機(jī)電與控制技術(shù)答案

1、第四章有一臺四極三相異步電動機(jī)，電源電壓的頻率為50HZ，滿載時電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率為求電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率。n 0=60f/pS=(n0-n)/ n0=60*50/2=(1500-n)/1500=1500r/minn=1470r/min電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 1500r/min. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 1470 r/min, 轉(zhuǎn)子電流頻率 .f 2=Sf1=*50=1 HZ將三相異步電動機(jī)接三相電源的三根引線中的兩根對調(diào)，此電動機(jī)是否會反轉(zhuǎn)？為什么？如果將定子繞組接至電源的三相導(dǎo)線中的任意兩根線對調(diào) , 例如將 B,C 兩根線對調(diào) , 即使 B相遇 C相繞組中電流的相位對調(diào) , 此時A相繞組內(nèi)的

2、電流導(dǎo)前于 C相繞組的電流 2/3 因此旋轉(zhuǎn)方向也將變?yōu)?A-C-B 向逆時針方向旋轉(zhuǎn) , 與未對調(diào)的旋轉(zhuǎn)方向相反 .有一臺三相異步電動機(jī)， 其 nN=1470r/min, 電源頻率為 50HZ。設(shè)在額定負(fù)載下運(yùn)行，試求： 定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；1500r/min 定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；30 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；30 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；1500r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。0r/min當(dāng)三相異步電動機(jī)的負(fù)載增加時，為什么定子電流會隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加？因為負(fù)載增加 n 減小 , 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速( n0-n) 增加 ,轉(zhuǎn)

3、子導(dǎo)體被磁感線切割的速度提高, 于是轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢增加, 轉(zhuǎn)子電流特增加 ,. 定子的感應(yīng)電動使因為轉(zhuǎn)子的電流增加而變大, 所以定子的電流也隨之提高.三相異步電動機(jī)帶動一定的負(fù)載運(yùn)行時，若電源電壓降低了，此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有無變化？如何變化？若電源電壓降低 ,降低瞬間 電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小,電流也減小 .轉(zhuǎn)速不變 .有一臺三相異步電動機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。滿載時Tstmax型號NNIst/INT /TP /kWU /V-1I N/A N× 100 cos /T NnN/r · minNY132S-63220/38960830試求：線電壓為380V時，三相定子繞組

4、應(yīng)如何接法？求 n0,p,S N,T N,T st ,T max和 I st ；額定負(fù)載時電動機(jī)的輸入功率是多少？ 線電壓為 380V時，三相定子繞組應(yīng)為Y型接法 . TN=nN=*3000/960=Tst/ TN=2Tst=2*= NmTmax/ TN=Tmax= NmI st /IN=Ist =一般 nN=n0=nN/=1000r/minSN= (n 0-n N)/ n 0=(1000-960)/1000=P=60f/ n 0=60*50/1000=3 =PN/P 輸入P 輸入 =3/=三相異步電動機(jī)正在運(yùn)行時， 轉(zhuǎn)子突然被卡住， 這時電動機(jī)的電流會如何變化？對電動機(jī)有何影響？電動機(jī)的電流

5、會迅速增加 , 如果時間稍長電機(jī)有可能會燒毀 . 三相異步電動機(jī)斷了一根電源線后， 為什么不能啟動？而在運(yùn)行時斷了一線，為什么仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動？這兩種情況對電動機(jī)將產(chǎn)生什么影響？三相異步電動機(jī)斷了一根電源線后，轉(zhuǎn)子的兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別作用于轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生兩個方向相反的轉(zhuǎn)矩， 而且轉(zhuǎn)矩大小相等。 故其作用相互抵消， 合轉(zhuǎn)矩為零，因而轉(zhuǎn)子不能自行啟動，而在運(yùn)行時斷了一線， 仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)矩大于反向轉(zhuǎn)矩， 這兩種情況都會使電動機(jī)的電流增加。三相異步電動機(jī)在相同電源電壓下， 滿載和空載啟動時， 啟動電流是否相同？啟動轉(zhuǎn)矩是否相同？三相異步電動機(jī)在相同電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩都相

6、同。222與 U，Tst =KR2u/(R 2+X 20) I=RR2，X20 有關(guān)三相異步電動機(jī)為什么不運(yùn)行在Tmax或接近 Tmax的情況下 ?根據(jù)異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性在 Tmax或接近 Tmax的情況下運(yùn)行是非常不穩(wěn)定的，有可能造成電動機(jī)的停轉(zhuǎn)。有一臺三相異步電動機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下：PN/kWnN/r ·min -1UN/V N× 100cos NI st /I N Tst/T N Tmax/T N 接法40147038090 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 250N·m時，試問在 U=UN和 U=兩種情況下電動機(jī)能否啟動？T N= PN/ n N=*40000/1470

7、=260NmTst/TN=Tst=312Nm222Tst=KRU / （R +X）2220=312 Nm312 Nm>250 Nm所以 U=UN時 電動機(jī)能啟動。當(dāng) U=時222）Tst=（） KR2U/ （R2+X20=*312=199 NmTst<T L 所以電動機(jī)不能啟動。 欲采用 Y-換接啟動 , 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 T N和 T N 兩種情況下 ,電動機(jī)能否啟動？TstY=Tst /3=*TN/3= TN當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 T N時電動機(jī)不能啟動當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 T N時電動機(jī)能啟動 若采用自耦變壓器降壓啟動，設(shè)降壓比為，求電源線路中通過的啟動電流和電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩。I N= PN/ U

8、 NN cos N3=40000/*380*=75AI st /I N=I st =降壓比為時電流 =K2 I st=*=200A電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩T= K2 Tst= Nm雙鼠籠式、深槽式異步電動機(jī)為什么可以改善啟動性能？高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機(jī)又是如何改善啟動性能的？因為雙鼠籠式電動機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩個鼠籠繞組，外層繞組的電阻系數(shù)大于內(nèi)層繞組系數(shù)，在啟動時S=1，f 2 =f ，轉(zhuǎn)子內(nèi)外兩層繞組的電抗都大大超過他們的電阻，因此，這時轉(zhuǎn)子電流主要決定于轉(zhuǎn)子電抗，此外外層的繞組的漏電抗小于內(nèi)層繞組的漏電抗，因此外籠產(chǎn)生的啟動轉(zhuǎn)矩大，內(nèi)層的啟動轉(zhuǎn)矩小， 啟動時起主要作用的是外籠。深槽式異步電動機(jī)的啟動性

9、能得以改善的原理。 是基于電流的集膚效應(yīng)。處于深溝槽中得導(dǎo)體， 可以認(rèn)為是沿其高度分成很多層。各層所交鏈漏磁通的數(shù)量不同， 底層一層最多而頂上一層最少，因此，與漏磁通相應(yīng)的漏磁抗，也是底層最大 而上面最小，所以相當(dāng)于導(dǎo)體有效接面積減小，轉(zhuǎn)子有效電阻增加 ，使啟動轉(zhuǎn)矩增加。高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻增大， 即可以限制啟動電流，又可以增大啟動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子的電阻率高，使轉(zhuǎn)子繞組電阻加大。線繞式異步電動機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，所串電阻愈大，啟動轉(zhuǎn)矩是否也愈大？線繞式異步電動機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動時， 所串電阻愈大， 啟動轉(zhuǎn)矩愈大為什么線繞式異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，啟動電流減小而啟動轉(zhuǎn)矩反而

10、增大？T222）當(dāng)轉(zhuǎn)子的電阻適當(dāng)增加時，啟動轉(zhuǎn)聚會st =KR2U/ （R2+X20增加。異步電動機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 調(diào)壓調(diào)速這種辦法能夠無級調(diào)速，但調(diào)速范圍不大 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速這種方法簡單可靠，但它是有機(jī)調(diào)速，隨著轉(zhuǎn)速降低特性變軟， 轉(zhuǎn)子電路電阻損耗與轉(zhuǎn)差率成正比，低速時損耗大。 改變極對數(shù)調(diào)速這種方法可以獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，雖然體積稍大，價格稍高，只能有機(jī)調(diào)速，但是結(jié)構(gòu)簡單，效率高特性高，且調(diào)速時所需附加設(shè)備少。 變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，是一種很好的調(diào)速方法。什么叫恒功率調(diào)速？什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速？恒功率調(diào)速是人為機(jī)械特性改變的條件下， 功率不變。

11、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速是人為機(jī)械特性改變的條件下轉(zhuǎn)矩不變。異步電動機(jī)變極調(diào)速的可能性和原理是什么？其接線圖是怎樣的？假設(shè)將一個線圈組集中起來用一個線圈表示，但繞組雙速電動機(jī)的定子每組繞組由兩各項等閑圈的半繞組組成。 半繞組串聯(lián)電流相同，當(dāng)兩個半繞組并聯(lián)時電流相反。 他們分別代表兩中極對數(shù)?？梢姼淖儤O對數(shù)的關(guān)鍵在于 使每相定子繞組中一般繞組內(nèi)的電流改變方向。即改變定子繞組的接線方式來實(shí)現(xiàn)。AXAX改變即對數(shù)調(diào)速的原理異步電動機(jī)有哪幾種制動狀態(tài)？各有何特點(diǎn)？異步電動機(jī)有三種反饋制動, 反接制動和能耗制動.反饋制動當(dāng)電動機(jī)的運(yùn)行速度高于它的同步轉(zhuǎn)速, 即 n1.>n 0時一部電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài). 這時轉(zhuǎn)子

12、導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機(jī)狀態(tài)時的方向相反. 電流改變了方向 , 電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變方向 .反接制動電源反接改變電動機(jī)的三相電源的相序, 這就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向, 電磁轉(zhuǎn)矩由正變到負(fù), 這種方法容易造成反轉(zhuǎn). 倒拉制動出現(xiàn)在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過電磁轉(zhuǎn)矩時候 , 例如起重機(jī)放下重物時 , 機(jī)械特性曲線如下圖 , 特性曲線由 a 到 b, 在降速最后電動機(jī)反轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)竭_(dá) d 時,T=TL 系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài) ,b ad能耗制動首先將三項交流電源斷開, 接著立即將一個低壓直流電圓通入定子繞組 . 直流通過定子繞組后 , 在電動機(jī)內(nèi)部建立了一個固定的磁場 , 由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流, 該

13、電流域恒定磁場相互作用產(chǎn)生作用方向與轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩 , 所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降, 此時運(yùn)動系統(tǒng)儲存的機(jī)械能被電動機(jī)轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻中.試說明鼠籠式異步電動機(jī)定子極對數(shù)突然增加時，電動機(jī)的降速過程。N0=60f/pp增加定子的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速降低, 定子的轉(zhuǎn)速特隨之降低 .試說明異步電動機(jī)定子相序突然改變時，電動機(jī)的降速過程。b a 12c異步電動機(jī)定子相序突然改變, 就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向, 電動機(jī)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線就由第一象限的曲線 1 變成了第三象限的曲線 2 但由于機(jī)械慣性的原因 , 轉(zhuǎn)速不能突變 , 系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn) a 只能平移到曲線 2 的 b 點(diǎn), 電磁轉(zhuǎn)矩由正

14、變到負(fù) , 則轉(zhuǎn)子將在電瓷轉(zhuǎn)矩和服在轉(zhuǎn)矩的共同作用下迅速減速 , 在從點(diǎn) b 到點(diǎn) c 的整個第二相限內(nèi) , 電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向相反 ,.如圖所示：為什么改變 QB的接通方向即可改變單相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？定子上有兩個繞組AX,BY,一個是啟動繞組 , 另一個是運(yùn)行繞組 ,BY 上串有電容 . 他們都鑲嵌在定子鐵心中 , 兩個繞組的軸線在空間上垂直 , 繞組 BY 電路中串接有電容 C,當(dāng)選擇合適的參數(shù)使該繞組中的電流 i A在相位上超前或滯后 i B, 從而改變 QB的接通方向即可改變單相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向單相罩極式異步電動機(jī)是否可以用調(diào)換電源的兩根線端來使電動機(jī)反轉(zhuǎn)？為什么？不能 ,

15、因為必須調(diào)換電容器 C的串聯(lián)位置來實(shí)現(xiàn) , 即改變 QB的接通位置 , 就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向 , 從而實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn) ,.同步電動機(jī)的工作原理與異步電機(jī)的有何不同？異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子沒有直流電流勵磁 , 它所需要的全部磁動勢均由定子電流產(chǎn)生 , 所以一部電動機(jī)必須從三相交流電源吸取滯后電流來建立電動機(jī)運(yùn)行時所需要的旋轉(zhuǎn)磁場 , 它的功率因數(shù)總是小于 1 的, 同步電動機(jī)所需要的磁動勢由定子和轉(zhuǎn)子共同產(chǎn)生的當(dāng)外加三相交流電源的電壓一定時總的磁通不變 , 在轉(zhuǎn)子勵磁繞組中通以直流電流后 , 同一空氣隙中 , 又出現(xiàn)一個大小和極性固定 , 極對數(shù)與電樞旋轉(zhuǎn)磁場相同的直流勵磁磁場 , 這兩個磁場的

16、相互作用 , 使轉(zhuǎn)子北電樞旋轉(zhuǎn)磁場拖動著一同步轉(zhuǎn)速一起轉(zhuǎn)動.一般情況下，同步電動機(jī)為什么要采用異步啟動法？因為轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時, 加以直流勵磁 , 產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場 , 并以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動 , 兩者相吸 , 定子旋轉(zhuǎn)磁場欲吸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動, 但由于轉(zhuǎn)子的慣性 , 它還沒有來得及轉(zhuǎn)動時旋轉(zhuǎn)又到了極性相反的方向 , 兩者又相斥 , 所以平均轉(zhuǎn)矩為零 , 不能啟動，要采用異步啟動法。為什么可以利用同步電動機(jī)來提高電網(wǎng)的功率因數(shù)？當(dāng)直流勵磁電流大于正常勵磁電流時 , 電流勵磁過剩 , 在交流方面不僅無需電源供電 , 而且還可以向電網(wǎng)發(fā)出點(diǎn)感性電流與電感性無功功率 , 正好補(bǔ)償了電網(wǎng)附近電感性負(fù)載 , 的需要 .

17、使整個電網(wǎng)的功率因數(shù)提高 .電動機(jī)的溫升與哪些因素有關(guān)？電動機(jī)銘牌上的溫升值其含義是什么？電動機(jī)的溫升、 溫度以及環(huán)境溫度三者之間有什么關(guān)系？電動機(jī)的溫升與銅耗 , 鐵耗和機(jī)械損耗有關(guān) . 電動機(jī)銘牌上的溫升值其含義是電動機(jī)絕緣許可的最高溫度 . 電動機(jī)的溫升、溫度以及環(huán)境溫度三者之間是剛工作時電動機(jī)的溫度與周圍介質(zhì)的溫度之差很小 , 熱量的發(fā)散是隨溫度差遞增的 , 少量被發(fā)散法到空氣中 , 大量被空氣吸收 ., 因而溫度升高的較快 . 隨著電動機(jī)溫度逐漸升高 , 被電動機(jī)吸收的減少 , 而發(fā)散到空氣中的熱量增加 .電動機(jī)在運(yùn)行中其電壓、電流、功率、溫升能否超過額定值？是何原因？電動機(jī)在運(yùn)行中

18、其電壓、電流、功率、溫升能超過額定值因為保證電動機(jī)長期安全運(yùn)行的必要條件是按發(fā)熱條件選擇電動機(jī)功率的 , 只要保證 max a電動機(jī)的選擇包括哪些內(nèi)容？電動機(jī)的選擇包括 :1 電動機(jī)容量 .2 電動機(jī)電壓等級 ,3 電動額定轉(zhuǎn)速 .4 電動機(jī)結(jié)構(gòu)型式 .5 電動機(jī)的種類選擇電動機(jī)的容量時主要應(yīng)考慮哪些因素？選擇電動機(jī)容量應(yīng)根據(jù)三相基本原則進(jìn)行:1 發(fā)熱 : 電動機(jī)在運(yùn)行的實(shí)際最高工作溫度等于或小于電動機(jī)的最高工作溫度 ,2 過載能力 : 短時間內(nèi)承受高于額定功率的負(fù)載功率時保證 max a. 當(dāng)決定電動機(jī)容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動機(jī)的過載能力 , 即所選電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 Tmax或最大電流

19、 I max必須大于運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大負(fù)載電流I Lmax 和最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩啟動能力必須使電動機(jī)能可靠啟動TL <stT N電動機(jī)有哪幾種工作方式？當(dāng)電動機(jī)的實(shí)際工作方式與銘牌上標(biāo)注的工作方式不一致時，應(yīng)注意哪些問題？電動機(jī)有連續(xù)工作制 , 短時工作制 , 重復(fù)短時工作之三種方式.當(dāng)電動機(jī)的實(shí)際工作方式與銘牌上標(biāo)注的工作方式不一致時,應(yīng)注意最高工作溫度是否小于電動機(jī)的最高許可工作溫度 , 啟動轉(zhuǎn)矩是否大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩 .一臺室外工作的電動機(jī)，在春、夏、秋、冬四季其實(shí)際允許的使用容量是否相同？為什么？實(shí)際允許的使用容量不相同, 周圍空氣的溫度發(fā)生了變化, 對電動機(jī)的散熱快慢有很大影響.3有

20、一抽水站的水泵向高度H=10m處送水，排水量Q=500m/h ，水泵的效率 1=，傳動裝置的效率2=，水的重度r=1000kg/m3，試選擇一臺電動機(jī)拖動水泵。PL=QH/10212=10*1000*500/102*3600=查手冊選擇 Y200L2-6, 額定功率 22KW滿載轉(zhuǎn)速是 970r/min, 最大轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)矩 =有一生產(chǎn)機(jī)械的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩曲線如題圖所示，生產(chǎn)機(jī)械要求的轉(zhuǎn)速 nN=1450r/min ，試選一臺容量合適的交流電動機(jī)來拖動次生產(chǎn)機(jī)械。用等効轉(zhuǎn)矩法 , 先求初等効轉(zhuǎn)矩T= (4 * *20+92*10+42*40+72*40+122*6)/116=等效功率是 PL=Tdn/9550=*1450/9550=查手冊選擇 Y90S-4電動機(jī) , 額定功率是 . 滿載轉(zhuǎn)速 1400r/min,最大主轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩 =所選電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為TN=9550PN/n N=9550*1400=Nm電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩是Tmax= TN= Nm> Nm所選電動機(jī)符合要求 .一生產(chǎn)機(jī)械