电拖复习题.docx
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电拖复习题
习题
直流电机
v一、填空题
v1．确定感应电势的方向用___________定则,确定电磁力的方向用_____________定则,确定电流产生磁通的方向用______________定则.
v2.直流电机电枢绕组元件流过的电流是___________电流,流过正负电刷的电流是_________电流.
v3.直流发电机中电枢绕组产生的电磁转矩是____________性质的转矩,直流电动机电枢绕组电势的方向与电枢电流的方向________________.
v4.直流电机单叠绕组的并联支路对数A=______,单叠绕组的并联支路对数A=______,电压较高、电流较小的直流发电机应采用____________绕组.
v5.直流电机每极磁通Φ的大小与_______________和___________________有关.
v6.7.直流电机的_____________损耗等于______________损耗时效率最高.
v8.并励直流发电机的外特性是指___________________________________,外特性下降的原因有_______________________和________________________.
v9.产生换向火花的原因有______________________,____________________________和______________________________.
v10.改善换向的有效方法是设置______________________,防止环火的有效方法是设置_____________________.
v11.
v12.直流电机的U＞Ea时运行于______________________状态,U＜Ea时运行在_________________状态.
v13.直流电机电枢绕组的电势指___________________的电势,其大小与____________和______________________成正比.
v14.
v16直流电机运行时电磁转矩的大小与__________________和_______________成正比.
v17.直流电动机的电压为额定值,电流小于额定值时的运行状态称为__________运行,电流超过额定值时的运行状态称为______________运行.
v18.直流电动机的额定功率是指_______________________________________.
v19.直流电机空载时气隙磁密分布波形为______________波,电枢磁势分布的波形为
v23.直流电机空载时气隙磁场是由________________________建立,负载时气隙磁场是由______________________________建立.
v24
v25.直流电机换向极的作用是____________________________________,其极性必须保持换向极磁势与电枢磁势的方向相________________.
v26.直流电机电刷放在几何中性线上,磁路处于饱和状态时,电枢反应的影响为
（1）____________________________,
（2）____________________________________.
v27.28.他励直流电动机的机械特性方程式为___________________________.
v29.
v30.位能性负载的机械特性位于_____________象限,反抗性负载的机械特性位于________________象限.
v31.他励直流电动机恒转矩调速的方法有____________________________________,恒功率调速方法有__________________________.
v32.制动状态的特征是___________________________________________,制动的作用是_____________________________________________.
v33.直流电动机能耗制动的作用为___________________________________________和______________________________________.
v34.他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时,如降低电枢电压,则电枢电流将_________,电磁转矩将__________________,转速将__________________,输入功率将_________________,输出功率将__________________.
v35.他励直流电动机高速下放重物,应用_______________制动,低速下放重物,应用____________________和___________________制动.
v36.他励直流电动机带负载运行时,若增大负载转矩,电动机的转速将________________.
v37.欲改变直流电动机的转向,可以________________________________________或___________________________________________.
v38.并励直流电动机运行时,如果增大电枢回路电阻,电动机的转速将______________,如果增大励磁回路的电阻,电动机的转速将_________________________.
v39.并励直流电动机,负载转矩保持不变,如将励磁回路的调节电阻增大,则稳定运行后的转速将________________,电枢电流将_________________,如只将电枢电路中的调节电阻增大,则转速将________________,电枢电流将__________________.
v40.他励直流电动机带额定负载转矩运行时,如果降低电源电压,则此电动机的转速将_____________,电枢电流将_________________.
v41.他励直流电动机带额定负载转矩运行时,如果增大电枢回路串接的电阻,则此电动机的转速将_____________,电枢电流将_________________.输入功率将_________________,输出功率将__________________.
v42.他励直流电动机带位能性负载额定运行时,若要实现匀速下放重物,可采用以下三种方法实现,即
（1）____________,
（2）___________________,（3）_____________________,其中消耗能量最多的方法是______________________.
v43.他励直流电动机带额定负载转矩运行时,若要将转速调低,可用的方法是:
（1）________________________,
（2）___________________________,若要将转速调高,则可用的方法是_________________________.
v44.他励直流电动机调速的技术指标主要有
（1）_______________,
（2）_______________,
v（3）____________________________.
v45.他励直流电动机稳定运行时,电磁转矩的大小由____________决定,电枢电流的大小由________________决定.
v二、选择题
v1.一台他励直流电动机：
UN=110V,2P=4,单叠绕组,额定运行时的支路电流为本5A,其额定功率为A.5.5KWB.11KWC.22KW
v2.并励直流电动机调速时,若允许的最大静差率不变,则电枢回路串电阻填速与降低电源电压调速相比,调速范围是A.前者比后者大B.前者比后者小C.两者相同
v3.一台他励直流电动机额定电压为220V,拖动恒转矩负载稳定运行在某一转速上,电枢电流为28A,今将电压降低到110V而每极磁通保持不变,则稳定以后的电枢电流等于A.14AB.28AC.56A
v4.直流电动机的额定功率是指A.额定运行时电机输入的电功率B.额定运行时电动机轴上输出的机械功率C.额定运行时的电磁功率
v5.他励直流电动机拖动额定位能性恒转矩负载运行在额定转速nN上,若要使其转速变为（-nN）,应采用的方法是A.减小励磁回路电阻,以增加每极磁通B.改变电源电压的方向C.电枢回路串入适当的电阻D.电源电压为零
v6.他励直流电动机电枢回路串入附加电阻时,如果负载转矩不变,则此电动机的A.输出功率P2不变B.输入功率P1不变C.电磁功率Pem不变
v7.他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时,降低电源电压,电动机的转速将A.上升B.不变C.下降
v8.公式E=CEΦn和T=CTΦIa中的磁通Φ是指A.空载时的每极磁通B.负载时的每极磁通C.负载时各极磁通之和
*9.并励直流电动机的额定电流IN,额定电枢电流IaN和励磁电流IfN三者的关系为A.IN=IaN+IfNB.IN=IaN=IfNC.IN=IaN-IfND.IfN=IaN+IN
v10.并励直流电动机的输出功率等于A.UNINB.UNINηC.UN（IN-If）
v11.要改变直流电动机的转向,可以A.増大励磁B.改变电源极性C.改接励磁绕组
v12.一台直流电动机在额定电压下空载起动,和在额定电压下半载起动,两种情况下的合闸瞬时起动电流A.前者小于后者B.两者相等C.后者小于前
v13.一台他励直流电动机，在稳态运行时，电枢反电动势为EA，如果负载转矩为常数，外加电压和电枢回路的电阻均不变，减弱磁场使转速使转速上升到新的稳态后，电枢反电动势将A.大于EAB.小于EAC.等于EA
v14.一台四极单叠绕组的直流电机,若有一个元件断线,电机的电势将A.保持不变B.变大C.变小
v三、问答题
v1.如何改变他励直流电动机的转向？
v2.换向器和电刷在直流发电机中的作用？
v3.直流电动机调速性能指标有哪些，当要求的静差率δ一定时，调压调速和电枢回路串电阻调速相比，哪种调速方法的调速范围较大？
v4.电动机的调速方式必须与其拖动的负载性质相匹配，为什么？
v5.直流电机刷放置的原则是什么？
v四、计算题
v1． 一台他励直流电动机：
PN=2.2KW，UN=220V,η=80%,nN=1500r/min,Ra=1.8Ω,试求:
（1） IN;
（2）EaN（3）CeΦN（4）TN（5）T2N（6）n0（7）P1
v2.一台他励直流电动机：
PN=30KW，UN=220V,IN=158.8A,nN=1000r/min,Ra=0.1Ω,试求:
（1） CEΦN
（2）TN（3）n0（4）TL=0.8TN,在固有机械特性上稳定运行的转速;（5）TL=0.8TN,电枢回路串入0.3Ω电阻时的稳定转速;（6）TL=0.8TN,在固有机械特性上稳定运行时进行能耗制动,制动初始电流限制为额定电流的两倍时,制动电阻应为多大?
（7）直接起动时的起动电流将为额定电流的几倍?
v3.一台他励直流电动机：
PN=15kW，UN=220V,ηN=90.9%,nN=1000r/min,Ra=0.2Ω,试求:
（1）IN
（2）CEΦN（3）n0（4）用此电动机提升重物,TL=0.5TN时的转速;（5）若带额定转矩采用反向回馈制动下放重物,试计算其最低的下放转速;（6）直接起动时起动电流的倍数。
v4.一台他励直流电动机：
PN=2.2KW，UN=220V,η=80%,nN=1500r/min,Ra=1.8Ω,试求:
（1）若要求带负载TL=0.8TN以1000r/min的转速运行,电枢回路应串多大电阻?
（2）如果电动机在N=1000r/min运行时,使系统转入能耗自动停车,求限制起始制动电流为2IN时,电枢回路应串多大电阻?
（3）如果电动机在N=1000R/MIN运行时,使系统转入反接制动停车,求限制起始制动电流为本IN时,电枢回路应串多大电阻?
v5.一台他励直流电动机：
PN=15kW，UN=220V,η=91%,nN=1500r/min,Ra=0.2Ω,试求
（1）IN
（2）n0（3）TL=0.8TN,要求n=1200r/min电枢回路应串多大电阻?
（3）当U下降至200V,静负载转矩TL=0.8TN时的转速为多少?
v6.一台他励直流电动机：
PN=2.2KW，UN=220V,η=80%,nN=1500r/min,RA=1.8Ω,试求:
v
（1）IN
（2）TN（3）T2N（4）TL=0.8TN以1000r/min的转速提升重物，电枢回路应串多大电阻；（5）若要求带负载TL=0.8TN以300r/min的转速下放重物，电枢回路应串多大电阻；（6）TL=0.8TN，在固有特性上稳定运行时进行能耗制动，制动初始电流为2IN，电枢回路应串多大电阻？
v7.一台并励直流电动机：
PN=10kW，UN=220V，Ra=0.316Ω,Rf=178Ω。
（1）求此电动机的额定电流;
（2）若进行直接起动,起动时电枢电流将为额定电流的几倍?
（3）欲使起动时电枢电流限制为额定电流的1.5倍,求起动变阻器的电阻值应为多大?
v8.一台他励直流电动:
PN=1.75kW,UN=110V,nN=1450r/min,ηN=89.5%,Ra=0.4（0.1）Ω，忽略电枢反应。
求
（1）额定电流IN
（2）额定输出转矩TN（3）额定运行时的电磁转矩T（4）转速为1510r/min时的电枢电流IA,这时的运行状态是电动机还是发电机.
v9.一台他励直流电动机:
PN=2.5kW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min,Ra=0.8Ω.求
（1）若电枢回路不串电阻起动,起动电流时额定电流的几倍?
（2）若带位能负载TL=0.9TN,要求用电枢反转的反接制动方法以120r/min的转速匀速下放重物,问需串入多大电阻?
v10.一台他励直流电动机:
PN=15kW,UN=220V,IN=75A,nN=1000r/min,Ra=0.2Ω,TL=TN。
（1）回馈制动下放重物，试计算其最低下放转速为多少？
（2）采用调压和弱磁调速，要求最高理想空载转速n0max=1500r/min，低速区静差率δ%=24.A.计算额定负载下的最高转速nmax和最低转速nmin;B.求调速范围D及高速区静差率δ%.
v11.一台并励直流电动机:
PN=5.5kW,UN=110V,IN=58A,nN=1470r/min,Ra=0.15Ω,Rf=110Ω。
在满载运行时,电网电压突然下降到100V,如果负载转矩不变,假定磁路不饱和,并忽略电路中的电感和电枢反应,求
（1）开始瞬间的电枢电流;
（2）稳定后的电枢电流;（3）稳定后的转速（51.82A,62.7A,1444r/min）
v12.一台他励直流电动机:
PN=1.75kW,UN=110V,IaN=20.1A,nN=1450r/min,Ra=0.1Ω,试计算
（1）50%额定电磁转矩时的转速;
（2）转速为1500r/min时的电枢电流（忽略电枢反应的影响）（1464r/min,17.14A）
变压器
画三相变压器的向量图并给出连接组别的名称。
习题：
P1334-25
交流电机的绕组、磁动势和电动势
一、填空题
v1．单相绕组流过单相交流时,产生的磁势是______________磁势,三相对称绕组流过
三、计算题
v2．一台三相四极鼠笼式异步电动机：
PN=28kW,UN=380V,nN=1480r/min,定子绕组Δ接,COSΦN=0.88,η=90%,Km=2.试求：
（1）P1；
（2）IN；（3）TN；（4）Tmax。
v3．一台三相异步电动机：
PN=28kW,UN=380V,nN=950r/min,fN=50Hz,定子绕组Y接,COSΦN=0.88,Pcu1+PFe=2.2kW,Pmec=1.1kW,Pad=186W.试计算额定运行时的：
（1）转差率SN;
（2）Pcu2;（3）ηN（4）IN.
v4．一台三相异步电动机:
fN=50Hz,nN=960r/min,PN=10kW,COSΦN=0.86,Pmec+Pad=20%PN.求:
v
（1） 额定转差率SN和极数2P;
v
（2） 额定运行时的电磁功率Pem、转子铜损耗Pcu2和电磁转矩T.
v5．一台异步电动机：
PN=28kW，UN=380V，fN=50Hz，nN=950r/min，Y接，COSΦN=0。
88，Pcu1+PFe=2.2kW，Pmec=1.1kW，Pad=186W，试计算额定运行时：
v
（1） 转差率SN；
v
（2） Pcu2；
v（3） ηN；
v15．一台三相四极异步电动机:
PN=17kW,UN=380V,IN=33A,fN=50Hz，定子Δ接,已知额定运行时Pcu1=700W,Pcu2=700W,PFe=150W,Pad=200W,Pmec=200W.试计算额定运行时以下数据:
（1）电磁功率;
（2）额定转速;（3）电磁转矩;（4）负载转矩;（5）空载制动转矩;（6）效率;（7）功率因数.
v第六节异步电动机的功率传递与转矩平衡
v一、功率关系:
v
从电源输入的功率为:
v
电磁功率为：
•习题
（一）P1785-1，5-11
•
（二）P1795-26，5-28
•（三）P1805-29
•第六章三相异步电动机的电力拖动
•第一节三相异步电动机的机械特性
•
一、机械特性的参数表达式:
•
•
•二、固有机械特性:
•1）固有机械特性曲线:
•
•2）最大电磁转矩:
•
•
•
•
•
•
•过载倍数:
•
•
起动转矩倍数:
•
•
•
一般异步电动机起动转矩倍数=0.8～1.2。
•三、人为机械特性:
•1.降低定子端电压的人为机械特性:
•2．转子回路串入电阻时的人为机械特性:
•四、机械特性的实用公式:
•
1.实用公式:
•
•
•忽略s/sm，上式变成为:
•
•
第二节三相异步电动机的起动
一、三相异步电动机的直接起动
以普通鼠笼式三相异步电动机为例，
起动电流
起动转矩
一般地说，容量在7.5kw以下的小容量鼠笼式异步电动机都可直接起动。
（一）起动电流较大有什么影响呢？
1、对于绕组来说是非常不利的，如果电机是属于频繁起动的，频繁出现短时大电流会使电动机内部发热较多而过热。
2对于变压器而言，整个交流电网的容量相对于单个的三相异步电动机来讲是非常大的。
但是具体到直接供电的变压器来讲，容量却是有限的。
若变压器额定容量相对不够大时，电动机短时较大的起动电流，会使变压器输出电压短时下降幅度较大，超过了正常规定值，例如△U＞10％或更严重。
这样一来，影响了几个方面：
（1）起动电动机本身，由于电压太低起动转矩下降很多，当负载较重时，可能起动不了。
（2）影响由同一台配电变压器供电的其他负载，比如说电灯会变暗，数控设备可能失常，重载的异步电动机可能停转等。
（二）起动转矩不大有什么影响呢？
很显然，电机的起动是非常吃力的，
Tst≥1.15-1.2TL的条件下，电动机才能正常起动。
一般地说，如果异步电动机轻载和空载起动，直接起动时的起动转矩就够大了，但是如果是重载起动，且要求起动过程快时，某些异步电动机例如绕线式三相异步电动机，KT往往小于1，直接起动的起动转矩就不够大了。
v即起动必须满足的条件是：
起动电流要足够小；起动转矩要足够大。
起动电流、起动转矩公式：
二、三相鼠笼异步电动机的降压起动
1.定子串接电抗器起动
2.Y一△起动：
3.自耦变压器（起动补偿器）降压起动：
第三节三相绕线式异步电动机的起动
v习题P244
v6-1，6-9，6-33，6-37
v思考题：
v6-2，6-3，6-5~6-8，6-10~6-12
第四节三相异步电动机的调速
一、三相异步电动机的变极调速
说明：
变极前后，三相绕组的相序发生改变，为保证电动机的转向不变，须对调定子两相绕组的出线端。
①Y→YY（p→2p）
此种变极连接方法适用于恒转矩负载变极调速。
②Δ→YY（2p→p）；
此种变极连接方法比较接近恒功率负载调速方式
v变极调速的特点：
v优点：
设备简单、运行可靠、机械特性硬、损耗小、可采用不同的连接方法获得恒转矩或恒功率调速特性。
v缺点：
有极调速、体积较大、价格较贵。
v单绕组三速电机绕组接法已经相当复杂，故变极调速不适宜超过三种速度。
v变极调速广泛应用于机床电力拖动中。
二、三相异步电动机的变频调速：
1.从基频向下变频调速
⑴保持=常数：
（是恒磁通变频调速）
当改变频率时，最大转矩=常数，与频率无关，并且最大转矩对应的转速降落相等，也就是不同频率的各条机械特性是平行的，硬度相同。
根据上式画出保持恒磁通变频调速的机械特性，
如图所示。
这种调速方法机械特性较硬，在一定的静差率要求下，调速范围宽，而且稳定性好。
由于频率可以连续调节，因此变频调速为无级调速，平滑性好。
另外，电动机在正常负载运行时，转差率s较小，因此转差功率较小，效率较高。
恒磁通变频调速是属于恒转矩调速方式。
v
⑵保持=常数
当频率减小时，最大转矩不是一个常数。
此种变频调速近似为恒转矩调速方式
2.从基频向上变频调速：
升高电源电压是不允许的，因此升高频率向上调速时，只能保持电压为UN不变，频率越高，磁通Φm越低，是一种降低磁通的升速方法，类似他励直流电动机弱磁升速情况。
v频率越高时，Tm越小，Sm也减小，最大转矩对应的转速降落为常数。
v根据电磁转矩方程式画出升高电源频率的机械特性，其运行段近似平行，如图所示。
v综上所述，三相异步电动机变频调速具有以下几个特点：
v①从基频向下调速，为恒转矩调速方式；从基频向上调速，近似为恒功率调速方式；
v②调速范围大；
v③转速稳定性好；
v④运行时转差率S小，效率高；
v
⑤频率可以连续调节，变频调速为无级调速。
v三、降低定子电压调速
v只适用于高转差率笼型电动机或绕线转子异步电动机。
最适合拖动风机及泵类负载。
见P214
v四、绕线式异步电动机转子回路串电阻调速
v这种调速方法的调速范围不大，一般为（2～3）:
1。
v负载小时，调速范围就更小了。
由于转子回路电流很大，使电阻的体积笨重，抽头不易，所以调速的平滑性不好，基本上属有级调速。
多用于断续工作的生产机械上，在低速运行的时间不长，且要求调速性能不高的场合，如用于桥式起重机。
v五、绕线式异步电动机串级调速：
v串级调速的基本原理：
v把异步电机转子感应电动势变为直流电动势，同时把转子外加电压也变为直流量，通过调节外加电压可改变转子电流，进而达到调节转速的目的，这就是串级调速的基本思路。
这种调速方法适合于高电压、大容量绕线式异步电动机拖动风机、泵类负载等要求调速不高的场合。
v六、电磁转差离合器调速
v通常把电磁转差离合器和笼型异步电动机装在一起，构成一台可以无级调速的电机。
v
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