电机与拖动技术(基础篇)习题解答2
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变压器1、变压器有哪些主要部件,它们的主要作用是什么?答:铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。
分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。
油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。
绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接,使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。
2、变压器的主磁通和漏磁通之间有哪些主要区别?答:由于磁通所经路径不同,把磁通分成主磁通和漏磁通,便于分别考虑它们各自的特性,从而把非线性问题和线性问题分别予以处理区别:1. 在路径上,主磁通经过铁心磁路闭合,而漏磁通经过非铁磁性物质磁路闭合。
2.在数量上,主磁通约占总磁通的99%以上,而漏磁通却不足1%。
3.在性质上,主磁通磁路饱和,φ0与I呈非线性关系,而漏磁通磁路不饱和,φ1σ与I1呈线性关系。
4.在作用上,主磁通在二次绕组感应电动势,接上负载就有电能输出, 起传递能量的媒介作用,而漏磁通仅在本绕组感应电动势,只起了漏抗压降的作用。
3、变压器的空载电流的性质和作用如何?答:作用:变压器空载电流的绝大部分用来供励磁,即产生主磁通,另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗,前者属无功性质,称为空载电流的无功分量,后者属有功性质,称为空载电流的有功分量。
性质:由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量,故空载电流属感性无功性质,它使电网的功率因数降低,输送有功功率减小。
4、变压器空载运行时,是否要从电网取得功率?这些功率属于什么性质?起什么作用?答:要从电网取得功率,供给变压器本身功率损耗,它转化成热能散逸到周围介质中。
小负荷用户使用大容量变压器时,在经济技术两方面都不合理。
对电网来说,由于变压器容量大,励磁电流较大,而负荷小,电流负载分量小,使电网功率因数降低,输送有功功率能力下降,对用户来说,投资增大,空载损耗也较大,变压器效率低。
《电机与拖动基础》习题详细解答绪论0.8解:(1)F1=I1N1-I2N2 (2)F2=I1N1+I2N2(3)F3=I1N1-I2N2,因为加入气隙并不改变磁路总磁动势大小(4)由于(3)中大部分磁动势都降落在气隙中,因此加在铁芯上的磁动势远小于(1)中铁芯上的磁动势,又因为两种情况下的铁芯长度大致相等,所以H1 H3, B1>>B3。
因此在(3)中气隙和铁芯中的B相同,由B=μH,可知由于气隙中的μ远小于铁芯中的μ,所以H气隙 H铁芯。
0.10解:铁芯中的铁耗为PFe=P1-PR=22-2=20W 输入端的功率因素cosφ=P1/S1=22/(110×1)=0.2第一章变压器的工作原理和结构1.6 解:原边额定电流为副边额定电流为第二章变压器的运行原理与特性2.4解:由U1≈E1=4.44fN1Φm可知,变压器外加电压U1不变,若减少原绕组的匝数N1,则Φm增大,变压器的铁芯的饱和程度上升,空载电流上升,铁芯损耗上升,原边电动势E1基本不变,由于E2=E1×N2/N1,因此副边电动势E2应上升。
2.10解:2.11 解:(1)(2)(3)计算结果说明原副边短路参数的标幺值是相等的。
(4)(5)当时,当(滞后)时,当超前时,2.12 解:(1)励磁参数计算如下:,折算到高压侧的值为:短路参数计算如下:,,(2)(3)满载及cosφ2=0.8时的效率为:(4)第三章三相变压器3.10 解:A、a同极性时电压表读数是 A、a异极性时电压表读数是3.11 解:3.13解:(1),第一台变压器先达满载设,则(2),第二台变压器先达满载设,则3.14解:(1)又,,,(2),第一台变压器先达满载设,则3.15 解:(1) =3台(2)=5台第五章三绕组变压器及其他变压器5.5解:(1)自耦变压器绕组容量为:自耦变压器额定容量为:自耦变压器传递容量为:(2)双绕组变压器的效率为自耦变压器的效率为第六章交流电机的电枢绕组及其电动势6.9 解:(1),,下图所示:,槽电动势星形图如感谢您的阅读,祝您生活愉快。
第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性,掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。
变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同,这是难点。
思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示,请画出磁力线方向。
答向上,图略。
1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。
答垂直导线向右,图略。
1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。
答从向方向,图略。
1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示,当磁通变化时,分别写出它们之间的关系式。
图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式:各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解,动转矩大于、等于或小于零时,系统处于加速、恒速或减速运行状态。
2. 多轴电力拖动系统简化时,转矩与飞轮矩需要折算。
具体计算是难点但不是重点。
3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。
4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。
5. 思考题是重点。
思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。
(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构,工作机构的实际转矩为飞轮矩为,不计传动机构损耗,折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中,已知电动机电磁转矩为,忽略空载转矩,传动机构效率为0.8,速比为10,未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为,工作机构转速为,传动效率为0.9,工作机构未折算的实际转矩为,电动机电磁转矩为,忽略电动机空载转矩,该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。
因为转矩折算应根据功率守恒原则。
折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比,为;飞轮矩折算应根据动能守恒原则,折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方,为(2) 选择。
第一章作业解答参考1—8.解:)(630230101453A U P I N N N =⨯==)(1619.0145KW P P NN===ηλ 1—20.解:(1)U V n a pN E a <=⨯⨯⨯⨯==)(186150001.0160372260φ 是电动机状态。
∴(2))(46.163208.0186220A R E U I a a a =-=-=)(63.19315002604.30)(4.3046.163186m N P T KW I E P M a a M ⋅=⨯⨯⨯=Ω==⨯==π (3))(6.5208.046.16322KW R I p a a cua =⨯==)(79.292403624.30)(366.54.3021KW p p P P KW p P P Fa M cua M =--=--==+=+=Ω%823679.2912===P P η 1—23.解:(1))(112.54300014.326010172603m N n P P T N N N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=π%2.82942201017)(812.557.1112.54)(7.1344014.32608.2)316.08.2220(26030'00000=⨯⨯==⋅=+=+=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯-=⨯=Ω=N N N N N a a M I U P m N T T T m N n I E P T ηπ(2)N e e C C Φ=Φ∴0忽略电枢反应影响, 恒定。
0'0Φ-=e a a N C R I U n , 0636,03440316.08.22200=⨯-=Φe C)min (34590636.022000r C U n e N ==Φ=(3) Φ=Φe M C C 55.9)min (27860636.0)15.0316.0(89.91220)()(89.910636.055.9812.55r C R R I U n I T T A C T I e a a N a Z M a =+⨯-=Φ+-=→==⨯=Φ=Ω不变不变,第二章 习题解答参考2—6.解:(1)T T T n C C R R C U n Nm e a N e N 64.1115819.055.94.006.01158202-=⨯+-='-=Φ+-Φ=Ωβ (2)T T T n C C R C U n N m e a N e 21.057921.019.011002-=-=-'=Φ-Φ=β (3)T T T n C C R C U n m e a e N 35.0146717.006.015.022002-=-=''-''=Φ-Φ=β 19.0=ΦN e C N Φ=Φ8.0 15.019.08.0=⨯=Φ∴e C2N m e C C Φ=()255.9N e C Φ=219.055.9⨯=0.28 2Φm e C C =17.028.08.02=⨯2—16.解:(1)[]V R I U E a N N a 20425.064220=⨯-=-=[]A R R E U I Z a a N a 84.67625.0204220max -=+--=---=29.0700204==-=ΦN a N N N e n R I U C 76.229.055.955.9=⨯=Φ=ΦN e N m C C[]m N I C T anax N m ⋅-=-⨯=Φ=23.187)84.67(76.2max停机时 n=0 0=Φ=n C E N e a[]A R R U I Z a N a 2.35625.0220-=+-=+-=[]m N I C T a N m ⋅-=-⨯=Φ=15.97)2.35(76.2此时反抗性负载 []m N I C T N N m Z⋅-=⨯-=Φ-='64.1766476.2 由于 T T Z>' 故系统不会反向起动。
第1章 思考题与习题1-1直流电机由哪些主要部件构成?各部分的主要作用是什么? 答:(一)定子1.主磁极:建立主磁通,包括: 铁心:由低碳钢片叠成绕组:由铜线绕成2.换向磁极:改善换向,包括: 铁心: 型由低碳钢片叠成。
小型由整块锻钢制成。
绕组:由铜线绕成。
3.机座和端盖:固定、支撑、保护,同时构成主磁路的一部分,用铸铁、铸钢或钢板卷成。
4.电刷装置:与换向器配合,引出(或引入)电流,电刷由石墨等材料制成。
(二)转子1. 电枢铁心:构成主磁路,嵌放电枢绕组。
由硅钢片叠成。
2. 电枢绕组:产生感应电动势和电磁转矩,实现机—电能量转换。
由铜线绕成。
3. 换向器:与电刷配合,引入、引出电流,由换向片围叠而成。
4. 转轴和轴承:使电枢和换向器灵活转动。
1-2简述直流发电机的工作原理答:直流发电机主磁极通电产生主磁场,电枢绕组被原动机拖动旋转切割主磁场感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a 为例), 电枢绕组的a 导体处于N 极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙,转半圈后,a 处于S 极下,电动势方向变为⊕,再转半圈,又回到原来位置,电动势又为⊙……,它通过电刷和换向器,把电枢绕组的交流变为外电路的直流。
这就是直流发电机的工作原理。
1-3简述直流电动机的工作原理答:直流电动机主磁极通电产生主磁场,电枢绕组通过电刷引入直流电,(如图示瞬间以导体a 为例),电枢绕组的a 导体处于N 极底下,电流方向为⊙,由“电磁生力”定则判得产生电磁转矩势方向为逆时针,转半圈后,a 处于S 极下,电流方向变为⊕,产生电磁转矩势方向仍为逆时针,再转半圈,又回到原来位置……,它通过电刷和换向器,把外电路的直流电变为电枢绕组部的交流电,从而产生恒定方向的电磁转矩,使直流电动机沿着一个方向旋转。
这就是直流电动机的工作原理。
1-4在直流电机中,为什么要用电刷和换向器,它们各自起什么作用?答:在直流电机中,用电刷和换向器配合,把发电机电枢绕组部的交流电流引出到外电路变为直流电。
电机拖动基础试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 电机拖动中,转子的转速与旋转磁场的转速之差称为:A. 同步转速B. 转差率C. 滑差D. 转速比答案:C2. 在直流电机中,电枢反应主要影响的是:A. 磁场强度B. 电流大小C. 电压大小D. 功率因数答案:A3. 异步电机的转子绕组是:A. 绕线式B. 鼠笼式C. 波绕式D. 星形式答案:B4. 电机拖动系统的基本组成不包括以下哪一项:A. 电动机B. 传动装置C. 负载D. 电源答案:D5. 以下哪种电机具有较高的起动转矩:A. 直流电机B. 同步电机C. 异步电机D. 伺服电机答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 电机拖动系统中的_________是将电能转换为机械能的设备。
答案:电动机2. 电机拖动的_________是影响系统性能的关键因素之一。
答案:控制策略3. 在电机拖动中,_________是指电机在负载下的实际转速。
答案:负载转速4. 电机拖动系统中的_________是连接电动机和负载的部件。
答案:传动装置5. 电机拖动的_________是指电机在空载时的转速。
答案:空载转速三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述电机拖动系统的工作原理。
答案:电机拖动系统通过电动机将电能转换为机械能,通过传动装置传递给负载,实现负载的旋转运动。
2. 异步电机和同步电机的主要区别是什么?答案:异步电机的转子转速低于旋转磁场的转速,而同步电机的转子转速与旋转磁场的转速相同。
3. 电机拖动系统在启动时为什么要限制起动电流?答案:限制起动电流可以防止过大的电流对电机和电网造成损害,同时保证电机的平稳启动。
4. 电机拖动系统在运行过程中如何实现调速?答案:电机拖动系统可以通过改变电机的供电电压、频率或改变转子电阻等方式实现调速。
四、计算题(每题10分,共20分)1. 已知一台三相异步电机的额定功率为10kW,额定转速为1500r/min,额定电压为380V,额定电流为20A,请计算该电机的额定功率因数。
《电机与拖动》试题库第一部分直流电机一、填空题:1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。
(主磁路存在剩磁;并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确,使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同;励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态,当_______时为电动机状态,当_______时为发电机状态。
(Ea 〈U;Ea〉U)3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式,若要产生大电流,绕组常采用_______绕组。
(叠绕组;波绕组;叠)4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。
(相反;相同)5、单迭和单波绕组,极对数均为p时,并联支路数分别是_______,_______。
(2p;2)6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。
(每极气隙磁通量;电枢电流)7、直流电机电枢反应的定义是_______,当电刷在几何中线时,电动机产生_______性质的电枢反应,其结果使_______和_______,物理中性线朝_______方向偏移。
(电枢磁动势对励磁磁动势的作用;交磁;气隙磁场产生畸变;对主磁场起附加去磁作用)二、判断题1、一台并励直流发电机,正转能自励,若反转也能自励。
()(F)2、一台直流发电机,若把电枢固定,而电刷与磁极同时旋转,则在电刷两端仍能得到直流电压。
()(T)3、一台并励直流电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。
(F)4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的,因此稳定运行时,大的电磁转矩对应的转速就高。
()(F)三、选择题1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于()中。
(1)(1)电枢绕组;(2)励磁绕组;(3)电枢绕组和励磁绕组2、直流发电机电刷在几何中线上,如果磁路不饱和,这时电械反应是()(3)(1)去磁;(2)助磁;(3)不去磁也不助磁。
电机与拖动基础习题解答第二武汉纺织大学第二章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 /110 V ,若把二次绕组(110 V )接在220 V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110 V的二次绕组接在220 V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220 V,不小心把一次绕组接在220 V的直流电源上,会出现什么情况?答:若把额定电压为交流220 V的变压器一次绕组接在220 V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h=U,由于绕组电R i阻R i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。
第二章直流电动机的电力拖动答:由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系统。
一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。
电力拖动系统到处可见,例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。
答:电动机的理想空载转速是指电枢电流I a=0时的转速,即。
实际上若I a=0,电动机的电磁转矩T em=0,这时电动机根本转不起来,因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩(空载转矩)。
要使电动机本身转动起来,必须提供一定的电枢电流I a0(称为空载电流),以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。
由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小,克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T0很小,此所对应的转速略低于理想空载转速,这就是实际空载转速。
实际空载转速为简单地说,I a=0是理想空载,对应的转速n0称为理想空载转速;是I a= I a0实际空载,对应的转速n0’的称为实际空载转速,实际空载转速略低于理想空载转速。
答:固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点,额定工作点对应的转矩为额定转矩,对应的转速为额定转速。
理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降,即:答:电力拖动系统稳定运行的条件有两个,一是电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点;二是在交点(T em =T L)处,满足,或者说,在交点以上(转速增加时),T em<T L,而在交点以下(转速减小时),T em>T L。
一般来说,若电动机的机械特性是向下倾斜的,则系统便能稳定运行,这是因为大多数负载转矩都随转速的升高而增大或者保持不变。
答:只有(b)不稳定,其他都是稳定的。
答:他励直流电动机稳定运行时,电枢电流:可见,电枢电流I a与设计参数U、C eΦ、R a有关,当这些设计参数一定时,电枢电流的大小取决于电动机拖动的负载大小,轻载时n高、I a小,重载时n低、I a大,额定运行时n=n N、I a=I N。
第二部分 直流电动机的电力拖动一、填空题: 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下,_______和_______的关系。
(U=UN 、φ=ΦN ,电枢回路不串电阻;n ;Tem2、直流电动机的起动方法有____ ___。
(降压起动、电枢回路串电阻起动)3、如果不串联制动电阻,反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。
(2)4、当电动机的转速超过_______时,出现回馈制动。
(理想空载转速)5、拖动恒转转负载进行调速时,应采_______调速方法,而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。
(降压或电枢回路串电阻;弱磁)1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。
( )(F )2、直流电动机串多级电阻起动。
在起动过程中,每切除一级起动电阻,电枢电流都将突变。
( ) (T )3、提升位能负载时的工作点在第一象限内,而下放位能负载时的工作点在第四象限内。
( ) (T )4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式,因此只能拖动恒转矩负载运行。
( ) (F )5、他励直流电动机降压或串电阻调速时,最大静差率数值越大,调速范围也越大。
( ) (T )三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了:(2)(1)旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积,它没有任何物理意见;(2)系统机械惯性的大小,它是一个整体物理量;(3)系统储能的大小,但它不是一个整体物理量。
2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比,其理想空载转速和斜率均发生了变化,那么这条人为特性一定是:(3)(1)串电阻的人为特性;(2)降压的人为特性;(3)弱磁的人为特性。
3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动,其目的是:(2)(1)为了使起动过程平稳;(2)为了减小起动电流;(3)为了减小起动转矩。
4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时,这时电动机处于:(2)(1)能耗制动状态;(2)反接制动状态;(3)回馈制动状态。
第6章异步电动机的工作原理是通过气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现能量转换,故异步电动机又称为感应电动机。
答: 异步电动机定,转子间的电磁关系尤如变压器,定子电流。
1I 也由空载电流.0I 和负载分量电流L I 1.两部分组成:1) 维持气隙主磁通和漏磁通,需从电网吸取一定的滞后无功电流(即为I 0); 2) 负载分量电流取决于转子电路;由等效电路可知,电动机轴上输出的机械功率(还包括机械损耗等)只能用转子电流流过虚拟的附加电阻'21r ss 所消耗的功率来等效代替(因输出的机械功率是有功的,故只能用有功元件电阻来等效代替)。
再加上转子绕组的漏阻抗,故转子电流只可能是滞后无功电流,则与转子平衡的定子负载分量也只能是滞后的无功电流,因此异步电动机的功率因数总是滞后的。
主磁通就是同时与定子、转子交链,在气隙中以同步转速旋转的基波磁通。
定、转子电流还产生仅与定子或转子绕组交链的磁通,统称为漏磁通。
仅与定子绕组交链的磁通,称为定子漏磁通。
仅与转子绕组交链的磁通,称为转子漏磁通。
异步电动机的转子要依靠切割定子磁场的磁力线来产生转子的励磁电流,如果转子以同步转速旋转,转子与定子磁场就没有了相对运动,也切割不到磁力线,转子无法励磁,将失去转动力矩。
所以,异步电机的转子与定子旋转磁场的转速必须保持一个转差率,一般为5%左右。
气隙过大励磁电流也大,无功功率较多,电机功率因数就低。
气隙过小会引起电动机的附加损耗增加,甚至发生定、转子相擦。
所以中小型异步电动机的气隙通常为0.2~2.0mm 。
当三相定子绕组通入三相对称电流后,便在气隙中产生旋转磁场;旋转磁场切割静止的转子绕组导体,在其中产生感应电动势和感应电流,转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用而产生电磁转矩,在电磁转矩的作用下,转子沿着旋转磁场的方向旋转起来。
这就是三相异步电动机的工作原理。
鼠笼式转子绕组可分为铜条绕组和铸铝绕组两种。
铜条绕组是在转子铁芯槽内插入铜条,并将每根铜条的两端分别用端环焊接起来。
铸铝绕组是将转子铁芯槽内的导条、端环和风扇叶片用铝水一次浇铸而成,称为铸铝转子。
绕线式转子绕组和定子绕组一样,也是由嵌放在转子铁芯槽内的线圈按一定规律连接而成的三相对称绕组。
转子三相绕组一般接成星形,三个末端连在一起,三个首端分别与安装在转轴上且与转轴绝缘的三个滑环相连接,再经电刷装置引出。
当异步电动机进行启动和调速时,便可在转子回路中串接附加电阻(1)定子三相异步电动机的定子由定子铁芯、定子绕组、机座和端盖组成,其主要作用是产生旋转磁场。
定子铁芯是三相异步电动机磁路的一部分,用以嵌放定子绕组。
定子绕组是三相异步电动机的电路部分,其作用是通入三相对称交流电产生旋转磁场。
机座和端盖是电动机的支撑部分。
机座用于支撑定子铁芯和固定端盖,端盖用于支撑电动机的转子。
(2)转子三相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组、转轴等组成,是电动机的转动部分。
其主要作用是产生电磁转矩。
转子铁芯也是三相异步电动机磁路的一部分,用以浇铸导条或嵌放转子绕组。
转子绕组也是三相异步电动机的电路部分,转子绕组的作用是产生电磁转矩。
转轴对转子的旋转起支撑作用。
(1)电动状态:0<S<1(2)发电状态:S<0(3)电磁制动状态:S>1略Y接时每相负载承受220V电压,误接成Δ接时每相负载承受380V电压,工作电压高于额定电压会使得电机烧毁。
Δ接时每相负载承受380V电压,误接成Y接时每相负载承受220V电压,工作电压远低于额定电压,电机不能正常工作。
三相异步电动机在正常运行时,如果转子被突然卡住而不能转动,则电机线圈马上会被烧毁。
其原因是转子不转,线圈内不能产生与电源电动势相平衡的反电动势,线圈内的电流会变的很大(称为堵转电流),导致线圈烧毁。
(1)不合适(2)D接时每相负载承受380V电压,改接成Y接时每相负载承受220V电压,工作电压远低于额定电压,电机不能正常工作。
三相异步电动机在运行中断了一根电源线则在惯性作用下可以在其余两相电源的磁场作用下继续运转。
不过转矩变小,电机很快就会因过载而烧毁。
但停机后,断了一根电源线不能产生方向正确的旋转磁场,所以电机不能启动。
此时通入电动机定子绕组中的电流是增大了,因为电动机在额定负载下运行时电动机的功率不变,电压降低了只有电流增大才能达到额定功率,对电动机会产生过热,严重时会烧坏。
三相异步电动机中不论是笼型转子还是绕线转子异步电动机,转子开路时它们都是不能工作的。
然而在实践中,发现绕线转子电动机的转子开路时,其转子也能转动,这是一种不正常的现象,说明该电动机的转子部分有问题。
经过分析研究,总结出绕线转子异步电动机转子开路转的故障原因主要有以下三个方面: 1.集电环短路由于集电环制造质量低劣,而使集电环上2个或3个铜环在内部短路,这相当于转子单相开路或没有开路,所以通电时电动机仍然会转动。
2.转子绕组接线错误在进行转子绕组内部接线时,如果发生接线错误,使转子线圈在内部接成短路,那么当电动机通电时,虽然转子开路,但转子绕组中还会产生感应电流,所以电动机仍然会转动。
3.转子铁心有问题如果转子铁心在压装过程中压得过紧,即迭压系数过大,导致片间绝缘降低,甚至损坏片间绝缘,使片与片之间导通,这样就在转子铁心内部形成一个较大的涡流,·从而会导致电动机转子开路转。
如果转子冲片质量较差,毛刺过大,或者转子外圆车削时吃刀量过大,都可能会使冲片间相通,导致转子铁心的涡流增大,从而造成转子开路转。
改变定子旋转磁场的方向,即改变三相电源电流的相序。
Z m 是励磁阻抗。
异步电动机转子旋转时除了绕组折算外还需对转子绕组进行频率折算。
在异步电动机中,由于气隙的存在,其励磁阻抗比变压器的小得多,励磁电流相对较大,因此,不能象变压器那样,把励磁支路去掉而变成简化等效电路。
表示实际转子等效为不动的转子后,轴上没有机械功率输出,但转子电路上却多了该电阻消耗的电功率。
不能用电感或电容替代,因为电感和电容不耗能。
(1)空载实验和短路实验。
根据空载实验测得的数据I 0和P 0,可求出励磁参数。
010I U Z =20003I PR =20200R Z X -=Fem 203p R I =m 01X X X =-根据短路试验数据可求出短路阻抗Z k 、短路电阻R k 和短距电抗X kkk kU Z I =kk 122k3P R R R I '=+= k 12X X X '=+=N N N N cos P I ϕη=3N I ===118.85(A ) 1600n =1606050(min)600f n r p p⨯=== 5p = 1N 1600570100%5%600n n s n --==⨯=N N N N cos P I ϕη=3N I ==(A ) 11500n =16060501500f n p p⨯=== 2p = 1N 115001450100% 3.3%1500n n s n --==⨯=(1)笼型 (2) 绕线式1%~6%(1)电动(2)发电(3)电磁制动(1)3.3%(2)4BCCCBC错正确错正确错错(1)电动状态:0<n <n 1 0<S <1 (2)发电状态:n > n 1 S<0 (3)电磁制动状态:n <0S>1改变定子旋转磁场的方向,即改变三相电源电流的相序。
电磁转矩和电流均降低。
答:(1) 电磁转矩参数表达式⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=2'212'211'2211)()(2x x s r r f s r pUm T emπ 电磁转矩T em 与①电源参数:电源电压U 1频率f 1,②电机本身参数:相数m 1、极对数p 、定、转子漏阻抗r 1、r 2’、x 1、x 2’; ③运行参数:转差率s 有关。
(2)电源电压下降过多,电磁转矩成平方下降更多,当电磁转矩小于负载转矩时,出现堵转现象,会使电动机发热,甚至烧毁。
11000n =1N 11000950100%5%1000n n s n --==⨯=N N N N cos P I ϕη=3N I ===56.2(A ) 210.0550 2.5Z f sf H ==⨯=第7章电源一相断线,电动机无论是Y 接线或△接线,均成为单相运行,就相当于一台单相异步电动机,它产生脉动磁动势,而脉动磁动势可分解成大小相等、转速相同、转向相反的两个旋转磁动势,由于启动初瞬,转子是静止的,两个旋转磁动势以相同的速率截切转子绕组,产生相应的感应电动势、电流和电磁转矩,显然两个转矩大小相等、方向相反,其合成总转矩为零,故无启动转矩,电动机不能启动。
如果运行中电源一相断线,即使成单相运行,电动机仍能按原方向旋转(只要此时的电磁转矩仍大于负载转矩),因为这时两个旋转磁动势中必有一个与原来转向相同,它对转子的转差率为111<-=+n n n s ,而另一个111>---=-n nn s ,由于-+<s s , 因此由相反方向旋转磁动势所产生的有功分量电流2'2cos ψI 很小(漏抗22sx x s =所致),这使它所产生的电磁转矩-em T减小,则-+>em em T T ,结果转子总转矩减小,若它仍大于负载转矩,则转子就沿原方向旋转。
上述各种情况, 对电机都不利,若成单相运行,无法启动,呈堵转状态,电流急剧增大而会烧坏绕组。
若运行中缺相,电机虽能继续旋转(若此时电磁转矩仍大于负载转矩),由于反向电磁转矩作用的结果,使总转矩减小(出力减小),若负载转矩不变,电机就处于过载状态,绕组过热,时间长同样会烧毁绕组。
答: (1)启动初瞬,n=0, 定子旋转磁场对静止转子的相对切割速度最高(n 1),故转子感应电动势最大。
此时尽管转子电动势频率以及它所对应的漏抗也大,但由于受转子槽形的影响,在启动瞬间槽口处饱和,致使漏抗增加幅度较电动势小,而转子绕组电阻又近为不变,故启动时转子电流222222xr E I +=增大,根据磁动势平衡关系,此时定子电流(即启动电流)就大(约为额定电流5-7倍)。
从等效电路看,启动初瞬,n=0,s=1,附加电阻01'2=-r ss ,相当于短路运行状态,此时启动电流:kst Z U x x r r U I 12'212'211)()(=+++=由于定,转子绕阻的漏阻抗即很小,故启动电流很大。
(2) 2'20cos ψI C T T em Φ=其一:转子电流I 2’尽管大,但由于启动初瞬间,x 2增大而r 2不变,故功率因数角222arctanr x =ψ大,功率因数cos ψ2就很低,所以这时转子电流有功分量I 2’cos ψ2却不大(因为说启动瞬间转子电流大的是无功分量电流)。