、PS=10000W，（不计温度影响）。①求变压器的参数。②当带D接每相阻抗为ZL=0.1+j0.06的负载时，求输出电压和电流。③画出等效电路图。