《電機(jī)與拖動(dòng)》習(xí)題及答案

《電機(jī)與拖動(dòng)》（第2版）

習(xí)題及答案

電機(jī)與拖動(dòng)

項(xiàng)目一

一、填空題

(1)變壓器是一種能夠電能而不改變其交流電源的靜止電能

轉(zhuǎn)換器。

(2)按鐵芯和繞組組合結(jié)構(gòu)的不同，變壓器可分為和兩種。

(3)變壓器的空載運(yùn)行是指變壓器的一次繞組、二次繞組時(shí)

的工作狀態(tài)。

(4)一臺(tái)變壓器的變壓比為1：15,當(dāng)它的一次繞組接到220V的交流電源上時(shí)，二

次繞組輸出的電壓是V。

(5)收音機(jī)的輸出變壓器二次側(cè)所接揚(yáng)聲器的阻抗為8C,如果要求一次側(cè)等效阻抗

為288C,則該變壓器的變壓比應(yīng)為。

(6)短路試驗(yàn)是為了檢測(cè)變壓器的、和o

(7)三相變壓器繞組的星形連接是指把三相繞組的末端連在一起，構(gòu)成,

三相繞組的首端分別的連接方式。

(8)兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，要求變壓比誤差不能超過。

二、簡答題

(1)為什么要高壓輸送電能？

(2)試簡述變壓器空載試驗(yàn)的實(shí)際意義。

(3)變壓器帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，輸出電壓的變動(dòng)與哪些因素有關(guān)？

(4)變壓器并聯(lián)運(yùn)行沒有環(huán)流的條件是什么？

(5)電流互感器工作在什么狀態(tài)？為什么嚴(yán)禁電流互感器二次側(cè)開路？為什么二次

側(cè)和鐵芯要接地？

三、計(jì)算題

(1)單相變壓器的一次繞組為2000匝，變壓比K=30,一次繞組接入工頻電源時(shí)

鐵芯中的磁通最大值0m=0.015Wb。試計(jì)算一次繞組、二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各為多少？

(2)單相變壓器的額定容量是100kV?A,額定電壓是6000/230V,滿載下負(fù)載的

等效電阻4=0.25Q,等效感抗XL=0.44￡K試求負(fù)載的端電壓及變壓器的電壓變化率。

2

習(xí)題答案

項(xiàng)目二

一、填空題

(1)直流電機(jī)主磁極的作用是產(chǎn)生________________,它由________和兩

部分組成。

(2)直流電機(jī)的電刷裝置主要由________、、、、

和等組成。

(3)電樞繞組的作用是產(chǎn)生____________________和通過,使電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)

電能量轉(zhuǎn)換。

(4)直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有、、和等類型。

(5)直流電機(jī)的額定功率是指電機(jī)長期額定運(yùn)行所允許的。

二、簡答題

(1)簡述直流發(fā)電機(jī)的工作原理。

(2)什么是直流電機(jī)的換向？有哪些方法可以改善換向？

(3)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性在什么條件下求取？有哪幾條曲線？

三、計(jì)算題

(1)有一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)為國=100kW,UN=220V,IN=517A,

=1200r/min,R,=0.05Q,空載損耗々=2kW。試求：

①電動(dòng)機(jī)的效率〃；

②電磁功率匕,；

③輸出轉(zhuǎn)矩

(2)有一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)為&=96kW,t/N=440V,/N=255A,

=5A,nN=1550r/min,并已知凡=0.087復(fù)。試求：

①電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩T/

②電動(dòng)機(jī)的額定電磁轉(zhuǎn)矩心“；

③電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速“0。

3

電機(jī)與拖動(dòng)

項(xiàng)目三，

一、填空題

(1)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法有啟動(dòng)、啟

動(dòng)和啟動(dòng)等。

(2)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的瞬間，轉(zhuǎn)速為0,____________________也為0,加之電

樞電阻又很小，所以啟動(dòng)電流很大，通?？蛇_(dá)到額定電流的倍。

(3)直流電動(dòng)機(jī)的電氣調(diào)速方法主要有調(diào)速、

調(diào)速和調(diào)速三種。

(4)電樞電路串電阻調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速將隨主磁通的減小而。

二、簡答題

(1)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載有哪幾種類型？它們各有什么樣的轉(zhuǎn)矩特性？

(2)畫圖說明他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的三種人為機(jī)械特性曲線。

三、計(jì)算題

(1)已知一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為：&=10kW,q.=220V,/N=53.4A,

=1500r/min,Rt=0.4Q?試?yán)L制以下幾種情況的機(jī)械特性：

①固有機(jī)械特性；

②電樞電路串聯(lián)1.6C電阻的機(jī)械特性；

③電源電壓降至額定電壓一半的機(jī)械特性；

④磁通減少30%的機(jī)械特性。

(2)已知一臺(tái)與計(jì)算題(1)數(shù)據(jù)相同的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，試求：

①在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩及空載轉(zhuǎn)矩；

②理想空載轉(zhuǎn)速和實(shí)際空載轉(zhuǎn)速；

③負(fù)載為額定負(fù)載一半時(shí)的轉(zhuǎn)速；

④〃=1600r/min時(shí)的電樞電流。

(3)已知他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：R=7.5kW,UN=110V,/N=85.2A,

公=750r/min,K,=0.130。試求：

①直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流是額定電流的多少倍？

②若限制啟動(dòng)電流為1.5倍額定電流，則電樞電路應(yīng)串聯(lián)多大的電阻？

4

習(xí)題答案

(4)若負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為。=0.94，采用能耗制動(dòng)使負(fù)載以

120r/min的轉(zhuǎn)速穩(wěn)速下降，則電樞電路應(yīng)串聯(lián)多大電阻？

項(xiàng)目四

一、填空題

(1)按照電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為電動(dòng)機(jī)

和電動(dòng)機(jī)。

(2)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的必要條件是在三相對(duì)稱中通入。

(3)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,它由通入定

子繞組的三相交流電流的決定。

(4)實(shí)踐證明，當(dāng)負(fù)載功率為額定功率的時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的效

率最高。

(5)空載運(yùn)行時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)cos/為。在附

近，cosg達(dá)到最大值。

二、簡答題

(1)三相異步電動(dòng)機(jī)主要由哪些部件組成？各部件的作用是什么？

(2)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組在結(jié)構(gòu)上有什么要求？

(3)三相籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組有哪兩種結(jié)構(gòu)形式？為什么轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電條

都做成斜的？

(4)三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速由什么決定？若轉(zhuǎn)子電路開路，會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁

場(chǎng)嗎？此時(shí)轉(zhuǎn)子是否會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)？為什么？

(5)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中的電動(dòng)勢(shì)、電流、頻率和功率因數(shù)與轉(zhuǎn)差率有何關(guān)

系？說明在$=1和5=5區(qū)兩種情況下，以上各量的大小。

三、計(jì)算題

(1)已知一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的人=50Hz,=960r/min,該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差

率是多少？

(2)已知某三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：UN=380V,/N=15A,PN=7.5kW,

cos%=0.83,77N=960r/min(,求該電動(dòng)機(jī)的額定效率為。

(3)已知一臺(tái)三角形連接的Y132M—4型三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：&=7.5kW,

(/N=380V,rjN=88.2%,cos^N=0.82,%,=1440r/min。試求該電動(dòng)機(jī)的額定電流和

對(duì)應(yīng)的相電流。

5

電機(jī)與拖動(dòng)

項(xiàng)目五

一、填空題

(1)三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性曲線上的4個(gè)特殊點(diǎn)分別是、

、和0

(2)三相異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)在減小啟動(dòng)電流的同時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩(增

大、不變或減小)。

(3)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法可分為、、

__________________等。

(4)三相異步電動(dòng)機(jī)電源反接制動(dòng)的制動(dòng)力較能耗制動(dòng)更(大或小)。

(5)三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是、、

二、簡答題

(1)三相籠式異步電動(dòng)機(jī)定子電路串自耦變壓器降壓啟動(dòng)的特點(diǎn)是什么？

(2)簡述三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串頻敏變阻器啟動(dòng)的工作原理。

(3)簡述三相異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速的工作原理。

(4)簡述三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合.

三、計(jì)算題

(1)己知一臺(tái)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，PN=7.5kW,UN=380V,/N=15.7A,

2=3.0,=0N?m,%,=1460r/min。試求：

①臨界轉(zhuǎn)差率和最大電磁轉(zhuǎn)矩圖；

②寫出固有機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式并繪出固有機(jī)械特性曲線。

(2)已知一臺(tái)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，&=75kW,UN=380V,/N=148A,

?N=720r/min,"=90.5%,cos(pt=0.85,4=24,￡N2=213V,Im=220Ao試求:

①額定轉(zhuǎn)矩；

②最大電磁轉(zhuǎn)矩；

③臨界轉(zhuǎn)差率；

④求出固有機(jī)械特性曲線上的4個(gè)特殊點(diǎn)，并繪制固有機(jī)械特性曲線。

6

習(xí)題答案

項(xiàng)目六

一、填空題

(1)單相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)繞組和運(yùn)行繞組中的電流在相位上相差________電角度。

(2)在向單相異步電動(dòng)機(jī)中通入單相交流電流后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)空間位置________、

大小及方向隨變化的脈動(dòng)磁場(chǎng)。

(3)單相異步電動(dòng)機(jī)可分為、和

________________________三類。

(4)單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法常用的有和兩大類。

二、簡答題

(1)簡述單相異步電動(dòng)機(jī)脈動(dòng)磁場(chǎng)的產(chǎn)生過程。

(2)簡述單相異步電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)。

(3)簡述電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。

(4)簡述電容啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。

(5)簡述串聯(lián)電抗器調(diào)速的工作原理。

(6)簡述罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)中短路環(huán)的作用。

項(xiàng)目七/

;二；：一二二二二二：：：、一二二二二二二二：二：二二；/

一、填空題

(1)同步電機(jī)按結(jié)構(gòu)可分為和O

(2)同步電機(jī)按用途可分為、和補(bǔ)償機(jī)三類。

(3)常令同步電動(dòng)機(jī)在過勵(lì)狀態(tài)下工作，是為了改善o

(4)同步電動(dòng)機(jī)在異步啟動(dòng)時(shí)，其勵(lì)磁繞組應(yīng)__________________________。

二、簡答題

(1)闡述同步電動(dòng)機(jī)中“同步”的含義。

(2)同步電動(dòng)機(jī)能自行啟動(dòng)嗎？為什么？

(3)同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法有哪些？

三、計(jì)算題

7

電機(jī)與拖動(dòng)

某水泵站有4臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)：&=200kW,cos外=0.75(滯后)，效率〃=0.8?，F(xiàn)

增添了一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)該同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為0.8(超前)時(shí)，該泵站的功率因

數(shù)調(diào)整到0.9。求此同步電動(dòng)機(jī)承擔(dān)的視在功率和有功功率。

項(xiàng)目八/

.____/

一、填空題

(1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的或的

電動(dòng)機(jī)。

(2)伺服電動(dòng)機(jī)是將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成軸上的或的電動(dòng)機(jī)。

(3)異步交流伺服電動(dòng)機(jī)定子上裝有兩個(gè)繞組，它們?cè)诳臻g上的電角度相差_____，

其中一個(gè)稱為;另一個(gè)稱為o

(4)異步交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方法有、和

_______________3種。

(5)測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種檢測(cè)元件，它能將變換成。

二、簡答題

(1)三相單三拍運(yùn)行的含義是什么？

(2)簡述直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理。

(3)交流伺服電動(dòng)機(jī)是如何通過改變控制繞組上的控制電壓來控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的？

(4)簡述直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理。

項(xiàng)目九

一、填空題

(1)電動(dòng)機(jī)選擇的主要內(nèi)容包括：電動(dòng)機(jī)的種類、安裝方式、、

、冷卻方式、工作方式、質(zhì)量性能等的選擇以及額定數(shù)據(jù)的確定。

(2)電動(dòng)機(jī)的防護(hù)方式主要有、、、

______________4種?

(3)在確定電動(dòng)機(jī)的額定功率時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)實(shí)際的機(jī)械設(shè)備負(fù)載曲線計(jì)

算。

(4)對(duì)于啟動(dòng)、制動(dòng)或反轉(zhuǎn)次數(shù)很少，不需要調(diào)速的低速機(jī)械設(shè)備(如球磨機(jī)、粉

8

習(xí)題答案

碎機(jī))，可選擇相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)比的減速機(jī)構(gòu)。

二、簡答題

(1)簡述短時(shí)工作制的工作特點(diǎn)。

(2)簡述斷續(xù)周期工作制的工作特點(diǎn)。

(3)選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)為什么要進(jìn)行過載能力和啟動(dòng)能力的校驗(yàn)？

(4)對(duì)電動(dòng)機(jī)額定功率進(jìn)行修正的原因是什么？

9

電機(jī)與拖動(dòng)

項(xiàng)目一

一、填空題

(1)轉(zhuǎn)移；頻率。

(2)芯式；殼式。

(3)接交流電源；開路。

(4)14.7o

(5)6,

(6)短路電壓百分值、銅損和短路阻抗。

(7)中性點(diǎn)；接電源或負(fù)載。

(8)±0.5%o

二、簡答題

(1)在同輸電功率的情況下，電壓越高電流就越小，這樣高壓輸電就能減少輸電時(shí)

的電流從而降低因電流產(chǎn)生的熱損耗和降低遠(yuǎn)距離輸電的材料成本。

(2)變壓器空載試驗(yàn)的目的是確定變壓器的變壓比、鐵損耗和勵(lì)磁阻抗。

(3)與電源電壓、負(fù)載大小、負(fù)載性質(zhì)均有關(guān)。

(4)各變壓器的原、副邊額定電壓對(duì)應(yīng)相等，即變壓比相等；各變壓器的連接組別

必須相同。

(5)短路狀態(tài)，防止過大的開路電壓損壞電流互感器。二次繞組一端及鐵心必須牢

固接地，以防止繞組絕緣損傷時(shí)被測(cè)電路的高電壓串入副邊而危及人身安全。

三、計(jì)算題

(1)E,=4.44/^^,=4.44x50x2000x0.015=6660V

9()0()

4=4.44皿①m=4.44x50xx0.015=222V

1OOX13

(2)額定電流為：/IN==°,=9.62A

1.732x6xlO3

100

'==251A

1.732x0.23

"聞2N

22

負(fù)載阻抗：ZL=JR：+XL?=>/0.25+0.44=70.2561=0.5Q

負(fù)載端電壓:U2=V3/,NZ,=1.732x251x0.5=217.4V

習(xí)題答案

變壓器的電壓變化率：AU=%x100%=230-2174乂1必％=548%

Um230

項(xiàng)目二/

.1

一、填空題

(1)主磁通；主極鐵芯；主極繞組。

(2)電刷和刷握；刷桿；刷桿座；壓力彈簧；銅絲辮。

(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電流。

(4)他勵(lì)；并勵(lì)；串勵(lì)；復(fù)勵(lì)。

(5)輸出功率。

二、簡答題

(1)直流發(fā)電機(jī)工作的理論基礎(chǔ)是通電導(dǎo)體在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)和在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體

將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。直流發(fā)電機(jī)在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，電樞上的導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生交

變的電動(dòng)勢(shì)，再通過換向器的整流作用，在電刷間獲得直流電壓輸出，從而實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能

轉(zhuǎn)換成直流電能的目的。

(2)直流電機(jī)在運(yùn)行中，電樞繞組元件經(jīng)過電刷時(shí)，從一條支路進(jìn)入另一條支路，

該元件中的電流方向也發(fā)生了改變，這個(gè)過程稱為換向。正確安裝換向極、合理選擇電刷

可以改善換向。

(3)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)工作特性的求取條件：在。="「勵(lì)磁電流4=k，電樞回路

不串聯(lián)電阻時(shí)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速〃、電磁轉(zhuǎn)矩和效率〃分別與輸出功率鳥之間的關(guān)系曲線。

三、計(jì)算題

(1)①額定輸入功率為：｛二。4=220X517=113.74kW；

良=q二088

效率：

九113.74

②電磁功率：&=R=100+2=102kW

60/xlO'xl00xl03_,...

③額定輸出轉(zhuǎn)矩：71=--------=--6-0---------=79Q6.2N?m

2叫2x3.14x1200

33

T60/^xlO60x96xIO,.

(2)①額定輸出轉(zhuǎn)矩：Q0T

2?！∟2x3.14x1550

②根據(jù)電壓平衡方程式可知電樞電動(dòng)勢(shì)為：Ea=440-255x0.087=418V

電機(jī)與拖動(dòng)

電磁功率為：匕,=418x(255-5)=104.5kW

匕,_60匕,xIO，60x104.5x10、

額定電磁轉(zhuǎn)矩:=644N?m

Q2冗公2X3.14X1550

PA1O

③根據(jù)E=Can得C0="=——=0.2697

■*e°n1550

理想空載轉(zhuǎn)速：nu==.—^9_=1631r/min

C90.2697

項(xiàng)目三

一、填空題

(1)直接；降壓；電樞串電阻。

(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；10?20。

(3)電樞電路串電阻調(diào)速；弱磁調(diào)速；降壓調(diào)速。

(4)升高。

二、簡答題

(1)常見的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載類型及特點(diǎn)：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩大小恒定不變；

恒功率負(fù)載：特點(diǎn)是負(fù)載功率大小恒定不變；通風(fēng)機(jī)型負(fù)載：特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩大小與轉(zhuǎn)速的平

方成正比。

(2)為滿足性能需要人為改變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的機(jī)械特性叫人為機(jī)械特性。三種人

為機(jī)械特性曲線如圖3-1、圖3-2、圖3-3所示。

圖3-1電樞電路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性圖3-2改變電樞電壓時(shí)的人為機(jī)械特性

12

習(xí)題答案

圖3-3減弱磁通時(shí)的人為機(jī)械特性

三、計(jì)算題

(I)①估算Ra：由用=(0.4?0.7)XN'N業(yè)式，此處取系數(shù)0.67,則

220x53.4-10000

&=0.67x=0.411Q

53.4?

計(jì)算CG：

t/-/R,_220-53.4x0.411_

NN——v.1D4

1500

理想空載點(diǎn):

q=0

,.4-^-=1666.7r/min

%一

C①0.132

額定工作點(diǎn)：

〃=〃N=1500r/min

7；=9.55Ce<J^/N=9.55x0.132x53.4=67.32N.m

在坐標(biāo)圖中連接額定點(diǎn)和理想空載點(diǎn)，即得到固有特性曲線。

②當(dāng)電樞回路串入電阻《,=1.6C時(shí)，理想空載點(diǎn)仍然為%=1666.7r/min,當(dāng)

■m=TN時(shí)，即/a=53.4A時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為

&+Rp—…0.411+1.6.

n-n-----------/,=1666.7----------------x53.4=853r/mm

°nC440.132

③當(dāng)電源電壓降至0.5UN=U0V時(shí)，理想空載點(diǎn)堤與電壓成正比變化，所以

13

電機(jī)與拖動(dòng)

n..=1666.7x衛(wèi)^=833r/min

-220

當(dāng)，”,=及時(shí)，即/“=53.4A時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為

n=833-53.4=667r/min

0.132

其特性為通過(0,833)和(67.32,667)兩點(diǎn)的直線。

④當(dāng)磁通減弱至30%內(nèi)時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速喏將升高

4220

=5555r/min

0.3Q4-0.3x0.132

當(dāng)Km=TN時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為:

第*妖產(chǎn)=5555-崩瑪胡

"=成一x67.32=3707r/min

其人為特性為通過(0,5555)和(67.32,3707)兩點(diǎn)的直線。

(2)?由上題可知：04=9.55Q4=9.55x0.132=1.261N?m

額定電磁轉(zhuǎn)矩：&N—=1.261x53.4=67.34N.m

P1()

輸出轉(zhuǎn)矩:7；N=9550』=9550------=61.6N?m

"小1550

空載轉(zhuǎn)矩：T=KmN一心=67.34—61.6=5.74N?m

②理想空載轉(zhuǎn)速：=—N=22°=1666.7r/min

0.132

實(shí)際空載轉(zhuǎn)速：%=%-4=1666.7-2.41x5.74=1653N.m

R4

而a-.a-°--211

Ce砥XC/I)N0.132x1.26.

(3)%=%-夕x0.5%=1666.7-2.41x0.5x67.32=1586N.m

④當(dāng)n=1600r/min時(shí)的轉(zhuǎn)矩為：1600=%-/?T=1666.7-2.41*T

則：T=27.7N.m

T277

對(duì)應(yīng)的電樞電流為：I=—^=士二=1.261x53.4=22A

g玄1.26

(3)①846A

st&0.13

A.846°

倍數(shù)為n=-=-----=9.9Q

人85.2

②將啟動(dòng)電流限制到/：=1.5人=1.5x85.2=127.8A,應(yīng)串入的電阻為

14

習(xí)題答案

%_R,=^--0.13=0.731Q

項(xiàng)目四?

一、填空題

(1)三相籠式；三相繞線式。

(2)定子繞組；三相交流電。

(3)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；相序。

(4)70%?80%。

(5)0.1~0.2；額定負(fù)載.

二、簡答題

(1)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)主要由定子部分和轉(zhuǎn)子部分組成。定子部分包括機(jī)座、定

子鐵芯、定子繞組和端蓋，主要用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子部分主要由轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組

構(gòu)成，是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件。

(2)三相異步電動(dòng)機(jī)的3個(gè)繞組是相互獨(dú)立的，每個(gè)繞組為一相,在空間上相差120°,

結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱。

(3)銅排結(jié)構(gòu)和鑄鋁結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電條做成斜的是為了使電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條在任何一個(gè)位

置都能切割磁力線，從而在整周內(nèi)都有一樣大小的轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)速均勻。

(4)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速由磁極對(duì)數(shù)和頻率決定。只要定子三相繞組通入對(duì)稱三相交流

電流即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，但轉(zhuǎn)子開路時(shí)轉(zhuǎn)子電路沒有電流，轉(zhuǎn)子不受力，不轉(zhuǎn)動(dòng)。

(5)轉(zhuǎn)子電路中的電動(dòng)勢(shì)大小與轉(zhuǎn)差率成正比，頻率與轉(zhuǎn)差率成正比，感抗大小與

轉(zhuǎn)差率成正比，轉(zhuǎn)子電流和功率因數(shù)隨s的增大而減小。

當(dāng)s=l時(shí)：

%=心

62+X；

f?=f\

15

電機(jī)與拖動(dòng)

當(dāng)S=$N時(shí)：

E2s=SzE?

I:SNE?

2s22

y/r2+(sNX2)

人二心工

X?s=$NX?

r2

cos(p2=i~-----------

22

-V^+(5NX2)

三、計(jì)算題

(1)0J-.

N%1000

樂=4(1-SN)=1500(1-0.03)=1455r/min

(2)?一07500一°,

血/JNCOSS1.732X380X15X0.83”

⑶j;07500.

N

V3t/N7Ncos^1.732x380x0.882x0.82

三角形聯(lián)結(jié)時(shí)_(N=11Z^=9.1A

相上1.732

項(xiàng)目五

一、填空題

(1)理想空載點(diǎn)；啟動(dòng)點(diǎn)；臨界運(yùn)行點(diǎn)；額定運(yùn)行點(diǎn)。

(2)減小。

(3)變極調(diào)速；變頻調(diào)速；變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。

(4)大。

(5)能平滑調(diào)速；調(diào)速范圍廣；效率高。

二、簡答題

(1)特點(diǎn)是在相同的啟動(dòng)電壓下，自耦變壓器降壓啟動(dòng)比Y/D降壓啟動(dòng)向電源吸取

的電流要小。

習(xí)題答案

(2)頻敏變阻器是由厚鋼板疊成鐵芯并在鐵芯柱上繞有線圈的電抗器。它是一個(gè)

鐵損耗很大的三相電抗器，電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)子頻率較高，頻

敏變阻器的鐵損耗很大，限制了啟動(dòng)電流，增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，轉(zhuǎn)子

電流頻率減小，相當(dāng)于啟動(dòng)過程中電阻無級(jí)切除。當(dāng)轉(zhuǎn)子增大到接近于穩(wěn)定值時(shí)，頻敏變

阻器短接，啟動(dòng)過程結(jié)束。

(3)在電源頻率不變的條件下，改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p,電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速勺就會(huì)

發(fā)生變化，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。若磁極對(duì)數(shù)減少一半，同步轉(zhuǎn)速就提高一倍，電動(dòng)機(jī)

轉(zhuǎn)速也幾乎提高一倍。通常用改變定子繞組的接法來改變磁極對(duì)數(shù)，這種電動(dòng)機(jī)稱為雙速

或多速電動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子均采用籠式轉(zhuǎn)子，因?yàn)槠涓袘?yīng)的磁極對(duì)數(shù)能自動(dòng)與定子相適應(yīng)。

(4)電源兩相反接的反接制動(dòng)其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，制動(dòng)速度快，需要入較大傳的制動(dòng)電

阻，適用于要求快速制動(dòng)的地方。倒拉反接制動(dòng)可獲得穩(wěn)定下放速度，適用于低速下放位

能性負(fù)載。

三、計(jì)算題

工」5。。-⑷。的？?

(1)①

N??,1500

Sm=SN(4+7^-1)=0.027(3+>/32-1)=0.157

TN=9550&=9550^-=49.1N?m

N公1460

Tm=4五=3x49.1=147.2N?m

②實(shí)用表達(dá)式為:

—+^2-

$

額定點(diǎn)：%=1460r/min；[=49.1N?m

理想空載點(diǎn)：n0=1500r/min；"=0N?m

臨界點(diǎn)：勺：

=nl(l-5m)=l500(1-0.157)=1265r/min；Tm=147.2N.m

22

啟動(dòng)點(diǎn)：4t=o；T=-~—7；,,=---------------xl47.2=45.1N.m

sl豆+鼠,+0.157

￡S*0.157

p75

(2)①TN=9550-^=9550—=995N.m

N%720

②圖=4"=2.4x995=2388N.m

③R=750-720=004

N4750

17

電機(jī)與拖動(dòng)

④額定點(diǎn)：nN=720r/min；TN=995N.m

理想空載點(diǎn):%=750r/min；7J)=0N?m

臨界點(diǎn)：nm=4(l-Sm)=750(l-0.183)=613r/min；7；,=2388N.m

22

啟動(dòng)點(diǎn)：

4t=0；乙=------<1=-1--------------x2388=845.7N?a

&+%■-------+0.183

Sms.0.183

項(xiàng)目六

一、填空題

(1)90°o

(2)不變；電流。

(3)電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)；電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)；罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)。

(4)改變繞組主磁通調(diào)速；改變電動(dòng)機(jī)端電壓調(diào)速。

二、簡答題

(1)當(dāng)0時(shí)，iu=0,55繞組內(nèi)無電流；邑為正，電流從Z相繞組的首端Z1端

流入，從末端Z2端流出。合成的磁場(chǎng)即為Z|Z?產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

當(dāng)切=90。時(shí)，zz=0,Z?2繞組內(nèi)無電流；電為正，電流從u相繞組的首端U1端流

入，從末端U?端流出。合成的磁場(chǎng)即為UU?產(chǎn)生的磁場(chǎng)?？梢?，此時(shí)磁場(chǎng)已經(jīng)轉(zhuǎn)過90。。

用同樣的方法可以得出：當(dāng)神=180。時(shí)，磁場(chǎng)較最初已經(jīng)轉(zhuǎn)過180。；當(dāng)//=270。時(shí),

磁場(chǎng)較最初己經(jīng)轉(zhuǎn)過270。；當(dāng)&r=360。時(shí)，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過360。，如此循環(huán)便形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

(2)單相異步電動(dòng)機(jī)主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。定子部分用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，

主要包含機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組和端蓋等部件。轉(zhuǎn)子部分由轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成。

(3)將電源接通后，電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)便開始啟動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定

轉(zhuǎn)速的70%?80%時(shí)，啟動(dòng)完畢，電動(dòng)機(jī)通過離心開關(guān)S將啟動(dòng)繞組和啟動(dòng)電阻從電源上

切除，由此進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，這就是電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程。

(4)接通電源后，運(yùn)行繞組電路呈感性，運(yùn)行繞組中電流3的相位滯后于電源電壓〃，

相位角為死；在啟動(dòng)繞組電路，由于啟動(dòng)電容C的串入，使得電路的容抗大于感抗，電

路呈容性，啟動(dòng)繞組電流4的相位超前于電源電壓〃，相位角為%,因此3和隊(duì)之間出現(xiàn)

了相位差/。選擇合適的啟動(dòng)電容即可使9=90。，從而實(shí)現(xiàn)單相異步電動(dòng)機(jī)的自行啟動(dòng)。

(5)將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行繞組和啟動(dòng)繞組并聯(lián)后，再與一個(gè)帶有抽頭的電抗器串聯(lián)在電

習(xí)題答案

源上，電抗器起到降壓的作用。通過調(diào)節(jié)電抗器的抽頭，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。當(dāng)開關(guān)

S在高速擋時(shí)，電動(dòng)機(jī)直接接在電源上，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行，轉(zhuǎn)速最高：當(dāng)開關(guān)S在低速或

中速擋時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過電抗器(或部分電抗器)接在電源上，電動(dòng)機(jī)輸入電壓減小，轉(zhuǎn)速

減小。

(6)在勵(lì)磁電流從零增大時(shí)，勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁通是逐漸增大的，整個(gè)磁極的磁通

分布不均勻。在被短路環(huán)罩住的那一部分，短路環(huán)會(huì)因磁場(chǎng)中磁通量的增大而產(chǎn)生感應(yīng)

電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁通要阻礙原磁通的變化，從而削弱了原磁場(chǎng)，

使這部分合成磁通較疏；在未被短路環(huán)罩住的部分，磁通較密。

項(xiàng)目七Z

..........」

..."

一、填空題

(1)旋轉(zhuǎn)磁極式；旋轉(zhuǎn)電樞式。

(2)同步發(fā)電機(jī)；同步電動(dòng)機(jī)。

(3)功率因數(shù)。

(4)通入直流電。

二、簡答題

(1)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

(2)同步電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)。因?yàn)橥诫妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于慣性作用使得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)

過一周時(shí)，轉(zhuǎn)子受到的平均轉(zhuǎn)矩為0,所以不能自行啟動(dòng)。

(3)輔助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)法，異步啟動(dòng)法，調(diào)頻啟動(dòng)法。

三、計(jì)算題

多臺(tái)異步電機(jī)總的視在功率S為

S=-^-=200x4^1333.3kV.A

cos(p0.75x0.8

因?yàn)閏oss=0.75,所以sine=0.661,多臺(tái)異步電機(jī)總的無功功率Q為

。=Ssin夕=1333.3x0.661881.3kV.A

因?yàn)閏osg也=0.9,所以sin%,=0.436,補(bǔ)償無功功率。'為

Q'=。