离线作业2《电机与拖动I》主观题参考答案Word文件下载.docx

离线作业2《电机与拖动I》主观题参考答案Word文件下载.docx

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发电机从机械能转化为电能，电动机从电能转化为机械能。

12. 

一台四极单迭绕组的直流电机。

1） 

如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的两外两组电刷是否可以？

对电机性能有何影响？

端电压有何变化？

此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分数表示）；

2） 

如果有一元件断线，电刷间的电压有何变化？

电流有何变化？

3） 

若只用相对的两组电刷是否能够运行？

4） 

若有一极失磁，将会产生什么后果？

（1）对于四级单迭绕组直流电机，如果取出相邻的两组电刷，用另外剩下的两组电刷仍然可以运行，并联支路数由原来的4变为了2，其中一条支路是原来的，另一条由原来的三条支路串联组成。

两条支路的电动势相等，故端电压不变。

但两条支路的电阻不一样，为使任何一条支路不过载，电阻小的支路只能供给1/3的额定电流，可见，此时电机只能供给1/3的额定负载。

（2）如果有一元件断线，使原来并联支路数由4变成3，电刷间电压不变，负载能力变为原来的75％。

（3）若只用相对两组电刷不能运行，此时等效电路为两条并联支路且感应电势互相抵消，使端电压为零，电机不能运行。

（4）若有一极失磁，则每极下磁通不等，故在每极下导体中感应电势也不等，这样各并联支路产生的总感应电势不等，形成环流，由于电机绕组电阻很小，环流将很大，使电机过热。

13. 

试判断下列情况下，电刷两端电压性质：

磁极固定，电刷与电枢同时旋转：

电枢固定，电刷与磁极同时旋转。

（1）电刷两端的是交流电压：

（2）电刷两端的是直流电压。

14. 

一台并励直流发电机，电动机的额定数据为：

额定功率25kW，额定电压230V，额定转速1455r/min，励磁电阻130Ω，电枢电阻0.15Ω；

带额定负载时杂散损耗为3.8％PN，铁耗582W，机械损耗305W，求发电机额定负载时：

（1）电磁功率与电磁转矩；

（2）输入功率；

（3）效率。

15. 

一台并励直流电动机的额定数据如下:

PN=17KW,UN=220V,nN=3000r/m,IN=88.9A,电枢回路电阻 

ra=0.0896Ω 

，励磁回路电阻Rf=181.5Ω 

，若忽略电枢反应的影响，试求：

电动机的额定输出转矩；

在额定负载时的电磁转矩；

额定负载时的效率；

在理想空载（Ia=0）时的转速；

5） 

当电枢回路串入一电阻 

R=0.15Ω 

时，在额定转速时的转矩。

解

（1）N·

m

（2）

A,

V

w

N·

（3）N·

＝18602.13+87.6882×

0.0896+1.2122×

181.5

＝19557.7 

（4）

（5）因为调速前后Tem不变，所以Ia不变

16. 

何谓饱和现象？

电机的磁路为什么会出现饱和现象?

饱和对电机运行性能有何影响？

电机磁路由铁心部分和空气隙部分组成，当铁心的B达到一定程度后，铁心部分的磁压降开始不能忽略，此时随着励磁磁动势的增加，主磁通的增加渐渐变慢，电机进入饱和状态。

由于饱和现象的存在，使电机设计时对H和B的值不能取得过高，材料利用率受到限制，激磁电流需要增大。

17. 

电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？

试比较交流磁路和直流磁路的异同点。

电机和变压器的磁路常用导磁性能好的铁磁材料制成。

直流磁路磁通不随时间变化，无磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的导体中感应电势；

而交流磁路磁通随时间变化，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其交链的导体中感应电势

电机与拖动I第2次作业

四、主观题（共4道小题）

一台并励直流电动机，PN＝100kw，UN＝220V，n＝550r/m在750C时电枢回路电阻ra＝0.022欧，励磁回路电阻rf＝27.5欧，2 

＝2V，额定负载时的效率为88％，试求电机空载时的电流。

解：

A

限制直流电动机的起动电流是否越小越好？

直流电动机起动时必须限制起动电流，但起动电流不是越小越好，由于 

，电流过小则转矩过小，不利于起动。

一台直流他励电动机拖动一起重机械，电动机的额定数据为：

额定功率PN=21kw，额定电压UN=220V,额定电流IN=110A,额定转速nN=1500r/min,电枢电阻（不包括电刷接触压降）；

带额定位能性恒转矩负载，不计电枢反应的影响，求：

以750r/m转速提升重物时，电枢电路应串入多大的电阻？

以200r/m的转速下放重物，有几种方式，所需的参数各为多少？

（2）方式一：

电枢回路串电阻

方式二：

能耗制动

方式三：

回馈制动

一台并励电动机PN=10kw,UN=220V,nN=1500r/min，,安，欧，试求：

在额定电枢电流下，从下列制动方式制动时，电枢电路内所需串联的电阻值，电枢电路内的损耗以及电磁制动转矩。

（1）反接制动，n＝200r/m；

（2）回馈制动，n＝200r/m；

（3）能耗制动，n＝200r/m。

额定运行时：

额定电流安

电枢电流安

（1）反接制动，感应电势伏

所串电阻欧

损耗w

制动转矩T＝N·

（2）反馈制动，感应电势

伏

串电阻Rj=欧

（3）能耗制动，感应电势 

电机与拖动I第3次作业

四、主观题（共6道小题）

变压器的其它条件不变，仅将原、副边线圈匝数变化±

10％，试问对X1σ和Xm的影响怎样？

如果仅将外施电压变化10％，其影响怎样？

如果仅将频率变化10％，其影响又怎样？

因为，,，所以当原、副边匝数变化+10％时，X1σ变化21％， 

Фm变化-10％。

又因为 

，磁通变化+10％时，由于饱和下降影响，所以Xm的变化大于21％。

当匝数变化-10％时，X1σ变化-19％， 

Фm变化-10％，由于饱和程度上升，所以Xm的变化小于-19％。

将外施电压变化+10％时，Фm也将变化+10％，饱和程度上升，故X1σ不变， 

Xm下降。

将外施电压变化-10％时， 

X1σ不变， 

Xm上升。

如果将频率变化+10％，Фm下降， 

X1σ变化10％， 

xm变化大于10％。

而f变化-10％， 

X1σ变化-10％， 

xm变化小于-10％。

为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁耗，短路损耗可以近似看成铜耗？

因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。

而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。

实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其它损耗。

一台变压器，原设计频率为50赫兹，现将它接到60赫兹的电网上运行，额定电压不变。

试问对激磁电流，铁耗，漏抗，电压变化率有何影响？

因为 

，当U不变而f改变后，主磁通将下降到原来的5/6，所以激磁电流将减小。

漏抗，所以X1σ增大6/5倍。

电压变化率随X1σ增大而增大。

又因为，而，所以铁耗将下降。

将一台变压器的一次电压增加5％，不计磁路饱和，励磁电流、主磁通、漏抗、励磁电抗、铁耗将如何变化？

，电压增加则磁通增加，磁路饱和程度也增加，因此铁耗增加、励磁电抗降低，而漏抗不变。

一台单相变压器，,,，空载及短路实验的结果如下：

实验名称

电压（伏）

电流（安）

功率（W）

电源加在

空载

6300

10.1

5000

低压边

短路

3240

15.15

14000

高压边

试计算

（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假定 

，

（2）画出折算到高压边 

的T型等效电路；

（3）计算短路电压的百分值及其二分量；

（4）满载及滞后时的电压变化率及效率（5）最大效率。

（1）空载实验可以得到折算到高压边的参数

，而k＝60/6.3＝9.524

根据短路实验得到折算到低压边的参数

所以 

（2）折算到高压的T型等效电路

（3） 

所以

（4）电压变化率

＝（1.6944×

0.8+5.6944×

0.6）％

＝4.77％

此时，

而

所以kw

故kw

则

（5）达到最大效率时，

＝98.19％

现有两台三相变压器，组号均为Y/D－7，额定数据为：

试问：

两台变压器能否并联运行？

为什么？

如果并联组的总输出为700kVA，每台变压器输出的容量是多少？

在两台变压器都不过载的情况下，并联组能够输出的最大容量是多少？

（1）能，满足并联运行条件。

（3）变压器阻抗标么值小的先满载，故：