清華大學(xué)電機(jī)系面試題.pdf

2 字班到 4 字班 電磁場 1 麥克斯韋方程麥克斯韋方程 包括全電流定律 電磁感應(yīng)定律 磁通連續(xù)定律 高斯定律 其中全電流定律表明傳導(dǎo)電流 和變化的電場都能產(chǎn)生磁場 電磁感應(yīng)定律表明電荷和變化的磁場都能產(chǎn)生電場 磁通連續(xù) 定律表明恒定磁場是一個(gè)無源無散場 磁場中任一閉合面均不發(fā)出也不終 B 線 B 線是連 續(xù)的 無頭無尾的閉合曲線 高斯定律表明電荷以發(fā)散的方式產(chǎn)生電場 2 霍爾效應(yīng)是什么 什么是羅果夫斯基線圈 霍爾效應(yīng)是什么 什么是羅果夫斯基線圈 霍爾效應(yīng)是指在磁場中的載流導(dǎo)體上出現(xiàn)橫向電勢差的現(xiàn)象 羅果夫斯基線圈是一種利用電磁感應(yīng)原理和全電流定律 測量大沖擊電流 幾十 kA 到幾百 kA 或沖擊電流的時(shí)間變化率的裝置 3 坡印亭矢量 坡印亭矢量 坡印亭矢量是電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度的叉積 其方向表示能量流動(dòng)的方向 大小表示單位時(shí)間 內(nèi)穿出單位垂直面積的能量 單位是瓦每平方米 坡印亭定理是電磁場中的能量守恒定理 其表示能量向外的傳輸?shù)扔趦δ艿臏p少 功率的消 耗和電源的供能的代數(shù)和 4 自由電荷和束縛電荷的區(qū)別 電介質(zhì)極化和導(dǎo)體靜電感應(yīng)的區(qū)別 自由電荷和束縛電荷的區(qū)別 電介質(zhì)極化和導(dǎo)體靜電感應(yīng)的區(qū)別 自由電荷是指導(dǎo)體中的自由電子 金屬中 離子 氣體或液體中 等在受到電場力時(shí)可以 自由運(yùn)動(dòng)的電荷 束縛電荷是指電介質(zhì)中被原子內(nèi)力 分子內(nèi)力或分子間束縛著的帶電粒子 它們在電場力的作用下可以有微小的移動(dòng) 但不能離開分子的范圍 電介質(zhì)的極化是指在外加電場中電介質(zhì)的分子或原子形成電偶極子 在電介質(zhì)的表面出現(xiàn)正 和負(fù)束縛電荷的現(xiàn)象 極化后 束縛電荷在電介質(zhì)中所建立的電場一般可以減弱外加電場 導(dǎo)體的靜電感應(yīng)是指在外加電場中導(dǎo)體的自由電荷移動(dòng) 積累在導(dǎo)體表面并建立電場 直至 其表面電荷建立的電場與外加電場在導(dǎo)體中處處相抵為止的現(xiàn)象 由于有靜電感應(yīng) 靜電場 中的導(dǎo)體內(nèi)部無電荷 電荷只能分布在導(dǎo)體表面 導(dǎo)體內(nèi)處處電場強(qiáng)度為零 導(dǎo)體表面附近 場強(qiáng)與表面垂直 導(dǎo)體為一等勢體 導(dǎo)體表面為等勢面 5 靜電屏蔽靜電屏蔽 電磁屏蔽電磁屏蔽 靜磁屏蔽的區(qū)別靜磁屏蔽的區(qū)別 靜電屏蔽是利用靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)為零這一規(guī)律制成的可以屏蔽電場的屏蔽裝置 電磁屏蔽是利用良導(dǎo)體中渦流能阻止高頻電磁波透入這一特性制成的可以同時(shí)屏蔽電場和 磁場的屏蔽裝置 它可以抑制輻射干擾和高頻傳導(dǎo)干擾 靜磁屏蔽是利用在外磁場中高磁導(dǎo)律的鐵磁材料可以使絕大部分磁場集中在鐵磁回路中這 一特性制成的可以屏蔽磁場的屏蔽裝置 靜磁屏蔽的作用與靜電屏蔽類似 但是效果沒有靜電屏蔽好 這是因?yàn)榻饘賹?dǎo)體的電導(dǎo)率要 比空氣的電導(dǎo)率大十幾個(gè)數(shù)量級 而鐵磁物質(zhì)與空氣的磁導(dǎo)率的差別只有幾個(gè)數(shù)量級 6 給出第二類邊界條件 為什么電位值不確定 給出第二類邊界條件 為什么電位值不確定 只知道偏導(dǎo)數(shù)沒有基值 7 E 在兩介質(zhì)分界面處是否變化 在兩介質(zhì)分界面處是否變化 切線方向 E 不變 法向方向 D 不變 8 一個(gè)圓形線圈里垂直穿過一個(gè)通入電流的導(dǎo)線 問線圈里有沒有感應(yīng)電動(dòng)勢一個(gè)圓形線圈里垂直穿過一個(gè)通入電流的導(dǎo)線 問線圈里有沒有感應(yīng)電動(dòng)勢 這取決于通入的電流有沒有變化 因?yàn)楫a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的原理是變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電場 若電流有變化則線圈中有感應(yīng)電動(dòng)勢 若電流沒有變化則沒有 9 一個(gè)氣球一個(gè)氣球 表面布滿均勻電荷表面布滿均勻電荷 隨著氣球的不斷吹大隨著氣球的不斷吹大 氣球內(nèi)部和外部的電場都如何變化氣球內(nèi)部和外部的電場都如何變化 外部不變 內(nèi)部場強(qiáng)為零 10 似穩(wěn)電磁場的條件 物理意義 交變電流的頻率較低時(shí) 在電流附近 與之相距比該頻率的電磁波在真空中的波長少得多 的區(qū)域內(nèi) 可以忽略電磁場的推遲效應(yīng) 這樣的區(qū)域中的電磁場即為似穩(wěn)場或準(zhǔn)穩(wěn)場 11 什么樣的電磁場叫靜電場 工頻電場算是靜電場么 什么樣的電磁場叫靜電場 工頻電場算是靜電場么 靜電場是指相對于觀察者靜止且量值不隨時(shí)間變化的電荷所激發(fā)的電場 工頻電場不算靜電場 12 從能量角度分析 一個(gè)接地系統(tǒng)靠近一個(gè)帶正電的孤立帶電球 請問帶電球電位是升從能量角度分析 一個(gè)接地系統(tǒng)靠近一個(gè)帶正電的孤立帶電球 請問帶電球電位是升 高還是降低 高還是降低 相當(dāng)于把球移到無窮遠(yuǎn)處 電場力做功 能量降低 故帶電球電位應(yīng)該是降低 13 電磁場中為什么要引入磁矢位 磁標(biāo)位 有什么物理意義 電磁場中為什么要引入磁矢位 磁標(biāo)位 有什么物理意義 磁矢位的旋度是磁感應(yīng)強(qiáng)度 可以引入是因?yàn)楹愣ù艌鍪菬o源場 引入磁矢位后可以免叉積 的運(yùn)算 此外磁矢位的方向與電流密度方向相同 積分項(xiàng)簡單 并且可以推導(dǎo)出磁矢位的邊 值問題 可以與靜電場類比 磁標(biāo)位的梯度加負(fù)號是磁場強(qiáng)度 可以引入是因?yàn)榇艌鲋袥]有自由電流的區(qū)域可以看作是無 旋場 引入磁標(biāo)位后可以簡化磁場的計(jì)算 但是無自由電流區(qū)域?yàn)槎嗦?lián)通域 使得磁壓為多 值磁壓 故引入磁壁障使磁壓成為單值函數(shù) 14 位移電流的物理意義位移電流的物理意義 位移電流定義為電位移矢量時(shí)間變化率的面積分 在全電流定律中位移電流的部分反映了變 化的電場能夠產(chǎn)生磁場 15 鄰近效應(yīng) 集鄰近效應(yīng) 集膚效應(yīng) 渦流的解釋膚效應(yīng) 渦流的解釋 相互靠近的導(dǎo)體通有交變電流時(shí) 一個(gè)導(dǎo)體中電流激勵(lì)的磁場不僅在自身而且在另一個(gè)導(dǎo)體 中激勵(lì)感應(yīng)電場 且可能分布不均勻 進(jìn)而影響各導(dǎo)體電流密度的分布的現(xiàn)象稱為鄰近效應(yīng) 頻率越高 導(dǎo)體靠得越近 鄰近效應(yīng)愈顯著 集膚效應(yīng)分為磁集膚效應(yīng)和電集膚效應(yīng) 磁集膚效應(yīng)是由于渦流的去磁作用 在鐵心的薄鋼 片內(nèi)部磁通密度小而表面附近大的現(xiàn)象 電集膚效應(yīng)則是由于電磁感應(yīng)使得電流密度分布不 均勻 在導(dǎo)體內(nèi)深處小而在表面附近大的現(xiàn)象 渦流是當(dāng)導(dǎo)體置于交變的磁場中時(shí) 與磁場正交的曲面上產(chǎn)生的閉合的感應(yīng)電流 16 什么叫輻射什么叫輻射 電磁波脫離波源在空間中獨(dú)自傳播的現(xiàn)象 17 一個(gè)導(dǎo)體平板在恒定磁場中平行運(yùn)動(dòng)是否有渦流 為什么 一個(gè)導(dǎo)體平板在恒定磁場中平行運(yùn)動(dòng)是否有渦流 為什么 沒有渦流 因?yàn)槠叫羞\(yùn)動(dòng) 不切割磁感線 18 線形介質(zhì)中自感互感都跟什么有關(guān)線形介質(zhì)中自感互感都跟什么有關(guān) 線性各向同性媒質(zhì)中 自感僅與回路的幾何尺寸 媒質(zhì)參數(shù)有關(guān) 與回路的電流電流無關(guān) 互感不僅與兩個(gè)回路的幾何尺寸和周圍媒質(zhì)有關(guān) 還和兩個(gè)回路之間的相對位置有關(guān) 電機(jī)學(xué) 1 什么是直流電機(jī)什么是直流電機(jī) 直流電機(jī)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和直流電能之間相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)電機(jī) 直流電機(jī)本質(zhì)上是交流電機(jī) 需要通過整流或逆變裝置與外部電路相連接 常見的是采用機(jī)械換向方式的直流電機(jī) 它通 過與電樞繞組一同旋轉(zhuǎn)的換向器和靜止的電刷來實(shí)現(xiàn)電樞繞組中交變的感應(yīng)電動(dòng)勢 電流與 電樞外部電路中直流電動(dòng)勢 電流間的換向 實(shí)質(zhì)是一臺有換向裝置的交流電機(jī) 2 同步機(jī)和異步機(jī)的區(qū)別同步機(jī)和異步機(jī)的區(qū)別 同步電機(jī)定子交流電動(dòng)勢和交流電流的頻率 在極對數(shù)一定的條件下 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格 的同步關(guān)系 同步電機(jī)主要用做發(fā)電機(jī) 也可以用作電動(dòng)機(jī) 還可以用作同步調(diào)相機(jī) 同步 補(bǔ)償機(jī) 同步電機(jī)可以通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)無功功率 從而改善電網(wǎng)的功率因數(shù) 同步電動(dòng)機(jī)主要用于功率比較大而且不要求調(diào)速的場合 同步調(diào)相機(jī)實(shí)際上就是一臺并聯(lián) 在電網(wǎng)上空轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī) 向電網(wǎng)發(fā)出或者吸收無功功率 對電網(wǎng)無功功率進(jìn)行調(diào)節(jié) 異步電機(jī)是一種轉(zhuǎn)速與電源頻率沒有固定比例關(guān)系的交流電機(jī) 其轉(zhuǎn)速不等于同步轉(zhuǎn)速 但 只要定轉(zhuǎn)子極對數(shù)相等 無論轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速如何 定 轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢都以同步轉(zhuǎn)速相對于定子同向 旋轉(zhuǎn) 即二者總是相對靜止 異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī) 缺點(diǎn)是需要從電網(wǎng)吸收滯后的無功 功率 功率因數(shù)總小于 1 異步電機(jī)也可作為發(fā)電機(jī) 用于風(fēng)力發(fā)電場和小型水電站 3 什么是電樞反應(yīng) 直流電機(jī)是否有電樞反應(yīng) 什么是電樞反應(yīng) 直流電機(jī)是否有電樞反應(yīng) 對于同步電機(jī)來說 電樞反應(yīng)是指基波電樞磁動(dòng)勢對基波勵(lì)磁磁動(dòng)勢的影響 直流電機(jī)也有 電樞反應(yīng) 是指電樞磁動(dòng)勢對勵(lì)磁磁動(dòng)勢產(chǎn)生的氣隙磁場的影響 4 異步機(jī)的轉(zhuǎn)子有那幾種折合方式 異步機(jī)的轉(zhuǎn)子有那幾種折合方式 異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的折合算法主要包括頻率折合和轉(zhuǎn)子繞組折合 原則是保持轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢不 變 對定子側(cè)等效 在進(jìn)行這兩種折合之前還有一個(gè)轉(zhuǎn)子位置角的折合 5 電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn) 電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn) 都是由于轉(zhuǎn)子上的繞組受到了電磁力 產(chǎn)生拖動(dòng)性電磁轉(zhuǎn)矩而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 具體來說 同步電機(jī)是由于定子繞組通入三相對稱電流 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)磁極 使得同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極吸引而同步旋轉(zhuǎn) 異步電動(dòng)機(jī)是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子 與定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢有相對運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 進(jìn)而產(chǎn) 生感應(yīng)電流使得轉(zhuǎn)子繞組受到安培力 產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 6 直流機(jī)和異步機(jī)分別有哪幾種調(diào)速方式 直流機(jī)和異步機(jī)分別有哪幾種調(diào)速方式 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 1 改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 包括調(diào)壓調(diào)速 轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速 只用于繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī) 2 變極調(diào)速 只用于籠型異步電動(dòng)機(jī) 3 變頻調(diào)速 多用于籠型異步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速性能最好 但價(jià)格比較高 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 1 電樞串接電阻調(diào)速 只能從基速向下調(diào) 2 改變端電壓調(diào)速 只能從基速向下調(diào) 3 改變磁通調(diào)速 從基速向上調(diào) 弱磁升速 7 簡述 VVVF V F 恒定 保持磁通不變 E 恒定 電機(jī)的基本模型 比如定子的幾個(gè)繞 組 轉(zhuǎn)子上的繞組以及相互間的磁通影響 大家請參看電力系統(tǒng)暫態(tài)分析派克變換的課件 8 為什么我們要制定額定值 讓系統(tǒng)和電機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)下 為什么我們要制定額定值 讓系統(tǒng)和電機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)下 制定額定值是為了便于各種電氣設(shè)備和電機(jī)的設(shè)計(jì)制造及其使用 系統(tǒng)和電機(jī)只有運(yùn)行在額 定狀態(tài)下才能取得最佳的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果 9 有功的發(fā)出原理和計(jì)算方法以及無功的有功的發(fā)出原理和計(jì)算方法以及無功的 V 形曲線 形曲線 對于同步發(fā)電機(jī)來說有功的發(fā)出是由于功角的存在 功角是空載電動(dòng)勢是相電壓之間的夾 角 也可以看成是勵(lì)磁磁動(dòng)勢與相電壓等效合成磁動(dòng)勢之間的夾角 由于同步電機(jī)工作在發(fā) 電狀態(tài)時(shí) 功角大零 故勵(lì)磁磁動(dòng)勢的等效磁極會(huì)吸引相電壓等效合成磁動(dòng)勢的等效磁極 通過磁場的耦合作用將轉(zhuǎn)子的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能輸出 有功功率可以利用功角特性來進(jìn)行計(jì)算 同步發(fā)電機(jī)無功的 V 形曲線是負(fù)載時(shí)電樞電流和勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線 特點(diǎn) 有功功率越 大 V 形曲線越高 每條 V 形曲線都有一個(gè)最低點(diǎn) 最低點(diǎn)是發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的分界點(diǎn) 左邊是欠勵(lì) 超前 右邊是過勵(lì) 滯后 V 形曲線有助于工作人員了解發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況 進(jìn)而對發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制 10 變壓器和異步機(jī)參數(shù)的測試方法 分別在變壓變壓器和異步機(jī)參數(shù)的測試方法 分別在變壓器的哪一側(cè)做 器的哪一側(cè)做 變壓器的參數(shù)測試方法方法有短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn) 短路試驗(yàn)通常在高壓側(cè)做 即在高壓側(cè) 加壓 空載通常在低壓側(cè)做 即在低壓側(cè)加額定電壓 通過短路試驗(yàn)可以測得一次短路電流 為額定值時(shí)的一次短路電流 電壓和短路損耗 由這三個(gè)量可以算出變壓器折合到一次側(cè)的 短路阻抗 短路電阻和短路電抗 通過空載試驗(yàn)可以測得對一次繞組施加額定電壓時(shí)的一次 電壓 二次電壓 一次電流和輸入功率 即空載損耗 由這四個(gè)量可以算得變比 勵(lì)磁阻抗 勵(lì)磁電阻和勵(lì)磁電抗 異步電機(jī)的參數(shù)測試方法有堵轉(zhuǎn)試驗(yàn) 短路試驗(yàn) 和空載試驗(yàn) 均在定子側(cè)加壓 通過堵轉(zhuǎn) 試驗(yàn)可以測得定子電流為額定值時(shí)的定子電壓和短路損耗 進(jìn)而由這三個(gè)量可以算出折合到 定子側(cè)的短路阻抗 短路電阻和短路電抗 通過空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作出空載特性曲線 空載 電壓和空載損耗的關(guān)系曲線 進(jìn)而可以求出機(jī)械損耗和鐵耗 再利用額定電壓下的試驗(yàn)數(shù) 據(jù)和短路試驗(yàn)所得的漏電抗求得勵(lì)磁電阻 勵(lì)磁電抗和勵(lì)磁阻抗 11 電機(jī)有幾種運(yùn)行方式 怎樣判斷電機(jī)是運(yùn)行在哪種方式下 電機(jī)有幾種運(yùn)行方式 怎樣判斷電機(jī)是運(yùn)行在哪種方式下 電機(jī)運(yùn)行的方式主要有發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種方式 對于同步電機(jī)可以根據(jù)電磁功率或者功角的正負(fù)來判斷其運(yùn)行在哪種方式下 按發(fā)電機(jī)慣 例 當(dāng)電磁功率或者功角為正時(shí)同步電機(jī)為發(fā)電機(jī) 當(dāng)電磁功率或者功角為負(fù)時(shí)同步電機(jī)為 電動(dòng)機(jī) 對于直流電機(jī)可以根據(jù)電磁功率的正負(fù)或者電樞電動(dòng)勢和電樞端電壓的大小比較來判斷其 運(yùn)行在哪種方式下 在發(fā)電機(jī)慣例下 當(dāng)電磁功率為正時(shí)為發(fā)電機(jī) 當(dāng)電磁功率為負(fù)時(shí)為電 動(dòng)機(jī) 當(dāng)電樞電動(dòng)勢大于電樞端電壓時(shí)為發(fā)電機(jī) 當(dāng)電樞電動(dòng)勢小于電樞端電壓時(shí)為電動(dòng)機(jī) 12 電機(jī)中哪幾種電機(jī)有阻尼繞組和補(bǔ)償繞組 它們分別的作用 凸極同步電機(jī)有阻尼繞組 直流電機(jī)有補(bǔ)償繞組 13 同步機(jī)的短路特性為什么是一條直線 同步機(jī)的短路特性為什么是一條直線 因?yàn)槎搪返臅r(shí)候 kak IFIF 又由于這時(shí)電樞磁動(dòng)勢是直軸去磁的 故有 kfaf IFFFF 11 又因?yàn)槎搪窌r(shí)氣隙磁動(dòng)磁很小 磁路不飽和 可以看作線性的 故 fkff I故IIF 1 即短路特性是一條直線 如果勵(lì)磁電流不加限制地增大 那么當(dāng)磁 路出現(xiàn)飽和時(shí) 短路特性將不再是直線 14 我們怎么測同步機(jī)的短路電抗 為什么引入普梯爾電抗 和實(shí)際電抗有什么區(qū)別 我們怎么測同步機(jī)的短路電抗 為什么引入普梯爾電抗 和實(shí)際電抗有什么區(qū)別 通過測空載特性曲線和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線來求電樞繞組漏電抗 引入保梯電抗是為了 與漏電抗區(qū)別開來 由于用時(shí)間相矢量圖進(jìn)行理論分析時(shí)并沒有考慮到轉(zhuǎn)子繞組的的漏磁情 況 所以實(shí)際測得的零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線 在電壓較高時(shí) 比理論上的零功率因數(shù)曲線 要低 使得測得的電抗比實(shí)際值大 15 直流電機(jī)啟動(dòng)的電阻設(shè)置的原因 看看電機(jī)學(xué)試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容 直流電機(jī)啟動(dòng)的電阻設(shè)置的原因 看看電機(jī)學(xué)試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容 直流電機(jī)起起動(dòng)時(shí)在電樞回路中串入電阻是為了限制起動(dòng)電流 16 電機(jī)的功率流程 包括各種電機(jī)做發(fā)電和電動(dòng)時(shí)功率的流向和損耗 電機(jī)的功率流程 包括各種電機(jī)做發(fā)電和電動(dòng)時(shí)功率的流向和損耗 同步電動(dòng)機(jī)的功率流程 從電源輸入的電功率 減去定子繞組的銅耗得到電磁功率 電磁功 率再減去空載損耗得到電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率流程 交流電源輸入的有功功率 減去定子銅耗 再減去定子鐵鐵耗 得到電磁功率 電磁功率減去轉(zhuǎn)子銅耗得到機(jī)械功率 機(jī)械功率再減去機(jī)械損耗和附加損耗 得到輸出功率 即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上能夠輸出給機(jī)械負(fù)載的機(jī)械功率 P238 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的功率流程 輸入的機(jī)械功率 減去空載損耗得到電磁功率 電磁功率減去 電樞回路銅耗 再減去勵(lì)磁回路銅耗得到發(fā)電機(jī)輸出的電功率 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的功率流程 輸入的電功率減去勵(lì)磁回路銅 再減去電樞回路銅耗 得到電 磁功率 電磁功率再減去空載損耗得到輸出的機(jī)械功率 17 串勵(lì)直流電機(jī)能否空載啟動(dòng) 串勵(lì)直流電機(jī)能否空載啟動(dòng) P313 還有并勵(lì)和串勵(lì)的區(qū)別 還有并勵(lì)和串勵(lì)的區(qū)別 不能 因?yàn)榇畡?lì)電動(dòng)機(jī)在輕載時(shí) 電磁轉(zhuǎn)矩較小 電樞電流很小 氣隙磁通值很小 轉(zhuǎn)速就 已經(jīng)很高 如果理想空載的話 轉(zhuǎn)速就會(huì)趨于無窮大 所以不允許空載啟動(dòng) 以防發(fā)生危險(xiǎn) 的飛車現(xiàn)象 并勵(lì)和串勵(lì)的區(qū)別主要是結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性的區(qū)別 并勵(lì)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián) 而串勵(lì) 的勵(lì)磁繞組和電樞繞組串聯(lián) 并勵(lì)的機(jī)械特性是硬特性 轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的增大變化很小 串勵(lì)的機(jī)械特性是軟特性 轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的增加迅速下降 機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系 他勵(lì)的機(jī)械特性是硬特性 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械 特性介于并勵(lì)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)特性之間 因而具有串勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能好的優(yōu)點(diǎn) 而沒有空載 轉(zhuǎn)速極高的缺點(diǎn) 18 同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的選擇原則同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的選擇原則 在不需要調(diào)速的大功率場合或者要求改善功率因數(shù)的場合選擇同步電動(dòng)機(jī) 在需要調(diào)速并且 對功率因數(shù)要求不高的場合選用異步電動(dòng)機(jī) 19 雙相異步電機(jī)如何運(yùn)行 單相異步電機(jī)如何運(yùn)行 雙相異步電機(jī)如何運(yùn)行 單相異步電機(jī)如何運(yùn)行 20 變壓器能變換什么物理量 變壓器能變換什么物理量 可以變電壓 變電流 變阻抗 變相位 21 凸極同步發(fā)電機(jī)突然失去勵(lì)磁后會(huì)有什么變化凸極同步發(fā)電機(jī)突然失去勵(lì)磁后會(huì)有什么變化 還有凸極電磁功率 可以帶小負(fù)載 但是重栽時(shí)會(huì)失步 22 變壓器等效電路變壓器等效電路和實(shí)際的區(qū)別和實(shí)際的區(qū)別 磁耦合關(guān)系變到電路問題 原副邊等效 23 異步機(jī)異步機(jī) s 0 什么意思 什么是異步機(jī)同步轉(zhuǎn)速 異步機(jī)與同步機(jī)構(gòu)造上區(qū)別 同步機(jī)什么意思 什么是異步機(jī)同步轉(zhuǎn)速 異步機(jī)與同步機(jī)構(gòu)造上區(qū)別 同步機(jī) 分類 分類 P121 分別用于什么場合 永磁電機(jī)是同步還是異步 分別用于什么場合 永磁電機(jī)是同步還是異步 在實(shí)際運(yùn)行中 異步機(jī) s 0 的情況不可能發(fā)生 因?yàn)槿绻?s 0 則轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相等 轉(zhuǎn)子 與旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)磁相對靜止 轉(zhuǎn)子繞組不再切割磁感線 不再產(chǎn)生感應(yīng)電流 也就不會(huì)再受安培 力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng) 在實(shí)際運(yùn)行中 異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí) 由于轉(zhuǎn)速非常接近同步轉(zhuǎn)速 故 s 約等于 0 異步機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是指電源的頻率 異步機(jī)與同步機(jī)的構(gòu)造區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)子上 同步機(jī)按 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類分為凸極和隱極 凸極電機(jī)用于轉(zhuǎn)速不高的場合 如水輪發(fā)電機(jī) 隱極電機(jī)主 要用于轉(zhuǎn)速較高的場合 如汽輪發(fā)電機(jī) 永磁電機(jī)是同步機(jī) 異步機(jī)的勵(lì)磁由定子電流提供 24 同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比較的優(yōu)缺點(diǎn)同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比較的優(yōu)缺點(diǎn) 同步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用在一些功率比較大而且不要求調(diào)速的場合 優(yōu)點(diǎn)是可以通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電 流來改善電網(wǎng)的功率因數(shù) 缺點(diǎn)是不能調(diào)速 異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)速 能夠廣泛應(yīng)用于多種機(jī)械設(shè)備和家用電器 缺點(diǎn)是需要從電網(wǎng) 吸收滯后的無功功率 難以經(jīng)濟(jì)地在較寬廣的范圍內(nèi)平滑調(diào)速 25 一個(gè)同步發(fā)電機(jī)一個(gè)同步發(fā)電機(jī) 接對稱負(fù)載接對稱負(fù)載 轉(zhuǎn)速恒定轉(zhuǎn)速恒定 定子定子側(cè)功率因數(shù)和什么有關(guān)側(cè)功率因數(shù)和什么有關(guān) 接無限大電網(wǎng)和什接無限大電網(wǎng)和什 么有關(guān)么有關(guān) 跟電機(jī)的內(nèi)阻抗和外加負(fù)載性質(zhì)有關(guān) 內(nèi)功率因數(shù)解 P134 跟勵(lì)磁電流與原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩有 關(guān) 26 同步發(fā)電機(jī)怎么調(diào)有功無功 調(diào)無功時(shí)有功怎么變化 同步發(fā)電機(jī)怎么調(diào)有功無功 調(diào)無功時(shí)有功怎么變化 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí) 通過調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩 進(jìn)而改變發(fā)電機(jī)的輸入功率來調(diào)節(jié)有 功功率 通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)無功功率 調(diào)節(jié)無功功率時(shí) 有功率不會(huì)發(fā)生變化 但調(diào) 節(jié)有功功率時(shí)無功功率也將發(fā)生變化 27 變壓器原理變壓器原理 變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)定律 28 異步電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載增大 轉(zhuǎn)速 定子轉(zhuǎn)子的相關(guān)參數(shù)怎么變化異步電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載增大 轉(zhuǎn)速 定子轉(zhuǎn)子的相關(guān)參數(shù)怎么變化 感應(yīng)電動(dòng)勢等 轉(zhuǎn)速低 定子流增大 轉(zhuǎn)子電流增大 電動(dòng)勢增大 22 211 EskEEEU eS s 增大 29 并聯(lián)合閘四個(gè)基本條件并聯(lián)合閘四個(gè)基本條件 并聯(lián)合閘時(shí)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電壓應(yīng)滿足以下四個(gè)條件 1 幅值相等 波形一致 2 頻率相 等 3 相位相同 4 相序一致 30 直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn) 直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 具有優(yōu)良的調(diào)速性能 調(diào)速范圍寬 精度高 平滑性好 且調(diào)節(jié)方便 還具有較強(qiáng)的過載能力和優(yōu)良的起動(dòng) 制動(dòng)性能 缺點(diǎn) 換向困難 維修量大 成本較高中 31 異步電機(jī)能否發(fā)電異步電機(jī)能否發(fā)電 怎樣啟動(dòng)怎樣啟動(dòng) 異步電機(jī)可以發(fā)電 用于風(fēng)力發(fā)電場和小型水電站 異步電機(jī)要用于發(fā)電機(jī)時(shí) 可以先按異步電動(dòng)機(jī)來起動(dòng) 然后再依次通過減負(fù)載 降電壓來 使轉(zhuǎn)速增大 直到大于同步轉(zhuǎn)速 32 異步機(jī)的繞線分為哪幾種方式 異步機(jī)的繞線分為哪幾種方式 籠型繞組和繞線型繞組 33 什么條件下會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 什么條件下會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 由于每個(gè)脈掁磁動(dòng)勢都可以分解為一個(gè)正轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢和一個(gè)反轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢 在大小 和相差合適的情況下 兩相及以上的脈振磁動(dòng)勢都可以合成得到旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢 34 鼠籠電機(jī) 三線繞組去掉一相后是否還能轉(zhuǎn) 家里的電風(fēng)扇是幾相 鼠籠電機(jī) 三線繞組去掉一相后是否還能轉(zhuǎn) 家里的電風(fēng)扇是幾相 可以 兩相 35 變壓器的等值電路有哪四個(gè)參數(shù) 怎樣通過試驗(yàn)獲得 變壓器的等值電路有哪四個(gè)參數(shù) 怎樣通過試驗(yàn)獲得 短路電阻 短路電抗 勵(lì)磁電阻 勵(lì)磁電抗 短路電阻和短路電抗可以通過短路試驗(yàn)得到 勵(lì)磁電阻和勵(lì)磁電抗可以通過空載試驗(yàn)得到 具體見 10 36 同步電動(dòng)機(jī)和負(fù)載相連 功率因數(shù)由什么決定 和無窮大電網(wǎng)連接 功率因數(shù)由什么同步電動(dòng)機(jī)和負(fù)載相連 功率因數(shù)由什么決定 和無窮大電網(wǎng)連接 功率因數(shù)由什么 決定 決定 見 25 37 理想變壓器原邊接一個(gè)理想變壓器原邊接一個(gè) 220V 有效值的交流電源 串接一個(gè)有效值的交流電源 串接一個(gè) 10 歐姆的電阻 問副邊短歐姆的電阻 問副邊短 路和開路下 原邊電流各是多少 路和開路下 原邊電流各是多少 短路時(shí)是 22A 開路時(shí)是 0 38 電機(jī) 同步電機(jī) 異步電機(jī) 的電樞磁動(dòng)勢是如何產(chǎn)生的 電機(jī) 同步電機(jī) 異步電機(jī) 的電樞磁動(dòng)勢是如何產(chǎn)生的 電機(jī)帶負(fù)載時(shí) 電樞繞組中流過的電流產(chǎn)生的 39 異步電機(jī)什么情況下可以作為發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)速有什么要求 異步發(fā)電異步電機(jī)什么情況下可以作為發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)速有什么要求 異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能不機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能不 能無限增大 為什么 能無限增大 為什么 異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)主要用于風(fēng)力發(fā)電場和小型水電站 轉(zhuǎn)速要大于同步轉(zhuǎn)速 異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不能無限增大 因?yàn)楫惒诫姍C(jī)的轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)是工作于發(fā)電機(jī) 狀態(tài) 如果轉(zhuǎn)速無限增大 就有可能出現(xiàn) 飛車 現(xiàn)象 損壞設(shè)備 還可能影響人身安全 40 異步電機(jī)的等效電路是怎樣的 異步電機(jī)的等效電路是怎樣的 異步電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的 T 型等效電路有六個(gè)參數(shù) 定子電阻 定子電抗 轉(zhuǎn)子電阻 轉(zhuǎn)子電抗 都是折合后 勵(lì)磁電阻 勵(lì)磁電抗 而旋轉(zhuǎn)時(shí)的 T 型等效電路與堵轉(zhuǎn)時(shí)相比 在轉(zhuǎn)子回 路中多一個(gè)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相關(guān)的附加電阻 代表機(jī)械功率 41 通過什么手段將異步電機(jī)等效成電路表示 通過什么手段將異步電機(jī)等效成電路表示 在保持轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢不變 對定子側(cè)等效的情況下對異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行位置角折合 頻 率折合和繞組折合 把轉(zhuǎn)子側(cè)的參數(shù)都折合到定子側(cè)就可以將異步電機(jī)等效成電路來表示 了 42 電機(jī)的勵(lì)磁有什么作用 電機(jī)的勵(lì)磁有什么作用 產(chǎn)生磁場以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換 43 一個(gè)有關(guān)電機(jī)保護(hù)的問題 電機(jī)在什么情況下需要切斷運(yùn)行 一個(gè)有關(guān)電機(jī)保護(hù)的問題 電機(jī)在什么情況下需要切斷運(yùn)行 電機(jī)在失步或出現(xiàn)飛車現(xiàn)象的時(shí)候需要切斷運(yùn)行 如發(fā)生短路故障后 故障線路切除較晚 使同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間失去同步 這時(shí)候應(yīng)該將電機(jī)切斷運(yùn)行 電力電子電力電子 1 普通晶閘管的導(dǎo)通條件及關(guān)斷方法普通晶閘管的導(dǎo)通條件及關(guān)斷方法 導(dǎo)通條件 陽極承受正壓 并且有門極觸發(fā)信號 關(guān)斷方法 給晶閘管加反向電壓 或者減小流過晶閘管的電流 使其電流小于維持電流 2 如何選用晶閘管如何選用晶閘管 電流定額 電壓定額 電壓定額選為正常工作峰值電壓的 2 3 倍 電流定額 通態(tài)平均電流 選為正常使用電流平 均值的 1 5 2 0 倍 3 門極關(guān)斷晶閘管 門極關(guān)斷晶閘管 GTO 與普通晶閘管相似 但結(jié)構(gòu)上把陰極寬度減薄并采用臺式結(jié) 與普通晶閘管相似 但結(jié)構(gòu)上把陰極寬度減薄并采用臺式結(jié) 構(gòu) 因而通過在門極加反壓就能關(guān)斷 但是構(gòu) 因而通過在門極加反壓就能關(guān)斷 但是 GTO 晶閘管也還存在一些問題晶閘管也還存在一些問題 P19 1 關(guān)斷門極電流大 2 Du dt 能力差 需緩沖電路 3 通態(tài)電壓高 導(dǎo)致器件冷卻困難 4 功率場效應(yīng)管 功率場效應(yīng)管 MOSFET 的特點(diǎn) 的特點(diǎn) P23 1 壓控器件 驅(qū)動(dòng)簡單 2 多子導(dǎo)電器件 開關(guān)頻率高 3 電阻率具有正的溫度系數(shù) 器件容易并聯(lián)運(yùn)行 4 無二次擊穿 5 適合于低壓 小功率 高頻的應(yīng)用場合 6 高壓器件的導(dǎo)通電阻大 25 5 絕緣柵雙極性晶體管 絕緣柵雙極性晶體管 IGBT 的特點(diǎn) 的特點(diǎn) P27 1 具有 MOSFET 功率場效應(yīng)管 和 BJT 功率晶體管 的優(yōu)點(diǎn) 2 開關(guān)頻率高 3 導(dǎo)通壓降低 4 驅(qū)動(dòng)簡單 5 容易并聯(lián) 發(fā)展方向 開關(guān)時(shí)間縮短 通態(tài)壓降減小 高壓 大電流 6 變壓器漏抗對整流電路的影響變壓器漏抗對整流電路的影響 由于變壓器漏感的存在 電流換向不可能在瞬間完成 輸出電位不能馬上跳到新導(dǎo)通的那相 電位上 致使輸出平均電壓下降 換相過程對應(yīng)的時(shí)間用電角度表示即換相重疊角 致使輸 出電壓的下降稱為換相壓降 7 產(chǎn)生有源逆變的條件產(chǎn)生有源逆變的條件 1 直流側(cè)一定要有一個(gè)直流電動(dòng)勢源 2 要求晶閘管的控制角大于 pi 2 8 逆變失敗的原因逆變失敗的原因 P66 1 觸發(fā)脈沖丟失或延時(shí) 2 晶閘管失去正向阻斷的能力 3 電源電壓缺相或消失 4 逆變角過小 9 晶閘管觸發(fā)電路對觸發(fā)信號的要求晶閘管觸發(fā)電路對觸發(fā)信號的要求 P70 1 觸發(fā)信號應(yīng)有足夠的幅值 不能太大 也不能太小 2 觸發(fā)信號的寬度至少要大于晶閘管的開通時(shí)間 3 為使器件迅速導(dǎo)通 并提高承受 di dt 的能力 觸發(fā)脈沖電流應(yīng)有一定的上升率 4 為減少門極損耗 晶閘管的觸發(fā)信號都采用脈沖方式 10 晶閘管觸發(fā)電路的基本組成部分晶閘管觸發(fā)電路的基本組成部分 P71 1 同步信號的產(chǎn)生部分 2 移相觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的部分 3 觸發(fā)脈沖的功率放大與隔離輸出部分 11 GTO 晶閘管對門極驅(qū)動(dòng)電路的要求 晶閘管對門極驅(qū)動(dòng)電路的要求 P82 1 門極開通電路 要求門極開通信號有足夠的幅值和上升沿 以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)觸發(fā) 減小開通時(shí)間和開通損耗 要求 門極開通脈沖由高幅值短脈沖和低幅值長脈沖組成 以保證在導(dǎo)通期間連續(xù)提供門極電流 2 門極關(guān)斷電路 門極關(guān)斷電路的電壓值要足夠大 關(guān)斷電流上升率有一定的要求 關(guān)斷脈沖的寬度應(yīng)大于關(guān) 斷時(shí)間與尾部時(shí)間之和 3 門極反偏電路 為了防止 du dt 過大引起誤觸發(fā) 要設(shè)置反偏電路 12 IGBT 和功率和功率 MOSFET 對驅(qū)動(dòng)電路的要求對驅(qū)動(dòng)電路的要求 P88 1 門極電壓最高絕對值小于 20V 2 門極閾值電壓為 2 5 5V 3 用小內(nèi)阻的驅(qū)動(dòng)源 以保證 U GE 有足夠陡的前沿 4 驅(qū)動(dòng)正電平的選擇 U GE 越高 通態(tài)與開關(guān)損耗越小 但短路電流越大 一般 取 12 15V 5 關(guān)斷過程中為了加快關(guān)斷速度 一般取 U GE 為 5 10V 6 門極電阻對開關(guān)速度影響很大 門極電阻越大 開關(guān)損耗越大 門極電阻越小 關(guān) 斷尖峰電壓越高 應(yīng)取合適值 7 控制電路與驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)隔離 8 簡單實(shí)用 有保護(hù) 抗干擾強(qiáng) 13 電力電子器電力電子器件的緩沖電路用來減小器件在開關(guān)過程中產(chǎn)生的過壓 過流 過熱 件的緩沖電路用來減小器件在開關(guān)過程中產(chǎn)生的過壓 過流 過熱 du dt 和和 di dt 確保器件安全可靠運(yùn)行 說出幾種典型的緩沖吸收電路及其用途 確保器件安全可靠運(yùn)行 說出幾種典型的緩沖吸收電路及其用途 P91 關(guān)斷緩沖吸收電路 1 電容吸收電路 開通損耗大 2 RC 阻容吸收電路 廣泛應(yīng)用于大功率二極管 晶閘管和 MOSFET 的過壓吸收 3 充放電式 RCD 緩沖電路 應(yīng)用于 GTO 和功率晶體管 BJT 4 箝位工 RCD 緩沖電路 適用于高頻的 IGBT 器件 5 無損緩沖吸收電路 既有充放電 RCD 的緩沖作用 又能實(shí)現(xiàn)能量回收 開通緩沖吸收電路 14 電壓型逆變器 電壓型逆變器 VSI 與電流型逆變器 與電流型逆變器 CSI 的比較 P116 1 電壓型逆變器 恒壓源 大電容相當(dāng)于恒壓源 180 度導(dǎo)電制 器件只承受正向電壓 需要反并聯(lián)二極管 2 電流型逆變器 恒流源 大電感 120 度導(dǎo)電制 器件要受正反向電壓 3 每相電壓 電流的波形都不同 15 什么是脈寬調(diào)制 什么是脈寬調(diào)制 PWM 技術(shù) 技術(shù) 根據(jù)作用于慣性環(huán)節(jié)的相等原理 用幅值相同 寬度不等的脈沖來等效正弦波的技術(shù) 16 為什么要為什么要 PWM 因?yàn)榉讲孀兤鞔嬖谥C波大 動(dòng)態(tài)響應(yīng)差 電源側(cè)功率因數(shù)低 控制電路復(fù)雜 成本高等問 題 而 PWM 逆變器具有諧波小 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 電源側(cè)功率因數(shù)高 控制電路簡單 成本低 等優(yōu)點(diǎn) 17 正弦電壓脈沖寬度調(diào)制正弦電壓脈沖寬度調(diào)制 SPWM 的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn) P119 優(yōu)點(diǎn) 1 消除諧波效果好 2 既可以調(diào)頻 又可以調(diào)壓 因而動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 3 調(diào)整裝 置的功率因數(shù)提高了 缺點(diǎn) 1 由于元件開關(guān)次數(shù)增多 因此開關(guān)損耗大 2 SPWM 直流電源電壓利用率低 18 正弦電壓正弦電壓 PWM 控制方式控制方式有模擬電路 數(shù)字電路 大規(guī)模集成電路 其中數(shù)字電路方式 有三種方法 自然采樣法 規(guī)則采樣法 直接 PWM 法 19 電流型逆變器電流型逆變器 PWM 與電壓型與電壓型 PWM 的區(qū)別的區(qū)別 P134 1 是把電流波形進(jìn)行脈寬調(diào)制 2 目的主要是為了減小低速運(yùn)行時(shí)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩 主要消除低次的高次諧波 而電壓型逆 變器除了盡量消除較多高次諧波外 還要調(diào)壓和提高動(dòng)態(tài)響應(yīng) 3 在 120 度寬的電流方波中間 60 度范圍內(nèi)不允許進(jìn)行 PWM 4 半周期內(nèi)脈沖寬度之和還保持 120 度 20 為什么電流型逆變器為什么電流型逆變器 PWM 在在 120 度寬的電流方波中間度寬的電流方波中間 60 度范圍內(nèi)不允許進(jìn)行度范圍內(nèi)不允許進(jìn)行 PWM P135 如果電流型逆變器 PWM 在 120 度寬的電流方波中間 60 度范圍內(nèi)進(jìn)行 PWM 就會(huì)產(chǎn)生逆變 器一個(gè)支臂直通的現(xiàn)象 會(huì)造成直流電源短路 這是不允許的 21 多重化技術(shù)解決什么問題 多重化技術(shù)解決什么問題 由于 PWM 技術(shù)管子開關(guān)頻率高 損耗大 大容量逆變器 PWM 無法使用 但電機(jī)要求消諧 波 故采用多重化技術(shù)來改善大容量逆變器的輸出波形 減少諧波分量 使波形盡量接近正 弦波 22 什么是什么是 PWM 簡述電壓 電流 簡述電壓 電流 PWM 的異同 電壓電流逆變的異同 的異同 電壓電流逆變的異同 PWM 技術(shù)是根據(jù)作用于慣性環(huán)節(jié)的沖量相等原理 用幅值相同 寬度不等的脈沖來等效正 弦波的技術(shù) 電壓 電流 PWM 的調(diào)制原理是一樣的 并且都是為了消除濾波 它們的區(qū)別見 19 電壓 電流逆變器的異同見 14 23 什么是電力電子 什么是電力電子 電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù) 是使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的 技術(shù) 電力電子技術(shù)主要用于電力變換 24 半控器件和全控半控器件和全控器件的主要差別 器件的主要差別 半控器件只可用門極信號控制開通而不能關(guān)斷 全控器件既可以用門極信號控制開通 也能 用門極信號控制關(guān)斷 25 換相壓降怎么產(chǎn)生的換相壓降怎么產(chǎn)生的 見 6 26 設(shè)計(jì)電流型逆變器帶異步電機(jī)需要注意什么 設(shè)計(jì)電流型逆變器帶異步電機(jī)需要注意什么 導(dǎo)通角 120 度 有續(xù)流回路 電流型逆變器在換相時(shí)產(chǎn)生尖峰電壓 對晶閘管和二極管的耐壓要求較高 對電動(dòng)機(jī)絕緣也 有一定的影響 所以設(shè)計(jì)時(shí)要注意采取電壓限幅的措施 此外 還要注意無功功率處理電路 的設(shè)計(jì) 為無功電流提供路徑 27 晶閘管整流電路帶純電阻負(fù)載的電源側(cè)功率因數(shù)如何 為什么 晶閘管整流電路帶純電阻負(fù)載的電源側(cè)功率因數(shù)如何 為什么 電源側(cè)功率因數(shù)是感性的 這是由于晶閘管控制角的存在 使得電源的電流滯后于電壓 故 對外呈感性 并且由于交流電源帶整流電路工作時(shí) 通常情況下輸入電流不是正弦波 產(chǎn)生 電流畸變因數(shù) 使得功率因數(shù)較低 28 PWM 的目的 的目的 減小諧波 改善動(dòng)態(tài)響應(yīng) 提高電源側(cè)功率因數(shù) 簡化控制電路 降低成本 29 整流電路中整流電路中 用二極管比用晶閘管功率要大嗎用二極管比用晶閘管功率要大嗎 采用不控整流沒有控制角的影響 與采用晶閘管相比可以改善功率因數(shù) 因此在視在功率相 等的情況下采用二極管比用晶閘管功率應(yīng)該要大 30 電流逆變的優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 關(guān)于四象限電流逆變的優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 關(guān)于四象限 優(yōu)點(diǎn) 輸出電壓波形接近正弦波 由于高次諧波電流被電機(jī)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢基本平衡掉了 直 流環(huán)節(jié)串大電感 在維持電流方向不變情況下 逆變橋和整流橋可以改變極性 因而可以進(jìn) 行四象限運(yùn)行 適于單機(jī)頻繁加減速運(yùn)行 進(jìn)行電流控制時(shí)比電壓型逆變器動(dòng)態(tài)性能好 缺點(diǎn) 輸出的正弦波電壓上有由于元件換相引起的毛刺 低頻時(shí)有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象 31 IGBT 比大功率晶體管有什么優(yōu)點(diǎn) 比大功率晶體管有什么優(yōu)點(diǎn) 開關(guān)頻率高 時(shí)間短 沒有二次擊穿現(xiàn)象 控制功率小 元件容易并聯(lián)運(yùn)行 即 MOSFET 的優(yōu)點(diǎn) 32 SPWM 怎么產(chǎn)生 三角波和正弦波幅值哪個(gè)大 怎么產(chǎn)生 三角波和正弦波幅值哪個(gè)大 通過正弦調(diào)制波和載波三角波的大小比較來產(chǎn)生幅值相同 寬度不等的脈沖來等效正弦波 為了輸出波形不發(fā)生畸變 三角波的幅值應(yīng)大于等于正弦波幅值 33 交交變頻和交直交變頻的區(qū)別 交直交變頻頻率怎么控制 交交變頻和交直交變頻的區(qū)別 交直交變頻頻率怎么控制 交交變頻是從交流電源通過變頻器直接變?yōu)榱硪活l率可調(diào)的交流電 而交直交變頻是把工頻 交流電先通過整流器整流成直流 然后再通過逆變器把直流逆變成為頻率可調(diào)的交流電 交直交變頻電路中 如果使用的是方波逆變器 則通過改變逆變器中元件導(dǎo)通與關(guān)斷頻率的 快慢 就能改變輸出交流電頻率的高低 改變直流環(huán)節(jié)電壓的高低 就能調(diào)節(jié)交流輸出電壓 幅值的大小 如果使用的是 PWM 逆變器 可以通過改變正弦控制波的頻率來改變輸出電 壓的頻率 34 PWM 是什么物理意義 斬波器是否用到是什么物理意義 斬波器是否用到 PWM 為什么要等效成正弦波 PWM 技術(shù)是根據(jù)作用于慣性環(huán)節(jié)的沖量相等原理 用幅值相同 寬度不等的脈沖來等效正 弦波的技術(shù) 主要是為了消除諧波 斬波器是直流高壓器 沒有用到 PWM 等效成正弦波是因?yàn)榉讲ǖ闹C波強(qiáng) 用于驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生 6K 次脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩 當(dāng)脈動(dòng) 頻率和電機(jī)自然頻率相近時(shí) 容易引起共振 很難得到穩(wěn)定的低速運(yùn)行 35 在電壓型在電壓型 PWM 中 是怎么實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)頻和調(diào)壓的 中 是怎么實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)頻和調(diào)壓的 P118 由于 PWM 是通過正弦調(diào)制波和載波三角波的大小比較來實(shí)現(xiàn)用幅值相同 寬度不等的脈沖 來等效正弦波的 因此要想改變逆變器輸出電壓基波幅值大小以及頻率高低 只要改變正弦 調(diào)制波的幅值及頻率就可以 36 IGBT 的開關(guān)頻率的開關(guān)頻率 P29 一般為 18 到 20kHz 37 大功率晶體管正向安全工作范圍受哪些條件限制大功率晶體管正向安全工作范圍受哪些條件限制 P21 安全區(qū)大體分為四個(gè)區(qū) 第一區(qū)受集電極電流大小限制 第二區(qū)受管子耗散功率限制 第三 區(qū)受二次擊穿限制 第四區(qū)受管子一次擊穿電壓限制 38 第三道題李永東老師問的 PWM 都有哪些 不太理解問的是什么 接著李老師問我 知道什么是 PWM 嗎 馬上回答是根據(jù)伏秒積面積等效原理 用幅值相等 寬度不等的 脈沖等效正弦波 主要目的是消諧波 最后在提示下說出了正弦電壓 PWM SPWM 正弦電流 PWM 直流 PWM 期間我還問李老師多重化技術(shù)算 PWM 嗎 他說不算 PWM 有電壓型逆變器 PWM 正弦電流 PWM 正弦磁鏈 PWM 優(yōu)化 PWM 電流型逆 變器 PWM 其中優(yōu)化 PWM 著重消除低次諧波 更高次數(shù)諧波可通過濾波電路解決 39 DC DC 變換電路溫升過高怎么回事 怎么辦 40 整流和逆變都會(huì)引起電網(wǎng)諧波污染 請問為什么電網(wǎng) 電源側(cè) 會(huì)被污染 博 因?yàn)榻涣麟娫磶д麟娐饭ぷ鲿r(shí) 通常輸入電流不是正弦波 而逆變時(shí)由于逆變角的影響 輸出到電網(wǎng)側(cè)的交流電也不是正弦波 都有諧波存在 故電網(wǎng)會(huì)被污染 41 整流過程中的換向會(huì)引起什么變化 整流過程中的換向會(huì)引起什么變化 由于變壓器漏感的存在 電流換向不可能在瞬間完成 輸出電位不能馬上跳到新導(dǎo)通的那相 電位上 致使輸出平均電壓下降 42 吸收式吸收式 RCD 的原理 應(yīng)用的原理 應(yīng)用 原理 當(dāng)器件關(guān)斷時(shí) 電源經(jīng)二極管向電容充電 由于二極管的正向?qū)▔航岛苄?所以關(guān) 斷時(shí)的過壓吸收效果與電容吸收電路相當(dāng) 當(dāng)器件開通時(shí) 電容通過電阻放電 限制了器件 中的開通尖峰電流 主要應(yīng)用于開關(guān)頻率不太高的 GTO 和大功率晶體管 43 晶閘管整流電路帶純電阻負(fù)載為什么電路對外表現(xiàn)感性晶閘管整流電路帶純電阻負(fù)載為什么電路對外表現(xiàn)感性 這是由于晶閘管控制角的存在 使得電源的電流滯后于電壓 故對外呈感性 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 1 變壓器和發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)條件 變壓器和發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)條件 變壓器并聯(lián)運(yùn)行運(yùn)行的條件 1 一 二次額定電壓分別相等 2 二次線電壓對一次線電 壓的相位移相同 3 短路阻抗標(biāo)幺值相等 1 2 為必要條件 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的條件 1 幅值相等 波形一致 2 頻率相等 3 相位相同 4 相序一 致 2 一次調(diào)頻和二次調(diào)頻一次調(diào)頻和二次調(diào)頻 一次調(diào)頻是利用發(fā)電機(jī)上的調(diào)速器調(diào)整原動(dòng)機(jī)的輸入功率的調(diào)整過程 一條直線 二次調(diào) 頻是利用發(fā)電機(jī)上的調(diào)頻器參與調(diào)整的調(diào)頻過程 直線簇 原則一 帶調(diào)速器的機(jī)組 只要有可調(diào)容量 都參加一次調(diào)頻 原則二 二次調(diào)頻由部分電廠承擔(dān) 主調(diào)頻機(jī)組或廠 負(fù)荷增量主要由它們承擔(dān) 主調(diào)頻機(jī)組 廠 的要求 有足夠的可調(diào)容量 有一定的調(diào)整速度 調(diào)整時(shí)能符合安全 經(jīng) 濟(jì)的要求 3 簡述等微增率準(zhǔn)則和等面積法則簡述等微增率準(zhǔn)則和等面積法則 等微增率準(zhǔn)則 如果存在發(fā)電成本的最優(yōu)解 則在最優(yōu)解中 所有機(jī)組的發(fā)電成本微增率 IC 相等 成本微增率 IC 增加單位出力 單位時(shí)間內(nèi)增加的發(fā)電成本 等面積定則是用于判斷單機(jī)無窮大系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的一種定量方法 理論依據(jù)是能量守恒定 理 可以計(jì)算故障時(shí)的極限切除角度 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障之后的功角特性曲線低于原動(dòng)機(jī)輸 入機(jī)械功率 即輸出電功率小于輸入機(jī)械功率 轉(zhuǎn)子開始加速 原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率與功角 特性曲線所圍面積稱加速面積 切除故障后 功角曲線上升 輸出電功率大于輸入機(jī)械功率 轉(zhuǎn)子開始減速 功角特性曲線與原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率所圍面積稱減速面積 當(dāng)發(fā)電機(jī)的減 速面積等于加速面積 轉(zhuǎn)子的角速度恢復(fù)到同步轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子角達(dá)到其極值并開始減小 4 為什么我們要引入派克變換 引入的前提條件是什么 為什么又要在派克變換中引入標(biāo)為什么我們要引入派克變換 引入的前提條件是什么 為什么又要在派克變換中引入標(biāo) 么值 么值 引入派克變換是因?yàn)殡姍C(jī)基于 abc 坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型為時(shí)變模型 難于分析 引入派克變換后 相當(dāng)于站在與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系上觀察 可以將時(shí)變數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為非時(shí)變數(shù)學(xué)模型 引入前提是電機(jī)的時(shí)變數(shù)學(xué)模型是基于 理想電機(jī) 的假設(shè)得到的 在派克變換中引入標(biāo)幺值是為了解決電感矩陣不對稱即互感不可逆的問題 以及電感參數(shù)與 電機(jī)傳統(tǒng)電抗參數(shù)不一致的問題 5 標(biāo)么值的優(yōu)缺點(diǎn) 標(biāo)么值的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 1 易于比較 分析元件特性與參數(shù) 2 各級電壓標(biāo)幺值都近似等于 1 3 對于三相電路的計(jì)算與單相的計(jì)算是一致的 4 多電壓級網(wǎng)絡(luò) 基準(zhǔn)電壓選取正確可以消去變壓器 缺點(diǎn) 無量綱 物理概念不如有名值清楚 6 三種解非線性方程的解法三種解非線性方程的解法 引入 引入 PQ 分解的條件和原因 分解的條件和原因 1 雅可比迭代法 計(jì)算簡單 但收斂性差 收斂速度慢 2 高斯 塞德爾迭代法 收斂速度比雅可比迭代法有所提高 3 牛頓 拉夫遜法 將求解非線性方程組的問題轉(zhuǎn)化為反復(fù)求解一組線性化的修正方程 并對變量進(jìn)行不斷修正的迭代過程 又稱切線法 引入 PQ 分解的條件 牛頓 拉夫遜法極坐標(biāo)形式為基礎(chǔ) 1 電力系統(tǒng)高壓網(wǎng)絡(luò)中 網(wǎng)絡(luò)元件的電抗遠(yuǎn)大于電阻 2 線路兩端電壓的相角差較小 3 iiii QBU 2 引入 PQ 分解的原因是為了進(jìn)一步提高計(jì)算速度和降低存儲量 7 潮流方程的本質(zhì)是什么 潮流方程的本質(zhì)是什么 潮流方程的本質(zhì)是根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流定律 用功率代替電流 列出的電壓方程和功率方程 即節(jié) 點(diǎn)的流入功率等于流出功率 節(jié)點(diǎn)功率首衡 8 Y 矩陣和矩陣和 Z 矩陣的得出方法 矩陣的得出方法 Y 矩陣 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣 可以直接按定義形成 自導(dǎo)納 ii Y就是與節(jié)點(diǎn) i 直接相連的支路導(dǎo)納 之和 互導(dǎo)納 ij Y就是節(jié)點(diǎn) i 與 j 之間支路導(dǎo)納的負(fù)值 Z 矩陣 節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣 可以利用 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣求逆形成 間接法 也可以利用支路追加法由計(jì)算機(jī)自動(dòng)形成 直接法 9 無功補(bǔ)償時(shí)串補(bǔ)和并補(bǔ)的比較 幾種電力系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)方式 無功補(bǔ)償時(shí)串補(bǔ)和并補(bǔ)的比較 幾種電力系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)方式 10 四種接地的短路電流計(jì)算方法 幾種不對稱接地方式的序電路四種接地的短路電流計(jì)算方法 幾種不對稱接地方式的序電路 對稱分量法 1 故障部分很小 整個(gè)系統(tǒng)的正常部分參數(shù)仍然是對稱的 故障部分可 以等效為不對稱電源 2 任何一個(gè)三相電源都可以分解為正 負(fù) 零序分量的組合 加之 各序分量對于對稱電路是相互獨(dú)立的 所以可以對各序分量求解后疊加即可 單相對地 串聯(lián) 兩相直接接地 并聯(lián) 兩相間短路 正負(fù)序電路并聯(lián) 零序電路開路 三相對地 是對稱短路 可用單相代替三相進(jìn)行分析 11 變壓器變壓器 Y Y0 d 解法下的零序電路 注意幾種開關(guān)的配合的意 解法下的零序電路 注意幾種開關(guān)的配合的意 Y 內(nèi)外都不通 未接地 無零序通路 Y0 外通內(nèi)不通 d 內(nèi)通外不通 12 電能質(zhì)量 電壓等級和機(jī)端線路電壓的配合 比如變壓器端 發(fā)電機(jī)端額定電壓的制 電能質(zhì)量 電壓等級和機(jī)端線路電壓的配合 比如變壓器端 發(fā)電機(jī)端額定電壓的制 定原則 定原則 電能質(zhì)量是指電能的電壓 頻率和波形三個(gè)方面 變壓器二次側(cè)直接與用電設(shè)備相聯(lián)時(shí)才較線路額定電壓高 5 變壓器二次側(cè)接 380 伏低配電網(wǎng)時(shí) 其二次側(cè)額定電壓為 400 伏 13 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求 見概論部分 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求 見概論部分 特點(diǎn) 1 密切性 與國民經(jīng)濟(jì) 人民生活水平聯(lián)系緊密 2 短促性 各種暫態(tài)過程時(shí)間非常短促 3 同時(shí)性 電能的生產(chǎn) 輸送分配及消費(fèi)是同時(shí)進(jìn)行的 電能不能大量儲存 要求 可靠性高 電能質(zhì)量高 經(jīng)濟(jì)性好 14 我國電網(wǎng)分幾級 分那幾個(gè)電網(wǎng) 有那些發(fā)電公司 看調(diào)度自動(dòng)化概論課件 我國電網(wǎng)分幾級 分那幾個(gè)電網(wǎng) 有那些發(fā)電公司 看調(diào)度自動(dòng)化概論課件 我國的電網(wǎng)分 5 級 國調(diào) 網(wǎng)調(diào) 省調(diào) 地調(diào) 縣調(diào) 電網(wǎng) 西北 東北 華東 華中 華北 南方 發(fā)電公司 華能 華電 大唐 龍?jiān)?中國電力投資公司 中電投 15 繼保三段的定繼保三段的定義和整定原則 快速義和整定原則 快速 靈敏靈敏 選擇選擇 可靠可靠 一段整定 又稱電流速斷 即在下一線路出口處短路時(shí)不動(dòng)作 保護(hù)不了線路全長 二段整定 又稱限時(shí)電流速斷 即在下一線路一段保護(hù)范圍末端短路時(shí)不動(dòng)作 注 其實(shí)現(xiàn) 方法是 限時(shí) 即二段保護(hù)在一段保護(hù)后 dt 0 5s 或 1s 動(dòng)作 二段保護(hù)延長保護(hù)范圍至 下一線路一段保護(hù)范圍 三段整定 又稱定時(shí)限過電流 動(dòng)作電流大于線路最大負(fù)載電流 三段不僅能保護(hù)本段全長 而且也能保護(hù)相鄰下一線路全長 16 電壓水平取決于什么 頻率水平取決于什么 電壓水平取決于什么 頻率水平取決于什么 電壓水平取決于無功平衡水平 頻率水平取決于有有功平衡水平 17 電力系統(tǒng)的組成和劃分 參看電力系統(tǒng)的概論 電力系統(tǒng)的組成和劃分 參看電力系統(tǒng)的概論 電力系統(tǒng)由一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)組成 一次系統(tǒng)電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī) 電力網(wǎng)絡(luò) 輸電線路 變壓器 開關(guān)設(shè)備和母線 負(fù)荷組成 二次系統(tǒng)是為了保證一次系統(tǒng)的安全 可靠和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行所需的各種信息系統(tǒng)及其操作機(jī) 構(gòu) 18 火電 水電的發(fā)電作用 什么時(shí)候用什么電 看電力系統(tǒng)分析功率平衡部分 火電 水電的發(fā)電作用 什么時(shí)候用什么電 看電力系統(tǒng)分析功率平衡部分 豐水期的時(shí)候 水電全力發(fā)電 避免無謂的棄水 而由于效率不高的中溫中壓凝汽式火電廠 承擔(dān)主要調(diào)頻任務(wù) 在枯水季節(jié) 水電廠主要用于主調(diào)頻廠 可抽水蓄能 主要是火電發(fā)電 19 常用的變壓器連接組標(biāo)號 常用的變壓器連接組標(biāo)號 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定三相雙繞組電力變壓器的聯(lián)結(jié)組為 YNd11 Yyn0 Dyn11 Yd11 YNd11 聯(lián)結(jié)組主要用于高壓輸電線路中 使電力系統(tǒng)的高壓側(cè)中性點(diǎn)可以接地 Yyn0 和 Dyn11 聯(lián) 結(jié)組主要用于配電變壓器