電機及拖動基礎(chǔ)復(fù)習(xí)總結(jié)
《電機與電力拖動基礎(chǔ)》試卷一
一、填空題(每空1分,共20分)
1、他勵直流電動機的機械特性是指在電動機處于穩(wěn)態(tài)運行的條件下轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。
2、直流電動機的起動方法有:電樞回路串電阻和降壓起動。3、一臺接到電源頻率固定的變壓器,在忽略漏磁阻抗壓降的條件下,其主磁通的大小決定于輸入電壓的大小,而與磁路的基本無關(guān),其主磁通與勵磁電流成正比關(guān)系。4、變壓器帶負載運行時,若負載增大,其鐵損耗將不變,銅損耗增大(忽略漏磁阻抗壓降的影響)。
5、當(dāng)變壓器負載(φ2>0)一定,電源電壓下降,則空載電流I0
減小,鐵損耗PFe減小。
6、采用短矩繞組繞組和分布繞組繞組可以有效的削弱諧波分量,同時使基波分量減。ㄔ龃蠛蜏p。。
7、當(dāng)s在0~1范圍內(nèi),三相異步電動機運行于電動狀態(tài),此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為驅(qū)動性質(zhì);在小于1的范圍內(nèi)運行于發(fā)電機狀態(tài),此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為制動性質(zhì)。
8、三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子不同可分為籠型和繞線兩類。根據(jù)磁滯回線剩磁的大小,鐵磁材料分為硬磁材料和軟磁材料。3.電力拖動系統(tǒng)是由電動機拖動機械機構(gòu)工作的系統(tǒng)。
4.直流電動機的勵磁方式包括他勵、并勵、串勵和復(fù)勵,其中他勵直流電動機更適合于電動機控制的場合。
5.電機繞組有兩種形式,分別為疊繞組和波繞組。使用于高電壓的為波繞組,使用于大電流的為疊繞組。
6.直流電機電樞磁場對空載主磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。
7.直流電機在主磁極之間常安裝換向極改善換向。換向極的位置恰好也是幾何中性線的位置。
8.從機械特性上看,第一象限為電動機的正向電動狀態(tài),第四象限為電機的反向制動狀態(tài)。
9.他勵直流電動機的機械特性為硬特性,串勵直流電動機的機械特性為軟特性。(硬、軟)
10.勵磁繞組斷線的他勵直流電動機,空載起動時,將出現(xiàn)飛車10.勵磁繞組斷線的他勵直流電動機,空載起動時,將出現(xiàn)飛車情況。情況。
11.一臺三相變壓器的變比為相電壓之比。
12.額定電壓為440V/110V的單相變壓器,高壓邊漏電抗16,折合到二次側(cè)后大小為1。
15.多臺三相變壓器并聯(lián)運行時,應(yīng)該滿足的條件是聯(lián)結(jié)組號相同、額定電壓和變比相同、
短路阻抗相同和阻抗角相同。
1.三相交流繞組通入對稱的三相交流電流將產(chǎn)生幅值(或轉(zhuǎn)速)不變,空間旋轉(zhuǎn)的磁動勢。如果想要改變磁場的旋轉(zhuǎn)方向,可以通過改變電流相序來實現(xiàn)。
2.某三相交流繞組,36個元件,2對極,60度相帶,若2,3,4號槽屬于A相帶,則14號槽屬于C相帶;若為120度相帶,且7號槽也屬于A相帶,則14號槽屬于C相帶。
3.三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同,分為籠型異步電動機和繞線型異步電動機;同步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為隱極同步電動機和凸極同步電動機。
4.三相異步電動機Y132M-6,50Hz,轉(zhuǎn)差率為-0.2,則轉(zhuǎn)速為1200r/min,轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為10Hz,該電機處于發(fā)電機(或回饋)運行狀態(tài)。
5.三相異步電動機參數(shù)測定實驗中,空載實驗的損耗包括定子銅損、鐵損耗和機械損耗。實驗過程中,機械損耗是不變損耗。6.異步電動機的轉(zhuǎn)差功率指的是轉(zhuǎn)子銅損耗,定子電壓降低時,該功率值增大。
7.根據(jù)集膚效應(yīng)的原理,采用深槽電機可以提高異步電動機的起動性能。8.異步電動機變頻調(diào)速中,基速以上的調(diào)節(jié)屬于恒功率調(diào)速。9.同步電機的運行方式包括發(fā)電機、電動機和補償機。
10.在同步電機的勵磁系統(tǒng)中,無刷勵磁系統(tǒng)指的是旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)。11.如果空載運行的同步發(fā)電機氣隙增大,而勵磁電流不變,端電壓將降低;如果異步電動機氣隙增大,而電源電壓不變,功率因數(shù)將降低。
1.單相交流繞組通入單相交流電流將產(chǎn)生空間位置不變,幅值變化的磁動勢。如果想要獲得恒定的磁場,可以在繞組中通入直流電流來實現(xiàn)。
2.某三相交流繞組,24個元件,2對極,60度相帶,若3,4號槽屬于Z相帶,則14號槽屬于A相帶;若為120度相帶,且1~4號槽屬于A相帶,則14號槽屬于A相帶。
3.三相異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同,分為籠型異步電動機和繞線型異步電動機;同步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為隱極同步電動機和凸極同步電動機。
4.三相異步電動機Y132M-4,60Hz,轉(zhuǎn)差率為0.04,則轉(zhuǎn)速為1728r/min,轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為24Hz,該電機處于電動機運行狀態(tài)。
5.三相異步電動機參數(shù)測定實驗中,定子繞組電阻為提前獲得的參數(shù),參數(shù)測定實驗包括空載實驗和堵轉(zhuǎn)實驗。
6.異步電動機的轉(zhuǎn)差功率指的是轉(zhuǎn)子銅損耗,變轉(zhuǎn)差調(diào)速中,轉(zhuǎn)差增大,則該損耗增大。
7.根據(jù)集膚效應(yīng)的原理,采用深槽電機可以提高異步電動機的起動性能。8.異步電動機變頻調(diào)速中,如果向基速以下調(diào)節(jié)采用壓頻恒比方式,則屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。
9.同步發(fā)電機在正常勵磁(功率因數(shù)為1)的基礎(chǔ)上增大勵磁電流,將輸出滯后的無功。
10.在同步電機的勵磁系統(tǒng)中,旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)又被稱為無刷勵磁系統(tǒng)。二、判斷題(每題2分,共20分)
1、一臺直流發(fā)電機若把電樞固定,而電刷與磁極同時旋轉(zhuǎn),則在電刷兩端仍能得
到直流電壓。(對)2、直流電動機的人為特性都比固有特性軟(錯)
3、直流電動機串多級電阻起動,在起動過程中,每切除一級起動電阻時,電樞電流都會突變。(對)4、一臺變壓器原邊電壓U1不變,副邊接電阻性負載或接電感性負載,如負載電流相等,則兩種情況下,副邊電壓也相等。(錯)5、變壓器在原邊外加額定電壓不變的情況下,副邊電流大,導(dǎo)致原邊電流也大,因此變壓器的主磁通也大。(錯)
6、交流發(fā)電機正常發(fā)電以后可以斷掉直流勵磁電源。(錯)7、改變電流相序可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。(對)
8、不管異步電動機轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn),還是靜止,定、轉(zhuǎn)子磁通勢都是相對靜止的(錯)
9、三相異步電動機的最大磁通勢Tm的大小與轉(zhuǎn)子電阻rm阻值無關(guān)。(對)10、三相異步電動機的變極調(diào)速只能用在籠型轉(zhuǎn)子電動機上。(對)二、簡答題(每題5分,共20分)
1、簡述異步測速發(fā)電機的剩余電壓誤差產(chǎn)生原因及解決辦法?
答:由于加工、裝配過程中存在機械上的不對稱及定子磁性材料性能的不一致性,使得測速發(fā)電機轉(zhuǎn)速為零時,實際輸出電壓并不為零,此時的輸出的電壓叫剩余電壓。剩余電壓的存在引起的測量誤差稱為剩余電壓誤差。減小剩余電壓誤差的方法是選擇高質(zhì)量各方向性一致的磁性材料,在機加工和裝配過程中提高機械精度,也可以通過裝配補償繞組的方法加以補償。
2、為什么采用短矩繞組可以改變電動勢波形?
圖中實線表示表示整矩繞組情況,這時五次諧波磁場在線圈兩個有效邊中感應(yīng)電動勢大小相等,方向相反,沿線圈回路,正好相加。如果把節(jié)矩縮短1/5τ,如圖中虛線所示,兩個有效邊中五次諧波電動勢大小、方向都相等,沿回路正好抵消,合成電動勢為零。
3、試?yán)L出單相變壓器“T”型等效電路圖。
4、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么?
答:必要條件:電動機的機械特性與負載特性必須有交點,即Tem=TL.。充分條件:在交點的轉(zhuǎn)速以上存在TemTL.
三、計算題(第一題10分,第二、三題每題15分,共40分)
1、他勵直流電動機的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω,試問:(1)直接起動時的起動電流是額定電流的多少倍?(2)如限制起動電流為1.5IN,電樞回路應(yīng)串入多大的電阻?解:(1)直接起動的電流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6AIst/IN=3283.6/207.5=15.(2)Ist1=1.5×IN=1.5×207.5=311.25A=UN/(Ra+Rst)由此可得:Rst=0.64Ω
2、一臺三相籠型異步電動機的額定數(shù)據(jù)為:PN=125KW,Nn=1460r/min,UN=380V,Y聯(lián)結(jié),IN=230A,起動電流倍數(shù)ki=5.5,起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst=1.1,過載能力λT=2.2,設(shè)供電變壓器限制該電動機的最大起動電流為900A,問:(1)該電動機可否直接起動?(2)采用電抗器降壓起動,起動電抗xst值應(yīng)為多少?(3)串入(2)中的電抗器時能否半載起動?解:(1)直接起動電流為:Ist=kiIN=5.5×230A=1265A>900A
所以不能采用直接起動。
(2)定子串電抗器后,起動電流限制為900A則:α=Ist/Ist=1265/900=1.4
短路阻抗為:Zs=√rs2+xs2=UN/3×Ist=380/3×1265
=0.173Ω
所以rs=0.3Zs=0.3×0.173=0.052Ω
xs=√Zs2-rs2=√0.1732-0.05220.165Ω應(yīng)串接電抗值:
xst=√α2xs2+(α2-1)rs2-xs=√1.42×0.1652+(1.42-1)×0.0522-0.165=0.072Ω
(3)串入xst=0.072Ω時的起動轉(zhuǎn)矩為
Tst=1/α2Tst=1/α2kstTN1=1.42×1.1×TN=0.56TN因為,Tst=0.56TN>TN=0.5TN所以可以半載起動
3、一臺三相異步電動機接到50HZ的交流電源上,其額定轉(zhuǎn)速nN=1455r/min,試求:(1)該電動機的極對數(shù)p;(2)額定轉(zhuǎn)差S(3)額定轉(zhuǎn)速運行時,轉(zhuǎn)子電動勢的頻率。
解:(1)因異步電動機額定轉(zhuǎn)差率很小,故可根據(jù)電動機的額定轉(zhuǎn)速nN=1455r/min,直接判斷出最接近nN的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,于是p=60f/n1=(60×50)/1500=2
或p=60f/n1≈60f/n=(60×50)/1455=2.06取p=2
(2)sN=(n1-n)/n1=(1500-1455)/1500=0.03(3)f2=sNf1=0.03×50HZ=1.5HZ
1.(本題10分)某他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為PN=54kW,UN=220V,IN=270A,nN=1150r/min,請估算感應(yīng)電動勢再畫出固有機械特性。
2.(本題8分)畫圖判斷變壓器的聯(lián)結(jié)組號。如果將副邊的首端和尾端調(diào)換,又是什么聯(lián)結(jié)組號?
3.(本題7分)畫出直流電動機結(jié)構(gòu)原理圖,標(biāo)出感應(yīng)電動勢、
勵磁電流、電樞電流的方向,確定換向極極性及換向極繞組電流方向。(假設(shè)轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn))
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