電機(jī)第一次作業(yè)

1、電機(jī)學(xué)第一次作業(yè)1、 電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域起著哪些作用？答：電能是現(xiàn)代能源中應(yīng)用最廣的二次能源，適宜于大量生產(chǎn)、集中管理、遠(yuǎn)距離傳輸、靈活分配及自動(dòng)控制。而電機(jī)是與電能的生產(chǎn)、變換、分配、使用和控制有關(guān)的能量轉(zhuǎn)換機(jī)械，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域起著極其重要的作用。電機(jī)是電能的生產(chǎn)、傳輸和分配中的主要設(shè)備：在電力工業(yè)中，發(fā)電機(jī)和變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要電氣設(shè)備。在發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)經(jīng)由汽輪機(jī)、水輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械帶動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將一次能源轉(zhuǎn)化而來(lái)的機(jī)械能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的電氣設(shè)備。電機(jī)是各種生產(chǎn)機(jī)械和裝備的動(dòng)力設(shè)備。在機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)、農(nóng)業(yè)、各類企業(yè)、采礦

2、場(chǎng)、交通運(yùn)輸?shù)确矫娑夹枰姍C(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)和國(guó)防設(shè)施的自動(dòng)化程度越來(lái)越高。各種各樣的控制電機(jī)被用作執(zhí)行、檢測(cè)、放大和解算元件，眾多的各種容量的精密控制電機(jī)是整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件。2、按功能來(lái)分，可將電機(jī)分為哪幾種類型？答：按功能來(lái)分，可將電機(jī)分為不同的類型：1、 發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。2、 電動(dòng)機(jī)，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。3、 變壓器、移相器、變頻機(jī)、變流機(jī)，將一種電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的電能，即分別用于改變電能的電壓、相位、頻率和電流。4、 控制電機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為產(chǎn)生、傳遞信號(hào)的元件或伺服元件。3、根據(jù)應(yīng)用電流的種

3、類，旋轉(zhuǎn)電機(jī)可分為哪幾種類型？答：根據(jù)應(yīng)用電流的種類，旋轉(zhuǎn)電機(jī)可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩類，交流電機(jī)中又可分為感應(yīng)電機(jī)（也稱為異步電機(jī)）、同步電機(jī)和交流換向器電機(jī)三種。4、電機(jī)中所用的材料有哪些？各起什么作用？對(duì)這些材料又有哪些要求？答：1.導(dǎo)電材料，用于電機(jī)中的電路系統(tǒng)。為減小線路損耗，要求導(dǎo)電材料的電阻率小。常用紫銅及鋁。2.導(dǎo)磁材料，用于電機(jī)中的磁路系統(tǒng)。為了在一定勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)下產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)并降低鐵耗，要求導(dǎo)磁材料有較高的磁導(dǎo)率和較低的鐵耗系數(shù)，交流磁路中常用硅鋼片、直流磁路常用鋼板和鑄鋼。3.絕緣材料，作為帶電體之間及帶電體與鐵心之間的電氣隔離。要求材料的介電強(qiáng)度高且耐熱強(qiáng)度好。電機(jī)中

4、所用絕緣材料，按耐熱能力可分為A、E、B、F、H等五級(jí)，其最高允許工作溫度分別為105、120、130、155、180。4.結(jié)構(gòu)材料，支撐和連接各個(gè)部件，使各部件構(gòu)成整體。要求材料的機(jī)械強(qiáng)度好，加工方便、重量輕，常用鑄鋼、鑄鐵、鋼板、鋁合金及工程塑料。5、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種？答：他勵(lì)：他勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的電流由外電源供給，與電樞回路沒有電的聯(lián)系。 并勵(lì)：直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，勵(lì)磁繞組的端電壓等于電樞繞組的端電壓。 串勵(lì)：直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，勵(lì)磁繞組的電流與電樞繞組的電流相等。 復(fù)勵(lì)：直流電機(jī)的主極上有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，其中一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)，另一個(gè)和電樞繞組串聯(lián)

5、。6、直流電機(jī)有哪些主要額定值？各代表什么意義？答：1）額定容量；指額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率，對(duì)滯留發(fā)電機(jī)的功率來(lái)說(shuō)，是指電刷端輸出的功率。 2）額定電壓；指額定運(yùn)行時(shí)電刷兩端的電壓。 3）額定電流；指額定運(yùn)行時(shí)經(jīng)電刷輸出或輸入的電流。 4）額定轉(zhuǎn)速；至額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。 5）勵(lì)磁方式和額定勵(lì)磁電流；指勵(lì)磁電流的供給方式和額定運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流的大小。 6）額定效率；指額定運(yùn)行時(shí)的效率。 7）額定轉(zhuǎn)矩；指額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩。 8）額定溫升。指額定運(yùn)行時(shí)的溫度升高值。7、單疊繞組的連接特點(diǎn)是什么？答：?jiǎn)委B繞組的連接特點(diǎn)是：同一個(gè)元件的兩個(gè)出線端連接于相鄰的兩個(gè)換向片上，相鄰元件依次串聯(lián)，后一個(gè)元件的首

6、端與前一個(gè)元件的尾端連在一起，并接到同一個(gè)換向片上，最后一個(gè)元件的尾端與第一個(gè)元件的首端連在一起，形成一個(gè)閉合回路。緊相串聯(lián)的兩個(gè)元件的端接部分緊“疊”在一起，所以形象地稱為“疊繞組”。單疊繞組的合成節(jié)距和換向器節(jié)距等于±1，即y=yc=±1。8、什么是電樞反應(yīng)？答：直流電機(jī)空載時(shí)的氣隙磁通密度分布是一個(gè)在空間固定的平頂波，當(dāng)直流電機(jī)帶上負(fù)載后，電樞繞組中有電流流過(guò)，電樞電流將產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢(shì)，因此負(fù)載時(shí)的氣隙磁場(chǎng)將由主磁極磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)共同建立。負(fù)載時(shí)，電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響，稱為電樞反應(yīng)。9、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有哪幾種？答：直流電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法有三種：直

7、接起動(dòng)、電樞回路串電阻起動(dòng)、降壓起動(dòng)。1）直接起動(dòng)：直接起動(dòng)又稱為全壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)先給勵(lì)磁繞組加上勵(lì)磁電流，使主磁場(chǎng)完全建立起來(lái)，然后把電樞接到額定電壓的電源上，此時(shí)電樞電流與主極磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)就會(huì)起動(dòng)起來(lái)。直接起動(dòng)時(shí)，開始時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n0，電樞的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea亦為0，故起動(dòng)電流Ist很大，可達(dá)到額定電流IN的十幾倍。2）電樞回路串電阻起動(dòng)：為限制起動(dòng)電流，起動(dòng)時(shí)可在電樞回路串入可變電阻Rst（通常稱為起動(dòng)電阻），待轉(zhuǎn)速上升后再逐步將起動(dòng)電阻切除。電樞串入起動(dòng)電阻Rst時(shí)，起動(dòng)電流為。只要Rst選得合適，就可將起動(dòng)電流Ist限制在允許的范圍內(nèi)。3）降壓起動(dòng)：當(dāng)他勵(lì)直流電動(dòng)

8、機(jī)的電樞回路由專用調(diào)壓直流電源供電時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)加到電樞上的電壓，也可限制起動(dòng)電流。降壓起動(dòng)是一種比較理想的起動(dòng)方法。起動(dòng)過(guò)程中的損耗小，起動(dòng)比較平穩(wěn)，但須有專用的調(diào)壓直流電源。10、什么是電機(jī)的制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)？他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)有哪幾種？答：當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩Te的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相同時(shí)，稱為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；此時(shí)電動(dòng)機(jī)吸收電能，并將它轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩Te的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相反時(shí)，稱為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；此時(shí)電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能，并將它轉(zhuǎn)化為電能輸出；或者同時(shí)吸收機(jī)械能和電能，將其消耗在電阻中。電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。1）能耗制動(dòng)：能耗制動(dòng)是把正常運(yùn)行的電動(dòng)

9、機(jī)的電樞從電網(wǎng)斷開，接上一個(gè)外加的制動(dòng)電阻Rbk構(gòu)成閉合回路，制動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流的大小和方向不變。改變制動(dòng)電阻Rbk的大小，可以改變能耗制動(dòng)機(jī)械特性曲線的斜率，從而改變起始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小，以及下放位能性負(fù)載的穩(wěn)定速度。制動(dòng)電阻Rbk越小，起始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩亦越大，可以縮短制動(dòng)時(shí)間，但下放位能性負(fù)載的穩(wěn)定速度越小。但制動(dòng)電阻過(guò)小，將會(huì)造成制動(dòng)電流過(guò)大；通常最大制動(dòng)電流限制在22.5IN。能耗制動(dòng)具有線路簡(jiǎn)單、可靠的特點(diǎn)，制動(dòng)過(guò)程中不需要從電網(wǎng)吸收電功率，比較經(jīng)濟(jì)，并且當(dāng)轉(zhuǎn)速n0時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩Te0。對(duì)于反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的拖動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車,也可用于穩(wěn)定下放位能性重物。2）反接制動(dòng)：反接制動(dòng)可以由

10、兩種方法實(shí)現(xiàn)，一種是電樞反接制動(dòng)；另一種是倒拉反接制動(dòng)。A、電樞反接制動(dòng)：電樞反接制動(dòng)，也稱正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)。它是把運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)下的電樞外接電壓的極性突然改變，并同時(shí)在電樞回路中串入限流制動(dòng)電阻Rbk。反接制動(dòng)時(shí)，電源輸入的電功率和負(fù)載輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)化成電功率后，全部消耗在電樞回路的電阻上。B、倒拉反接制動(dòng)：倒拉反接制動(dòng)也稱正接反轉(zhuǎn)制動(dòng)，它一般發(fā)生在起重機(jī)提升重物轉(zhuǎn)為下放重物的情況。3）回饋制動(dòng)：在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)在外部條件作用下，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速n大于理想空載轉(zhuǎn)速n0時(shí)，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea將大于電樞電壓U，電樞電流將改變方向（與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相反），使電磁轉(zhuǎn)矩亦改變方向，但電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向未變

11、，所以電磁轉(zhuǎn)矩將與轉(zhuǎn)速方向相反，電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)電機(jī)向電源回饋電能，所以稱為回饋制動(dòng)，也稱為再生制動(dòng)?；仞佒苿?dòng)分為正向回饋制動(dòng)和反向回饋制動(dòng)兩種。A、正向回饋制動(dòng)時(shí)機(jī)械特性為。B、反向回饋制動(dòng)的機(jī)械特性表達(dá)式為。11、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式有哪幾種？答：改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以有三種方法：1）調(diào)節(jié)電樞外串電阻Rad，使轉(zhuǎn)速?gòu)膎N向下調(diào)節(jié)。2）調(diào)節(jié)電樞端電壓U，使轉(zhuǎn)速?gòu)膎N向下調(diào)節(jié)。3）調(diào)節(jié)勵(lì)磁磁通，使轉(zhuǎn)速?gòu)膎N向上調(diào)節(jié)。1）電樞回路串電阻調(diào)速：電動(dòng)機(jī)外加額定電壓UN，勵(lì)磁電流為額定勵(lì)磁電流IfN時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電樞回路串聯(lián)的附加電阻Rad來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。電樞串電阻調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性較差，一般用于串勵(lì)或復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的電車等生產(chǎn)機(jī)械上。2）降低電源電壓調(diào)速：降壓調(diào)速需要專用調(diào)壓直流電源，降壓調(diào)速時(shí)電樞回路中沒有附加電阻，且勵(lì)磁電流為額定勵(lì)磁電流IfN，通過(guò)平滑地調(diào)節(jié)電樞外加電壓，可以得到一族平行于固有機(jī)械特性的人為機(jī)械特性。降低電源電壓調(diào)速多用于對(duì)調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械上，如機(jī)床、軋鋼機(jī)、造紙機(jī)等。3）弱磁調(diào)速：弱磁調(diào)速是在電樞