電機(jī)拖動(dòng)考試題

1、1 . 7 一臺(tái)他勵(lì)直流電機(jī),極對(duì)數(shù)p=2 ,并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a =1 ,電樞總導(dǎo)體數(shù)N=372 ,電樞回路總電阻=0 .208 ,運(yùn)行在U=220 V ,n =1 500 r /min, =0 . 011 Wb的情況下。 =362 W ,=204 W ,試問(wèn): ( 1 )該電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是電動(dòng)機(jī)狀態(tài)? ( 2 )電磁轉(zhuǎn)矩是多大? ( 3 )輸入功率、輸出功率、效率各是多少? 解: (1) ,低于電源電壓U=220 V,所以電機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。 (2) (3) 輸入功率 輸出功率 =14575W=14.575KW 效率 =89.5%1 .9 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為: =220 V

2、 , =92 A , =0 . 08 ,=88 . 7 , =86 %,試求額定運(yùn)行時(shí): ( 1 )輸入功率; ( 2 )輸出功率; ( 3 )總損耗; ( 4 )電樞回路銅損耗; ( 5 )勵(lì)磁回路銅損耗; ( 6 )機(jī)械損耗與鐵損耗之和。解: ( 1 )輸入功率 ( 2 )輸出功率 ( 3 )總損耗 (4) 電樞回路銅損耗 ( 5 )勵(lì)磁回路銅損耗 ( 6 )機(jī)械損耗與鐵損耗之和為 1 .11 一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī),電樞回路總電阻=0 . 25 ,勵(lì)磁回路電阻=44 ,當(dāng)端電壓=220 V ,負(fù)載電阻=4 時(shí),試求: ( 1 )勵(lì)磁電流和負(fù)載電流; ( 2 )電樞電動(dòng)勢(shì)和電樞電流; ( 3

3、)輸出功率和電磁功率。解: (1) (2) =220+0.2560=235 V (3) 輸出功率 =22055=12100W=12.1KW 電磁功率 =12.1+ = 12.1+0.9 +1.1=14.1KW2 . 26 有四臺(tái)三相變壓器,接線(xiàn)圖如題2 .26圖所示,通過(guò)畫(huà)繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖,確定它們的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)。 (a) (b) (c) (d)題2.26圖 變壓器接線(xiàn)圖 解: 圖(a)中的變壓器繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖 由圖可見(jiàn),一次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量與二次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量的相位差為,當(dāng)指向時(shí)鐘鐘面”12”時(shí), 則指向時(shí)鐘鐘面的”5”,故標(biāo)號(hào)數(shù)為5, 變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是Yd5。 圖(b)中的變壓器

4、繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖 由圖可見(jiàn),一次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量與二次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量的相位差為,當(dāng)指向時(shí)鐘鐘面”12”時(shí), 則指向時(shí)鐘鐘面的”9”,故標(biāo)號(hào)數(shù)為9, 變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是Yd9。 圖(c)中的變壓器繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖 由圖可見(jiàn),一次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量與二次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量的相位差為,標(biāo)號(hào)數(shù)為8, 變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是Yy8。 圖(d)中的變壓器繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖如下圖 由圖可見(jiàn),一次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量與二次繞組線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量的相位差為,標(biāo)號(hào)數(shù)為9, 變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是Dy9。3 . 8 單相繞組通以單相交流電將在氣隙中產(chǎn)生什么性質(zhì)的磁場(chǎng)?三相對(duì)稱(chēng)繞組通以三相對(duì)稱(chēng)電流將在氣隙中產(chǎn)生什么性質(zhì)的磁場(chǎng)?

5、兩種磁場(chǎng)之間有何內(nèi)在聯(lián)系?答: 單相繞組通以單相交流電將在氣隙中產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)。三相對(duì)稱(chēng)繞組通以三相對(duì)稱(chēng)電流將在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解為基波與高次諧波磁場(chǎng), 三相對(duì)稱(chēng)繞組的基波磁場(chǎng)疊加在一起就形成了基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。3 . 9 三相旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值與極數(shù)及繞組系數(shù)之間有什么關(guān)系? 答: 由三相旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)幅值表達(dá)式 =1 .35可知, 磁動(dòng)勢(shì)幅值與極對(duì)數(shù)p成反比關(guān)系,與繞組系數(shù)成正比。3 . 13 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s是如何定義的?電機(jī)運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流的頻率與定子頻率是什么關(guān)系?答: 轉(zhuǎn)差率s的定義是轉(zhuǎn)差(- n)與同步轉(zhuǎn)速之比,即s=電機(jī)運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率

6、、電流的頻率與定子頻率成成正比,即 3 . 15 一臺(tái)額定電壓380 V 、星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī),如果誤連成三角形聯(lián)結(jié),并接到380 V的電源上,會(huì)有什么后果?為什么? 答: 一臺(tái)額定電壓380 V 、星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī),如果誤連成三角形聯(lián)結(jié),并接到380 V的電源上, 電動(dòng)機(jī)會(huì)被燒壞。因?yàn)轭~定電壓380 V 、星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī),其定子繞組額定電壓為220V，若將星形聯(lián)結(jié)的定子繞組誤連成三角形聯(lián)結(jié), 并接到380 V的電源上,這時(shí)定子繞組電壓為380 V,大大超過(guò)其額定電壓,會(huì)使定子電流變得很大, 會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。3 . 16 一臺(tái)額定電壓380 V 、三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)

7、機(jī),如果誤連成星形聯(lián)結(jié),并接到380 V的電源上滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí),會(huì)有什么后果?為什么?答: 額定電壓380 V 、三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī),如果誤連成星形聯(lián)結(jié),并接到380 V的電源上滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí), 電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng),不能運(yùn)行。額定電壓380 V 、三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī),如果誤連成星形聯(lián)結(jié),并接到380 V的電源上時(shí),其一相繞組電壓降為380/=220V, 由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與繞組電壓的平方成正比, 這時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低為原來(lái)的,故而在滿(mǎn)載時(shí)電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng),不能運(yùn)行,時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。3 . 17 三相異步電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載額定運(yùn)行時(shí),會(huì)產(chǎn)生哪些損耗?請(qǐng)畫(huà)出功率流程圖。 答: 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的損耗有定

8、子銅損耗,定子鐵損耗,轉(zhuǎn)子銅損耗,機(jī)械摩擦損耗,附加損耗。其功率流程圖如題3.17圖。 題3.17圖3 . 30 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率=7 . 5 kW ,額定電壓=380 V ,額定轉(zhuǎn)速=971 r /min,額定功率因數(shù)cos=0 . 786 ,定子三角形聯(lián)結(jié)。額定負(fù)載運(yùn)行時(shí),定子銅損耗=386 W ,鐵損耗=214 .5 W ,機(jī)械損耗=100 W ,附加損耗=112 . 5 W ,求額定負(fù)載運(yùn)行時(shí): ( 1 )轉(zhuǎn)子電流頻率; ( 2 )轉(zhuǎn)子銅損耗; ( 3 )電磁功率; ( 4 )定子電流; ( 5 )效率; ( 6 )畫(huà)出功率流程圖,標(biāo)明各部分功率及損耗。 解: ( 1 )

9、( 2 ) 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅損耗 ( 3 )電磁功率 ( 4 )( 5 )效率 ( 6 )功率流程圖如題3.30圖 題3.30圖3 . 33 一臺(tái)四極三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率=25 kW ,額定電壓=380 V ,額定轉(zhuǎn)速=1 450 r /min,過(guò)載倍數(shù)=2 . 6 ,求: ( 1 )額定轉(zhuǎn)差率; ( 2 )額定轉(zhuǎn)矩; ( 3 )最大轉(zhuǎn)矩; ( 4 )臨界轉(zhuǎn)差率。 解: ( 1 )額定轉(zhuǎn)差率 ( 2 )額定轉(zhuǎn)矩 ( 3 )最大轉(zhuǎn)矩 ( 4 )臨界轉(zhuǎn)差率 3 . 36 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定數(shù)據(jù)為: =380 V , =50 Hz , =7 . 5 kW , =962 r /min,定子繞

10、組為三角形聯(lián)結(jié),cos=0. 827 , =470 W , =234 W , =80 W ,=45 W 。試求: ( 1 )電動(dòng)機(jī)極數(shù); ( 2 )額定運(yùn)行時(shí)的和 ; ( 3 )轉(zhuǎn)子銅損耗 ; ( 4 )效率; ( 5 )定子電流 。解 : ( 1 ) =962 r /min的電動(dòng)機(jī), 其同步轉(zhuǎn)速,電動(dòng)機(jī)是6極電機(jī); ( 2 ) =0.038 ( 3 ) = 由 =1 ( 1 - s) s就有 ( 4 ) +=7500+470+234+301+45+80=8630 W( 5 )定子電流 =6 . 4 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為: =54 kW ,=220 V ,=270 A ,=1 150

11、 r /min。估算額定運(yùn)行時(shí)的,再計(jì)算、,最后畫(huà)出固有機(jī)械特性。解: 估算額定運(yùn)行時(shí)的 在n-T直角坐標(biāo)系中過(guò)點(diǎn)A(1209,0)和點(diǎn)B(1150,469.29)作直線(xiàn),該直線(xiàn)就是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性,如圖所示。n/(r/min) A B 1209 1150 T/N.m 469.29 6 . 6 畫(huà)出習(xí)題6 . 4中那臺(tái)電動(dòng)機(jī)電樞回路串入R=0 .1和電壓降到U=150 V的兩條人為機(jī)械特性曲線(xiàn)。解: 電樞回路串入電阻R=0 .1后的總電阻為 ,設(shè)帶額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)降為,則 在n-T直角坐標(biāo)系中,過(guò)點(diǎn)C(1209,0)和點(diǎn)D(1144,469.29)作出的直線(xiàn)就是電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻時(shí)

12、的人為機(jī)械特性,如題6.6圖所示。設(shè)電壓降到U=150 V時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速為,則有帶額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速為 過(guò)點(diǎn)E (824,0)和點(diǎn)F (765,469.29)作出的直線(xiàn)就是電動(dòng)機(jī)降壓時(shí)的人為機(jī)械特性,如圖所示。n/(r/min) C D E F T/N.m 1209 824 765 469.29 1144 6 . 7 寫(xiě)出題6 . 7圖所示各種情況下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程,并說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。(圖中標(biāo)明的轉(zhuǎn)速n的方向?yàn)閰⒖挤较?T、 的方向?yàn)閷?shí)際作用方向) 題6 . 7圖解: (a) -= > 則<0 系統(tǒng)減速運(yùn)行; (b) -= <0 系統(tǒng)減速運(yùn)行; (c) += >0 系

13、統(tǒng)加速運(yùn)行; (d) -= <0 系統(tǒng)減速運(yùn)行; (e) -+= = =0 系統(tǒng)穩(wěn)速運(yùn)行。6 . 8 題6 . 8圖為5類(lèi)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械特性圖,試判斷哪些系統(tǒng)是穩(wěn)定的,哪些系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。 題6 . 8圖解: 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件是機(jī)械特性曲線(xiàn)與負(fù)載特性曲線(xiàn)有交點(diǎn),圖中5類(lèi)電力拖動(dòng)系統(tǒng)都能滿(mǎn)足要求;充分條件是<,只有同時(shí)滿(mǎn)足充分必要條件的系統(tǒng)才能穩(wěn)定運(yùn)行。 (a) <0 =0 則< 系統(tǒng)是穩(wěn)定的; (b) >0 >0 圖中可見(jiàn)< 系統(tǒng)是穩(wěn)定的; (c) <0 >0 則< 系統(tǒng)是穩(wěn)定的; (d) <0 >0 則<

14、 系統(tǒng)是穩(wěn)定的; (e) >0 =0 則> 系統(tǒng)是不穩(wěn)定的6 . 9 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為: =7 . 5 kW , =220 V , =85 .2 A , =750 r /min, =0 . 13 。擬采用三級(jí)起動(dòng),最大起動(dòng)電流限制在額定電流的2 . 5倍,求各段的起動(dòng)電阻值為多少。解: 最大起動(dòng)電流 最大起動(dòng)電阻 1起動(dòng)電流比 2 第一段外串電阻為 第二段外串電阻為 第三段外串電阻為 6 . 13 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)如下:額定功率=40 kW , =220 V , =200 A , =1 000 r /min, =0. 1 。生產(chǎn)工藝要求最大靜差率=20 %

15、,現(xiàn)采用降低電源電壓調(diào)速,計(jì)算: ( 1 )系統(tǒng)能達(dá)到的調(diào)速范圍是多少? ( 2 )上述調(diào)速范圍內(nèi)電源電壓最小值與最大值是多少?解: ( 1 ) = =1100-1000=100=( 2 ) = =400+100=500 則=7 .33 三相籠型異步電動(dòng)機(jī): =110 kW ,定子聯(lián)結(jié),額定電壓=380 V ,額定轉(zhuǎn)速=740 r /min,額定效率=86%,額定功率因數(shù)cos=0 . 82 ,起動(dòng)電流倍數(shù)=6 . 4 ,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)=1 . 8試求: ( 1 )直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩; ( 2 )若供電變壓器允許起動(dòng)電流限定在480 A以?xún)?nèi),負(fù)載轉(zhuǎn)矩為750 N · m時(shí),

16、問(wèn)能否采用Y-降壓起動(dòng)方法起動(dòng)?解: ( 1 ) = =1419.6 N · m =6.4237=1516.8 A =1.81419.6=2555.28 N · m ( 2 ) 若采用Y-降壓起動(dòng)方法起動(dòng),則起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都都降低為直接起動(dòng)時(shí)的, 即 =505.6A =851.76 N · mY-降壓起動(dòng)時(shí),雖然起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,但是起動(dòng)電流超過(guò)變壓器允許的起動(dòng)電流,所以不能采用Y-降壓起動(dòng)方法起動(dòng)。7 . 37 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)=160 kW ,定子Y聯(lián)結(jié),額定電壓=380 V ,額定電流=288 A ,額定轉(zhuǎn)速=1 490 r /min,起動(dòng)電流倍數(shù)=6 . 9 ,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)=2 . 1 。試求: ( 1 )直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩;