電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)試題及答案

1、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)試題及答案(簡(jiǎn)答題)簡(jiǎn)答題1變壓器鐵心為什么要用涂有絕緣的薄硅鋼片疊成？若在鐵心磁回路中出現(xiàn)較大的間隙，對(duì)變壓器有何影響？ 答：鐵心中交變的磁通會(huì)在鐵心中引起鐵損耗，用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊成鐵心，可以大大減少鐵損耗。若在鐵心磁回路中出現(xiàn)較大的間隙，則主磁通所經(jīng)過(guò)的鐵心磁回路的磁阻就比較大，產(chǎn)生同樣的主磁通所需要的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流就大大增加，即變壓器的空載電流會(huì)大大增加。2 畫(huà)出單相變壓器負(fù)載時(shí)的各種磁通及其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系圖。答：變壓器負(fù)載時(shí)各種磁通及其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系如下圖：3 為什么變壓器的空載損耗可以近似看成鐵損耗？為什么短路損耗可以近似看成銅損

2、耗？答：變壓器鐵損耗的大小決定于鐵心中磁通密度的大小，銅損耗的大小決定決定于繞組中電流的大小。變壓器空載和短路時(shí)，輸出功率都為零。輸入功率全部變?yōu)樽儔浩鞯膿p耗。即銅損耗與鐵損耗之和?？蛰d時(shí)，電源電壓為額定值，鐵心中磁通密度達(dá)到正常運(yùn)行的數(shù)值，鐵損耗也為正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)值。而此時(shí)二次繞組中的電流為零，沒(méi)有銅損耗，一次繞組中電流僅為勵(lì)磁電流，遠(yuǎn)小于正常運(yùn)行的數(shù)值，它產(chǎn)生的銅損耗相對(duì)于這時(shí)的鐵損耗可以忽略不計(jì)，因而空載損耗可近似看成為鐵損耗。短路試驗(yàn)時(shí)，輸入功率為短路損耗。此時(shí)一次、二次繞組電流均為額定值，銅損耗也達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)值，而電壓大大低于額定電壓，鐵心中磁通密度也大大低于正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)值，

3、此時(shí)鐵損耗與銅損耗相比可忽略不計(jì)。因此短路損耗可近似看成銅損耗。4 變壓器的Rm、Xm各代表什么物理意義？磁路飽和與否對(duì)Rm、Xm有什么影響？為什么要求Xm大、Rm??？答：Rm：變壓器的勵(lì)磁電阻，它是反應(yīng)變壓器鐵耗大小的等效電阻，不能用伏安法測(cè)量。Xm：變壓器的勵(lì)磁電抗，反應(yīng)了主磁通對(duì)電路的電磁效應(yīng)。Rm、Xm都隨磁路飽和程度增加而下降。Xm越大、Rm越小時(shí)，主磁通一定時(shí)，鐵耗越小，所以希望Xm大、Rm小。為此變壓器鐵心材料都用導(dǎo)磁性能好（磁阻?。?、鐵損小、0.35mm厚冷軋硅鋼片疊成。5根據(jù)電流互感器副邊短路后的電磁關(guān)系，說(shuō)明為什么不能開(kāi)路。答：開(kāi)路后副邊電流的去磁作用消失，原邊電流全部用來(lái)

4、勵(lì)磁，使得鐵心磁通過(guò)度飽和，畸變，鐵心發(fā)熱，原邊副邊感應(yīng)出高電壓，危險(xiǎn)。6如果考慮變壓器鐵心飽和，變壓器的勵(lì)磁電流是什么波形？為什么？答：尖頂波。變壓器電壓為正弦波，這就要求磁通也應(yīng)該是正弦波，才會(huì)使得電壓和電勢(shì)大約相等。即UE=4.44fN。當(dāng)磁路飽和時(shí)，正弦波的勵(lì)磁電流只能產(chǎn)生平頂波鐵心的磁通，只有尖頂波的勵(lì)磁電流才能產(chǎn)生正弦波鐵心磁通。7簡(jiǎn)述并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)自勵(lì)建壓的條件答：1）必須有剩磁。否則要充磁。2）并聯(lián)在電樞兩端的勵(lì)磁繞組極性要正確，使勵(lì)磁電流產(chǎn)生的補(bǔ)充磁通方向與剩磁磁通方向相同。3）勵(lì)磁回路的總電阻必須小于臨界電阻。4）轉(zhuǎn)速不能太低，轉(zhuǎn)速應(yīng)該達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。8 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，為

5、什么電樞回路中串聯(lián)的電阻取較大的值？而勵(lì)磁回路中串聯(lián)的電阻取較小的值？答：直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速為0，Ea=0，電樞繞組的電阻很小。如電樞回路不串聯(lián)電阻，全壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流I=U/Ra可達(dá)額定電流的幾十倍，損壞電機(jī)。電樞回路中串聯(lián)較大的電阻可使起動(dòng)電流較低。起動(dòng)過(guò)程中又要求有足夠大的起動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩，T=CTIa，勵(lì)磁回路電阻較小，勵(lì)磁電流較大，磁通較大，將產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)很快轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)，感應(yīng)電勢(shì)很快建立起來(lái)，使起動(dòng)電流很快減小。9試分別畫(huà)出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在改變電樞電壓時(shí)和在轉(zhuǎn)子回路中串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性曲線。答：改變電樞電壓時(shí)的機(jī)械特性圖中U1>U2>U3回路串電阻時(shí)

6、機(jī)械特圖中R1<R2<R310 什么在直流電動(dòng)機(jī)的電樞反接的反接制動(dòng)時(shí)在電樞回路中要串接較大的電阻？答：在反接制動(dòng)前，假定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n，則此時(shí)的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的反電勢(shì)為Ea。在電樞電壓反接制動(dòng)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)及機(jī)械負(fù)載的慣性作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不會(huì)突變，仍然為n，即此時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)為Ea。有電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式可知，此時(shí)的電樞電流為：電動(dòng)機(jī)在電樞反接的反接制動(dòng)開(kāi)始時(shí)電樞電流很大。為了抑制電樞電流，應(yīng)在電樞回路中串入較大的電阻，串入電阻后的電樞電流為：11容量為幾個(gè)千瓦時(shí)，為什么直流電動(dòng)機(jī)不能直接起動(dòng)而三相籠型異步電動(dòng)機(jī)卻可以直接起動(dòng)？ 答：直流電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)電流為

7、Ist=uN/Ra，由于uN>>Ra（數(shù)值）,無(wú)論功率大小，Ist都將達(dá)到額定電流的十幾倍，甚至幾十倍，這是電動(dòng)機(jī)本身所不能允許的，所以直流電動(dòng)機(jī)不能直接起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)通常允許直接起動(dòng)電流為額定電流的5-7倍，加上供電變壓器容量通常都能滿足小功率三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)要求，所以幾個(gè)千瓦的三相異步電動(dòng)機(jī)可以直接起動(dòng)。12直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)與制動(dòng)兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的根本區(qū)別何在？答：電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)所發(fā)出的轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相同，制動(dòng)狀態(tài)特點(diǎn)使電動(dòng)機(jī)所發(fā)的轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相反。13并勵(lì)直流電機(jī)起動(dòng)時(shí)，電樞回路中的起動(dòng)電阻R和勵(lì)磁回路中的調(diào)磁電阻r各應(yīng)

8、處于什么位置？說(shuō)出原因？答：電機(jī)起動(dòng)時(shí)，要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和小的起動(dòng)電流。這就要求有強(qiáng)的勵(lì)磁磁場(chǎng)，因此勵(lì)磁回路電阻最小，即r處于最小位置。小的電樞電流，即電樞回路中的起動(dòng)電阻R應(yīng)該最大位置。14并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電的原理是什么？答：電機(jī)的微弱的剩磁產(chǎn)生較低的剩磁電勢(shì)，剩磁電勢(shì)加在勵(lì)磁繞組上，產(chǎn)生勵(lì)磁電流、磁場(chǎng)，若此時(shí)的磁場(chǎng)和原先的剩磁磁場(chǎng)相同，它們就會(huì)加強(qiáng)，產(chǎn)生更大的磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生更大的切割電勢(shì)，電機(jī)就會(huì)起勵(lì)，完成自勵(lì)發(fā)電。15什么叫轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差率是怎樣計(jì)算的？答：轉(zhuǎn)差率就是同步轉(zhuǎn)速n1和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n二者之差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值。轉(zhuǎn)差率用s表示，其計(jì)算式按照以上定義表示為：16三相異步電動(dòng)

9、機(jī)中的空氣隙為什么必須做得很?。?#160;答：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的空氣隙較大時(shí)，對(duì)應(yīng)的電抗Xm就較小，從等效電路可知，此時(shí)無(wú)論是空載還是負(fù)載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流都比較大，則對(duì)應(yīng)的銅損耗和鐵損耗都比較大，電動(dòng)機(jī)的效率較低。因此，三相異步電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣隙必須做得很小，這樣電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流才不會(huì)大，電動(dòng)機(jī)的效率才較高。17電動(dòng)機(jī)定子繞組通電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)有何關(guān)系？ 答：定子繞組通電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速n1，其大小由電網(wǎng)的頻率f和電機(jī)極對(duì)數(shù)p決定，即n1=60f/p我國(guó)電網(wǎng)頻率為f=50Hz，當(dāng)p=1時(shí)，n1=3000r/min p=2時(shí)，n1=1

10、500r/min p=3時(shí)，n1=1000r/min，等18 同步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)，在空載時(shí)是如何激勵(lì)的？在負(fù)載時(shí)是如何激勵(lì)的？答：空載時(shí)，定子繞組中沒(méi)有電流，氣隙磁場(chǎng)是由轉(zhuǎn)子繞組中直流電流激勵(lì)的，負(fù)載以后，定子三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，其基波以同步速度旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止。氣隙磁場(chǎng)是由轉(zhuǎn)子繞組中直流電流和定子繞組中三相交流電流共同激勵(lì)的。19 異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，為什么總是要從電源吸收滯后的無(wú)功電流？答：這是因?yàn)椋阂环矫?，異步電?dòng)機(jī)需要?jiǎng)?lì)磁電流來(lái)產(chǎn)生主磁通，對(duì)應(yīng)參數(shù)為勵(lì)磁電抗Xm，要從電源吸收滯后的無(wú)功電流；另一方面，對(duì)應(yīng)定、轉(zhuǎn)子漏磁通的參數(shù)為定、轉(zhuǎn)子漏電抗X1和X2，也需從電源吸收滯后的無(wú)功電

11、流，因此，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)總是需要從電源吸收滯后的無(wú)功電流，以滿足這三個(gè)電抗的需要。20分別描述三相異步電機(jī)電壓降低和轉(zhuǎn)子回路串電阻后，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)差率、同步轉(zhuǎn)速的變化情況。答：電壓降低，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩平方關(guān)系下降；最大轉(zhuǎn)矩平方關(guān)系下降，臨界轉(zhuǎn)差率不變，同步轉(zhuǎn)速不變。轉(zhuǎn)子回路串電阻，當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率小于1時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加，最大轉(zhuǎn)矩不變，同步轉(zhuǎn)速不變。當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率大于1時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，最大轉(zhuǎn)矩不變，同步轉(zhuǎn)速不變。21如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率的數(shù)值來(lái)判斷異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)。答：電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n應(yīng)為0<n<n1，代入轉(zhuǎn)差率公式可知，1>s>0。發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)：轉(zhuǎn)子

12、轉(zhuǎn)速n應(yīng)大于同步轉(zhuǎn)速n1，即n>n1，代入轉(zhuǎn)差率公式可知，s<0。電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n應(yīng)和同步轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)向相反，即n<0，代入轉(zhuǎn)差率公式可知，s>1。22說(shuō)出異步電機(jī)的采用的啟動(dòng)方法及其原理。答：降壓起動(dòng)：串電抗器、串自耦變壓器。原理是降低定子繞組的電壓，減小定子起動(dòng)電流。轉(zhuǎn)子回路串電阻、串頻敏變阻器起動(dòng)。原理是增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，減小起動(dòng)電流。23為什么三相異步電機(jī)的起動(dòng)電流很大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻不大？答：）電機(jī)的漏阻抗小，起動(dòng)時(shí)，所以起動(dòng)電流大。）定子阻抗壓降大，導(dǎo)致勵(lì)磁電勢(shì)小，氣隙磁通小。）轉(zhuǎn)子電流頻率高，電抗大，功率因數(shù)小。根據(jù)，雖然電流很大，但轉(zhuǎn)矩不大24分別描述三

13、相異步電機(jī)電壓降低和轉(zhuǎn)子回路串電阻后，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)差率、同步轉(zhuǎn)速的變化情況。 答：電壓降低：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩平方關(guān)系下降；最大轉(zhuǎn)矩平方關(guān)系下降，臨界轉(zhuǎn)差率不變，同步轉(zhuǎn)速不變。轉(zhuǎn)子回路串電阻：當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率小于1時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加，最大轉(zhuǎn)矩不變，同步轉(zhuǎn)速不變。當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率大于1時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，最大轉(zhuǎn)矩不變，同步轉(zhuǎn)速不變。25為什么異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速？答：異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速，這是因?yàn)槿绻D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就不能切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，即導(dǎo)條中無(wú)感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為零。

14、26為什么同步電機(jī)的氣隙要比相同容量的感應(yīng)電機(jī)的大？答：感應(yīng)電機(jī)的勵(lì)磁電流由電源供給，需要從電網(wǎng)吸取感性無(wú)功功率，如果氣隙大，則勵(lì)磁電流大，電機(jī)的功率因數(shù)低，因此在機(jī)械容許的條件下，氣隙要盡量小一些。同步電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)由轉(zhuǎn)子電流和定子電流共同激勵(lì)，氣隙大，同步電抗小，運(yùn)行穩(wěn)定性高。27同步發(fā)電機(jī)怎樣產(chǎn)生三相交流電能？同步電動(dòng)機(jī)怎樣將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能？ 答：同步發(fā)電機(jī)定子上有三相對(duì)稱(chēng)繞組，轉(zhuǎn)子上勵(lì)磁繞組通直流電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和定子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在定子繞組感應(yīng)電勢(shì)。當(dāng)發(fā)電機(jī)接負(fù)載時(shí)，輸出三相交流電能。在同步電動(dòng)機(jī)定子繞組上加三相對(duì)稱(chēng)電壓，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在

15、轉(zhuǎn)子繞組上通直流電流，在轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)速下，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子磁極一起運(yùn)轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，輸出機(jī)械功率。 28簡(jiǎn)述同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)過(guò)程？答：起動(dòng)時(shí)，先把同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組通過(guò)外部的限流電阻進(jìn)行短接，然后把定子繞組接上三相交流電源。由于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上另有繞組，相當(dāng)于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，靠起動(dòng)繞組所產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)便起動(dòng)起來(lái)。然后逐漸加速，待轉(zhuǎn)速上升到接近于同步轉(zhuǎn)速（約95n0）時(shí)，將勵(lì)磁繞組換接在勵(lì)磁電源上，使轉(zhuǎn)子建立勵(lì)磁磁場(chǎng)，這樣依靠定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間相互作用所產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩，便可以使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，即所謂“牽入同步”，從而結(jié)束起動(dòng)過(guò)程29同步電動(dòng)機(jī)為何沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

16、？答：同步電機(jī)形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用在靜止轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子有慣性，不能立即跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的力矩是交變的，時(shí)而往前牽引，時(shí)而往后拖拉，因而轉(zhuǎn)子只在原位置前后振動(dòng)，轉(zhuǎn)子的平均電磁轉(zhuǎn)矩為零。因此電機(jī)沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，不能起動(dòng)。30為什么說(shuō)同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載大小和功率角有關(guān)？答：當(dāng)較小時(shí)，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)定子磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁拉力主要在徑向上，負(fù)載變大時(shí)，此時(shí)磁拉力不足，轉(zhuǎn)子磁極和定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁極位置會(huì)產(chǎn)生變化，增大，磁拉力增大，電機(jī)在新的工作點(diǎn)找到平衡。31簡(jiǎn)述同步電動(dòng)機(jī)的工作原理答：同步電動(dòng)機(jī)的工作原理：在同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入三相交流電后，在氣隙中產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)的氣隙磁場(chǎng)，相當(dāng)于一旋轉(zhuǎn)的磁極。

17、在轉(zhuǎn)子中通入直流電后，會(huì)在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一磁極，當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子的等效磁極保持相對(duì)靜止時(shí)，兩對(duì)磁極相互吸引，從而拖動(dòng)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。32試簡(jiǎn)述交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理。答：當(dāng)交流伺服電動(dòng)機(jī)在系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁繞組固定地接到交流電源上，當(dāng)控制繞組上的控制電壓為零時(shí)，氣隙內(nèi)磁場(chǎng)為脈振磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；若有控制電壓加在控制繞組上，且控制繞組內(nèi)流過(guò)的電流和勵(lì)磁繞組內(nèi)流過(guò)的電流不同相，則在氣隙內(nèi)會(huì)建立一定大小的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。因此電動(dòng)機(jī)有了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就立即旋轉(zhuǎn)。當(dāng)控制電壓撤銷(xiāo)時(shí)，由于伺服電動(dòng)機(jī)本省具有克服自轉(zhuǎn)的特性，伺服電動(dòng)機(jī)立即停止下來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了伺服電動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)控制電壓來(lái)確定自己是否運(yùn)行，達(dá)到了伺服的功

18、能。論述題1、 從三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路入手，分析為什么三相異步電動(dòng)機(jī)不宜長(zhǎng)期輕載運(yùn)行？答：從三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路可知，當(dāng)電動(dòng)機(jī)輕載運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)差率s很小，則其等效表征的機(jī)械輸出功率電阻很大，該支路和勵(lì)磁支路是并聯(lián)的，它們的合成阻抗更多的表現(xiàn)為感抗，而電動(dòng)機(jī)的定子漏抗和電阻很小，則電動(dòng)機(jī)總的阻抗基本上是由勵(lì)磁支路和轉(zhuǎn)子支路所確定，因此總的電路表現(xiàn)為較大的感抗，電流滯后電壓較多，輸入電功率的功率因數(shù)低。那么在傳遞相同功率的情況下，輸入電流較大，在繞組上的銅耗就較大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的效率較低。在輕載這樣的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的使用是不經(jīng)濟(jì)的。2試論述力矩式自整角機(jī)的基本工作原理答：由于發(fā)送機(jī)和

19、接收機(jī)的勵(lì)磁繞組接在同一勵(lì)磁電源上，當(dāng)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的勵(lì)磁繞組對(duì)于本身的同步繞組的偏轉(zhuǎn)角出現(xiàn)失調(diào)角時(shí)，即12不為零時(shí)，那么發(fā)送機(jī)的勵(lì)磁電流在三相同步繞組中感應(yīng)的三相電動(dòng)勢(shì)和接收機(jī)勵(lì)磁繞組在三相同步繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)就不會(huì)相等，則會(huì)在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的三相同步繞組中產(chǎn)生環(huán)流電流，該環(huán)流電流和勵(lì)磁電流相互作用而產(chǎn)生電磁力矩，推動(dòng)接受機(jī)的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，直到接收機(jī)勵(lì)磁繞組和同步繞組的偏轉(zhuǎn)角等于發(fā)送機(jī)的偏轉(zhuǎn)角，即0為止。此時(shí)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)中同步繞組所感應(yīng)的三相電動(dòng)勢(shì)是完全相等的，在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的三相同步繞組中沒(méi)有環(huán)流電流，沒(méi)有電磁力矩。因此，力矩式自整角機(jī)的接受機(jī)的勵(lì)磁轉(zhuǎn)角能夠和發(fā)送機(jī)的勵(lì)磁轉(zhuǎn)角保持一致

20、。3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組沒(méi)有直接聯(lián)系，為什么負(fù)載增加時(shí)，定子電流和輸入功率會(huì)自動(dòng)增加，從空載到滿載電機(jī)主磁通有無(wú)變化？答：負(fù)載增加時(shí)，由牛頓運(yùn)動(dòng)公式可知，電機(jī)轉(zhuǎn)速將下降，轉(zhuǎn)差率會(huì)上升，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度增加，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流相應(yīng)增加，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2也增加。由磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系可知，定子磁動(dòng)勢(shì)會(huì)增加，定子電流I1會(huì)上升，從而維持磁動(dòng)勢(shì)的平衡。定子電流的增加，由于U1不變，這表明電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電功率增加。這一過(guò)程直到轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩重新平衡為止。在U1不變的情況下，I1的增加導(dǎo)致I1Z1增加，使E1減小。由于I1Z1增加的部分同U1相比較小，故主磁通略有下降。4電

21、動(dòng)機(jī)的允許溫升取決于什么？若兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)冷卻條件不同，而其他條件完全相同，它們的允許溫升是否相等？答：電動(dòng)機(jī)在實(shí)現(xiàn)能量變換的過(guò)程中，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生損耗并變成熱量從而使電動(dòng)機(jī)的溫度升高。在電動(dòng)機(jī)中，耐熱最差的是繞組的絕緣材料。不同的絕緣材料，它能夠長(zhǎng)期使用的溫度是不一樣的，因此，電動(dòng)機(jī)的允許溫升主要取決于所采用的絕緣材料，電動(dòng)機(jī)的選擇與使用都以不以超過(guò)額定溫升為原則。盡管兩臺(tái)電機(jī)的通風(fēng)冷卻條件不同，但只要絕緣材料相同，他們都能長(zhǎng)期在相同的溫度下運(yùn)行（容許溫升內(nèi)）。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)冷卻條件不同，只能影響到電機(jī)的散熱情況，而不會(huì)改變電機(jī)的溫升。5、 一臺(tái)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，原來(lái)轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因

22、損壞，改為鑄鋁的。如果輸出同樣轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能有什么變化？答：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條由銅導(dǎo)條改為鑄鋁導(dǎo)條后，由于鋁的電阻率比銅的電阻率要大，相當(dāng)于增大了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路的電阻。由三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路分析可知：當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻增大時(shí)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流將會(huì)減??；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大；最大轉(zhuǎn)矩不變；但臨界轉(zhuǎn)差率Sm將會(huì)增大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩和未換鑄鋁時(shí)的一樣沒(méi)有變化，由于轉(zhuǎn)子電阻增大，將會(huì)使穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率S增大；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降；同時(shí)，損耗在轉(zhuǎn)子上的銅耗增大；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)效率下降。故從長(zhǎng)期使用來(lái)說(shuō)，采用鑄鋁轉(zhuǎn)子的三相異步電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行是不經(jīng)濟(jì)的。6什么是交流伺服電動(dòng)機(jī)的自轉(zhuǎn)？交流伺服電動(dòng)機(jī)

23、怎樣克服自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？答：當(dāng)交流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和控制繞組加上交流電壓后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)以后，去掉控制繞組上的控制電壓，伺服電動(dòng)機(jī)仍然轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象叫做交流伺服電動(dòng)機(jī)的自轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)現(xiàn)象存在的原因是單相交流電動(dòng)機(jī)雖然沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但起動(dòng)起來(lái)后，就有電磁轉(zhuǎn)矩存在，在交流伺服電動(dòng)機(jī)中，采用增大轉(zhuǎn)子電阻的辦法來(lái)克服自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，即滿足的條件，此時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)在單相運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是負(fù)轉(zhuǎn)矩，即當(dāng)控制電壓沒(méi)有時(shí)，電動(dòng)機(jī)受到負(fù)轉(zhuǎn)矩而停止下來(lái)。7為什么變壓器的空載電流同三相異步電動(dòng)機(jī)空載電流相比較起來(lái)要小一些？答：激磁電流的大小與主磁路的磁阻密切相關(guān)，變壓器的主磁路全部用導(dǎo)磁性能良好的材料構(gòu)成，而

24、異步電機(jī)是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，主磁路里除了有用導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片疊壓而成的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，還有空氣隙，氣隙的長(zhǎng)度盡管很小，但磁阻很大，這樣異步電機(jī)主磁路的磁阻比相應(yīng)的變壓器的大，所以異步電機(jī)的激磁電流標(biāo)么值（約0.20.5）比變壓器的（約0.020.1）大得多?？蛰d電流的主要成份是激磁電流，因此變壓器空載電流的標(biāo)么值比異步電機(jī)小得多。8直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，為什么一定要先把勵(lì)磁電流加上？若忘了先合勵(lì)磁繞阻的電源開(kāi)關(guān)就把電樞電源接通，這是會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象（試從TL=0 和TL=TN兩種情況加以分析）？答：直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),一定要先把勵(lì)磁電流加上，這是因?yàn)橹鞔艠O靠外電源產(chǎn)生磁場(chǎng)。如果忘了先合勵(lì)磁繞組

25、的電源開(kāi)關(guān)就把電樞電源接通，由于勵(lì)磁磁場(chǎng)存在剩磁，由公式T=CTIa可知，電機(jī)產(chǎn)生了力矩，在力矩的作用下，電機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)TL=0時(shí)，由于電機(jī)產(chǎn)生的力矩大于負(fù)載力矩（此時(shí)負(fù)載力矩為零），電機(jī)會(huì)不停地加速，理論上電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將趨近于無(wú)限大，引起飛車(chē)，高速旋轉(zhuǎn)將會(huì)損壞機(jī)械設(shè)備。當(dāng)TL=TN時(shí)，由公式T=CTIa可知，由于磁通很小，要產(chǎn)生大的力矩拖動(dòng)負(fù)載，電動(dòng)機(jī)電流將會(huì)大大增加而嚴(yán)重過(guò)載，燒毀電機(jī)。9.一臺(tái)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，原來(lái)轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞，改為鑄鋁的。如果輸出同樣轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能有什么變化？答：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條由銅導(dǎo)條改為鑄鋁導(dǎo)條后，由于鋁的電阻率比銅的電阻率要大，相當(dāng)于增大了

26、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路的電阻。由三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路分析可知：當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻增大時(shí)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流將會(huì)減??；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大；最大轉(zhuǎn)矩不變；但臨界轉(zhuǎn)差率Sm將會(huì)增大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩和未換鑄鋁時(shí)的一樣沒(méi)有變化，由于轉(zhuǎn)子電阻增大，將會(huì)使穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率S增大；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降；同時(shí)，損耗在轉(zhuǎn)子上的銅耗增大；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)效率下降。故從長(zhǎng)期使用來(lái)說(shuō)，采用鑄鋁轉(zhuǎn)子的三相異步電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行是不經(jīng)濟(jì)的。10什么是交流伺服電動(dòng)機(jī)的自轉(zhuǎn)？交流伺服電動(dòng)機(jī)怎樣克服自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？答：當(dāng)交流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和控制繞組加上交流電壓后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)以后，去掉控制繞組上的控制電壓，伺服電動(dòng)機(jī)仍然轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象

27、叫做交流伺服電動(dòng)機(jī)的自轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)現(xiàn)象存在的原因是單相交流電動(dòng)機(jī)雖然沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但起動(dòng)起來(lái)后，就有電磁轉(zhuǎn)矩存在，在交流伺服電動(dòng)機(jī)中，采用增大轉(zhuǎn)子電阻的辦法來(lái)克服自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，即滿足的條件，此時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)在單相運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是負(fù)轉(zhuǎn)矩，即當(dāng)控制電壓沒(méi)有時(shí)，電動(dòng)機(jī)受到負(fù)轉(zhuǎn)矩而停止下來(lái)。11變壓器一、二次繞組之間沒(méi)有電路的聯(lián)接，為什么在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)電流加大或減小的同時(shí)，一次側(cè)電流也跟著加大或減?。?#160;答：雖然一、二次繞組之間沒(méi)有電路的直接連接，但它們共同鏈著同一個(gè)主磁通、負(fù)載運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)是一、二次繞組磁動(dòng)勢(shì)之和，當(dāng)變壓器主磁通不變時(shí)，不論負(fù)載大小如何，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)恒為N1Im不變，即有如下的磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系：因此二次側(cè)電流變化時(shí)，二次測(cè)磁動(dòng)勢(shì)改變。通過(guò)上面的磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系，一次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)也隨著改變了，也改變了。I2增大或減小，I1也隨之增大或減小。12電動(dòng)機(jī)的溫升、溫度以及環(huán)境溫度三者之間有什么關(guān)系？電機(jī)銘牌上的溫升值的含義是什么？答：電動(dòng)機(jī)的溫升與銅耗,鐵耗和機(jī)械損耗有關(guān)。電動(dòng)機(jī)銘牌上的溫升值其含義是電動(dòng)機(jī)絕緣許可的最高溫度（2分）。電動(dòng)機(jī)的溫升、溫度以及環(huán)境溫度三者之間是剛工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的溫度與周?chē)橘|(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，大量被電動(dòng)機(jī)吸收，因而溫度升高的較快。隨著電動(dòng)機(jī)溫度逐漸升高，被電