電機(jī)拖動(dòng) 思考題.doc

2.1換向器在直流電機(jī)中起什么作用？（1）在直流發(fā)電機(jī)中：換向器起鎮(zhèn)流作用, 即把電樞繞組里的交流電整流為直流電, 在正、負(fù)電刷兩端輸出。（2）在直流電動(dòng)機(jī)中：換向器起逆變作用, 即把電刷外電路中的直流電經(jīng)換向器逆變?yōu)榻涣麟娸斎腚姌性?.2直流電機(jī)的主磁極和電樞鐵心都是電機(jī)磁路的組成部分，但其沖片材料一個(gè)用薄鋼板另一個(gè)用硅鋼片，這是為什么？在直流電機(jī)中,勵(lì)磁繞組裝在定子的主磁極上,當(dāng)勵(lì)磁繞組通入直流勵(lì)磁電流并保持不變時(shí),產(chǎn)生的主磁通相對(duì)于主磁極是靜止不變的,因此在主磁極中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流(即渦流),就不會(huì)有渦流損耗,所以主磁極材料用薄鋼板。但是轉(zhuǎn)動(dòng)著的電樞磁路卻與主磁通之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),于是在電樞鐵心中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流(即渦流),產(chǎn)生渦流損耗。另外,電樞中還會(huì)產(chǎn)生因磁通交變形成的磁滯損耗。為了減少電樞鐵心損耗,常用而又行之有效的辦法就是利用硅鋼片疊裝成直流電機(jī)的電樞鐵心2.3直流電機(jī)銘牌上的額定功率是指什么功率？電機(jī)銘牌上的額定功率均指輸出功率。對(duì)于電動(dòng)機(jī)，其額定功率是指電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率；對(duì)于發(fā)電機(jī)，其額定功率是指電樞繞組的輸出電功率2.4直流電機(jī)主磁路包括那幾部分？磁路未飽和時(shí)，勵(lì)磁磁通勢(shì)主要消耗在哪一部分？答：直流電機(jī)的主磁路主要包括;主磁極、定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙、電樞齒、電樞磁軛、定子磁軛。磁路未飽和時(shí)，鐵的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于空氣的磁導(dǎo)率，氣隙的磁阻比磁路中的鐵心部分大得多，所以，勵(lì)磁磁通勢(shì)主要消耗在氣隙上。2.5說明下列情況下無(wú)載電動(dòng)勢(shì)的變化：（1）每極磁通減少10，其他不變；（2）勵(lì)磁電流增大10，其他不變；（3）電機(jī)轉(zhuǎn)速增加20，其他不變。答：根據(jù)直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通的大小成正比，與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的關(guān)系，可得出以下結(jié)論: (1)每極磁通減小10%，其他不變時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小10%; (2)勵(lì)磁電流增大10%，其他不變時(shí)，每極磁通量增大10%，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大10%; (3)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加20%，其他不變時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加20%。2.6主磁通既鏈著電樞又鏈著勵(lì)磁繞組，為什么卻只在電樞繞組里感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？答：直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，主磁通相對(duì)于勵(lì)磁繞組是靜止的，所以在勵(lì)磁繞組中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于電樞在旋轉(zhuǎn)，主磁通與電樞繞組之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2.7直流電機(jī)中以下那些變量方向不變，那些量是交變的：（1）勵(lì)磁電流；（2）電樞電流；（3）電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（4）電樞元件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（5）電樞導(dǎo)條中的電流；（6）主磁極中的磁通。(1)勵(lì)磁電流，(2)電樞電流;(3)電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(4)電樞元件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(5)電樞導(dǎo)條中的電流；(6)主磁極中的磁通;(7)電樞鐵心中的磁通。 答：(1)勵(lì)磁電流是直流電流，不交變; (2)電樞電流指的是電刷端輸出的總電流，是直流電流，不交變； (3)電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)指的是電刷端輸出的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電動(dòng)勢(shì)，不交變; (4)電樞元件有效導(dǎo)體不斷交替切割N極磁力線和S極磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是交變的; (5)電樞導(dǎo)條中的電流為交變電流; (6)勵(lì)磁繞組通入直流勵(lì)磁電流形成主磁通，主磁通不交變; (7)主磁通本身不交變，但電樞鐵心的旋轉(zhuǎn)使得電樞鐵心中的磁通為交變磁通。2.8如何改變他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)的方向？如何改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的方向？ 答：通過改變他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的方向，繼而改變主磁通的方向，即可改變電樞電動(dòng)勢(shì)的方向;也可以通過改變他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)改變電樞電動(dòng)勢(shì)的方向。 改變勵(lì)磁電流的方向，繼而改變主磁通的方向，即可改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向;也可通過改變電樞電壓的極性來(lái)改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。2.9電磁功率代表了直流發(fā)電機(jī)中的哪一部分功率？答：在直流發(fā)電機(jī)中，電磁功率指的是由機(jī)械功率轉(zhuǎn)化為電功率的這部分功率。2.10直流發(fā)電機(jī)的損耗主要有那些？鐵損耗存在與哪一部分，隨負(fù)載變化嗎？電樞銅損耗隨負(fù)載變化嗎?答：直流發(fā)電機(jī)的損耗主要有:(1)勵(lì)磁繞組銅損耗;(2)機(jī)械摩擦損耗;(3)鐵損耗;(4)電樞銅損耗;(5)附加損耗。 鐵損耗是指電樞鐵心在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)硅鋼片中的磁滯和渦流損耗。這兩種損耗與磁密大小以及交變頻率有關(guān)。當(dāng)電機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)速不變時(shí)，鐵損耗也幾乎不變。它與負(fù)載的變化幾乎沒有關(guān)系。 電樞銅損耗由電樞電流引起，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，電樞電流同時(shí)增加，電樞銅損耗隨之增加。電樞銅損耗與電樞電流的平方成正比。2.11為什么他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性是下垂的曲線？ 答：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電磁功率指的是由電功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率的這部分功率。2.12不計(jì)電樞反應(yīng)，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為什么是下垂的？如果電樞反應(yīng)去磁作用很明顯，對(duì)機(jī)械特性有什么影響？2.13他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)，如果負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，減小磁通，電樞電流是增大、減小還是不變？答：當(dāng)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩不變，因電磁轉(zhuǎn)矩的大小與主磁通的大小成正比，與電樞電流大小成正比，因此減小磁通，將使電樞電流增大。2.14如何解釋他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性硬、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性軟？他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在勵(lì)磁電流一定的情況下,主磁通基本不變。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí),電樞電流隨之成正比增加。根據(jù)電樞回路電壓方程Ea=U-RaIa,由于電樞電阻Ra比較小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea有所減小,但減小量不大。又根據(jù)Ea=Cen,轉(zhuǎn)速n減小不大表現(xiàn)為機(jī)械特性較硬。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流Ia也就是勵(lì)磁電流If。在電機(jī)磁路為線性的情況下,勵(lì)磁電流If與氣隙每極磁通量成正比變化,即隨著電樞電流Ia的增大,磁通也在正比地增大。根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩T=CtIa,可見,當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩T增大時(shí),電樞電流Ia與磁通都增大。電樞電流Ia是由電源供給的,應(yīng)滿足電壓方程U=Ea+IaRa(Ra是電樞回路總電阻,包括串勵(lì)繞組的電阻),但Ea=Cen。在U為常數(shù)的條件下,要想Ia增大,Ea必須減小,即轉(zhuǎn)速n下降,但I(xiàn)a增大的同時(shí),也增大,這就要求轉(zhuǎn)速n下降得更多。這就說明了串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是軟特性,即電磁轉(zhuǎn)矩T增大時(shí),轉(zhuǎn)速下降得更快些。2.15改變并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源的極性能否改變它的方向？為什么？旋轉(zhuǎn)方向不變。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)它的電樞和磁場(chǎng)是并聯(lián)的，改變電源極性時(shí)，電樞的電流方向改變了，可是磁場(chǎng)的電流方向也改變了。所以旋轉(zhuǎn)方向不變。2.16一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)換向極能改善換向，運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)后還能還能改善換向嗎？當(dāng)一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí),電樞電流改變方向,傳電樞反應(yīng)磁場(chǎng)方向改變。由于換向極繞組與電樞串聯(lián),因此換向極磁場(chǎng)方向也發(fā)生改變,換向極磁場(chǎng)仍能抵消電樞反應(yīng)磁場(chǎng)的作用。所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí),換向極仍能改善換向。2.17換向極的位置在那里？極性應(yīng)該怎樣？流過換向極繞組的電流是什么電流？換向極應(yīng)放置在相鄰主磁極的幾何中心線上,極數(shù)與主磁極數(shù)相等,極性與電樞反應(yīng)磁場(chǎng)方向相反。換向極的勵(lì)磁繞組應(yīng)與電樞串聯(lián),流過換向極繞組的電流就是電樞電流,使換向極磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與電樞反應(yīng)磁場(chǎng)同步變化,抵消電樞反應(yīng)磁場(chǎng)的作用。第三章3-1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性指的是什么？是根據(jù)哪幾個(gè)方程式推導(dǎo)出來(lái)的？3-2什么叫固有機(jī)械特性？從物理概念上說明，為什么在他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性上對(duì)應(yīng)額定電磁轉(zhuǎn)矩TN時(shí)，轉(zhuǎn)速有的降落？3-3什么叫人為機(jī)械特性？從物理概念說明為什么電樞外串電阻越大，機(jī)械特性越軟？3-4功率大的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)為什么不能直接起動(dòng)？直接起動(dòng)會(huì)引起什么不良后果？3-5什么叫恒轉(zhuǎn)速調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式？他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的3種調(diào)速方法各屬于哪種調(diào)速方式？3-6為什么要考慮電機(jī)的調(diào)速方式與負(fù)載的類型在調(diào)速時(shí)配合？3-7怎樣從電壓平衡關(guān)系解釋他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的3種調(diào)速情況：串電阻使轉(zhuǎn)速降低；降壓使轉(zhuǎn)速降低；弱磁使轉(zhuǎn)速升高。3-8速度調(diào)節(jié)和速度變化的概念有何區(qū)別？3-9調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)有幾種？各是怎樣定義3-10如何判斷他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)是處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)還是制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)？3-11能耗制動(dòng)過程和能耗制動(dòng)運(yùn)行有何異同點(diǎn)？3-12電壓反接制動(dòng)與電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)有何區(qū)別？3-13在什么條件下電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)？舉例說明。3-14為什么直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)直接改變電源電壓U的極性并不能改變直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？3.11、一臺(tái)他勵(lì)直流