电工技术(第四版高教版)思考题及习题解答:第八章 交流电动机 席时达 编.doc
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电工考试题(含参考答案)一、单选题(共61题,每题1分,共61分)1.MCS-51 单片机外扩 ROM、RAM 和 I/O 口时,它的数据总线应选择( )口。
A、P0B、P1C、P2D、P3正确答案:A2.PLC 的扫描周期与程序的步数、( )及所有指令的执行时间有关。
A、辅助继电器B、计数器C、计时器D、时钟频率正确答案:D3.以下选项中,( )机械式行程开关的组成部分A、保护部分B、热元件部分C、线圈部分D、反力系统正确答案:D4.某种存储器芯片是8KB×4/片,那么它的地址线根数是( )。
A、11 根B、12 根C、13 根D、14 根正确答案:C5.无需区分表笔极性就能测量直流电量的仪表是( )仪表。
A、电磁系B、磁电系C、静电系D、电动系正确答案:A6.三相异步电动机的电源频率为 50Hz,额定转速为 1455r/min,相对应的转差率为( )。
A、0.18B、0.52C、0.004D、0.03正确答案:D7.机器人学中,对于移动(平动)关节而言,关节变量是 D-H 参数中的( )。
A、关节角B、杆件长度C、横距D、扭转角正确答案:C8.在汽轮发电机系统运行中汽轮机突然关闭主汽门,发电机将变成( )运行。
A、异步电动机B、异步发电机C、同步电动机D、同步发电机正确答案:C9.场效应晶体管输出方式的 PLC 不适用于( )负载。
A、直流类型B、交流类型C、高速脉冲输出D、直流脉宽调制输出正确答案:B10.机械臂末端手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和( )工件。
A、触摸。
B、定位C、释放D、固定正确答案:C11.输出端口为( )类型的 PLC,只能用于控制交流负载。
A、继电器B、双向晶闸管C、场效应晶体管D、三极管正确答案:B12.石英晶体在振荡电路中工作时,( )产生稳定的振荡输出频率。
A、压电效应与逆压电效应交替作用B、只有压电效应作用C、只有逆压电效应作用D、不需要连接任何外部器件正确答案:A13.利用物质本身的某种客观性质制作的传感器称之为( )传感器。
习 题 88.1 已知倒T 形电阻网络DAC 的反馈电阻R F =R ,U REF =10V ,试分别求出4位DAC 和8位DAC 的输出最大电压,并说明这种DAC 输出最大电压与位数的关系。
解 4位DAC 的最大输出电压4REF omax 4410(21)1159.37(V)22U R U R =-⨯-=-⨯⨯=- 8位DAC 的最大输出电压8REF omax 8810(21)12559.96(V)22U R U R =-⨯-=-⨯⨯=- 由此可见,最大输出电压随位数的增加而增加,但增加的幅度并不大。
8.2 巳知倒T 形电阻网络DAC 中的反馈电阻R F =R ,U REF =10V ,试分别求出4位和8位DAC 的输出最小电压,并说明这种DAC 最小输出电压与位数的关系。
解 4位DAC 的输出最小电压0REF omin 44102110.63(V)22U R U R =-⨯=-⨯⨯=- 8位DAC 的输出最小电压0REF omin 88102110.04(V)22U R U R =-⨯=-⨯⨯=- 由上可知,在U REF 和R F 相同的条件下,倒T 形电阻网络DAC 的位数越多,输出最小电压越小。
8.3已知某D/A 转换器电路输入10位二进制数,最大满度输出电压U m =5V ,试求分辨率和最小分辨电压。
解: 其分辨率为10110.0010.1%211023=≈=-, 因为最大输出电压为5V ,所以,10位DAC 能分辨的最小电压为:mVV V LSB 5005.0102315121510=≈⨯=-⨯=8.4已知某D/A 转换器,最小分辨率电压为U omin = 5 mV ,最大(满刻度)输出电压U omax = 10 V ,试问此电路输入数字量的位数n 应为多大?解: V N005.012110=-⨯, 2000005.01012==-N ,20002≈N , 11≈N所以,该电路输入二进制数字量的位数N应是11。
第九章继电-接触器控制思考题解答9-1-1一个复合按钮的动合触点和动断触点有可能同时闭合或同时断开吗?[答]由教材图9-1-5复合按钮的结构可知,当按钮被按下,动触片移动时,是先断开动断触点,后接通动合触点的,在动触片移动的过程中有一段很短的时间内动断触点和动合触点是同时断开的;当松开按钮时,是动合触点先复位断开,然后动断触点再复位闭合,中间也有一段很短的时间内动断触点和动合触点是同时断开的。
所以复合按钮的动断触点和动合触点只可能同时断开,而不可能同时闭合。
9-2-1 能否直接用按钮来控制三相笼型异步电动机主电路的通/断?为什么?[答]不能,理由有二:1. 三相笼型异步电动机主电路有三根电线,需用三只按钮同步控制,显然不合适;2. 按钮触点的允许通过电流一般不超过5A,而三相异步电动机的额定电流一般都超过此值,起动电流则更大。
9-2-2 在图9-1的电动机起、停控制控制电路中已装有接触器KM,为什么还要装一个隔离开关QS?它们的作用有何不同?图9-1[答] 接触器KM是控制电动机起、停的电器,而刀开关QS是隔离开关,它的作用是在检修时隔离电源以保安全,两者不能互相替代。
9-2-3 在图9-1中,如果将隔离开关QS下面的三个熔断器改接到隔离器上面的电源线上是否合适?为什么?[答]通常熔断器安装在刀开关的下方,是为了在更换熔丝时便于与电源隔离以确保安全,如果将刀开关下面的三个熔断器改接到刀开关上面的电源线上,则在更换熔丝时将带电操作,因此从安全方面考虑是不合适的。
9-2-4 按图9-1所示的三相异步电动机起、停控制电路接好线,通电操作时如果出现以下两种情况,试分析问题可能出在哪部分:(1) 按下起动按钮SBst ,接触器KM已经动作,但电动机不转或转得很慢并发出嗡嗡声;(2)当电动机已经起动后,松开起动按钮SBst ,电动机不能继续运转。
[答] (1) 按下起动按钮SBst,接触器KM已经动作,说明控制电路正常,但电动机不转或转得很慢并发出嗡嗡声.,说明三相电动机未通电或处于单相运行状态,可见问题出在主电路,可能是主电路中未接控制电路一相(图9-1中的L1相)的熔断器熔断,或是主电路中某处线路未接好或接触不良。
第三章 动态电路的暂态分析 3-1-1 电路如图3-1所示,在t = 0时合上开关,已知u C (0-) =0,i L (0-)=0,则u C (0+)、i L (0+)、u L (0+)、u R (0+)各为多少?[答] 根据换路定律:u C (0+) = u C (0-) =0,;i L (0+)=i L (0-)=0。
在开关合上的一瞬间,电容相当于短路,电感相当于开路,故u L (0+)=U S ;u R (0+)=0。
3-1-2 在图3-2中,如果U =10V ,R =5Ω,设二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。
则在开关S打开瞬间电感两端的电压是多少?[答] 由于开关S打开瞬i L (0+)=i L (0-)=R U =510A=2A ,根据基尔霍夫电压定律可得电感两端的电压是u L (0+)= u D (0+)+ u R (0+)= i L (0+)×R D + i L (0+)×R =0+2A ×5Ω=10V3-3-1 电容的初始电压越高,是否放电的时间越长?[答] 不对,电容放电时间的长短只与时间常数τ=RC 有关,而与电容初始电压的高低无关。
3-3-2 已测得某电路在换路后的输出电流随时间变化曲线如图3-3所示。
试指出该电路的时间常数τ大约是多少。
[答] 这是一条电流从初始值按指数规律衰减而趋于零的曲线,其时间常数τ等于初始值思考题解答 图3-3 0 2 4 6 8 2 46810i /mAt /s (a) 02 4 6 8 24 6 8 10 i /mA t /s τ 3.68(b) ii iii L 图3-1 图3-2下降了总变化量的63.2%所需的时间。
电流初始值为10mA,故下降到3.68 mA所需的时间即为时间常数τ。
据此作图如图3-3(b)所示,可知τ大约为2.7s左右。
3-3-3 在图3-4中,开关长期合在A上,如在t=0时把它合到B上。
第八章 变电所二次回路和自动装置8-1 变电所二次回路按功能分为哪几部分?各部分的作用是什么? 答:变电所二次回路按功能分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动控 制回路及操作电源回路等。
① 断路器控制回路的主要功能是对断路器进行通、 应继电保护动作, 接通断路器控制回路中的跳闸回路, 响和灯光信号。
② 信号回路是用来指示一次电路设备运行状态的二次回路。
信号按用途分,有断路器位 置信号、事故信号和预告信号。
③ 保护回路是用来对变电所设备进行保护。
④ 监视和测量回路是用来对变电所各线路进行监视和测量,以满足电气设备安全运行的 需要。
⑤ 自动控制回路是用来实现自动重合闸和备用电源自动投入。
⑥ 操作电源回路是用来提供断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动控 制回路等所需的电源。
8-2 二次回路图主要有哪些内容?各有何特点? 答: 二次回路图主要有二次回路原理图、二次回路展开图、二次回路安装接线图。
① 二次回路原理图主要是用来表示继电保护、 断路器控制、 信号等回路的工作原理, 在 该图中一、 二次回路画在一起, 继电器线圈和其触点画在一起,有利于叙述工作原理, 但由 于导线交叉太多,它的应用受到一定的限制。
② 二次回路展开图将二次回路中的交流回路与直流回路分开来画。
交流回路又分为电流回路和电压回路, 直流回路又有直流操作回路与信号回路, 在展开图中继电器线圈和触点分 别画在相应的回路,用规定的图形和文字符号表示。
③ 二次回路安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位置及控制电缆和二次回路的 连接方式,是现场施工安装、维护必不可少的图纸。
8-3 操作电源有哪几种,直流操作电源又有哪几种?各有何特点? 答:二次回路的操作电源主要有直流操作电源和交流操作电源两类, 和硅整流直流电源两种。
蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。
① 铅酸蓄电池具有一定危险性和污染性, 需要专门的蓄电池室放置,投资大。
第四章单相交流电路4-1-1 已知i1=5sin314tA,i2=15sin(942t+90°)A。
你能说i2比i1超前90°吗?为什么?[答]两者频率不同,比较其相位是没有意义的,因此不能说i2超前i1 90°。
4-1-2 将通常在交流电路中使用的220V、100W白炽灯接在220V的直流电源上,试问发光亮度是否相同?为什么?[答]通常在交流电路中使用的220V、100W白炽灯,接在有效值为220V的交流电源上,其功率是100W,由于交流电有效值是从能量转换角度去考虑的等效直流值,如果将它接在220V的直流电源上,其功率也是100W,故发光亮度相同。
4-1-3 交流电的有效值就是它的均方根值,在什么条件下它的幅值与有效值之比是2?[答]必须是正弦交流电,它的幅值与有效值之比才是2。
4-1-4 有一耐压为220V的交、直流通用电容器,能否把它接在220V交流电源上使用?为什么?[答]电容器的耐压值是指它的绝缘物能承受的最高电压。
220V交流电压的最大值为2202V=380V,超过电容器的耐压值220V,会使电容器的绝缘击穿,故耐压为220V的交、直流通用电容器不能接在220V交流电源上使用。
4-2-1 正弦交流电压的有效值为220V,初相角ψ=30°,下列各式是否正确?(1) u =220 sin (ωt+30°)V(2) U=220 /30°V(3).U=220e j30°V(4).U=2220 sin (ωt+930°)V(5)u =220 /30°V(6)u =2220 /30°V[答]只有(3)是正确的。
(1)可改正为u =2220 sin (ωt+30°)V思考题解答(2) 可改正为 ·.U =220 /30°V (4) 可改正为 u =2220 sin (ωt +30°)V(5)可改正为 .U =220 /30°V(6) 可改正为 .U m =2220 /30°V4-2-2 已知İ=10/30°A,试将下列各相量用对应的时间函数来表示(角频率为ω):(1) İ(2) j İ(3) -j İ 。
内容提要本书内容分为两部分:前部分是思考题与习题解答,后部分是小试题库。
前部分包括《电工技术》第四版中全部思考题和习题的详细解答,后部分精选了300道左右的试题,题型分“单项选择题”、“填空题”和“计算、作图及简答题”三种,内容涉及《电工技术》第四版全书各个章节,并附有全部答案。
Ⅰ.思考题与习题解答第一章 电路的基础知识 1-1-1 图1-1中的电炉发生碰线事故时,有什么后果?如果熔断器没有熔断,电炉中的电热丝会烧断吗?为什么?[答] 图1-1-10中的电炉发生碰线事故时,由于短路电流I S 很大,正常情况下线路上的熔断器会被熔断。
如果熔断器没有熔断,则电源和线路上的其它设备(例如电源、开关、电线等)可能被烧毁,但由于负载被短路,负载上的电流I=0,故电炉中的电热丝不会被烧毁。
1-2-1 计算电路中某点的电位可否“反走”。
即从该点出发,沿着任选的一条路径“走”到参考点?这样走如何计算电位?[答] 计算电路中某点的电位可以“反走”。
即从该点出发,沿着任选的一条路径“走”到参考点,遇到电位降低取正值,遇到电位升高取负值,累计其代数和就是该点的电位。
1-2-2 指出图1-2所示电路中A 、B 、C 三点的电位。
[答] A 、B 、C 三点的电位分别为:(a) 图:6V 、3V 、0V ; (b)图:4V 、0V 、-2V ; (c)图:开关S 断开时6V 、6V 、0V ;开关S 闭合时6V 、2V 、2V ; (d)图:12V 、4V 、0V ; (e)图:6V 、-2V 、-6V 。
1-2-3 在检修电子仪器时,说明书上附有线路图,其中某一局部线路如图1-3所示。
用电压表测量发现UAB =3V ,思考题解答图1-2图1-1UBC =1V ,UCD =0,UDE =2V ,UAE =6V。
试判断线路中可能出现的故障是什么?[答] 由UBC =1V ,UDE =2V 可知电阻R 2、R 4支路上有电流通过,而UCD =0,故判定电阻R 3短路。
思考与习题一、填空题1.三相异步电动机按转子结构的不同可分为 和 异步电动机两大类。
2.异步电动机的两个基本组成部分: 和 。
3.异步电动机的定子由 、 和 等部分组成。
4.异步电动机的转子由 、 和 等部件组成。
5.合成磁势的旋转速度,仅决定于定子电流的 和 。
6. 与 之比,称为异步电动机的转差率。
7.电磁转矩是 与 的主磁通相互作用而产生的。
8.随着 的增加, 略有下降,所以异步电动机具有硬的机械特性。
9.异步电动机中的损耗可分为 和 两部分。
10. 、 的铜耗和附加损耗随负载而变,称为可变损耗。
11.三相异步电动机的启动性能主要是指 和 。
12.直接启动就是利用 或 把电动机直接接到电网上启动。
13.异步电动机的降压启动有 、 、 、 四种。
14.星形-三角形降压启动靠改变 的接法来降低电压。
15.三相绕组式异步电动机的启动有 、 。
16.三相异步电动机的调速方法有 、 、 三种调速。
17.变极调速方法的优点是 、 、 。
18.变频调速方法可以得到 、 和 的机械特性。
19.异步电动机的制动状态有 、 和 3种。
20.异步电动机的 与 的方向相反时,电动机即进入反接制动状态。
二、选择题1.经常启动的电动机直接启动时引起的电压降不的超过( )。
A 5%B 10%C 15%D 20%2.星形-三角形降压启动的电压只有直接启动电压的( )。
A 1/3B 1/2C 31D 33.三相异步电动机的转差率计算公式是______。
(0n :旋转磁场的转速,n :转子转速)A .00/)(n n n s −=B .n n n s /)(0+=C .)/(00n n n s −=D .)/(0n n n s += 4.三相异步电动机的转速越高,则其转差率绝对值越______。
A .小B .大C .不变D .不一定5.三相对称电流电加在三相异步电动机的定子端,将会产生______。
A .静止磁场B .脉动磁场C .旋转圆形磁场D .旋转椭圆形磁场6.一般三相异步电动机在起动瞬间的转差率______,在空载时的转差率______,在额定负载时的转差率为______。
第八章8.1 从接触器的结构特征上如何区分交流接触器与直流接触器?为什么?直流接触器与交流接触器相比,直流接触器的铁心比较小,线圈也比较小,交流电磁铁的铁心是用硅钢片叠柳而成的.线圈做成有支架式,形式较扁.因为直流电磁铁不存在电涡流的现象.8.2 为什么交流电弧比直流电弧容易熄灭?因为交流是成正旋变化的,当触点断开时总会有某一时刻电流为零,此时电流熄灭.而直流电一直存在,所以与交流电相比电弧不易熄灭.8.3 若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,或直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,会发生什么问题?若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,会因为交流线圈的电阻太小儿流过很大的电流使线圈损坏. 直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,触点会频繁的通短,造成设备的不能正常运行.8.4 交流接触器动作太频繁时为什么会过热?因为交流接触启动的瞬间,由于铁心气隙大,电抗小,电流可达到15倍的工作电流,所以线圈会过热.8.5 在交流接触器铁心上安装短路环为什么会减少振动和噪声?在线圈中通有交变电流时,再铁心中产生的磁通是与电流同频率变化的,当电流频率为50HZ时磁通每秒有100次通过零,这样所产生的吸力也为零,动铁心有离开趋势,但还未离开,磁通有很快上来,动铁心有被吸会,造成振动.和噪声,因此要安装短路环.8.6 两个相同的110V交流接触器线圈能否串联接于220V的交流电源上运行?为什么?若是直流接触器情况又如何?为什么?两个相同的110V交流接触器线圈不能串联接于220V的交流电源上运行,因为在接通电路的瞬间,两各衔铁不能同时工作,先吸合的线圈电感就增大,感抗大线圈的端电压就大,另一个端电压就小,时间长了,有可能把线圈烧毁.若是直流接触器,则可以.8.7 电磁继电器与接触器的区别主要是什么?接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的.8.8 电动机中的短路保护、过电流保护和长期过载(热)保护有何区别?电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路,防止电动机过大的电枢电路而损坏.自动切断电源的保护动作.过电流保护是指当电动机发生严重过载时,保护电动机不超过最大许可电流.长期过载保护是指电动机的短时过载保护是可以的,但长期过载时电动机就要发热,防止电动机的温升超过电动机的最高绝缘温度.8.9 过电流继电器与热继电器有何区别?各有什么用途?过电流继电器是电流过大就断开电源,它用于防止电动机短路或严重过载. 热继电器是温度升高到一定值才动作.用于过载时间不常的场合.8.10为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护?而熔断器则相反,为什么?因为热继电器的发热元件达到一定温度时才动作,如果短路热继电器不能马上动作,这样就会造成电动机的损坏.而熔短期,电源一旦短路立即动作,切断电源.8.11自动空气断路器有什么功能和特点?功能和特点是具有熔断器能直接断开主回路的特点,又具有过电流继电器动作准确性高,容易复位,不会造成单相运行等优点.可以做过电流脱扣器,也可以作长期过载保护的热脱扣器.8.12时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思?8.13机电传动装置的电器控制线路有哪几种?各有何用途?电器控制线路原理图的绘制原则主要有哪些?电器控制线路有1:启动控制线路及保护装置.2正反转控制线路.3:多电动机的连锁控制线路.4:电动控制线路.5:多点控制线路.6:顺序控制线路.7:多速异步电动机的基本控制线路.8:电磁铁.电磁离合器的基本控制线路.电器控制线路原理图的绘制原则主要有1:应满足生产工艺所提出的要求.2:线路简单,布局合理,电器元件选择正确并得到充分.3操作,维修方便4设有各种保护和防止发生故障的环节.5能长期准确,稳定,可靠的工作.8.14为什么电动机要设有零电压和欠电压保护?零电压和欠电压保护的作用是防止当电源暂时供电或电压降低时而可能发生的不容许的故障.,8.15在装有电器控制的机床上,电动机由于过载而自动停车后,若立即按钮则不能开车,这可能是什么原因?有可能熔短器烧毁,使电路断电.或者是热继电器的感应部分还未降温,热继电器的触点还处于断开状态.8.16要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动:即1M启动后,2M才能启动;2M启动后3M才能启动;停车时则同时停。
教学光盘第Ⅱ部分
《电工学基本教程》
(第四版)
习题解答
孙骆生主编
高等教育出版社
前言
本书教学光盘第二部分收录了与教材配套的分属14章的全部习题及其题解的正文和图表,还有两套分属上、下篇的试题(选择题和理论计算题及其题解)举例,习题、图、表的编号和教材中编号一致,以便查找,供教师和同学核对作业。
学习一门课程,自然先听课、看教材,也要选做一部分
.....习题(当然还有实验),结合练习和实践把书中的基本知识、基本概念、基本理论和基本分析方法真正学到手。
为了真正得到锻炼,最好是自我(浏览教材中有关习题)进行选题;自我独立做题;自我核对(先对书中给的部分答案,再对题解中的运算过程和说明,加深理解);自我(若有时间)选看题解(扩大知识面)。
如果做题卡住了,也可以先看题解(不一定拼时间),看懂了再抄,也是有收获的。
习题建设还有很多工作要做,现有的习题和题解肯定有重复、疏漏、不妥乃至错误之处,恳切希望使用本教材和光盘的教师、同学和读者提出批评和建议,以便继续改进。
孙骆生于北京工商大学
2007年8月15日。
第八章交流电动机思考题解答8-1-1 如果把定子绕组与三相电源连接的三根导线全部对调,异步电动机的转向会改变吗?[答]不会改变。
(两根导线对调,异步电动机的转向会改变;三根导线全部对调,相当于再改变一次,转向又改回来了。
)8-1-2 绕线转子异步电动机的转子三相集电环与电刷全部分开时,将定子绕组接三相交流电源,转子是否会转动?为什么?[答]绕线式异步电动机的三相滑环与电刷全部分开时,将定子绕组接三相交流电源,转子绕组中只有感应电动势而没有感应电流,不能产生电磁转矩,故转子不会转动。
8-2-1 某三相异步电动机的额定转速为960r/min,当负载转矩为额定转矩的一半时,电动机的转速大约为多少?(从机械特性曲线上分析)[答] 三相异步电动机的机械特性从空载到满载的稳定工作区,近似一条直线,当负载转矩为额定转矩的一半时,转速大约在同步转速与额定转速的中点,即n=(1000+960)/2=980r/min8-2-2 三相异步电动机既然有最大转矩T m,为什么不在T m或接近T m处运行?[答]三相异步电动机的过载系数λ= T m /T N反映了电动机的瞬间过载能力,只能短时间在接近T m处运行,如果长时间在T m或接近T m处运行的话,电动机会因过载而发热,一旦电源或负载有所波动,则电动机很容易发生堵转。
8-2-3 三相异步电动机在正常运行时,如果转子突然被卡住而不能转动,这时电流有何改变?对电动机有何影响?[答]三相异步电动机在正常运行时,如果转子突然被卡住而不能转动,这就是堵转,这时电流会急骤增大,大大超过电动机的额定电流(堵转电流约为额定电流的3~8倍),时间长了电动机会烧坏。
8-2-4 三相异步电动机在满载和空载起动时,起动电流和起动转矩是否相等?起动时电动机轴上的负载大小对起动过程有什么影响?[答]三相异步电动机外加电压一定时,不论满载起动或空载起动,起动的最初瞬间,起动电流和起动转矩都是一样的,只是满载起动过程的时间比轻载起动过程的时间较长。
起动时电动机轴上的负载大小对起动过程的影响是能否起动和需多长时间起动。
8-2-5 图8-1检测三相异步电动机任意两相绕组同名端的判别方法与变压器绕组判别同名端的交流法是不是相同的原理? [答] 图8-1检测三相异步电动机任意两相绕组同名端的判别方法与变压器绕组判别同名端的交流法是相同的原理:即两个绕组正确的串联方法是把两个绕组的一对异名端联在一起,在另一对异名端得到的电压即为两个绕组电压之和,若接错,则两个绕组电压会互相抵消。
8-3-1 笼型异步电动机采用降压起动和绕线转子异步电动机采用转子串电阻起动,其起动电流和起动转矩是增大还是减小?[答] 笼型异步电动机采用降压起动和绕线转子异步电动机采用转子串电阻起动,其起动电流都会减小,但起动转矩是前者减小,后者可以增大。
8-3-2 某人要用一个三刀双掷开关控制异步电动机的正反转,所接的线路如图8-2所示,试问这样接线是否可以?为什么?[答] 图8-2所示的接线方法是把三根电源线都调换了,这是错误的。
要三相异步电动机反转,只有调换两根电源线,才能改变相序,实现反转。
而调换三根电源线,相序不变,不能实现电动机的反转。
8-3-3 异步电动机进行电气制动运行到转速为零时,制动转矩是否也为零? [答] 这要看是采用哪一种电气制动。
异步电动机进行能耗制动运行到转速为零时,制动转矩也为零,而进行反接制动运行到转速为零时,如不及时切断制动电源,制动转矩并不为零,会使电动机反向运转;而发电反馈制动当转子的转速降到等于旋转磁场的转速时,制动转矩就为零。
~36VU 1 V 1 W 1 U 2 V 2W 灯亮~36V U 1 V 1 W 1U 2 V 2 W 灯不亮 (a )两相绕组头尾连接正确 (b )两相绕组头尾连接错误图8-1 图8-2 QS8-5-1 罩极式单相异步电动机能否用于洗衣机带动滚桶来回转动?[答] 罩极式电动机的旋转磁场总是由磁极未罩短路环的一侧转向罩有短路环的一侧,不能用开关控制它的转向,故不能用于洗衣机带动滚桶来回转动。
8-1 根据图8-3画出i1、i2、i3分别达到最大值时刻的旋转磁场。
[解]如图8-4所示。
8-2有一台4极三相异步电动机,电源频率为50H Z,带负载运行时的转差率为0.03,求同步转速和实际转速。
[解]同步转速n1=Pf160=25060⨯r/min=1500r/min由转差率公式s=11nnn-可得实际转速习题解答图8-3(a)绕组在铁心中的布置(b)三相绕组作星形联结(c)星形联结电路图i1最大时i2最大时i3最大时图8-4n =(1-s )n 1=(1-0.03)1500=1455r/min8-3 两台三相异步电动机的电源频率为50H Z ,额定转速分别为1430r/min 和2900r/min ,试问它们各是几极电动机?额定转差率分别是多少?[解] 由于电动机的额定转速小于且接近于同步转速,对照教材表8-1-1可知,额定转速为1430r/min 的磁极对数p =2,是四极电动机,额定转差率s =11n n n -=150014301500-=0.0467 对照教材表8-1-1可知,额定转速为2900r/min 的磁极对数p =1,是两极电动机,额定转差率s ==11n n n -=300029003000-=0.0333 8-4 Y3-180L-6型异步电动机的额定功率为15kW ,额定转速为970r/min ,额定频率为50HZ ,最大转矩为295N ·m ,试求电动机的过载系数λm 。
[解] 因额定转矩 T N =9500N N n P =9500×97015=147N·m 故过载系数 λm =N m T T =147295=2.0 8-5 已知一台异步电动机的额定转速为1470r/min ,额定功率为30kW ,T st /T N 和T m/T N 分别为2.0和2.2,试大致画出这台电动机的机械特性。
[解] 由额定转速1470r/min 可知其同步转速为1500r/min ,额定转矩 T N =9500N N n P =9500×147030=195 N·m ; 起动转矩 T st =2.0×T N =2.0×195 N·m =390N·m ;最大转矩 T m =2.2×T N =2.2×195 N·m =429N·m据此作机械特性大致如图8-5所示。
8-6 若上题电动机的额定电压为380V ,当它带额定负载运行时,电源电压短时间降低,最低允许降到多少伏? [解] 电磁转矩与定子电压的平方成正比。
设电压降到U ′ 时,最大转矩降到T m ′,则m m T T '=2N2U U ' 因最大转矩T m ′最低允许降到与额定转矩相等T N ,即2N 2U U '=m N T T =2.21 或 V 2562.23802.222==='N U U 故电源电压最低允许降到256V 。
8-7 某笼型异步电动机,当定子绕组为三角形联接并接于380V 电源上时,最大转矩T m =60N ·m ,临界转差率s m =0.18,起动转矩T st =36N ·m 。
如果把定子绕组改接成星形,再接到同一电源上,则最大转矩和起动转矩各变为多少?试大致画出这两种情况下的机械特性。
[解] 如果把定子绕组改接成星形,再接到同一电源上,各相绕组承受的电压为原来电压的1/3,由于电磁转矩与定子绕组相电压的平方成正比,所以最大转矩T m ′和起动转矩T st ′ 都减小为原来的(31)2=31。
即 T m ′= 31T m =31×60 N·m=20N·m T st ′=31T st =31×36 N·m=12N·m 临界转速不变 n m = n 1(1-s m )= n 1(1-0.18)=0.82 n 1n /(r/min)T /(N·m)图8-5由此可画出这两种情况下的机械特性如图8-6所示。
8-8 一台电动机的铭牌数据如下:三相异步电动机型号 Y3-112M-4联接 △ 功率4.0kW 电流 8.8A 电压380V 转速 1440r/min又知其满载时的功率因数为0.82,求(1)电动机的极数;(2)电动机满载运行时的输入电功率;(3)额定转差率;(4)额定效率;(5)额定转矩。
[解] (1)从型号看出是四极电动机;(2) 电动机满载运行时的输入电功率P 1N =3U N I N cos φ=3×380×8.8×0.82W =4750W =4.75kW(3) 额定转差率 s N =11n n n -=150014401500-=0.04 (4) 额定效率 ηN =1N N n P =75.40.4=0.842=84.2% (5) 额定转矩 T N =9550N N n P =9550×14400.4N·m =26.5N·m图8-6 n /(r/mim)T /(N·m)8-9 一台三相异步电动机的额定功率为4.0kW ,额定电压为220/380V ,为△/Y 联接,额定转速为1450r/min ,额定功率因数为0.85,额定效率为0.86。
求(1)额定运行时的输入功率;(2)定子绕组接成Y 形和△形时的额定电流;(3)额定转矩。
[解] (1) 额定运行时的输入功率P 1N =N N ηP =86.00.4kW =4.65kW (2) 由P 1N =3U N I N cos φ,即4650 =3×U N I N ×0.85,得I N =3158/U N ,故Y 形联结时, I NY =(3158/380)A =8.31A;△形联结时: I NY =(3158/220)A =14.4A(3) 额定转矩 T N =9550N N n P =955014500.4N·m =26.4N·m 8-10 一台额定电压为380V 的异步电动机,在某一负载下运行,测得输入电功率为4.0kW ,线电流为10A 。
求这时的功率因数是多少?若这时输出功率为3.2kW ,则电动机的效率为多少?[解] 功率因数为 cos φ=N I U P N N3=1038034000⨯⨯=0.61电动机效率为 η=12P P =42.3=0.8=80% 8-11 当三相异步电动机的起动方式分别为直接起动、Y-△起动和自耦变压器在40%处抽头减压起动时,试以相对值表示起动电流和起动转矩。