電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)總結(jié)
《電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)》試卷一
一、填空題(每空1分,共20分)
1、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的條件下轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。
2、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法有:電樞回路串電阻和降壓起動(dòng)。3、一臺(tái)接到電源頻率固定的變壓器,在忽略漏磁阻抗壓降的條件下,其主磁通的大小決定于輸入電壓的大小,而與磁路的基本無關(guān),其主磁通與勵(lì)磁電流成正比關(guān)系。4、變壓器帶負(fù)載運(yùn)行時(shí),若負(fù)載增大,其鐵損耗將不變,銅損耗增大(忽略漏磁阻抗壓降的影響)。
5、當(dāng)變壓器負(fù)載(φ2>0)一定,電源電壓下降,則空載電流I0
減小,鐵損耗PFe減小。
6、采用短矩繞組繞組和分布繞組繞組可以有效的削弱諧波分量,同時(shí)使基波分量減。ㄔ龃蠛蜏p。。
7、當(dāng)s在0~1范圍內(nèi),三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài),此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為驅(qū)動(dòng)性質(zhì);在小于1的范圍內(nèi)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài),此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為制動(dòng)性質(zhì)。
8、三相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子不同可分為籠型和繞線兩類。根據(jù)磁滯回線剩磁的大小,鐵磁材料分為硬磁材料和軟磁材料。3.電力拖動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)工作的系統(tǒng)。
4.直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式包括他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì),其中他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)更適合于電動(dòng)機(jī)控制的場合。
5.電機(jī)繞組有兩種形式,分別為疊繞組和波繞組。使用于高電壓的為波繞組,使用于大電流的為疊繞組。
6.直流電機(jī)電樞磁場對(duì)空載主磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。
7.直流電機(jī)在主磁極之間常安裝換向極改善換向。換向極的位置恰好也是幾何中性線的位置。
8.從機(jī)械特性上看,第一象限為電動(dòng)機(jī)的正向電動(dòng)狀態(tài),第四象限為電機(jī)的反向制動(dòng)狀態(tài)。
9.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為硬特性,串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為軟特性。(硬、軟)
10.勵(lì)磁繞組斷線的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),空載起動(dòng)時(shí),將出現(xiàn)飛車10.勵(lì)磁繞組斷線的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),空載起動(dòng)時(shí),將出現(xiàn)飛車情況。情況。
11.一臺(tái)三相變壓器的變比為相電壓之比。
12.額定電壓為440V/110V的單相變壓器,高壓邊漏電抗16,折合到二次側(cè)后大小為1。
15.多臺(tái)三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí),應(yīng)該滿足的條件是聯(lián)結(jié)組號(hào)相同、額定電壓和變比相同、
短路阻抗相同和阻抗角相同。
1.三相交流繞組通入對(duì)稱的三相交流電流將產(chǎn)生幅值(或轉(zhuǎn)速)不變,空間旋轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢。如果想要改變磁場的旋轉(zhuǎn)方向,可以通過改變電流相序來實(shí)現(xiàn)。
2.某三相交流繞組,36個(gè)元件,2對(duì)極,60度相帶,若2,3,4號(hào)槽屬于A相帶,則14號(hào)槽屬于C相帶;若為120度相帶,且7號(hào)槽也屬于A相帶,則14號(hào)槽屬于C相帶。
3.三相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同,分為籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī);同步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為隱極同步電動(dòng)機(jī)和凸極同步電動(dòng)機(jī)。
4.三相異步電動(dòng)機(jī)Y132M-6,50Hz,轉(zhuǎn)差率為-0.2,則轉(zhuǎn)速為1200r/min,轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為10Hz,該電機(jī)處于發(fā)電機(jī)(或回饋)運(yùn)行狀態(tài)。
5.三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)中,空載實(shí)驗(yàn)的損耗包括定子銅損、鐵損耗和機(jī)械損耗。實(shí)驗(yàn)過程中,機(jī)械損耗是不變損耗。6.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差功率指的是轉(zhuǎn)子銅損耗,定子電壓降低時(shí),該功率值增大。
7.根據(jù)集膚效應(yīng)的原理,采用深槽電機(jī)可以提高異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。8.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速中,基速以上的調(diào)節(jié)屬于恒功率調(diào)速。9.同步電機(jī)的運(yùn)行方式包括發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償機(jī)。
10.在同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)中,無刷勵(lì)磁系統(tǒng)指的是旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)。11.如果空載運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)氣隙增大,而勵(lì)磁電流不變,端電壓將降低;如果異步電動(dòng)機(jī)氣隙增大,而電源電壓不變,功率因數(shù)將降低。
1.單相交流繞組通入單相交流電流將產(chǎn)生空間位置不變,幅值變化的磁動(dòng)勢。如果想要獲得恒定的磁場,可以在繞組中通入直流電流來實(shí)現(xiàn)。
2.某三相交流繞組,24個(gè)元件,2對(duì)極,60度相帶,若3,4號(hào)槽屬于Z相帶,則14號(hào)槽屬于A相帶;若為120度相帶,且1~4號(hào)槽屬于A相帶,則14號(hào)槽屬于A相帶。
3.三相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同,分為籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī);同步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為隱極同步電動(dòng)機(jī)和凸極同步電動(dòng)機(jī)。
4.三相異步電動(dòng)機(jī)Y132M-4,60Hz,轉(zhuǎn)差率為0.04,則轉(zhuǎn)速為1728r/min,轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為24Hz,該電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
5.三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)中,定子繞組電阻為提前獲得的參數(shù),參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)包括空載實(shí)驗(yàn)和堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。
6.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差功率指的是轉(zhuǎn)子銅損耗,變轉(zhuǎn)差調(diào)速中,轉(zhuǎn)差增大,則該損耗增大。
7.根據(jù)集膚效應(yīng)的原理,采用深槽電機(jī)可以提高異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。8.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速中,如果向基速以下調(diào)節(jié)采用壓頻恒比方式,則屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。
9.同步發(fā)電機(jī)在正常勵(lì)磁(功率因數(shù)為1)的基礎(chǔ)上增大勵(lì)磁電流,將輸出滯后的無功。
10.在同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)中,旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)又被稱為無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。二、判斷題(每題2分,共20分)
1、一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)若把電樞固定,而電刷與磁極同時(shí)旋轉(zhuǎn),則在電刷兩端仍能得
到直流電壓。(對(duì))2、直流電動(dòng)機(jī)的人為特性都比固有特性軟(錯(cuò))
3、直流電動(dòng)機(jī)串多級(jí)電阻起動(dòng),在起動(dòng)過程中,每切除一級(jí)起動(dòng)電阻時(shí),電樞電流都會(huì)突變。(對(duì))4、一臺(tái)變壓器原邊電壓U1不變,副邊接電阻性負(fù)載或接電感性負(fù)載,如負(fù)載電流相等,則兩種情況下,副邊電壓也相等。(錯(cuò))5、變壓器在原邊外加額定電壓不變的情況下,副邊電流大,導(dǎo)致原邊電流也大,因此變壓器的主磁通也大。(錯(cuò))
6、交流發(fā)電機(jī)正常發(fā)電以后可以斷掉直流勵(lì)磁電源。(錯(cuò))7、改變電流相序可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。(對(duì))
8、不管異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn),還是靜止,定、轉(zhuǎn)子磁通勢都是相對(duì)靜止的(錯(cuò))
9、三相異步電動(dòng)機(jī)的最大磁通勢Tm的大小與轉(zhuǎn)子電阻rm阻值無關(guān)。(對(duì))10、三相異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速只能用在籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)上。(對(duì))二、簡答題(每題5分,共20分)
1、簡述異步測速發(fā)電機(jī)的剩余電壓誤差產(chǎn)生原因及解決辦法?
答:由于加工、裝配過程中存在機(jī)械上的不對(duì)稱及定子磁性材料性能的不一致性,使得測速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為零時(shí),實(shí)際輸出電壓并不為零,此時(shí)的輸出的電壓叫剩余電壓。剩余電壓的存在引起的測量誤差稱為剩余電壓誤差。減小剩余電壓誤差的方法是選擇高質(zhì)量各方向性一致的磁性材料,在機(jī)加工和裝配過程中提高機(jī)械精度,也可以通過裝配補(bǔ)償繞組的方法加以補(bǔ)償。
2、為什么采用短矩繞組可以改變電動(dòng)勢波形?
圖中實(shí)線表示表示整矩繞組情況,這時(shí)五次諧波磁場在線圈兩個(gè)有效邊中感應(yīng)電動(dòng)勢大小相等,方向相反,沿線圈回路,正好相加。如果把節(jié)矩縮短1/5τ,如圖中虛線所示,兩個(gè)有效邊中五次諧波電動(dòng)勢大小、方向都相等,沿回路正好抵消,合成電動(dòng)勢為零。
3、試?yán)L出單相變壓器“T”型等效電路圖。
4、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是什么?
答:必要條件:電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載特性必須有交點(diǎn),即Tem=TL.。充分條件:在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速以上存在TemTL.
三、計(jì)算題(第一題10分,第二、三題每題15分,共40分)
1、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω,試問:(1)直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流是額定電流的多少倍?(2)如限制起動(dòng)電流為1.5IN,電樞回路應(yīng)串入多大的電阻?解:(1)直接起動(dòng)的電流Ist=UN/Ra=220/0.067=3283.6AIst/IN=3283.6/207.5=15.(2)Ist1=1.5×IN=1.5×207.5=311.25A=UN/(Ra+Rst)由此可得:Rst=0.64Ω
2、一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為:PN=125KW,Nn=1460r/min,UN=380V,Y聯(lián)結(jié),IN=230A,起動(dòng)電流倍數(shù)ki=5.5,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst=1.1,過載能力λT=2.2,設(shè)供電變壓器限制該電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)電流為900A,問:(1)該電動(dòng)機(jī)可否直接起動(dòng)?(2)采用電抗器降壓起動(dòng),起動(dòng)電抗xst值應(yīng)為多少?(3)串入(2)中的電抗器時(shí)能否半載起動(dòng)?解:(1)直接起動(dòng)電流為:Ist=kiIN=5.5×230A=1265A>900A
所以不能采用直接起動(dòng)。
(2)定子串電抗器后,起動(dòng)電流限制為900A則:α=Ist/Ist=1265/900=1.4
短路阻抗為:Zs=√rs2+xs2=UN/3×Ist=380/3×1265
=0.173Ω
所以rs=0.3Zs=0.3×0.173=0.052Ω
xs=√Zs2-rs2=√0.1732-0.05220.165Ω應(yīng)串接電抗值:
xst=√α2xs2+(α2-1)rs2-xs=√1.42×0.1652+(1.42-1)×0.0522-0.165=0.072Ω
(3)串入xst=0.072Ω時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為
Tst=1/α2Tst=1/α2kstTN1=1.42×1.1×TN=0.56TN因?yàn),Tst=0.56TN>TN=0.5TN所以可以半載起動(dòng)
3、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)接到50HZ的交流電源上,其額定轉(zhuǎn)速nN=1455r/min,試求:(1)該電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p;(2)額定轉(zhuǎn)差S(3)額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢的頻率。
解:(1)因異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)差率很小,故可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN=1455r/min,直接判斷出最接近nN的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,于是p=60f/n1=(60×50)/1500=2
或p=60f/n1≈60f/n=(60×50)/1455=2.06取p=2
(2)sN=(n1-n)/n1=(1500-1455)/1500=0.03(3)f2=sNf1=0.03×50HZ=1.5HZ
1.(本題10分)某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為PN=54kW,UN=220V,IN=270A,nN=1150r/min,請估算感應(yīng)電動(dòng)勢再畫出固有機(jī)械特性。
2.(本題8分)畫圖判斷變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)。如果將副邊的首端和尾端調(diào)換,又是什么聯(lián)結(jié)組號(hào)?
3.(本題7分)畫出直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖,標(biāo)出感應(yīng)電動(dòng)勢、
勵(lì)磁電流、電樞電流的方向,確定換向極極性及換向極繞組電流方向。(假設(shè)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))
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