电机与拖动基础课后思考题(1-3章)
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第三章第一节三相异步电动机的基本结构和工作原理(P59)1.三相异步电动机为什么会旋转,怎样改变它的转向?答:三相异步电动机的旋转原理是当定子绕组通入三相交流电流后,在空间产生了一个转速为n1的旋转磁场,设旋转磁场以顺时针方向旋转,则相当于转子导体向逆时针方向旋转切割磁场,在转子导体中就产生感应电动势。
方向由右手定则判定。
因为转子导体已构成闭合回路,转子绕组中有电流通过。
根据电磁力定律,转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,产生电磁转矩,使电动机转子跟着旋转磁场方向顺时针旋转,方向由左手定则判定,其转速为n。
要想改变它的转向可以将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的任意两根对调。
2.异步电动机中的空气气隙为什么做的很小?答:异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流(空载电流),从而提高电动机功率因数。
因为异步电动机的励磁电流是由电网供给的,故气隙越小,电网供给的励磁电流就小。
而励磁电流又属于感性无功性质、故减小励磁电流,相应就能提高电机的功率因数。
3.三相异步电动机转子电路断开能否起动运行?为什么?答:不可以。
转子绕组中不能产生电流,也就不能产生电磁力。
4.三相异步电动机断了一根电源线后,为什么不能起动?而运行中断了一相电源线,为什么仍能继续转动?这两种情况对电动机将产生什么影响?答:三相异步电动机断了一根电源线后,则三相电源变成了单相电源,由于单相电源所产生的磁场为脉动磁场,所以三相异步电动机不能正常起动(原理同单相异步电动机)。
而三相异步电动机在运行时断了一根电源线,虽此时也为单相运行,但因转子是转动的,脉动磁场对转子导体产生的作用力在两方向上不同,所以电动机仍能继续转动。
这两种情况对电动机均有很大的影响。
两种情况均为过载运行,长时间工作会损坏电动机。
5.假如有一台星形联结的三相异步电动机,在运行中突然切断三相电流,并同时将任意两相定子绕组(例如U、V相)立即接入直流电源,这时异步电动机的工作状态如何?画图分析。
复习题与思考题第1章 电与磁1-1 铁磁材料具有哪三种性质?1-2 为什么通电线圈套在铁心上,它所产生的磁通会显著增加?1-3 铁磁材料在交变磁化时,为什么会产生磁滞和涡流损耗?直流电磁铁的铁心为什 么是由整块铸铁制成?1-4 标出图1-1中通电导体A、B和通电导体C 所受电磁力的方向。
1-5 应用右手定则,确定图1-2中的感应电势方向,导体运动方向或磁场方向(图中箭头表示导体运功方向, 表示感应电势方向)。
1-6 什么是自感?如何确定自感电势的方、向?在如图1-3所示的电路中,绘出开关K 闭合时自感电势的方向和开关打开时自感电势的方向。
1-7 交、直流接触器有什么不同点?1-8 交流接触器接到相同电压的直流电源上会 出现什么现象?1-9 交流接触器为什么要用短路环?1-10 交流接触器铁心为什么要用硅钢片叠成?1-11 交流接触器铁心卡住为什么会烧线圈?第2章 变压器2-1 变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同?在分析变压器时是怎样反映它们的作用的?2-2 感应电势的量值与哪些因素有关?励磁阻抗Z m 的物理意义如何? X m 的大小与哪些因素有关?2-3 额定电压为110/24V 变压器,若将原边绕组错接于220V 交流电源上,其结果如何?若将220/24V 的变压器接于110V 交流电源上,其结果又将如何?2-4 额定频率为50Hz 的变压器接于频率为60Hz 的额定电压上,以及额定频率为60Hz 的变压器接于频率为50Hz 的额定电压上,将对变压器运行带来什么影响? 50Hz 和60Hz 的变压器能通用吗?(c) (d) 图1-2 题1-5图 (a) (b) 图1-3 题1-6图 图1-1 题1-4图2-5 一台额定电压为220/110V 的变压器,原副边绕组匝数N 1、N 2分别为2000和1000,若为节省铜线,将匝数改为400和200,是否可以?2-6 变压器负载运行时引起副边端电压变化的原因是什么?副边电压变化率的大小与这些因素有何关系?当副边带什么性质负载时有可能使电压变化率为零?2-7 根据图2-4所示的简化等效电路图,列出电压平衡方程式,并分别画出感性及容性负载时的相量图。
1-1.在直流电动机的电枢绕组中为什么也有感应电动势其方向与电流方向有什么关系在直流发电机空载即电枢电流为零时,是否电磁转矩为什么答:不管有没有外部电源,只要是电枢绕组磁通发生变化,均会产生感应电动势。
虽然直流电动机通入直流电以后才会旋转,但是在旋转过程中电枢绕组同样会切割定子磁场磁力线,符合电磁感应原理(楞次定律/右手定则)就会在电枢中感应出电动势。
就是这个电势抵消部分外加电源电压,抑制了直流电动机电流,它与电流方向相反。
如果没有这个感应电动势,电动机电流就=直流电源电电压/电枢绕组的直流电阻,这时候电枢绕组只是相当于一个发热的电阻丝。
直流发电机空载时没有电流,则电磁转矩为零。
因为 f=Bli i=0 则f=0,电动机和发电机只是工作状态不同。
1-2.直流电机机座中的磁通是恒定不变还是大小正负交变还是旋转的而电枢铁芯中的磁通又是什么性质答:机座(定子磁极)中的磁通是大小方向保持不变的。
电枢铁芯中的磁通在空间上是不变的,相对转子是旋转的,也可以理解为正负交变的,不同电机不同。
1-3. 直流电机的电枢铁芯为什么必须采用硅钢片迭成而机座和主磁极可以采用整块的铁为什么有的主磁极也采用薄钢板迭成答:电枢铁芯旋转,电枢铁芯内的磁场是交变的,为了减小铁耗,故要用硅钢片迭成。
机座和主极中的磁场是恒定的,故可采用整块的铁。
但是,由于电枢齿槽的影响,电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动,引起附加损耗,为了降低表面损耗,主磁极有时采用薄钢板迭成1-4. 直流电机各个主磁极的励磁线圈为什么都互相串联成一条支路而不采用并联的方式答:这是电机制造工艺方便考虑,励磁线圈串联接法,绕组是头尾相接,这样只需要用一根线连接,电机内部空间有限,对大电机及多极电机更显优点,因为这种电机励磁线圈导线都较粗一般都是用矩形线。
小容量电机励磁线圈串联并联就无所谓了。
1-5. 什么是电机的可逆原理接在直流电源上运行的直流电机,如何判别它是运行在发电状态还是运行在电动状态答:从原理上讲,一台直流电机既可作为电动机,把电能转换为机械能,也可作为发电机,把机械能转换为电能,这就是其可逆性。
《电机与拖动基础》课后习题第一章 习题答案1.直流电机有哪些主要部件?各用什么材料制成?起什么作用? 答:主要部件:(1)定子部分:主磁极,换向极,机座,电刷装置。
(2)转子部分:电枢铁心,电枢绕组,换向器。
直流电机的主磁极一般采用电磁铁,包括主极铁心和套在铁心上主极绕组(励磁绕组)主磁极的作用是建立主磁通。
换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成,作用是用来改善换向。
机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成,作用两个:一是用来固定主磁极,换向极和端盖,并借助底脚将电机固定在机座上;另一个作用是构成电机磁路的一部分。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成,作用是把转动的电枢与外电路相连接,并通过与换向器的配合,在电刷两端获得直流电压。
电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。
有两个作用,一是作为磁的通路,一是用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成,作用是感应电动势和通过电流,使电机实现机电能量装换,是直流电机的主要电路部分。
换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒,它和电刷装置配合,在电刷两端获得直流电压。
2.一直流电动机,已知,,,,0.85r/m in 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。
解:电动机η⋅=N N N I U P , 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985.02201013U P I 3N N N η3. 一直流电动机,已知,,,,0.89r/m in 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。
解:发电机N N N I U P =, 故 A ⨯==3912301090U P I 3N N N7.什么叫电枢反应?电枢反应的性质与哪些因素有关?一般情况下,发电机的电枢反应性质是什么?对电动机呢?答:负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。